薛濤濤，謝廣龍，吳小平*，陳軍

1. 南昌大學生命科學學院，江西 南昌 330031 2. 中國科學院動物研究所，北京 100190

引言

淡水蚌類是指軟體動物門 (Mollusca) 雙殼綱(Bivalvia) 蚌目 (Unionoida) 的物種。它們廣泛分布于世界各地除南極洲以外的江河、溪流、湖泊和池塘等淡水水域[1-2]是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，其生物量和密度經(jīng)常在底棲動物中往往占有優(yōu)勢[1]。淡水蚌類在水質(zhì)凈化、營養(yǎng)循環(huán)、食物網(wǎng)、棲息地結(jié)構(gòu)中也扮演著十分重要的角色[3-4]。

目前認為世界上有 800 余種淡水蚌類，隸屬 6科 161 屬，但具體有效物種數(shù)仍存在一定爭議[2,5]。我國幅員遼闊，境內(nèi)江河、湖泊、水庫眾多，具有復雜的生境異質(zhì)性，孕育了豐富的淡水蚌類資源，是世界淡水蚌類的主要集中分布區(qū)之一[6,7]。我國對于淡水蚌類的研究有著較為久遠的歷史，但關(guān)于我國蚌類分類的研究多依據(jù)貝殼的形態(tài)特征，且描述簡單，由于貝殼的形態(tài)可塑性大，加之許多模式標本散失在國外，往往導致當代分類學研究存在一定的困難。之前 Heude 描述和整理記錄了中國淡水蚌 140 余種，但對于具體有多少有效種目前仍未有定論。近幾十年，我國淡水蚌類分類研究取得了一定的進展，主要以林振濤、張璽、劉月英、吳小平等為主要代表，他們發(fā)現(xiàn)和描述了一些新種和新紀錄種，對部分類群進行了修訂，同物異名和異物同名進一步澄清，厘訂了一些疑問類群[8-10]。此外，林振濤，張璽，劉月英經(jīng)過對我國淡水貝類進行大量區(qū)系調(diào)查和初步整理，出版了《中國經(jīng)濟動物志-淡水軟體動物》，記錄了經(jīng)濟價值較高的中國淡水蚌 43 種，這是我國現(xiàn)在對淡水蚌科物種進行研究、鑒定的核心資料[11]，但總的分類資料仍比較匱乏。

此外，涉及中國蚌科物種相關(guān)信息的數(shù)據(jù)相對零散，數(shù)據(jù)查詢手段繁瑣，數(shù)據(jù)更新相對滯后，難以適應當前科研需要。數(shù)據(jù)庫是近年來發(fā)展最為迅速的計算機技術(shù)領(lǐng)域之一，被廣泛用于文化教育、科學研究、人工養(yǎng)殖等領(lǐng)域。在短短的幾十年時間里，已經(jīng)形成了堅實的理論基礎(chǔ)和廣泛的應用領(lǐng)域，引起了越來越多研究者的關(guān)注[12]。構(gòu)建和開發(fā)物種數(shù)據(jù)庫及其信息管理系統(tǒng)是生物多樣性信息系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分[13-16]，也是全國乃至全球生物多樣性信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的必要補充，可為處理繁雜的動物分類信息提供高效的手段。

多年來國外已經(jīng)呈現(xiàn)了許多物種信息的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，諸如“USDA National Plants Database and Projects(美國農(nóng)業(yè)部國家植物數(shù)據(jù)庫和規(guī)劃)”，“Invaders Database System (美國東北部外來植物數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))”、“Gymnosperm Database (德國裸子植物數(shù)據(jù)庫)”、“American Indian Ethnobotany Database (美國印地安民族植物學數(shù)據(jù)庫)”、“Prairie Source Database (野花數(shù)據(jù)庫)”、“Orchid Database (蘭花數(shù)據(jù)庫)”等[17]。當然，隨著計算機在我國的普及和大量使用，國內(nèi)也相繼建成了各種類型的數(shù)據(jù)庫，目前約有 300 多個。例如，中國生物學文獻數(shù)據(jù)庫、中國微生物資源數(shù)據(jù)庫、中國珍稀瀕危植物數(shù)據(jù)庫等，有的數(shù)據(jù)庫已開展了相應的服務工作[12]。

關(guān)于淡水蚌類的數(shù)據(jù)庫最為常見的則為美國貝類學家 Graf 和 Cummings 建立的 http://musselproject.uwsp.edu/，其中收錄了來自世界各地的淡水蚌類，為世界淡水蚌類的研究提供了很大的幫助[18]，但其中對于蚌的介紹尤其對中國淡水蚌的描述還不夠詳細、完整。一直以來，中國蚌科分類相關(guān)資料都較為缺乏，一些物種鑒定較為困難。由于中國蚌科許多物種的記述早期多為外國學者所為，其模式標本的相關(guān)資料 (采集地點、保存地點等) 也未系統(tǒng)整理，描述也比較簡單。與其相關(guān)的數(shù)字化、公開資源更是少之又少，現(xiàn)有的數(shù)字化資源也沒有對中國蚌科物種的描述資料，更沒有一個關(guān)于中國蚌科物種的專項數(shù)據(jù)庫。盡管近幾年來，我們參與了國家標本資源共享平臺建設(shè)，但關(guān)于中國蚌科物種的相關(guān)信息仍需進一步完善，以便更好實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享，發(fā)揮科研數(shù)據(jù)的最大功能，為蚌科物種的研究和保護服務。

目前，無論是世界還是中國的淡水蚌類都面臨著十分嚴峻的瀕危形勢，隨著時間的推移，這一形勢會愈加嚴峻。要想很好地保護、管理和研究淡水蚌，必須對每一種蚌有一個準確的認識，而建立中國蚌科數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為實現(xiàn)這一目標提供了很大的幫助。鑒于此，構(gòu)建中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫的主要目標為：系統(tǒng)收集、完善、整理中國蚌科物種信息，構(gòu)建中國蚌科物種描述和鑒定專項數(shù)據(jù)庫，通過國家標本資源共享平臺對外開放和展示，服務于廣大科技人員和普通公眾，為淡水蚌類的研究，保護和管理提供一定的理論指導。

1 數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

1.1 模式標本整理

利用中國科學院動物研究所博物館標本和申請者已有的數(shù)據(jù)庫資料，檢視保存的模式標本，對目前保存的中國蚌科 80 余種的蚌類模式標本進行系統(tǒng)整理，包括標本采集地點、標本號、保存地點、文字描述與照片等，然后將其錄入數(shù)據(jù)庫。

1.2 物種信息整理

一直以來，中國蚌科分類缺乏系統(tǒng)整理。由于缺少詳細、最新的資料，一些研究者和愛好者在蚌科物種鑒定、分類時有較大困難，一些外殼形態(tài)較為相似的物種很難對其進行準確的鑒定，物種有效性存在爭議，因此我們結(jié)合了已有的標本和新的研究成果對中國蚌科物種進行復核和重新描述，提供更全面的物種信息，包括物種名稱、形態(tài)特征、生物學資料、地理分布、經(jīng)濟意義和照片等。

1.3 專項數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

目前，國內(nèi)與蚌科物種相關(guān)的數(shù)字化資源十分匱乏，許多重要的相關(guān)數(shù)據(jù)信息未能完成有效共享，不能更好地為研究者和公眾服務。我們通過構(gòu)建中國蚌科物種描述和鑒定專項數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)中國蚌科物種共享數(shù)據(jù)的有機管理，對公眾進行展示及服務，并不斷補充更新，充實平臺數(shù)據(jù)的量，發(fā)揮“大數(shù)據(jù)”的服務作用。

2 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方案

(1) 查閱相關(guān)文獻資料并結(jié)合模式標本及實驗室所采標本，收集中國蚌科物種的相關(guān)信息 (物種名稱、形態(tài)特征、生物學特性、地理分布和經(jīng)濟意義等)；拍照每一物種貝殼不同角度的高清照片 5 張；此外，還需對一些沒有找到或者稀缺標本進行野外采集。

(2) 認真篩選和整理相關(guān)信息，對檢查合格的成果數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和入庫，并對入庫后的數(shù)據(jù)進行交叉檢查，形成最終成果數(shù)據(jù)；

(3) 以相關(guān)技術(shù)標準及標本資源共享平臺相關(guān)技術(shù)規(guī)范為建庫依據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡等信息技術(shù)手段，對數(shù)據(jù)庫頁面進行規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)，然后依托 NSII (國家標本資源共享平臺) 或其他相關(guān)平臺的數(shù)據(jù)庫服務器，將共享數(shù)據(jù)存放至其信息資源管理中心；

(4) 共用依托的信息資源管理中心的網(wǎng)絡資源、周邊設(shè)備和專業(yè)化的運行維護人員及服務，首先對數(shù)據(jù)庫進行調(diào)試、試運行，然后對公眾開放。提供數(shù)據(jù)內(nèi)容的瀏覽、展現(xiàn)、查詢等功能，并進行定時更新、維護和管理。同時，在 NSII 平臺、博物館數(shù)據(jù)平臺等支持下，實現(xiàn)中國蚌科物種描述和鑒定專項數(shù)據(jù)庫的推廣。

3 數(shù)據(jù)庫的特點

數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)資料的存儲結(jié)構(gòu)，是按照一定的數(shù)據(jù)模型集合在一起的。中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫包括多個部分：物種名稱、形態(tài)特征、生物學特性、地理分布、經(jīng)濟意義和模式標本所在地等 (見圖 1)；每個物種還附有清晰的多角度照片 (示例見圖 2)。中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫是生物多樣性信息系統(tǒng)的重要組成部分。建立一個滿足廣大科研工作者、興趣愛好者需求的、行之有效的物種信息系統(tǒng)，將成為生物多樣性保護、研究及資源可持續(xù)利用決策的重要依據(jù)和手段。數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)不僅可以作為廣大科研工作者的重要資料平臺，而且可直接用于生物多樣性及自然保護部門的決策支持，還與生物生產(chǎn)各部門、自然資源管理開發(fā)部門密切相關(guān)。很多與中國蚌科物種相關(guān)的研究論文分散登載于國內(nèi)外眾多期刊中，尚有難以統(tǒng)計的當?shù)厣⒋嬗诟鱾€部門和個人的一些珍貴資料。通過數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建可以將這些重要資料收集整理，以提高數(shù)據(jù)的規(guī)范性和共享性，充分發(fā)揮珍貴物種數(shù)據(jù)信息的社會效益。

圖1 中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫內(nèi)容構(gòu)架圖Fig. 1 The structure diagram of contents of Chinese Uninoida species database

圖2 中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫內(nèi)容示例Fig. 2 Anexample of the contents of Chinese Uninoida species database

中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫主要以 Heude 的 11 屬 82 種模式標本為基礎(chǔ)，結(jié)合其他研究者及本實驗室的研究成果，將已鑒定的當前或歷史上分布在我國的淡水蚌科物種的基本信息匯集起來，為相關(guān)專業(yè)人員以及其它淡水蚌類愛好者提供具體資料。經(jīng)過本實驗室多年來對江西鄱陽湖、湖南洞庭湖、江蘇太湖、江西贛江等多個水域淡水蚌科物種的調(diào)查，已經(jīng)向中國科學院動物研究所博物館提交標本 8000 余號，照片 1000 余張，加上最近采集及實驗室保存的標本，總數(shù)已達10000 余號，隸屬于 17 屬 60 余種，其中包含中國特有種 17 屬 50 余種[7]。但是，還有很多物種標本資料需要我們?nèi)ゲ杉?，筆者基于本實驗室多年來積累的標本及文獻資料，在從事淡水蚌類研究中，參考國內(nèi)相關(guān)研究的文獻資料，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立了中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫，并擬將數(shù)據(jù)庫服務于大眾，試圖為中國蚌科生物多樣性信息系統(tǒng)建設(shè)做出有益的嘗試，進一步為淡水蚌類的研究及保護決策提供更加便捷的服務。目前，數(shù)據(jù)庫中的中國部分蚌科物種的基本信息的部分數(shù)據(jù)已經(jīng)上網(wǎng)，可以根據(jù)動物的分類階元，如屬名、種名、地理分布等，查詢動物的基本信息進行查詢。

總結(jié)中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫的特點，主要有以下幾點：

(1) 完整性：該數(shù)據(jù)庫通過研究者實驗室積累的大量標本、資料，結(jié)合 Heude、Hass、劉月英、吳小平等眾多國內(nèi)外學者的研究資料，對中國蚌科物種進行了較為完整的整合；

(2) 時效性；該數(shù)據(jù)庫整合、錄入的多為關(guān)于中國蚌科物種的最新資料信息；

(3) 專業(yè)性：該數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建基于我國資深貝類學家吳小平教授及其團隊多年來積累的大量重要資料，并結(jié)合該領(lǐng)域最權(quán)威的相關(guān)資料來完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建；

(4) 便捷性：由于數(shù)據(jù)庫以互聯(lián)網(wǎng)為載體，所以用戶只需通過互聯(lián)網(wǎng)便可輕松、方便查詢、獲得相關(guān)資料；而且數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站設(shè)計簡潔，用戶只需通過輸入種名、屬名、地理分布等便可獲得自己想要的資料；

(5) 共享性：該數(shù)據(jù)庫的建立最大的特點就是將中國蚌科物種的相關(guān)信息通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務于廣大科研工作者、興趣愛好者，完成科研資源的共享；

(6) 更新性：由于數(shù)據(jù)庫會不斷進行維護與更新，我們會將后續(xù)關(guān)于中國蚌科物種的更新信息 (比如新種或新記錄種的發(fā)現(xiàn)、分類階元的變動等) 及時錄入至數(shù)據(jù)庫。

4 數(shù)據(jù)庫的應用價值

雖然，之前已經(jīng)有很多貝類學家對淡水蚌類進行了大量研究，但是關(guān)于中國蚌科物種的記錄當中仍然存在了大量的同物異名現(xiàn)象，加上一些資料較為久遠，部分物種原始標本或已流失海外或已丟失，致使無法進行準確判斷、爭議很大，比如無齒蚌屬、麗蚌屬物種的鑒定等等。而數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建則可以對這些問題提供巨大、有效的幫助。中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫是中國動物數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。數(shù)據(jù)庫最終預計可提交中國蚌科 120 個左右物種的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而完成對中國蚌科物種信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)，并參照 NSII 已有子平臺，建設(shè)在線內(nèi)容管理系統(tǒng)，在設(shè)計好該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)后，直接將以前保存資料的電子表格文件數(shù)據(jù)導入本數(shù)據(jù)庫，待系統(tǒng)建成后，首先在 NSII 平臺試運營，使科研工作者或者普通大眾對淡水蚌類的研究更加方便，解決了資料歸納整理、裝訂歸檔等工作費時費力的問題，更重要的是簡化了資料的查詢，工作人員能方便迅速地查詢到所需的資料，實現(xiàn)資源共享，最大限度地利用中國蚌科物種的研究資源。

動物物種是研究生物資源和物種多樣性的重要組成部分，中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫應用的目標在于：a) 確定中國已鑒定的淡水蚌科物種名錄，表明動物物種存在與否，直接提供動物物種的地理分布、棲息地分布等信息，這是進行其他分析的基礎(chǔ)；b) 可直接利用物種數(shù)據(jù)進行區(qū)域范圍物種多樣性特征的分析和比較，確定特有性集中地區(qū)和物種高度豐富地區(qū)，這些知識對制定保護決策甚為重要；c) 這些數(shù)據(jù)可以作為高校、科研機構(gòu)等用來教學、研究的重要的基礎(chǔ)資料；d) 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容直接反映人們對中國蚌科物種類認識的深入程度。作為科學數(shù)據(jù)庫的專業(yè)庫之一，我們希望中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫未來可以應用到科研單位、教育系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水產(chǎn)等廣泛領(lǐng)域。比如有關(guān)部門的執(zhí)法人員可以通過數(shù)據(jù)庫進一步學習、了解豐富、瀕危的淡水蚌類資源，識別繁多的珍稀淡水蚌的保護種類，有效地開展蚌科物種的保護工作；同時也為了向廣大人民群眾、國內(nèi)外同行宣傳中國淡水蚌科物種珍稀動物狀況，普及野生動物保護知識，使人們自覺保護瀕危動物。中國是世界淡水蚌類的分布中心，擁有豐富的淡水蚌類資源，且特有性較高，建立中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫不僅是對蚌科物種分布格局的歷史記錄，也是為將來研究物種分布、形成，探討動物地理提供一定的依據(jù)。

5 總結(jié)

在當今互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的時代，將科研數(shù)據(jù)電子化，使人們可以完成彼此資源的交換與共享，將科研成果效益最大化顯得尤為重要。我們構(gòu)建的中國蚌科物種數(shù)據(jù)庫可以在科研、教育、水產(chǎn)等方面發(fā)揮很好的作用。此外，為了該數(shù)據(jù)庫更好地應用服務于科研等方面，本數(shù)據(jù)庫會盡可能包含更多甚至所有的已知在中國分布的蚌科物種信息，并需要隨時關(guān)注動物分類學及其他方面研究的動向，使數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)上不斷更新和豐富，提高其生命力和自身的應用價值，并且在不遠的將來將單純的物種數(shù)據(jù)庫變成一個集分類、解剖、分子、生態(tài)等為一體的綜合性數(shù)據(jù)庫，從而使數(shù)據(jù)庫在信息含量及功能上適應和滿足用戶在信息時代對信息高層次的需求，使人們對蚌科物種的研究規(guī)范而快捷。

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