□陳 博 駱陽陽 張鮮花

藜科(Chenopodiaceae)是被子植物的大科之一，分布廣泛[1]。該科多數(shù)為一年生或多年生草本、稀灌木或小喬木，我國有38屬185種，其中新疆有36屬，約160余種，分布于新疆各草地類型草地，占我國藜科植物總屬數(shù)的95%，總種數(shù)的86%[2]。新疆5725.88萬hm2的天然草地中，以藜科植物為優(yōu)勢(shì)種的荒漠草地約2046.98萬hm2，占荒漠草地總面積79.13%，如沙漠中分布的各種固沙植物約200種，其中藜科植物種類及分布數(shù)量為最多。因此，藜科植物在荒漠中具有獨(dú)特的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值也尤為重要。且藜科植物中可用作家畜飼用的種類約28屬149種，占藜科植物總數(shù)的97.3%，在新疆冬季放牧場(chǎng)上的飼用價(jià)值地位不容低估[3]。

藜科植物分布廣泛，具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于其葉縮小甚至消失，莖或枝常變?yōu)榫G色，通常被水毛(呈粉粒狀)，或器官變成肉質(zhì)，無托葉。因此其不同種間形態(tài)學(xué)特征較為相似，在野外調(diào)查中難以分辨、鑒定。基于此，本研究以天山北坡荒漠草地藜科植物為研究對(duì)象，開展主要藜科植物電子信息采集工作，通過采集藜科植物實(shí)物標(biāo)本以及拍攝藜科植物圖片，構(gòu)建天山北坡荒漠草地藜科植物電子標(biāo)本庫，實(shí)現(xiàn)荒漠藜科植物電子化數(shù)據(jù)的更新查詢，為藜科植物的快速識(shí)別與查詢檢索提供有效的科學(xué)技術(shù)工具。同時(shí)，植物電子標(biāo)本庫可提供的豐富信息，不僅快速查找植物形態(tài)特征，還可以以多種方式對(duì)植物資源進(jìn)行快速鑒別，為藜科植物實(shí)驗(yàn)教學(xué)及野外調(diào)查鑒定起到一定的推動(dòng)作用[4]。

一、材料與方法

(一)研究區(qū)概況。研究區(qū)位于東經(jīng)79°53′～96°06′，北緯42°50′～46°12′的天山北坡平原荒漠和低山荒漠草地帶，東西綿延1,300km以上，寬度在30～300km，海拔范圍200～1,200m，研究區(qū)屬于典型的大陸性氣候，年均降水量在10～250mm，年均溫在-6.5°C～11°C。該地區(qū)受中緯度西風(fēng)帶的控制，來自大西洋和北冰洋的濕潤(rùn)氣流從西方或者西北方向吹入，受天山阻擋，使不同海拔高度、坡面、坡位接受的水、熱狀況不同從而形成了比較完整的山地植被垂直帶結(jié)構(gòu)和比較典型的植被類型[5～6]。隨海拔升高，自下而上依次形成了不同的草地類型，同時(shí)各草地類型以一定的幅度以及空間位置在相同海拔高度內(nèi)又形成不同草地類型復(fù)合結(jié)構(gòu)。其中草地類型主要為溫性荒漠類草地、溫性草原化荒漠類草地等，土壤基質(zhì)為礫砂質(zhì)、土質(zhì)及沙質(zhì)等[7～8]。

(二)采集方法。采用樣帶和樣地調(diào)查相結(jié)合的方法，對(duì)研究區(qū)形成點(diǎn)、線、面的調(diào)查覆蓋，開展區(qū)域內(nèi)藜科植物的標(biāo)本采集工作。在預(yù)先設(shè)定好的調(diào)查樣帶上，依據(jù)植被類型、可達(dá)性、地形和地勢(shì)，按等間距進(jìn)行樣地設(shè)置并選擇典型藜科植物分布區(qū)域?yàn)榈湫筒杉瘶狱c(diǎn)，對(duì)每個(gè)調(diào)查草地按照優(yōu)勢(shì)種、建群種、偶見種等進(jìn)行采集，記錄所采集藜科植物的科、屬、種及生境信息。同時(shí)采用佳能5D4單反相機(jī)配合微距鏡頭(3,170萬像素)，在植物的花期按照整體到局部的拍攝要求，對(duì)完整植株及其背景、植株構(gòu)件包括花、果實(shí)、種子、葉片、莖干、根等器官多角度拍攝，并記錄每種植物的生境信息，同時(shí)挖取健康、完整的單株，每個(gè)樣地采集1～3株，進(jìn)行實(shí)物標(biāo)本的制作。

(三)電子標(biāo)本庫的建立。第一，在不同生境下拍攝的藜科植物典型標(biāo)本圖片，通過軟件統(tǒng)一處理成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，對(duì)不同圖片進(jìn)行文字描述包括科、屬、種、形態(tài)特征、生物學(xué)特性、地理分布等相關(guān)信息的擴(kuò)展與補(bǔ)充。第二，圖片歸檔分為兩級(jí)，第一級(jí)按照不同屬圖片進(jìn)行分類，第二級(jí)，將對(duì)應(yīng)屬植物按照根、莖、葉、花、果實(shí)、種子依次進(jìn)行歸檔，將制作好的圖片存儲(chǔ)為統(tǒng)一格式，放入電子標(biāo)本庫中。以梭梭為例，見圖1。

圖1 梭梭電子標(biāo)本采集圖

二、電子標(biāo)本庫的應(yīng)用

通過建立微信公眾號(hào)，將藜科植物電子標(biāo)本庫導(dǎo)入微信小程序中，同時(shí)嵌入形色識(shí)花等程序，詳見圖2，分別可實(shí)現(xiàn)往期文章瀏覽，植物在線識(shí)別等功能。

圖2 藜科植物電子標(biāo)本庫的建立和應(yīng)用

該系統(tǒng)模塊包括往期回顧、植物識(shí)別和學(xué)習(xí)資源三大模塊。其中往期回顧主要推送有關(guān)藜科植物各個(gè)植物種的介紹，讓使用者可以隨時(shí)隨地根據(jù)自身需求尋找往期電子標(biāo)本庫已經(jīng)錄入的植物信息，在時(shí)間和空間上舒化了使用者的使用感受；植物識(shí)別模塊是通過對(duì)植物進(jìn)行拍照，由系統(tǒng)進(jìn)行植物種類的識(shí)別，實(shí)現(xiàn)藜科植物電子信息快速查詢與檢索，使植物識(shí)別與植物信息查詢之間的銜接更加連貫便捷；學(xué)習(xí)資源模塊提供一些有關(guān)植物應(yīng)用方面的知識(shí)鏈接，使人們獲得與植物相關(guān)的其他應(yīng)用知識(shí)。

三、結(jié)語

傳統(tǒng)實(shí)物標(biāo)本具有許多局限性：如植物的分布具有地域性，部分植物只在特定的地區(qū)生長(zhǎng)，加之一些植物活性較低，導(dǎo)致許多實(shí)物標(biāo)本很難獲取，其次標(biāo)本長(zhǎng)時(shí)間保存會(huì)出現(xiàn)色彩失真、標(biāo)本破損等問題，如鹽爪爪其先端圓頓或呈乳頭狀突起[9]，但植物標(biāo)本因枯敗皺縮較難體現(xiàn)這些特征，而電子標(biāo)本具有明顯的上述特征(見圖3)。同時(shí)，受標(biāo)本室空間限制，許多植物只能陳列其典型代表，生長(zhǎng)過程不能完整體現(xiàn)，這就導(dǎo)致了植物信息的片面短缺，使觀察者無法得到良好全面的植物信息，而電子標(biāo)本庫能完全解決上述問題，同時(shí)提高了使用者的工作效率，實(shí)現(xiàn)了資源共享的學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供了一個(gè)跨越時(shí)間與空間的資源數(shù)據(jù)庫。

圖3 鹽爪爪電子標(biāo)本及實(shí)物標(biāo)本

電子標(biāo)本庫可以非常直觀地看到藜科植物的每一個(gè)生長(zhǎng)階段，將藜科植物的信息更加生動(dòng)形象地展現(xiàn)出來，相對(duì)實(shí)物標(biāo)本，電子標(biāo)本庫內(nèi)容更加系統(tǒng)、全面，查找圖片方便快捷，同時(shí)可以通過對(duì)圖片的放大縮小對(duì)較為細(xì)微的局部進(jìn)行對(duì)比，并且還可以不斷更新、充實(shí)。

藜科植物電子標(biāo)本庫的建立在時(shí)間和空間上大大擴(kuò)展了人們了解和認(rèn)識(shí)藜科植物的范圍，使人們可以利用計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備本地或遠(yuǎn)程進(jìn)行隨時(shí)隨地的查閱和了解，從而提高了對(duì)藜科植物的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣，并且電子標(biāo)本庫可以持續(xù)收集資料完善內(nèi)容，不斷擴(kuò)大適用。