冼曉青， 陳 宏， 趙 健， 萬(wàn)方浩＊

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京 100193；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，福州 350013）

隨著人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然界影響的日益加劇，生物入侵已成為全球關(guān)注的問(wèn)題。它不僅改變了生物的原有地理分布和自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。入侵物種經(jīng)常形成廣泛的生物污染，危及土著群落的生物多樣性并影響生產(chǎn)生活，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失［1］。數(shù)據(jù)集成是研究生物入侵的基礎(chǔ)，對(duì)追蹤物種入侵的歷史，分析入侵種擴(kuò)散規(guī)律，預(yù)測(cè)某一類(lèi)群生物的入侵可能性，具有不可忽視的作用，也為入侵的預(yù)警提供大量必要的信息［2］。建立外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)是其數(shù)據(jù)集成的一種方式，它可以及時(shí)地將入侵物種信息提供給相關(guān)機(jī)構(gòu)、口岸、植檢部門(mén)、科研單位和行政管理人員，便于他們及時(shí)掌握外來(lái)入侵物種的動(dòng)態(tài)；在生物入侵?jǐn)?shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，尋找入侵生物的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并以此探索入侵的機(jī)制，或建立模型預(yù)測(cè)其可能的風(fēng)險(xiǎn)，以便制定相應(yīng)的法規(guī)和采取有效的措施預(yù)防和控制外來(lái)物種的入侵［2］。

國(guó)際上關(guān)注生物入侵研究已有100多年的歷史，但直到20世紀(jì)80年代才引起人們的關(guān)注［3］。各研究機(jī)構(gòu)和政府部門(mén)建立外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)在1990年之后才開(kāi)始的。1991年，美國(guó)農(nóng)業(yè)動(dòng)植物健康檢查服務(wù)局（USDA－APHIS）建立了入侵生物信息管理系統(tǒng)，其中包括植物害蟲(chóng)、有害雜草和北美外來(lái)節(jié)肢動(dòng)物三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。1997年，國(guó)際科聯(lián)環(huán)境科學(xué)問(wèn)題委員會(huì)（SCOPE）、世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同發(fā)起了全球入侵物種計(jì)劃（GISP）。在該計(jì)劃的支持下，IUCN入侵物種專(zhuān)家組（ISSG）建立了第一個(gè)專(zhuān)業(yè)的全球生物入侵?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)（Global Invasive Species Database）。該數(shù)據(jù)庫(kù)以威脅生物多樣性的入侵種為焦點(diǎn)，包括了微生物、動(dòng)物和植物的所有類(lèi)群。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包括物種的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性，本地和外來(lái)種的分布范圍、參考書(shū)目、聯(lián)系方法、鏈接和圖像等。此后，美國(guó)、加拿大、澳大利亞、新西蘭等國(guó)家和組織陸續(xù)開(kāi)發(fā)了入侵物種數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，如歐洲外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)（Delivering Alien Invasive Species Inventories for Europe）、國(guó)際應(yīng)用生物科學(xué)中心（CABI）的入侵物種大全（Invasive Species Compendium）。

自2001年國(guó)內(nèi)第一個(gè)專(zhuān)業(yè)生物入侵網(wǎng)站“中國(guó)生物入侵網(wǎng)”建立以來(lái)［4－5］，我國(guó)研究人員也開(kāi)發(fā)了許多外來(lái)物種的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。根據(jù)信息系統(tǒng)公布的表現(xiàn)形式可分為以下三類(lèi)：一是以域名正式對(duì)外公開(kāi)的網(wǎng)站，如以綜合類(lèi)入侵物種為對(duì)象的中國(guó)農(nóng)業(yè)有害生物信息系統(tǒng)、中國(guó)外來(lái)海洋生物物種基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)［6］、中國(guó)外來(lái)入侵植物信息系統(tǒng)、環(huán)保部外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)［7］；以特定物種或某類(lèi)入侵物種為對(duì)象的蘋(píng)果蠹蛾防控信息網(wǎng)、實(shí)蠅預(yù)警系統(tǒng)、中國(guó)薊馬網(wǎng)、植物入侵防控及利用技術(shù)研究與示范。二是以科技論文形式發(fā)表的信息系統(tǒng)，如中國(guó)外來(lái)樹(shù)種信息庫(kù)［8］、城市綠地外來(lái)潛在危險(xiǎn)性有害生物數(shù)據(jù)庫(kù)［9］、山東省外來(lái)物種數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)［10］、云南省外來(lái)入侵生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)［11］、武漢市外來(lái)物種入侵風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警網(wǎng)［12］、江蘇省重要外來(lái)有害生物管理信息系統(tǒng)［13］、外來(lái)生物入侵預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)［14］、外來(lái)有害生物定量風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng)［15］、農(nóng)作物外來(lái)有害生物地理信息系統(tǒng)［16］。三是已獲得軟件著作權(quán)登記的信息系統(tǒng)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，有16項(xiàng)已獲得軟件著作權(quán)的信息系統(tǒng)與外來(lái)物種有關(guān)，如外來(lái)生物災(zāi)害知識(shí)應(yīng)急管理系統(tǒng)（登記號(hào)2012SR071591）、外來(lái)有害生物防控?cái)?shù)字實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)軟件（登記號(hào)2012SR099072）。

我國(guó)的生物入侵研究正處于快速發(fā)展階段，入侵物種數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的建設(shè)在整體上與國(guó)際水平還有一定的差距。這些入侵物種信息系統(tǒng)不僅包含的入侵物種種類(lèi)不全、數(shù)量少，而且物種的基礎(chǔ)信息內(nèi)容不完整；系統(tǒng)的功能只能滿足特定人員使用，導(dǎo)致推廣應(yīng)用十分困難。針對(duì)上述不足，項(xiàng)目組在十余年的入侵物種資料收集和野外考察的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋我國(guó)外來(lái)入侵物種的所有種類(lèi)（動(dòng)物、植物和微生物），將成為國(guó)內(nèi)入侵物種種類(lèi)最齊全、信息量最大的信息系統(tǒng)，為外來(lái)入侵物種的早期預(yù)警和檢測(cè)監(jiān)測(cè)提供網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)。目前，該平臺(tái)以域名www.chinaias.cn正式對(duì)外開(kāi)放。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)的功能

中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)信息化平臺(tái)根據(jù)系統(tǒng)軟件的功能劃分為：中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、中國(guó)外來(lái)入侵物種地理分布信息系統(tǒng)、外來(lái)入侵物種野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、外來(lái)入侵物種安全性評(píng)價(jià)系統(tǒng)、中國(guó)主要外來(lái)入侵昆蟲(chóng)DNA條形碼識(shí)別系統(tǒng)和中國(guó)重大外來(lái)入侵昆蟲(chóng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)外來(lái)入侵物種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、野外考察數(shù)據(jù)和入侵物種圖片影像等多媒體數(shù)據(jù)的管理和發(fā)布，為科研部門(mén)和公共用戶提供外來(lái)入侵物種信息交流和科普宣傳的信息化平臺(tái)；外來(lái)入侵物種地理分布信息系統(tǒng)是運(yùn)用GIS技術(shù)強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理和分析能力，實(shí)現(xiàn)外來(lái)入侵物種野外考察數(shù)據(jù)的空間分布展示，為外來(lái)入侵物種監(jiān)測(cè)和防控提供依據(jù)；外來(lái)入侵物種野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是在移動(dòng)智能終端設(shè)備上開(kāi)發(fā)的信息化野外調(diào)查工具，系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)上傳等功能，提高了野外考察的工作效率；外來(lái)入侵物種安全性評(píng)價(jià)系統(tǒng)利用信息化技術(shù)手段構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)及用戶交互式安全性評(píng)價(jià)模型，安全性評(píng)價(jià)結(jié)果為制定入侵生物的管理措施提供決策支持服務(wù)；中國(guó)主要外來(lái)入侵昆蟲(chóng)DNA條碼識(shí)別系統(tǒng)是基于Blast DNA比對(duì)模型框架開(kāi)發(fā)的針對(duì)我國(guó)難以識(shí)別的外來(lái)入侵昆蟲(chóng)種類(lèi)的DNA條碼對(duì)比系統(tǒng)，為科研人員提供DNA條碼比對(duì)、條碼信息管理和共享的信息服務(wù)平臺(tái)；中國(guó)重大外來(lái)入侵昆蟲(chóng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)組成，系統(tǒng)為入侵昆蟲(chóng)遠(yuǎn)程監(jiān)控構(gòu)筑的信息自動(dòng)采集網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)庫(kù)的功能體系如圖1所示。

圖1 中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)的功能框架Fig.1 Functions of the database of invasive alien species in China

2 數(shù)據(jù)庫(kù)的總體架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目總體架構(gòu)由數(shù)據(jù)庫(kù)集群、數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口、業(yè)務(wù)化信息服務(wù)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用服務(wù)5個(gè)部分組成?？傮w架構(gòu)如圖2所示。

圖2 中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)的總體架構(gòu)Fig.2 The framework of the database of invasive alien species in China

3 系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)路線

系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程涉及外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)資源建設(shè)、外來(lái)入侵物種野外調(diào)查、外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件建設(shè)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件應(yīng)用等步驟。每個(gè)系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容又包含了許多具體的研究和實(shí)施內(nèi)容。每個(gè)實(shí)施步驟前后銜接，相互支撐，為系統(tǒng)研發(fā)的順利開(kāi)展提供保障。具體實(shí)施路線如圖3所示。

4 硬件環(huán)境建設(shè)

為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，專(zhuān)門(mén)采購(gòu)獨(dú)立的服務(wù)器用于系統(tǒng)的部署。服務(wù)器采用DELLTMPowerEdge?R710機(jī)架安裝服務(wù)器，Intel（R）四核E5506 Xeon?CPU，2.13GHz，4M 高速緩存，QPI達(dá)4.86 GT／秒，4 GB （2×2 GB）1333 MHz雙 列UDIMM內(nèi)存，用于1個(gè)處理器的配置，500 GB 7.2k RPM近線6 Gbps SAS 3.5英寸熱插拔硬盤(pán)。

5 系統(tǒng)的建設(shè)

5.1 數(shù)據(jù)資源建設(shè)

外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)資源建設(shè)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心，它為各個(gè)信息化軟件系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)庫(kù)包括物種基本調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、物種相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)家資料數(shù)據(jù)庫(kù)和科研成果數(shù)據(jù)庫(kù)等。中國(guó)外來(lái)入侵物種信息庫(kù)累計(jì)收錄了我國(guó)500多種外來(lái)物種基本信息、200多種外來(lái)入侵物種野外考察信息、40多種檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)、20多種生物防治技術(shù)和70多種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息。物種基本信息包括物種的名稱(chēng)、分類(lèi)地位、國(guó)內(nèi)外分布、主要危害、突出案例、首次發(fā)現(xiàn)或引入的地點(diǎn)及時(shí)間、原產(chǎn)地、傳入途徑、擴(kuò)散途徑、生境類(lèi)型、鑒別特征、生物學(xué)特性、可能擴(kuò)散的區(qū)域、預(yù)防、控制和管理措施，以及參考文獻(xiàn)等。外來(lái)入侵物種調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括調(diào)查地點(diǎn)信息表、問(wèn)卷調(diào)查表、物種排查表、植物普查表、植物樣方表、病害普查表、病害標(biāo)地表、動(dòng)物普查表、動(dòng)物標(biāo)地調(diào)查表、安全 性評(píng)估表、標(biāo)本信息表、影像信息表和考察路線表［17］。

圖3 中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)路線Fig.3 The technical route of the database of invasive alien species in China

5.2 子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與功能

5.2.1 中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

系統(tǒng)采用B／S構(gòu)架，可避免客戶端PC設(shè)備存在的各種差異，讓數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)發(fā)揮最大的社會(huì)效益；采用ADO.NET技術(shù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。該技術(shù)可以方便地連接數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)用戶屏蔽了異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的差異，用戶不需要了解不同數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的差異就可以方便地取得需要的數(shù)據(jù)；連接數(shù)據(jù)庫(kù)后，將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入DataSet對(duì)象，在DataSet對(duì)象中就可對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行各種操作，而且DataSet對(duì)象本身也可遠(yuǎn)程傳遞，不依賴(lài)與數(shù)據(jù)庫(kù)的獨(dú)立數(shù)據(jù)集合，斷開(kāi)數(shù)據(jù)鏈路或者關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)依然可用。

系統(tǒng)可進(jìn)行精確查詢和模糊查詢。查詢條件包括物種名稱(chēng)（中文名稱(chēng)／拉丁學(xué)名）、分類(lèi)地位（門(mén)／綱／目／科／屬）、棲息地類(lèi)型、入侵時(shí)間、國(guó)內(nèi)分布。用戶輸入查詢條件后，系統(tǒng)以表單的形式返回查詢結(jié)果。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以外來(lái)入侵物種名稱(chēng)為起點(diǎn)，查詢和顯示特定外來(lái)入侵物種相關(guān)的所有資料（文字／圖片／影像等），其中包括物種排查記錄、問(wèn)卷調(diào)查記錄、普查記錄、標(biāo)本信息、相關(guān)專(zhuān)家和文獻(xiàn)資料。系統(tǒng)中可自定義外來(lái)入侵物種顯示的方式（包括排序字段、排列方式、列表顯示方式等）。

5.2.2 中國(guó)外來(lái)入侵物種地理分布信息系統(tǒng)

系統(tǒng)以ArcGIS Server為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將Web技術(shù)同GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢技術(shù)有機(jī)地結(jié)合與集成。系統(tǒng)通過(guò)Web訪問(wèn)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)提供的基本圖層信息，然后通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢技術(shù)將WebGIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)和外來(lái)入侵物種信息數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合起來(lái)，經(jīng)過(guò)分析處理，結(jié)合形成有外來(lái)入侵物種的分布信息的圖層數(shù)據(jù)并返回顯示。實(shí)現(xiàn)了基于空間框架的外來(lái)入侵物種信息查詢和顯示，同時(shí)保證了在不同的瀏覽器平臺(tái)上的良好兼容性。

地理分布信息系統(tǒng)由地圖操作模塊、地圖圖層控制模塊、入侵物種分布模塊、物種問(wèn)卷排查模塊、物種普查模塊和歷史入侵物種模塊組成。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)顯示、地圖瀏覽操作、專(zhuān)題圖顯示、基于屬性數(shù)據(jù)和空間位置的查詢、專(zhuān)題地圖輸出（如入侵物種問(wèn)卷排查、普查和歷史分布的查詢與顯示；省級(jí)行政區(qū)劃的入侵物種種類(lèi)統(tǒng)計(jì)）。

5.2.3 外來(lái)入侵物種野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對(duì)傳統(tǒng)野外考察工作中存在的卡片填寫(xiě)工作量較大且不容易定位，對(duì)采集數(shù)據(jù)完整性得不到及時(shí)有效控制，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)錄入工作量大，數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率高等問(wèn)題，利用PDA（Personal Digital Assistant）—個(gè)人數(shù)字助理具有體積小、耗電少、存儲(chǔ)容量大、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)的基于PDA的外來(lái)入侵物種野外數(shù)據(jù)采集工具。

系統(tǒng)采用C／S結(jié)構(gòu)。PDA（或具有同等功能的智能手機(jī)）作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)客戶端的支持平臺(tái)，集成了前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、SQLServerCE數(shù)據(jù)庫(kù)、GPS模塊、圖像采集模塊和無(wú)線通信模塊（GPRS／3G或WIFI等），實(shí)現(xiàn)外來(lái)入侵物種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、地理經(jīng)緯度數(shù)據(jù)采集、圖像數(shù)據(jù)采集以及通過(guò)無(wú)線通信模塊將采集到的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。

系統(tǒng)分為外來(lái)入侵物種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊、地理信息數(shù)據(jù)采集模塊、圖像數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)操作模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊。將外來(lái)物種野外調(diào)查的3類(lèi)（動(dòng)物、植物和微生物）24張表格進(jìn)行電子化，實(shí)現(xiàn)外來(lái)入侵物種野外調(diào)查數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)上傳等功能。提高了外來(lái)入侵物種野外數(shù)據(jù)采集的工作效率。

5.2.4 外來(lái)入侵物種安全性評(píng)價(jià)系統(tǒng)

在假設(shè)外來(lái)入侵生物的一般性入侵和危害的基礎(chǔ)上，針對(duì)外來(lái)生物入侵的復(fù)雜性和模糊性的特性，項(xiàng)目利用層次分析法（AHP）的基本原理和模糊綜合多指標(biāo)法，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言ASP和ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了基于網(wǎng)絡(luò)及用戶交互式的外來(lái)入侵生物安全性評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

系統(tǒng)基于AHP的基本原理，設(shè)立安全性指數(shù)為總的目標(biāo)層，以影響外來(lái)入侵生物安全性的一般性因素和過(guò)程－傳入、定殖、擴(kuò)散和危害為原則層，在各個(gè)原則層下設(shè)立各種指標(biāo)，構(gòu)成指標(biāo)層。評(píng)價(jià)時(shí)根據(jù)用戶（專(zhuān)家）的經(jīng)驗(yàn)判斷對(duì)所選指標(biāo)賦0～1間的數(shù)值，同時(shí)提供等權(quán)、層次分析法賦權(quán)和手動(dòng)賦權(quán)3種方法賦權(quán)，用戶可根據(jù)自身情況任意選擇，最后綜合各指標(biāo)的得分求出物種安全性指數(shù)，并給出安全性評(píng)價(jià)報(bào)告。

本系統(tǒng)的指標(biāo)采用模糊分析法，對(duì)每個(gè)指標(biāo)設(shè)立0～1的模糊區(qū)間，0表示最安全或最有利于安全，1表示最危險(xiǎn)或最不利于安全，并對(duì)每個(gè)指標(biāo)設(shè)定了4個(gè)有利于判斷的模糊域，即0～25%、25%～50%、50%～75%和75%～1的說(shuō)明。同時(shí)，系統(tǒng)建立了基于ACCESS的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)為指標(biāo)設(shè)立階段、種類(lèi)、范圍及重要程度等多種屬性，從而可以進(jìn)行外來(lái)入侵生物的不同階段（傳入、定群、擴(kuò)散及危害）、不同種類(lèi)（植物、昆蟲(chóng)和微生物）和不同尺度（全國(guó)和區(qū)域）的安全性評(píng)價(jià)。

5.2.5 中國(guó)主要外來(lái)入侵昆蟲(chóng)DNA條形碼識(shí)別系統(tǒng)

系統(tǒng)采用B／S的三層架構(gòu)模式，開(kāi)發(fā)環(huán)境采用VS.NET的C＃語(yǔ)言，集成應(yīng)用Blast DNA比對(duì)模型框架和Ajax技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)DNA條碼比對(duì)模塊采用Blast算法和數(shù)據(jù)處理模塊，系統(tǒng)建設(shè)的難點(diǎn)在于業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與Blast模塊的交互?；诩夹g(shù)架構(gòu)的綜合考慮，系統(tǒng)采用基于 WCF技術(shù)的數(shù)據(jù)接口方案。系統(tǒng)以實(shí)蠅類(lèi)、薊馬類(lèi)、粉虱類(lèi)和介殼蟲(chóng)類(lèi)等形態(tài)難以識(shí)別和鑒定的入侵昆蟲(chóng)為研究對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了這四類(lèi)昆蟲(chóng)COI條形碼比對(duì)、序列查詢、序列提交和用戶信息管理等功能。

條碼比對(duì)：在序列比對(duì)頁(yè)面輸入COI序列信息或者直接上傳FASTA格式的COI序列信息文件，然后系統(tǒng)自動(dòng)將目標(biāo)序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列進(jìn)行BLAST比對(duì)。比對(duì)結(jié)果根據(jù)匹配率由高到低的順序逐一顯示，并可導(dǎo)出EXCEL文件和打印操作。

序列查詢：通過(guò)輸入物種名稱(chēng)、序列來(lái)源、分類(lèi)地位等信息進(jìn)行精確或模糊查詢，可查詢出相應(yīng)的序列列表信息，同時(shí)可以查看序列詳細(xì)信息和物種統(tǒng)計(jì)、條碼統(tǒng)計(jì)結(jié)果等功能。條碼列表列出序列的具體信息，包括物種中文名稱(chēng)、拉丁學(xué)名、序列名稱(chēng)、來(lái)源等內(nèi)容。

序列提交：用戶需注冊(cè)并登錄，然后根據(jù)系統(tǒng)提示，填寫(xiě)完整序列信息、樣本信息、標(biāo)本信息后，才能提交本序列。經(jīng)后臺(tái)審核通過(guò)，序列信息方可入庫(kù)。

我的序列：根據(jù)登錄系統(tǒng)的用戶列出屬于用戶的序列信息，并提供對(duì)序列信息的修改、刪除、導(dǎo)出等功能。

5.2.6 中國(guó)重大外來(lái)入侵昆蟲(chóng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備和信息管理軟件組成。數(shù)據(jù)采集設(shè)備集成了性誘集、無(wú)線通訊模塊、GPS模塊、紅外傳感器、攝像傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器和太陽(yáng)能電池等電子設(shè)備，能夠在無(wú)人值守情況下提供長(zhǎng)期連續(xù)的外來(lái)入侵物種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。信息管理軟件數(shù)據(jù)接口架構(gòu)采用Web Service；開(kāi)發(fā)環(huán)境采用VS.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)；開(kāi)發(fā)語(yǔ)言采用C＃；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)野外監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)控制、監(jiān)控設(shè)備與業(yè)務(wù)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互與管理、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)等功能，能夠?qū)ν鈦?lái)入侵物種進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

5.2.6.1 野外無(wú)人監(jiān)測(cè)設(shè)備

采用移動(dòng)通信網(wǎng)作為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，本地網(wǎng)可以采用WIFI組網(wǎng)；在田間自然環(huán)境下監(jiān)測(cè)，設(shè)備管理配置GPS追蹤；太陽(yáng)能板與設(shè)備主體集成；用昆蟲(chóng)誘捕器作為主設(shè)備的底體；當(dāng)昆蟲(chóng)從誘捕器入口向下落，感應(yīng)計(jì)數(shù)器的傳感探頭將自動(dòng)計(jì)數(shù)，本地存貯時(shí)間、計(jì)數(shù)信息、照片信息，每日定期將數(shù)據(jù)集合上傳或直接發(fā)回服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。為避免雨水直接接觸，溫、濕傳感器與主機(jī)箱安置在太陽(yáng)能電池板下方。

5.2.6.2 監(jiān)控信息模塊

通過(guò)監(jiān)控對(duì)象、誘集方法、設(shè)立時(shí)間、設(shè)備狀態(tài)和地址查詢出所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的詳細(xì)頁(yè)面包括設(shè)備編號(hào)、經(jīng)緯度以及監(jiān)控對(duì)象、采集時(shí)間等。采集信息包括監(jiān)測(cè)對(duì)象、設(shè)備編號(hào)、環(huán)境濕度、環(huán)境溫度、采集指令類(lèi)型、采集時(shí)間等。信息統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)監(jiān)控對(duì)象、指令類(lèi)型、監(jiān)控區(qū)域、監(jiān)控點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間對(duì)監(jiān)控對(duì)象的捕獲和監(jiān)控信息的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

6 存在的問(wèn)題及展望

6.1 數(shù)據(jù)的獲取與準(zhǔn)確性

數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基石，建立入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)需要大量的入侵物種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著生物入侵研究的快速發(fā)展，以及受到研究資金和研究者參加項(xiàng)目的影響，廣泛而全面地收集生物入侵相關(guān)數(shù)據(jù)變得越來(lái)越困難。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析表明，一個(gè)期刊一年就可以貢獻(xiàn)大量的生物多樣性數(shù)據(jù)。采用聯(lián)合數(shù)據(jù)保存政策對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)和期刊是雙贏的策略，并將是一個(gè)在數(shù)據(jù)數(shù)量和質(zhì)量上可持續(xù)的方法［18］。生物入侵物種數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，也應(yīng)尋求與生物入侵研究相關(guān)期刊的合作和協(xié)調(diào)，并在生物入侵領(lǐng)域促進(jìn)科學(xué)數(shù)據(jù)的共享，尤其要積極促進(jìn)從事生物入侵研究的人員愿意向公共的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供免費(fèi)數(shù)據(jù)并獲得一定的利益［19－20］。同時(shí)，盡可能降低數(shù)據(jù)庫(kù)中原始數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，如物種的有爭(zhēng)議分類(lèi)信息、新確定的發(fā)生區(qū)域［21］。

6.2 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一

隨著外來(lái)入侵物種信息系統(tǒng)數(shù)量的不斷增加，研究者們應(yīng)該著手考慮建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，或者獲得相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)［22］。尤其是物種的名稱(chēng)和分類(lèi)地位信息，便于在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中尋求實(shí)際的可比性。Ricciardi等［23］曾指出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該具備如下關(guān)鍵信息，包括物種的分類(lèi)地位、物種名稱(chēng)、同物異名、相關(guān)的形態(tài)或遺傳變異信息、鑒別特征（包括照片和詳細(xì)的描述）、地理分布和生境類(lèi)型（包括地圖）、基礎(chǔ)生物學(xué)信息（生活史、營(yíng)養(yǎng)條件、繁殖特征、豐富度（或者發(fā)生面積和繁殖力）、環(huán)境特性和最佳生長(zhǎng)條件、生物學(xué)相關(guān)（病原菌、寄生物和共生物）、傳播和擴(kuò)散途徑、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)影響（包括對(duì)入侵地種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的影響、經(jīng)濟(jì)影響和控制費(fèi)用）、預(yù)防、控制和管理措施、專(zhuān)家信息、參考文獻(xiàn)（含有電子鏈接）。中國(guó)外來(lái)入侵物種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已充分考慮上述信息，但是部分物種的詳細(xì)信息需要進(jìn)一步補(bǔ)充。

6.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的維護(hù)與更新

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)適時(shí)更新現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)，并根據(jù)研究的需要開(kāi)發(fā)新的子系統(tǒng)；同時(shí)，為了便于讓國(guó)外同行了解中國(guó)外來(lái)入侵物種概況，下一步應(yīng)該在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，盡早開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化的英文版平臺(tái)。

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