齊 昊,權(quán) 麗,王永元,黃旭東,張小磊,孫學(xué)剛

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730000;3.甘肅白龍江森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測(cè)研究站，甘肅 舟曲 746300)

林木種質(zhì)資源是以物種為單元的遺傳多樣性資源，它能夠最大限度地代表種內(nèi)生態(tài)多樣性與遺傳多樣性[1]。林木種質(zhì)資源關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展和基因工程的基本保障，不僅是國家重大的戰(zhàn)略資源，也是國家自然科技資源必不可少的基礎(chǔ)物質(zhì)條件[2]。林木種質(zhì)資源 負(fù)載高度的遺傳多樣性,更是國家重大的基礎(chǔ)戰(zhàn)略資源，具有經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)、生態(tài)等多種重要功能[3]。林木種質(zhì)資源保存目的是防止遺傳信息的載體—基因丟失和物種滅絕，以適應(yīng)人類和環(huán)境需要而保持有用的遺傳變異，使森林繼續(xù)進(jìn)化和改良，維持森林資源多樣性和持續(xù)發(fā)展，維持人類賴以生存的自然環(huán)境，是國家自然科技資源必不可少的基礎(chǔ)物質(zhì)條件[4]。

2002 年以來國家要求把林木種質(zhì)資源清查工作納入議事日程，并制定了相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)政策。2007 年國家林業(yè)局頒發(fā)了《林木種質(zhì)資源管理辦法》，2008年制定了《林木種質(zhì)資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》試行標(biāo)準(zhǔn)[5]；2014 年國家林業(yè)局出臺(tái)了《全國林木種質(zhì)資源調(diào)查收集與保存利用規(guī)劃( 2014—2025 年)》[6]，標(biāo)志著我國對(duì)林木種質(zhì)資源的保護(hù)利用進(jìn)入了按“路線圖”發(fā)展的新時(shí)代[7]。2017年6月甘肅省林業(yè)廳在蘭州召開全省林木種質(zhì)資源調(diào)查工作啟動(dòng)會(huì)，會(huì)議總結(jié)了自2015年6月全省林木種質(zhì)資源調(diào)查試點(diǎn)工作開展以來取得的成績、經(jīng)驗(yàn)以及存在的問題，并且安排部署了全省開展林木種質(zhì)資源調(diào)查工作，標(biāo)志著全省林木種質(zhì)資源調(diào)查工作全面展開[8]。

白龍江、洮河林區(qū)適合于大部分亞熱帶林木生長，由于不合理的采伐及自然災(zāi)害等原因，很多原始林已衍生成各種類型的次生林和灌叢，大量的珍稀瀕危植物處于滅絕邊緣[9]。建立白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，可以摸清白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源種類、數(shù)量的基本情況，實(shí)現(xiàn)資源共享，為林區(qū)林木種質(zhì)資源有效保護(hù)和安全保存提供基礎(chǔ)平臺(tái)。

1 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

平臺(tái)設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)林區(qū)林木種質(zhì)資源信息的收集，匯總以及展示，為種質(zhì)資源數(shù)據(jù)共享、分析、應(yīng)用提供技術(shù)支持。為此以國家林木種質(zhì)資源平臺(tái)為模板，學(xué)習(xí)國內(nèi)優(yōu)秀種質(zhì)資源信息庫系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)國家林木種質(zhì)資源平臺(tái)(NFGRP)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《林木種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》、《林木種質(zhì)資源歸類編碼標(biāo)準(zhǔn)》、《林木種質(zhì)資源類別樣本大小標(biāo)準(zhǔn)》、《林木種質(zhì)資源平臺(tái)技術(shù)總標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)現(xiàn)分類查詢，字段查詢，圖片顯示，地理位置定位，詳細(xì)信息呈現(xiàn)等基本功能。平臺(tái)形成如圖1所示。

1.2 平臺(tái)技術(shù)路線

白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源信息共享平臺(tái)是為實(shí)現(xiàn)林木種質(zhì)資源信息展示，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)前端中使用 CSS3 來設(shè)置樣式，使用Java Script 和 jQuery 實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的交互。系統(tǒng)基于 B/S 架構(gòu)，Spring MVC設(shè)計(jì)模式，平臺(tái)的開發(fā)語言選擇JSP，Java語言做后臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)，用以解決B/S架構(gòu)跨瀏覽器缺陷問題，選擇小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，基于百度地圖API實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源地理位置定位，為后期保護(hù)，制圖等工作提供便捷，使用Java Beans處理業(yè)務(wù)邏輯，通過將數(shù)據(jù)庫連接函數(shù)代碼，釋放函數(shù)代碼等封裝在JavaBean中，避免頻繁在JSP頁面中使用數(shù)據(jù)庫連接函數(shù)，提高代碼可維護(hù)性[10～11]。

系統(tǒng)采用B/S三層結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、界面層，與C/S模式相比，簡(jiǎn)化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。B/S架構(gòu)不需安裝客戶端軟件，直接使用瀏覽器軟件就可以執(zhí)行相應(yīng)操作，簡(jiǎn)單、方便、效率高[12]。維護(hù)簡(jiǎn)單便捷，只需改變網(wǎng)頁，即可實(shí)現(xiàn)所有用戶功能同步更新。MySQL是一個(gè)高性能且相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫，具有體積小、速度快、總體擁有成本低，效率高，易于操作，適合與科研數(shù)據(jù)量小、精度高等特點(diǎn)[13～14]。JavaScript也叫小腳本語言，是一種通過嵌入或調(diào)入在標(biāo)準(zhǔn)的HTML語言中實(shí)現(xiàn)在一個(gè)網(wǎng)頁中鏈接多個(gè)對(duì)象，與網(wǎng)絡(luò)客戶交互作用的腳本語言。jQuery是一個(gè)快速、簡(jiǎn)潔的JavaScript框架，一個(gè)優(yōu)秀的JavaScript代碼庫[15～16]。

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)信息共享平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程，需要將網(wǎng)站分為前臺(tái)、后臺(tái)和數(shù)據(jù)庫，通過會(huì)員管理功能控制前后臺(tái)登錄，實(shí)行分隔管理[17-19]。在前臺(tái)管理中，客戶在登錄網(wǎng)站主頁后通過注冊(cè)會(huì)員瀏覽網(wǎng)站的各個(gè)模塊， 可以查詢我們收錄在信息共享平臺(tái)中的種質(zhì)數(shù)據(jù)。前臺(tái)基本分為兩個(gè)部分，主頁各個(gè)模塊，例如項(xiàng)目簡(jiǎn)介、新聞中心、法律法規(guī)、技術(shù)專欄；還有個(gè)部分就是種質(zhì)查詢，前臺(tái)流程圖如圖2所示。

圖1 平臺(tái)形成過程

圖2 前臺(tái)流程圖

在后臺(tái)管理中，管理員完成對(duì)網(wǎng)站的維護(hù)與管理的工作。使用數(shù)據(jù)庫中權(quán)限的功能對(duì)應(yīng)設(shè)置權(quán)限，管理員可以在項(xiàng)目簡(jiǎn)介、新聞中心、法律法規(guī)、技術(shù)專欄模塊中發(fā)布內(nèi)容。也可以對(duì)林木種質(zhì)的內(nèi)容進(jìn)行錄入。后臺(tái)流程圖如圖3所示。

圖3 后臺(tái)流程圖

2 平臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫以國家林木種質(zhì)資源平臺(tái)數(shù)據(jù)描述為模板，依據(jù)國家林木種質(zhì)資源平臺(tái)(NFGRP)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《林木種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》、《林木種質(zhì)資源歸類編碼標(biāo)準(zhǔn)》構(gòu)建數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，主要涉及種質(zhì)描述、滾動(dòng)廣告、文章發(fā)布、管理員四大板塊，表結(jié)構(gòu)示意圖如圖4。

3 數(shù)據(jù)收集和整理

3.1 數(shù)據(jù)收集

參考文獻(xiàn)、地方志、植物圖鑒、行政區(qū)劃圖以及各林業(yè)局(林場(chǎng))地形圖、林相圖、森林資源分布圖、二類資料；依照國家林木種質(zhì)資源平臺(tái)(NFGRP)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《林木種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》(LY/T 2192-2013)、《林木種質(zhì)資源歸類編碼標(biāo)準(zhǔn)》、《林木種質(zhì)資源類別樣本大小標(biāo)準(zhǔn)》、《林木種質(zhì)資源平臺(tái)技術(shù)總標(biāo)準(zhǔn)》；通過踏查、詳查、線路調(diào)查、訪問調(diào)查的方法，采集林木標(biāo)本、采集種子、獲取照片，通過紙質(zhì)調(diào)查表描述林木生長環(huán)境、更新狀況、開花季節(jié)、觀賞特性、珍稀性、藥用價(jià)值、園林用途以及儲(chǔ)藏量等方面數(shù)據(jù)記錄，再將紙質(zhì)版數(shù)據(jù)以各個(gè)林場(chǎng)為單位區(qū)分，填寫如Excel表格當(dāng)中。

圖4 表結(jié)構(gòu)示意圖

項(xiàng)目組成立植物學(xué)、植物分類學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、林學(xué)及信息學(xué)等不同專業(yè)的 12 名隊(duì)員組成跨專業(yè)聯(lián)合調(diào)查隊(duì)，深入白龍江、洮河林區(qū)各大林場(chǎng)，現(xiàn)階段共計(jì)收集并錄入數(shù)據(jù)庫1 500余條數(shù)據(jù)，余下采集標(biāo)本需專家再次鑒定后整理數(shù)據(jù)，再次錄入系統(tǒng)。

3.2 數(shù)據(jù)整理

對(duì)實(shí)地調(diào)查記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)化，依據(jù)林木種質(zhì)資源保存原則與方法(GB/T 14072-1993)對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行共性描述，對(duì)白龍江、洮河林區(qū)進(jìn)行林場(chǎng)劃分，將不同林業(yè)局各個(gè)林場(chǎng)的文本類數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、糾正，將實(shí)地調(diào)查各個(gè)林場(chǎng)數(shù)據(jù)。最終錄入Excel表格當(dāng)中，統(tǒng)一導(dǎo)入MySQL數(shù)據(jù)庫當(dāng)中[20～22]。導(dǎo)入模板如圖5所示。

4 信息展示

平臺(tái)首頁集合項(xiàng)目簡(jiǎn)介、新聞資訊、法律法規(guī)、技術(shù)專欄、滾動(dòng)圖片幾大模塊，能更好地凸顯平臺(tái)建設(shè)過程查閱、參考的法律法規(guī)、技術(shù)文檔，在新聞資訊中報(bào)道野外調(diào)查的新聞實(shí)況。

圖5 數(shù)據(jù)模板Excel表

查詢功能將國家規(guī)定種質(zhì)資源共性描述表中涵蓋內(nèi)容以表格形式呈現(xiàn)給用戶，有通過字段屬性搜索、分類搜索兩種主要搜索方式，方便用戶詳細(xì)了解，達(dá)到收集信息、利用信息、共享信息的初衷[23～24]。平臺(tái)首頁如圖6所示，首頁有五大模塊，項(xiàng)目簡(jiǎn)介、新聞資訊、法律法規(guī)、技術(shù)專欄、滾動(dòng)圖片；種質(zhì)資源搜索是平臺(tái)核心功能，搜索分為字段搜索和種類搜索，字段搜索通過一個(gè)字段來進(jìn)行模糊搜索界面如圖7，種類搜索界面如圖8；種質(zhì)資源詳情可以查看到種質(zhì)資源的所有詳細(xì)信息，查詢界面如圖9；種質(zhì)資源地理定位是通過接入百度地圖 api實(shí)現(xiàn)，如圖10。

圖6 平臺(tái)首頁

圖7 字段屬性搜索界面

圖9 種質(zhì)資源詳情查詢

圖10 種質(zhì)資源地理位置定位

5 結(jié)語

綜上所述，建立白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源平臺(tái)是甘肅省林木種質(zhì)資源采集的重要組成部分。在以往平臺(tái)建設(shè)中，往往存在不按照國家規(guī)章制度來簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)種類，數(shù)據(jù)不規(guī)范等問題，同時(shí)數(shù)據(jù)錄入由于時(shí)間與人力不足而分時(shí)段維護(hù)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)冗余等問題，導(dǎo)致后期平臺(tái)頻頻需要改動(dòng)。白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源平臺(tái)的建設(shè)過程中，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)管理上采用匯總-導(dǎo)入的步驟，可避免在網(wǎng)站后臺(tái)中進(jìn)行各項(xiàng)繁瑣的輸入工作；在建立的Excel模板中能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式不規(guī)范，重復(fù)等問題，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的正確性。

項(xiàng)目中種質(zhì)共性描述表、Excel導(dǎo)入模塊以及平臺(tái)網(wǎng)站中種質(zhì)的詳細(xì)信息均按照國家林木種質(zhì)資源庫的要求、格式來規(guī)范與填寫、如需數(shù)據(jù)共享，可將數(shù)據(jù)無縫與其他按照國家林木種質(zhì)規(guī)范的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)共享。此舉可很大程度上減少重復(fù)建設(shè)、重復(fù)調(diào)查。

由于白龍江、洮河林區(qū)森林植被破壞，森林樹種單一，中幼林比重大，森林結(jié)構(gòu)不合理，致使森林生態(tài)功能下降。收集的數(shù)據(jù)較為單一，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，平臺(tái)設(shè)計(jì)展現(xiàn)同一份種質(zhì)不同物候期相對(duì)應(yīng)的圖片資料，但由于野外調(diào)查工作量大，不能獲取相對(duì)應(yīng)的圖片資料，還需在后續(xù)工作中進(jìn)行補(bǔ)充。并且與國家林木種質(zhì)數(shù)據(jù)庫中圖文資料相比，還存在差距，這些也需要在今后工作中逐步完善。

該平臺(tái)的建成，實(shí)現(xiàn)了白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源野外采集數(shù)據(jù)的高效歸檔、數(shù)據(jù)的有效管理與共享，為林區(qū)林木種質(zhì)資源有效保護(hù)和安全保存提供基礎(chǔ)平臺(tái)，為接下來甘肅省林木種質(zhì)資源調(diào)查的開展總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提供技術(shù)的支持，對(duì)國家林木種質(zhì)調(diào)查，林木種質(zhì)資源庫的建立奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉超.基于GIS的林木種質(zhì)資源調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研發(fā)[D].沈陽建筑大學(xué),2015.

[2] 顧萬春,李文英.我國林木種質(zhì)資源共享現(xiàn)狀及建議[J].世界林業(yè)研究，2007，(01):66～69.

[3] 顧萬春．中國林木種質(zhì)資源保存、研究與對(duì)策[C]．第五屆全國生物多樣性保護(hù)與持續(xù)利用研討會(huì)論文集.

[4] 朱占英.保存林木種質(zhì)資源的有效方法及其意義[J].黑龍江科技信息,2012,(16):219.

[5] 國家林業(yè)局國有林場(chǎng)和林木種苗工作總站.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)林木種質(zhì)資源管理工作的通知[R].北京:國家林業(yè)局，2002.

[6] 國家林業(yè)局.全國林木種質(zhì)資源調(diào)查收集與保存利用規(guī)劃(2014-2025).

[7] [R/ OL].( 2014-01-20)[2015-06-01].http://www.lmzm.org/.

[8] 安元強(qiáng),鄭勇奇,曾鵬宇,等.我國林木種質(zhì)資源調(diào)查現(xiàn)狀與策略研究[J].世界林業(yè)研究,2016,29(02):76～81.

[9] 敏正龍.抓住機(jī)遇 趁勢(shì)而為 開創(chuàng)我省林木種苗工作的新局面[J].甘肅林業(yè)，2015， (05):18～20.

[10] 屠彩蕓,付作霖,趙棟,等.甘肅白龍江、洮河林區(qū)木本植物區(qū)系分析[J].林業(yè)科技通訊,2016,(10):8～13.

[11] 張偉.基于Web的學(xué)生課下學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].河北師范大學(xué),2014.

[12] 崔順林,周全善,鄔歡歡.新疆紅棗種質(zhì)資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2017,(04):10～12.

[13] 李云云.淺析B/S和C/S體系結(jié)構(gòu)[J].科學(xué)之友,2011,(01):6～8.

[14] 王玉英.基于JSP的MySQL數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版)，2010，(14):67～70.

[15] 李君.巧用Jsp和Java連接Mysql數(shù)據(jù)庫[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2015,36(07):94～95.

[16] 陳斌.基于jQuery框架的畢業(yè)設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].蘇州大學(xué),2012.

[17] 邵亮.應(yīng)用jQuery技術(shù)優(yōu)化傳統(tǒng)JavaScript代碼制作網(wǎng)頁塊元素懸停功能[J].電子世界,2012,(16):124～125.

[18] 程全英,李凡,張旭,等.林木種質(zhì)資源地理信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].世界林業(yè)研究,2017,30(02):37～40.

[19] 江緒文,趙美愛,裴玉賀,等.青島市主要農(nóng)作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)的建立[J].種子,2016,35(10):132～134.

[20] 任海龍,張龑,徐麟,等.基于Internet的新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫構(gòu)建[J].黑龍江農(nóng)業(yè)學(xué),2017,(06):106～108.

[21] 李拓徑,王雨華.青藏高原植物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)[J].植物分類與資源學(xué)報(bào),2013,35(03):234～240.

[22] 劉志勇,郭君,蔣國偉,等.新疆植物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(12):2526～2529.

[23] 張建華,張宋智,胡衛(wèi)兵,等.小隴山林業(yè)自然科技資源共享服務(wù)平臺(tái)的研建[J].甘肅科技,2010,26(19):4～5+50.

[24] 李德銖,楊湘云,王雨華,等.中國西南野生生物種質(zhì)資源庫[J].中國科學(xué)院院刊,2010,25(05):565～569+550+472+571.