劉艷艷 史志遠 李家美

摘 要：? 高校標本館作為重要的科普和教學(xué)實踐基地，是連接大學(xué)與社會的橋梁，在提升高校社會影響力和加快高校發(fā)展中起著重要作用。目前，高校標本館普遍存在經(jīng)費少和缺乏管理等問題。如何立足高校現(xiàn)狀，有效解決標本采集和標本數(shù)字化過程中耗時耗力的難題，建設(shè)具有地方特色的新型植物標本館，是高校標本館建設(shè)關(guān)注的焦點之一。該文以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物標本館新館建設(shè)為例，介紹了河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館成立以來，充分發(fā)揮高校的人力資源優(yōu)勢，讓學(xué)生通過實驗課或野外實習(xí)積極參與新型植物標本館的建設(shè)，基本實現(xiàn)了標本采集、制作、鑒定和數(shù)字化的同步進行。在這一過程中，既有效鍛煉了學(xué)生能力，加深了學(xué)生對植物形態(tài)的認識，發(fā)揮了植物標本館在教學(xué)、科學(xué)研究及科學(xué)普及中的積極作用，又極大地豐富了標本館館藏量，有效地促進了高校新型植物標本館的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 植物標本， 資源， 教學(xué)， 科研， 科普， 標本館

中圖分類號：? Q94

文獻標識碼：? A

文章編號：? 1000-3142（2022）增刊1-0110-06

收稿日期：? 2021-10-09

基金項目：? 國家自然科學(xué)基金（31270236）； 河南省高等學(xué)校重點科研項目（19B180004）。

第一作者： 劉艷艷（1990-），博士，講師，研究方向為植物系統(tǒng)與進化，（E-mail）liuyanyan@henau.edu.cn。

通信作者：? 李家美，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，研究方向為植物分類，（E-mail）jiamei_li@126.com。

Foundation and development of new herbariums

in colleges and universities： A case of Henan

Agricultural University Herbarium

LIU Yanyan1， SHI Zhiyuan2， LI Jiamei2*

（? 1. College of Plant Protection， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China; 2. College of

Life Sciences， Henan Agricultural University，? Zhengzhou 450002， China ）

Abstract：? As the important base for science popularization and teaching practice， the herbarium serves as a bridge between the university and the society， and plays an important role in enlarging social influence and accelerating the development of colleges and universities. At present， there are many common problems in the development of herbarium， such as lack of funds and poor management. How to effectively resolve these problems is the focus during the foundation of new herbarium. Taking Henan Agricultural University Herbarium （HEAC） as an example， we introduce the pattern of the construction of new herbarium in colleges and universities， in which students are encouraged to take part in the collection， mounting， annotation， labeling and digitization of specimens through experimental or practice course. Taking the advantage of human resources in colleges and universities， the synchronization of specimen making and digitization has been realized. Additionally， the participation in the specimen making not only deepened students understanding of plant morphology， but also greatly enriched the collection of herbarium specimens.

Key words： plant specimens， resources， teaching， scientific research， science popularization， herbarium

植物標本作為收集植物資源信息的一種手段，承載著植物的性狀和生境信息，既是研究植物類群現(xiàn)狀和系統(tǒng)演化的重要資料，也是記錄生物多樣性檔案和調(diào)查資源研究活動的百科全書（覃海寧和楊志榮，2011；賀鵬等，2021）。植物標本館作為植物標本長久妥善保存的收藏地，既儲存了寶貴的生物學(xué)教研材料，也為相關(guān)學(xué)科科普工作的開展提供了重要場所。文軍博士曾在第十九屆國際植物學(xué)大會閉幕式報告上提出，下一個十年將是種級系統(tǒng)學(xué)發(fā)展的黃金時期，而標本館將是未來的主戰(zhàn)場，基于標本開展系統(tǒng)學(xué)研究需要得到強化與重視。傳統(tǒng)標本館建立和管理成本高、使用不便以及標本保存困難等（林春蕊等，2008；陳賢興，2013；劉慧圓等，2017），已經(jīng)遠遠不能滿足人們對植物標本的更高需求。自20世紀70年代以來，在高科技和信息數(shù)字化的影響下，國外主要標本館開始著手標本信息貯存和收藏的數(shù)字化以及資源共享等數(shù)字化建設(shè)工作（覃海寧和楊志榮， 2011；肖翠等，2017）。自21世紀以來，標本數(shù)字化在全球得到了極大推動。我國從 2003 年開始推進植物標本數(shù)字化工作，并由中國科學(xué)院植物研究所標本館（PE）牽頭，聯(lián)合國內(nèi)主要標本館成立了國家植物標本資源庫（https：//www.cvh.ac.cn/）（覃海寧和楊志榮，2011；肖翠等，2017）。截至2021年5月，全球4 285個標本館已加入標本數(shù)字化進程（http：//sweetgum.nybg.org/science/）。目前，世界各地成立了多個網(wǎng)絡(luò)平臺且提供標本數(shù)據(jù)查詢和共享服務(wù)，如我國的國家標本資源共享平臺（NSII， http：//www.nsii.org.cn/2017/home.php）、美國國家標本數(shù)字化平臺（iDigBio， https：//www.idigbio.org/）、澳大利亞生物多樣性信息系統(tǒng)（http：//www.ala.org.au/）以及整合了多地多家單位的全球標本數(shù)據(jù)最大的共享平臺——生物多樣性信息網(wǎng)絡(luò)（Global Biodiversity Information Facility， GBIF）（https：//www.gbif.org/）等。

近年來，越來越多的地方高校相繼建立了數(shù)字植物標本館，并積極參與到國家植物標本資源庫的建設(shè)中來（陳賢興，2013；許彩娟，2015）。高校標本館作為重要的科普和教學(xué)實踐基地，是連接大學(xué)與社會的橋梁，是社會認識大學(xué)的窗口，在提升高校社會影響力方面扮演著重要角色。但是，與中國科學(xué)院系統(tǒng)大型標本館相比，高校標本館普遍存在經(jīng)費少、缺乏管理等問題。如何立足高?，F(xiàn)狀，有效解決標本采集和數(shù)字化過程中耗時耗力的難題，建設(shè)具有地方特色、兼具傳統(tǒng)標本館和數(shù)字標本館功能的新型植物標本館，讓高校標本館在服務(wù)教學(xué)、科研和社會大眾中發(fā)揮其最大的作用，這是高校標本館建設(shè)關(guān)注的焦點之一。

1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)新型植物標本館的建立

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)是百年老校，現(xiàn)有20多個學(xué)院。2005年，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)將農(nóng)學(xué)院和林學(xué)院等幾個學(xué)院的教學(xué)標本匯集在一起，成立了河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物標本館（HEAC）。2014年在國家標本資源共享平臺（NSII）資助下，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物標本館開始進行標本數(shù)字化，建立了數(shù)字植物標本館，這標志著河南農(nóng)業(yè)大學(xué)新型植物標本館的成立。目前，新型植物標本館的主要工作包括標本的采集、整理、鑒定及數(shù)字化，以及依托館藏標本，服務(wù)植物學(xué)相關(guān)學(xué)科的教學(xué)和科學(xué)研究，以及面向大眾的科學(xué)普及等。

2 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館的發(fā)展與

利用

2.1 標本采集和制作

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物標本館的館藏標本主要來源于本科生教學(xué)實習(xí)、校內(nèi)教師和研究生科學(xué)研究及與國內(nèi)外高校及研究所的交流，其中本科教學(xué)實習(xí)中采集的標本是最主要來源。本科實習(xí)基地主要設(shè)置在大別山區(qū)（雞公山）、伏牛山區(qū)（內(nèi)鄉(xiāng)寶天曼）和太行山區(qū)（黃楝樹林場和輝縣萬仙山）等地，實習(xí)生來自生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)和中藥學(xué)等十幾個專業(yè)，每年達上千人。由于任務(wù)和行程安排強度較大，每天都會采集到大量植物標本，及時整理才能保證標本的質(zhì)量。野外實習(xí)期間，老師白天在野外傳授植物識別知識，夜晚和學(xué)生們一起查閱科、屬和種植物檢索表，確保鑒定準確性，詳細記錄其采集信息，并對標本進行簡單壓制和干燥。實習(xí)結(jié)束之后，在《植物資源學(xué)》和《植物分類學(xué)》等課堂上，組織學(xué)生對實習(xí)期間采集到的大量植物標本進行固定（圖1）。這樣，既便于學(xué)生及時鞏固野外獲得的感性認識，又解決了制作標本需要大量的人力問題。采集的標本不僅作為標本館的補充，而且在制作標本過程中，學(xué)生們的動手實踐能力得到了提高，從而激發(fā)了學(xué)生們濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 標本數(shù)字化

標本數(shù)字化是將標本的各種形態(tài)特征轉(zhuǎn)化成數(shù)字化信息且存儲起來，使用者可以借助互聯(lián)網(wǎng)方便快捷地查閱館內(nèi)實體標本完整的信息資料。標本數(shù)字化一般包含標本的修復(fù)和規(guī)范化整理、采集信息完善、分類鑒定、條形碼粘貼、圖像獲取及處理、信息錄入、平臺建設(shè)等多個環(huán)節(jié)。

一份合格且信息完整的植物標本是進行標本數(shù)字化的前提，但標本在保存和流通過程中容易造成標本信息的缺失。一方面，臘葉標本屬于易損藏品，隨著保存時間的增加，不可避免地出現(xiàn)不同程度的變色和信息缺失。另一方面，由于條件所限，因此目前大多數(shù)傳統(tǒng)標本館，尤其是高等學(xué)校標本館常常面臨以下兩大問題：（1）大多數(shù)高校標本館都不具備防蟲蛀的管理能力，隨著保存年限的增加，會出現(xiàn)越來越多的蟲蛀標本；（2）教學(xué)展示和頻繁查閱使用，會導(dǎo)致植物標本出現(xiàn)不同程度的損壞。這不僅嚴重影響了植物標本的觀察識別，也給標本數(shù)字化帶來了困難和挑戰(zhàn)。縮短實體標本采集、制作與數(shù)字化的時間間隔，能夠盡量還原標本的最真實狀態(tài)，提高標本數(shù)字化的質(zhì)量和速度。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物標本館新館建立過程中，利用實驗課及課程實習(xí)環(huán)節(jié)，發(fā)揮研究生和本科生的主觀能動性，在標本制作完成之后，當(dāng)年基本完成標本的數(shù)字化，減少了標本數(shù)字化之前標本的損耗，大大提高了數(shù)字化標本的質(zhì)量。

3 新館建立后成效顯著

自2005年成立以來，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館新館新增館藏實體標本3萬余份，其中2.6萬余份標本已完成數(shù)字化，包含模式標本60號。植物標本館已成為本校師生學(xué)習(xí)、了解植物學(xué)相關(guān)知識的重要基地，為教學(xué)和科研提供了開放的場所，成為生物、農(nóng)、林等專業(yè)輔助教學(xué)的重要手段，在直觀教學(xué)和形象教學(xué)中發(fā)揮著獨特、不可替代的作用。同時，在向社會開放、進行科普宣傳中發(fā)揮了重要的作用。

3.1 教學(xué)

高校標本館憑借豐富的館藏標本可以為本科生和研究生提供植物分類以及其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，是現(xiàn)場教學(xué)、實習(xí)實訓(xùn)的基地、外部形態(tài)觀察的重要場所，使教學(xué)與標本室工作、植物園工作與野外工作結(jié)合在一起，達到最佳學(xué)習(xí)效果。在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)人才培養(yǎng)方案中，“植物學(xué)”“植物資源學(xué)”“木材學(xué)”和“中藥學(xué)”等20多門課程與實踐結(jié)合密切，在這些課程的學(xué)習(xí)中植物辨別占有重要地位。以往對于這些知識的學(xué)習(xí)多依賴于教師的課堂講解，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往“只聽其名，未見其物”，經(jīng)常感到枯燥乏味。針對這種情況，我們不僅將植物標本的采集制作、整理和植物標本圖像信息的采集等列為課堂教學(xué)的一部分，還將參觀植物標本館列為課程實習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在參觀學(xué)習(xí)的過程中既提高了自身能力，又增強了對植物的感官認識。

除了現(xiàn)場教學(xué)以外，利用虛擬標本館傳授知識，也是高校實踐教學(xué)中直觀教學(xué)的一種主要方式。新型植物標本館建立后，在野外實習(xí)前或?qū)嵙?xí)后， 我們指導(dǎo)學(xué)生利用河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心網(wǎng)絡(luò)平臺（圖2），熟悉植物的形態(tài)，既有效提高了實踐教學(xué)效果，又減少了對實體標本的損耗。在教學(xué)過程中，我們利用信息化和數(shù)字化技術(shù)，建立植物資源“數(shù)據(jù)庫”和“查詢系統(tǒng)”，并利用多媒體技術(shù)再現(xiàn)生動畫面，通過五彩斑斕的色彩和動靜結(jié)合的館內(nèi)外互動，幫助師生有效完成教學(xué)目標。此外，我們還將數(shù)字標本館與虛擬仿真教學(xué)軟件有效結(jié)合，進一步結(jié)合植物學(xué)專業(yè)資源庫和云課堂，組建遠程虛擬仿真實驗室，大大提高了實踐教學(xué)的伸縮性和適應(yīng)性，克服了實驗場地、實驗器材、課時數(shù)等對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的限制。

3.2 科研

在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館新館建立過程中，我們立足于本標本館，在專科專屬研究、新類群和新記錄研究以及經(jīng)濟植物資源調(diào)查等方面開展了大量工作，進一步豐富了我國植物區(qū)系的資料，為查明、研究、開發(fā)和利用河南植物資源奠定了基礎(chǔ)，這些工作對河南省植物多樣性的保護具有重要意義。一批植物分類學(xué)專業(yè)的研究生，發(fā)表了一系列河南省植物資源?？茖賹W(xué)位論文（李紀紅，2006；谷志云，2008；劉兆云，2009；董利萍，2009；秦小艷，2011）。此外，從2005年開始，我們發(fā)現(xiàn)河南省新分布屬5個、新分布種（包括種下類群）約40個（未發(fā)表）。在河南省內(nèi)調(diào)查入侵物種異檐花（Triodanis perfoliata subsp. biflora）時，我們發(fā)現(xiàn)帶土移栽是其入侵的可能途徑，為生物安全和外來物種監(jiān)控敲響了警鐘（劉瑤等，2017）。

3.3 科普

高校植物標本館館藏大量種類繁多的植物標本，對植物科學(xué)知識的普及具有得天獨厚的優(yōu)勢。自河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館新館成立以來，每年在植物分類學(xué)、生態(tài)學(xué)和林學(xué)等專業(yè)研究生中，招聘標本館講解員；定期安排專業(yè)教師或者標本館管理人員講解植物學(xué)相關(guān)知識，增進公眾對植物資源和生物多樣性的認識和了解。此外，我們還開展了一系列陳列展覽和科普教育活動，向公眾普及相關(guān)自然科學(xué)知識，喚醒公眾的生態(tài)環(huán)保意識，促進人與自然和諧共生。我們服務(wù)的對象包括教師、研究生、本科生、中小學(xué)生、學(xué)齡前兒童、市民、農(nóng)業(yè)科技人員、林業(yè)科技人員、進出口貿(mào)易工作人員、自然資源管理人員、藥物開發(fā)人員、保護生物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、國外友好人士、專家學(xué)者等。自2014年以來，先后接待各類人士共計5 000人次。參觀者可現(xiàn)場學(xué)習(xí)如何采集和制作植物標本，并在解剖鏡下觀察特殊資源植物的顯微特征，親身體驗自然科學(xué)研究的樂趣。

4 討論與結(jié)論

新型植物標本館的建立，既需要大量臘葉標本的充實，又需要高質(zhì)量圖像信息采集和完善的平臺建設(shè)，這一過程涉及大量的人力和物力。自2005年以來，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)1萬余名學(xué)生積極參與標本制作和數(shù)字化過程，實現(xiàn)新增實體標本3萬余份，完成數(shù)字化的植物標本2.6萬余份，極大豐富了標本館的館藏量。在這一過程中，既有效鍛煉了學(xué)生能力，加深了學(xué)生對植物形態(tài)的認識，又發(fā)揮了高校的人才資源和技術(shù)優(yōu)勢，基本實現(xiàn)了標本采集、制作、鑒定和數(shù)字化的同步進行，有效推動了新型植物標本館的建設(shè)。

當(dāng)然，高校新型植物標本館的建設(shè)也存在一些問題，如標本的來源有限，絕大部分來源于省內(nèi)有限的幾個實習(xí)基地，并且采集時間相對集中（每年的教學(xué)實習(xí)時間相對固定，集中于春季學(xué)期末），這對于了解本省植物資源來說是遠遠不夠的。此外，植物分類學(xué)被排擠、分類學(xué)專業(yè)人才后繼無人、缺少經(jīng)費、缺乏管理等嚴重制約了地方高校新型植物標本館的可持續(xù)發(fā)展。目前，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館的建設(shè)和日常維護主要依托于國家標本平臺專項資金以及部分校級項目（植物標本數(shù)字化建設(shè)項目，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)標本館的數(shù)字化與共享項目）的支持。為節(jié)省開支，我們主要依靠部分植物分類學(xué)專業(yè)相關(guān)的專任教師和研究生兼職負責(zé)指導(dǎo)學(xué)生采集制作標本以及標本數(shù)字化。如何立足本校、本省現(xiàn)狀，加強與其他高校、研究所尤其是中國科學(xué)院幾家大型植物標本館之間的合作交流，把分散的標本資源有機整合起來，同時發(fā)揮高校標本館的人力資源優(yōu)勢和科學(xué)院幾家大型標本館的資金優(yōu)勢和相對先進的管理模式優(yōu)勢，促進我國高校及國家植物標本館的可持續(xù)發(fā)展，是亟待解決的一個問題。

參考文獻：

CHEN XX， 2013. A reflective study on the digitalization of specimen in Zhejiang herbarium? ［J］. Jiangxi Sci， 31（3）： 388-391.? ［陳賢興， 2013. 基于標本數(shù)字化的浙江省植物標本館建設(shè)的思考 ［J］. 江西科學(xué)， 31（3）： 388-391.］

DONG LP， 2009. The taxonomical study of Rubus in Henan? ［D］. Zhengzhou： Henan Agricultural University.? ［董利萍， 2009. 河南懸鉤子屬植物的分類學(xué)研究? ［D］. 鄭州： 河南農(nóng)業(yè)大學(xué).］

GU ZY， 2008. The taxonomical study of Lonicera in Henan? ［D］. Zhengzhou： Henan Agricultural University.? ［谷志云， 2008. 河南忍冬屬植物的分類學(xué)研究? ［D］. 鄭州： 河南農(nóng)業(yè)大學(xué).］

HE P， CHEN J， KONG HZ， et al.， 2021. Important supporting role of biological specimen in biodiversity conservation and research? ［J］. Bull Chin Acad Sci， 36（4）： 425-434.? ［賀鵬， 陳軍， 孔宏智， 等， 2021. 生物樣本： 生物多樣性研究與保護的重要支撐? ［J］. 中國科學(xué)院院刊， 36（4）： 425-434.］

LI JH， 2006. The taxonomical study of Lespedeza Michx. in Henan? ［D］. Zhengzhou： Henan Agricultural University.? ［李紀紅， 2006. 河南胡枝子屬植物的分類學(xué)研究? ［D］. 鄭州： 河南農(nóng)業(yè)大學(xué).］

LIN CR， LIU Y， HE CX， et al.， 2008. Statistics and analysis of digital information in the herbarium of Guangxi Institute of Botany? ［J］. Guihaia， 28（2）： 278-284.? ［林春蕊， 劉演， 何成新， 等， 2008. 廣西植物標本館標本數(shù)字化信息統(tǒng)計與分析? ［J］. 廣西植物， 28（2）： 278-284.］

LIU HY， QIN HN， LI M， 2017. Plant specimen resource sharing platform and plant specimen digital capability construction? ［J］. e-Sci Technol Appl， 8（4）： 13-23.? ［劉慧圓， 覃海寧， 李敏， 2017. 植物標本資源共享平臺與標本數(shù)字化能力建設(shè)? ［J］. 科研信息化技術(shù)與應(yīng)用， 8（4）： 13-23.］

LIU Y， WANG S， YI R， et al.， 2017. Triodanis perfoliata subsp. biflora： a newly recorded genus of Campanulaceae from Henan? ［J］. J Henan Agric Univ， 51（6）： 852-854.? ［劉瑤， 王帥， 易冉， 等， 2017. 河南桔?？埔恍掠涗浄N： 卵葉異檐花? ［J］. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 51（6）： 852-854.］

LIU ZY， 2009. The taxonomical study of Viola in Henan? ［D］. Zhengzhou： Henan Agricultural University.? ［劉兆云， 2009. 河南堇菜屬植物的分類學(xué)研究? ［D］. 鄭州： 河南農(nóng)業(yè)大學(xué).］

QIN HN， YANG ZR， 2011. The past and present of herbarium? ［J］. Life World， 263（9）： 4-8.? ［覃海寧， 楊志榮， 2011. 標本館的前世今生與未來 ［J］. 生命世界， 263（9）： 4-8.］

QIN XY， 2011. Studies on leaf epidermal and pollen micro-morphology and geographical distribution of the genus Euonymus of Henan ［D］. Zhengzhou： Henan Agricultural University.? ［秦小艷， 2011. 河南衛(wèi)矛屬植物葉表皮微形態(tài)、花粉形態(tài)及地理分布研究 ［D］. 鄭州： 河南農(nóng)業(yè)大學(xué).］

XIAO C， LUO HR， CHEN TM， et al.， 2017. Progress and analysis about present situation of National Specimen Information Infrastructure? ［J］. e-Sci Technol Appl， 8（4）： 6-12.? ［肖翠， 雒海瑞， 陳鐵梅， 等， 2017. 國家標本資源共享平臺數(shù)字化進展與現(xiàn)狀分析? ［J］. 科研信息化技術(shù)與應(yīng)用， 8（4）： 6-12.］

XU CJ， 2015. The study and design of the digital forest herbarium? ［D］. Nanning： Guangxi University.? ［許彩娟， 2015. 林木數(shù)字化標本館的研究與設(shè)計? ［D］. 南寧： 廣西大學(xué).］

（責(zé)任編輯 蔣巧媛 鄧斯麗）