金冬梅 楊靈 許哲平 肖翠 羅茂芳 馬克平
摘要:隨著生物多樣性信息學的迅速發(fā)展,越來越多開放的生物數(shù)據(jù)可供科研人員使用。以一個公開數(shù)據(jù)平臺為例分析我國生物多樣性領(lǐng)域的研究熱點與發(fā)展趨勢,有助于生物多樣性工作者和決策者及時了解我國生物研究的現(xiàn)狀及動向,為生物多樣性建設(shè)提供決策支持。該文以“國家標本資源共享平臺(NSII)”及相關(guān)詞為檢索對象,對中國知網(wǎng)和谷歌學術(shù)上2013—2023年間的文獻進行全文檢索,共檢索出1 070篇NSII支撐的文獻,包括期刊論文(822篇)、學位論文(233篇)、科普文章(5篇)、會議文章(6篇)和報道(4篇)?;贜SII支撐的822篇期刊論文,通過文獻計量學的手段和方法,從發(fā)文情況、研究主題與熱點、研究機構(gòu)等方面探究NSII支撐的生物多樣性研究現(xiàn)狀、熱點與態(tài)勢。關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜分析結(jié)果顯示,基于數(shù)據(jù)平臺的生物多樣性研究熱點集中在物種分布分析和建模、氣候變化、分類學、生物多樣性研究、研究平臺建設(shè)五個方面。當前我國生物多樣性信息學領(lǐng)域發(fā)展較快,未來仍需從數(shù)據(jù)源建設(shè)、資源整合、共享能力、業(yè)務(wù)能力和國際合作等方面努力提升,持續(xù)推動生物多樣性科學研究的發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 生物多樣性信息學, 生物多樣性研究, 國家標本資源共享平臺(NSII), 數(shù)據(jù), 文獻計量學
中圖分類號:Q94? ? 文獻標識碼:A? ? ?文章編號:1000-3142(2023)08-1501-15
Effectiveness analysis of the National Specimen Information Infrastructure (NSII) in supporting scientific research on biodiversity
JIN Dongmei1,2, YANG Ling1,2, XU Zheping3,4, XIAO Cui1,2,5, LUO Maofang1,2,6, MA Keping1,2,7*
( 1. State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; 2. China National Botanical Garden, Beijing 100093, China; 3. National Science Library, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 4. Key Laboratory of New Publishing and Knowledge Services for Scholarly Journals, Beijing 100190, China; 5. School of Ecology and Nature Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 6. Biodiversity Committee, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; 7. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 101408, China )
Abstract:With the rapid development of biodiversity informatics, more and more open biological data can be used by researchers. Taking an open data platform as an example, analyzing the research hotspots and development trends in the field of biodiversity in China will help biodiversity researchers and policy-makers keep abreast of the current status and trends of biological research, and provide decision support for the construction of biodiversity in China. We searched the full text of the literature in CNKI and Google Scholar from 2013 to 2023 with the relevant search terms of “National Specimen Information Infrastructure (NSII)”, and retrieved a total of 1 070 supported by NSII literature, including journal articles (822), dissertations (233), popular science articles (5), conference articles (6) and reports (4). Through the means and methods of bibliometrics, the 822 journal articles supported by NSII are explored from the aspects of publication status, research topics and hot spots, research institutions, etc., to explore the current status, hot spots and trends of biodiversity research supported by NSII. According to the results obtained from the keyword co-occurrence network map, the research hotspots of biodiversity focus on the analysis and modeling of species distribution, climate change, taxonomy, biodiversity research, and research platform construction. Biodiversity informatics is developing rapidly in China, in the future, it is still necessary to improve data source construction,resource integration, sharing capability, professional competence and international cooperation, etc. to promote the development of biodiversity scientific research continuously.
Key words: biodiversity informatics, biodiversity research, National Specimen Information Infrastructure (NSII), data, bibliometrics
生物多樣性數(shù)據(jù)是生物多樣性研究的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的科學研究中,數(shù)據(jù)產(chǎn)生于野外調(diào)查或?qū)嶒炇?。隨著計算機的發(fā)展,標本、野外筆記、手繪地圖及其他形式記載生物多樣性信息的憑證被數(shù)字化,分散在標本館、博物館、圖書館、書籍及研究報告中的數(shù)據(jù)被集中整合和不斷挖掘(Maldonado et al., 2015; Wang et al., 2017),生物多樣性信息學由此產(chǎn)生(許哲平等,2014)。隨著生物多樣性信息學飛速發(fā)展,越來越多的數(shù)據(jù)平臺不斷涌現(xiàn)并逐漸成熟,產(chǎn)生了大量開放的科學數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過“清理-標準化-共享”后,能被更多科研人員使用(Altman & Crosas, 2013; Hampton et al., 2013; 張東方等,2017)。利用開放數(shù)據(jù)進行科學研究已經(jīng)成為一種新的科研范式。
國家標本資源共享平臺(簡稱NSII,http://www.nsii.org.cn/)是我國第一批以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的國家科技基礎(chǔ)條件平臺之一。2003年以項目的形式開始建設(shè),2013年正式開通線上網(wǎng)站共享數(shù)據(jù)。NSII匯集了植物、動物、教學、自然保護區(qū)、巖礦化石和極地等不同來源的標本、名錄、文獻和圖片信息等數(shù)據(jù),完成了我國生物標本從實體到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,發(fā)展為亞洲最大的標本數(shù)據(jù)平臺(肖翠等,2017,2018)。截至2023年4月1日,NSII網(wǎng)站已擁有超過1 644萬條標本記錄、682萬張標本圖片、1 954萬張彩色照片、10萬份文獻信息及2 884段視頻。NSII作為國內(nèi)物種標本數(shù)據(jù)最多且完全公開的數(shù)據(jù)網(wǎng)站,NSII及其數(shù)據(jù)的引用情況可以在很大程度上反映生物多樣性領(lǐng)域的研究熱點和用戶對于生物多樣性數(shù)據(jù)的關(guān)注方向。2019年,為完善科技資源共享服務(wù)體系,推動科技資源向社會開放共享,科技部和財政部對原有國家科技基礎(chǔ)條件平臺進行優(yōu)化調(diào)整,形成20個國家科學數(shù)據(jù)中心和30個國家生物種質(zhì)與實驗材料資源庫,其中與生物多樣性信息學相關(guān)的國家科技資源共享服務(wù)平臺有19個。以NSII為例,科學分析生物數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)引用情況,可以更好地為新建數(shù)據(jù)中心提供更多實踐經(jīng)驗。
文獻是反映一個領(lǐng)域研究熱點最直接的載體,利用科學計量方法對一個公開數(shù)據(jù)平臺進行分析可以宏觀把握并深入了解該數(shù)據(jù)平臺的服務(wù)現(xiàn)狀、熱點與發(fā)展態(tài)勢(馬雪梅等,2023)。本文從文獻計量角度對NSII支撐的文獻(本文將文中凡是提及NSII相關(guān)檢索詞的文獻均視為NSII支撐的文獻,不僅限于引用了NSII數(shù)據(jù)的文獻)進行梳理和總結(jié),從發(fā)文情況、研究地理尺度、研究對象類型、研究熱點、研究機構(gòu)、基金支持、研究團隊等方面,全面分析NSII的數(shù)據(jù)引用現(xiàn)狀、熱點和趨勢,以期為“十四五”期間我國生物多樣性建設(shè)提供更多的理論指導(dǎo)和建議(齊萍和劉海濤,2021;楊林生等,2022;李權(quán)荃等,2023)。
1數(shù)據(jù)與方法
1.1 數(shù)據(jù)來源
本研究以中國知網(wǎng)和谷歌學術(shù)為來源數(shù)據(jù)庫,以NSII相關(guān)的中文和英文文獻為研究對象。在充分調(diào)研生物領(lǐng)域科學研究和知識應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,確定文獻檢索詞為“國家標本資源共享平臺”“國家標本共享平臺”“國家標本館”“國家標本庫”“國家標本平臺”“國家標本資源平臺”“nsii.org.cn”“NSII”“National Specimen Information Infrastructure”,被檢索文獻發(fā)表的時間范圍為2013—2023年,文獻類型包括期刊論文、學位論文、科普文章、會議文章和報道,檢索日期截至2023年4月1日。經(jīng)過去重、清洗和人工核查后,最終確定1 070篇文獻作為最終的研究對象進入NSII支撐的文獻數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫的主要字段包括標題、年份、文獻類型、期刊名稱、第一作者、通訊作者、國籍、研究類型、研究地理尺度、研究對象類型、基金等(數(shù)據(jù)庫見網(wǎng)址http://nsii.org.cn/2017/dataservice.php)。
1.2 分析方法
本文利用Microsoft Excel 2019和VOSviewer 1.6.19軟件開展文獻計量和可視化分析。采用Excel對文獻信息進行結(jié)構(gòu)化存儲、管理與統(tǒng)計,對發(fā)文期刊、基金資助來源、研究團隊、研究機構(gòu)、關(guān)鍵詞等直接進行提取和分析;對文獻中提及的研究地理尺度進行人工識別和標注,用于分析研究對象所涉及的地理尺度;對文獻的研究對象進行人工識別與標注,用于分析研究人員關(guān)注的類群;對文獻中提及的其他數(shù)據(jù)庫也進行了人工識別與標注,用于分析生物數(shù)據(jù)庫的粘連性。關(guān)鍵詞能直觀反映文獻的研究對象或研究主題,分析關(guān)鍵詞聚類情況可以反映出研究熱點。利用VOSviewer軟件制作的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜能將關(guān)鍵詞聚類情況進行直觀展示,從而揭示研究熱點(van Eck & Waltman, 2010)。圖譜中的結(jié)點大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率,結(jié)點越大代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)越多,結(jié)點間的連線代表關(guān)鍵詞之間的關(guān)系(馬雪梅等,2023)。
2結(jié)果分析
2.1 發(fā)文基本情況
2013—2023年,NSII支撐了822篇期刊論文、233篇學位論文、5篇科普文章、6篇會議文章和4篇報道的發(fā)表。由于期刊論文更能代表學科領(lǐng)域內(nèi)的研究水平,因此本文統(tǒng)計了NSII支撐的論文在不同期刊上的發(fā)文量。表1結(jié)果顯示,《生物多樣性》、Frontiers in Plant Science、《廣西植物》和《科研信息化技術(shù)與應(yīng)用》4種期刊發(fā)文量最多,發(fā)文量排名前20的期刊見表1。
NSII支撐發(fā)表的822篇期刊論文中有767篇提及資助的基金項目。為統(tǒng)計分析基金項目資助情況,將這些基金項目歸為六大類,即部委及科研院所項目、省市級項目、高校項目、國際合作項目、企業(yè)項目及其他類型。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),部委及科研院所項目資助產(chǎn)出的論文數(shù)量最多,為628篇;其次是省市級項目資助,為355篇;高校項目、國際合作項目資助產(chǎn)出的論文數(shù)量較少,分別為83篇和22篇;不屬于以上五類的基金項目劃分到其他類型,共資助產(chǎn)出論文59篇。
2.2 研究地理尺度
通過人工標識,對822篇期刊論文按研究地理尺度進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示,支持全球尺度、國家尺度、區(qū)域尺度和其他尺度研究的發(fā)文量分別為80篇、267篇、327篇及148篇。本文所指的全球尺度是指研究區(qū)域涉及兩個或兩個以上國家;國家尺度是指把某一整個國家作為研究區(qū)域;區(qū)域尺度是指研究區(qū)域的地理尺度在縣級或縣級以上,但在國家尺度以下;其他尺度是指未提及或未明確提及研究區(qū)域。
2.3 研究對象類型
通過人工標識,將822篇期刊論文按研究對象做了統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示,NSII分別支持了植物研究(670篇)、動物研究(45篇)、生物研究(42篇)、微生物研究(9篇)和其他類型(如隕石、博物館、植被等)的研究(56篇),其中支持植物研究的發(fā)文量占期刊論文總量的81.51%。對于同一篇論文,如果研究對象包括植物、動物、微生物中的兩類或三類,本文將其研究對象歸為生物;而如果研究對象僅涉及植物、動物、微生物中的某一類,則不把研究對象歸為生物。
2.4 研究熱點及其演變
為了精細化探究NSII支撐的研究熱點方向,本文分別對402篇中文期刊論文和420篇英文期刊論文(本文中所指的中、英文期刊論文分別為采用中文語言或英文語言在學術(shù)期刊上發(fā)表的論文)的關(guān)鍵詞進行分析。從關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖1,圖2)可以發(fā)現(xiàn),2013—2023年NSII支撐的期刊論文在生物多樣性領(lǐng)域的熱點研究主題可概括為五個方面,分別是物種分布分析和建模、氣候變化、分類學、生物多樣性研究、研究平臺建設(shè)。
對中、英文期刊論文的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次分別進行量化分析發(fā)現(xiàn),關(guān)鍵詞包括MaxEnt模型(MaxEnt model)和氣候變化(climate change)的論文數(shù)量最多。MaxEnt模型屬于物種分布分析和建模主題,該主題對應(yīng)的關(guān)鍵詞還包括潛在分布區(qū)(potential distribution)、分布格局、species distribution、地理分布(geographical distribution)、ArcGIS等;其次是氣候變化主題,關(guān)鍵詞包括氣候變化(climate change)、氣候因子、生境、適生區(qū)、environmental factors等;分類學主題的關(guān)鍵詞包括新記錄、植物分類、館藏標本、系統(tǒng)發(fā)育等;生物多樣性研究主題的關(guān)鍵詞包括物種多樣性(species diversity)、生物多樣性、生物多樣性保護(biodiversity conservation)、endangered species等;研究平臺建設(shè)主題的關(guān)鍵詞包括數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫、公眾科學等。2013—2023年NSII支撐的中、英文期刊論文頻次排名前30的關(guān)鍵詞見表2和表3。
從年度關(guān)鍵詞演變(表4,表5)來看,近5年頻次排名前5的中文期刊論文關(guān)鍵詞依次是MaxEnt模型、氣候變化、潛在分布區(qū)、分布格局、地理分布。從時間演化情況來看,MaxEnt模型、氣候變化在2018—2021年的中文發(fā)文量一直呈現(xiàn)上升趨勢,在2022年數(shù)量略有下降。近5年頻次排名前5的英文期刊論文關(guān)鍵詞依次是climate change、MaxEnt model、phylogeny、China、biodiversity conservation。從時間演化情況來看,MaxEnt model和climate change在2018—2022年的英文發(fā)文量一直呈現(xiàn)上升趨勢。綜合來看,MaxEnt模型、氣候變化既是中、英文熱點詞,也是年度熱點詞,均為NSII支撐的研究熱點。
2.5 研究團隊情況
本文對NSII支撐的期刊論文的研究團隊和國籍進行了統(tǒng)計分析。以通訊作者和第一作者共同作為研究團隊的代表,分別統(tǒng)計分析中、英文期刊論文的研究團隊情況(圖3,圖4),并對發(fā)表論文量最多的前20名通訊作者中所涉及的英文姓名進行翻譯,以合并相同作者。表6結(jié)果顯示,四川大學的何興金(He Xingjin)團隊、北京大學的王志恒(Wang Zhiheng)團隊、中國科學院植物研究所的馬克平(Ma Keping)團隊、中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院藥用植物研究所的黃林芳(Huang Linfang)團隊和中國科學院成都生物研究所的潘開文(Pan Kaiwen)團隊使用NSII數(shù)據(jù)發(fā)表論文數(shù)量最多,發(fā)文量排名前20的研究團隊見表6。
研究團隊的國籍根據(jù)研究人員所屬研究機構(gòu)所在的國家進行確定,統(tǒng)計范圍包括每篇論文的所有作者。將822篇期刊論文的所有研究人員按國籍進行分析后發(fā)現(xiàn),研究人員分別來自中國、美國、 澳大利亞、 英國、德國等50個國家,發(fā)文量排名前20的國家見表7。研究團隊的國籍組成可被分為國內(nèi)團隊、中外合作團隊、國外團隊三類,對應(yīng)發(fā)文量和百分比分別為670篇(81.51%)、139篇(16.91%)、13篇(1.58%)。
2.6 主要研究機構(gòu)
統(tǒng)計NSII支撐的822篇期刊論文,發(fā)文量排名前10的研究機構(gòu)見表8,包括中國科學院大學、中國科學院植物研究所、中國科學院昆明植物研究所、北京大學、四川大學等。這前10個研究機構(gòu)發(fā)文量總計為338篇(41.12%)。
2.7 同類數(shù)據(jù)庫的粘連性
根據(jù)是否引用NSII的數(shù)據(jù)可以將NSII支撐發(fā)表的論文分為兩類,一類為引用了NSII的數(shù)據(jù),另一類為僅提及NSII。如果論文在引用NSII數(shù)據(jù)的同時引用了其他同類數(shù)據(jù)庫,則說明這些數(shù)據(jù)庫具有粘連性。
統(tǒng)計結(jié)果顯示,在822篇期刊論文中,有651篇(79.20%)引用了NSII的數(shù)據(jù),其中491篇(59.73%)同時也引用了其他同類數(shù)據(jù)庫。在引用的其他同類數(shù)據(jù)庫中,以中國數(shù)字植物標本館(Chinese Virtual Herbarium, CVH)、全球生物多樣性信息網(wǎng)絡(luò)(Global Biodiversity Information Facility, GBIF)、中國植物圖像庫(Plant Photo Bank of China, PPBC)和中國自然標本館(Chinese Field Herbarium, CFH)出現(xiàn)頻率較高,分別有347篇(42.21%)、266篇(32.36%)、45篇(5.47%)和29篇(3.53%)。
3討論
3.1 更為多元的經(jīng)費支持渠道
2022年12月19日,聯(lián)合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(COP15)達成《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》(Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework,簡稱《昆蒙框架》)?!独ッ煽蚣堋分贫宋磥硪欢螘r期全球范圍內(nèi)生物多樣性保護的重要行動計劃,包括將生物多樣性及其多重價值納入經(jīng)濟和社會活動的主流,全面覆蓋政府、企業(yè)、公眾不同行為主體(張麗榮等,2023)。目前NSII支撐的論文主要經(jīng)費來源為部委及科研院所項目、省市級項目、高校項目等政府資助,企業(yè)和公眾的資金來源較少,國際合作項目資助產(chǎn)出的論文也比較少。這主要與我國生物多樣性發(fā)展與研究的形式密不可分。一方面,研究歷史較短,主要集中在研究機構(gòu)、高校等單位,企業(yè)與公眾參與度較低;另一方面,經(jīng)濟發(fā)展到一定程度,才會有更多行業(yè)關(guān)注生態(tài)。伴隨生態(tài)文明建設(shè)進程,以及“構(gòu)建地球生命共同體”相關(guān)舉措的推進,金融機構(gòu)、投資者和企業(yè)參與生物多樣性項目的意愿得到大幅提升(王也等,2022),公眾及國際組織也有更多機會參與到我國生物多樣性相關(guān)研究中來(蔡曉梅等,2023;徐向梅,2023),我國生物多樣性研究的經(jīng)費支持渠道將更為多元。
3.2 NSII數(shù)據(jù)從多個維度被廣泛使用
生物多樣性一詞本身具有生物地理學的含義,主要包括遺傳、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個水平的多樣性(馬克平,1993)。在NSII支撐的期刊論文中,79.20%的論文直接引用了NSII的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)支撐的研究尺度來看,小至縣級及以下(周毅等,2019;薛頔等,2020),大至全球(Liu et al., 2021;Du et al., 2023), NSII數(shù)據(jù)在不同的研究尺度上均發(fā)揮了作用。NSII的數(shù)據(jù)之所以能夠支撐不同地理尺度的生物多樣性研究,這與NSII的數(shù)據(jù)特點有關(guān)。NSII是目前國內(nèi)最大的生物標本數(shù)據(jù)平臺,收錄了不同類型的生物標本數(shù)據(jù)。NSII生物標本上的分布數(shù)據(jù)記錄具有比較詳細的地理位置甚至是經(jīng)緯度坐標,且大多被分類學家鑒定,所以數(shù)據(jù)具有較高的質(zhì)量。這些重要的物種信息和相應(yīng)的分布數(shù)據(jù)是支撐科研人員進行不同地理尺度生物多樣性研究的基礎(chǔ)。
在研究對象方面,NSII數(shù)據(jù)支撐了植物(郭飛龍等,2020;Liu et al., 2023)、動物(蔣麗華等,2019;Huang et al., 2021)和微生物(Wei et al., 2021; Sun et al., 2021)等不同類群的研究,研究水平包括遺傳(童芬等,2016;王天翼等,2021)、物種(王芳等,2019;牟村等,2019)和生態(tài)系統(tǒng)水平(余瀟等,2019;劉興良等,2022)。NSII支撐的植物研究相較于動物和微生物更多,研究植物的團隊和人員更多,這不僅與NSII的植物數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量有較大關(guān)系,也由于NSII的牽頭單位為中國科學院植物研究所,因此在植物相關(guān)領(lǐng)域做的推廣更多。
3.3 NSII支撐的研究熱點
本文以NSII支撐的822篇期刊論文為數(shù)據(jù)源,采用VOSviewer軟件分析論文的研究熱點與發(fā)展趨勢。分析結(jié)果顯示,MaxEnt模型和氣候變化是當前生物多樣性研究的兩個熱點。MaxEnt模型是物種分布模型的一種,廣泛應(yīng)用于物種資源管理與可持續(xù)利用(Liu et al., 2018)、物種保護決策(繆紳裕等,2020;葉錦等,2022)、入侵物種防控(杜志喧等,2021;陳劍等,2021;徐文力等,2022)、氣候變化對物種分布的影響(周潤等,2021;牛若愷等,2021;陳冰瑞等,2022)等方面的研究中。
氣候變化是當前人類面臨的最嚴峻的環(huán)境問題,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會IPCC第五次評估報告指出,相比于1850—1900年,21世紀末全球氣溫增幅可能超過1.5 ℃,在RCP6.0和RCP8.5情景下,溫度升高可能超過2 ℃(Stocker et al., 2014)。氣候變化對植物的生長發(fā)育、地理分布及種群數(shù)量大小等都會產(chǎn)生極大的影響(Pounds et al., 2006)。越來越多的研究表明,氣候變暖可能會導(dǎo)致植物適生區(qū)范圍減小, 使得植物向高海拔、高緯度地區(qū)遷移。然而,氣候變化對不同植物的影響不同,因此研究植物對氣候變化的響應(yīng)對保護生物多樣性具有重要意義。隨著對氣候變化的深入研究和地理信息科學的發(fā)展,物種分布模型成為研究氣候變化對物種地理分布影響的重要手段(趙儒楠等,2019)。
綜上所述,在NSII支撐的論文的研究熱點中,MaxEnt模型和氣候變化作為數(shù)據(jù)應(yīng)用的重點方向。物種分布數(shù)據(jù)是MaxEnt模型的應(yīng)用和氣候變化引起物種分布變化等研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。基于標本的物種分布數(shù)據(jù)的建設(shè)主要得益于生物多樣性信息學的發(fā)展。生物多樣性信息學是一個新興的學科,它通過收集、整理、整合、分析、預(yù)測和傳播與生物多樣性有關(guān)的數(shù)據(jù),為生物多樣性保護和可持續(xù)利用的決策提供信息(Hardisty & Roberts, 2013)。數(shù)據(jù)是生物多樣性信息學發(fā)展的基礎(chǔ),其中的物種名稱和分布地信息最為重要。中國物種數(shù)據(jù)以生物多樣性編目、標本數(shù)據(jù)、彩色照片、文獻志書及基于各類重大項目所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為核心。對NSII支撐的論文進行分析,也是對生物分布數(shù)據(jù)支撐的研究熱點的分析和預(yù)測。
3.4 NSII數(shù)據(jù)在國際上的影響
從中、英文期刊論文的數(shù)量及研究團隊的統(tǒng)計可以看出,NSII具有較高的國際影響力。很多國內(nèi)研究團隊也更愿意用NSII的數(shù)據(jù)發(fā)表英文論文,比如He Xingjin(何興金)和Wang Zhiheng(王志恒)團隊。同時善于用NSII數(shù)據(jù)發(fā)表英文論文的研究團隊很少嘗試用NSII數(shù)據(jù)發(fā)表中文論文。國內(nèi)學者發(fā)表英文論文提高了NSII在國際上的影響力。
2013—2019年,是NSII標本數(shù)據(jù)快速增長的階段,每年增長數(shù)據(jù)保持在60萬條~100萬條(圖5)。高質(zhì)量的數(shù)據(jù)(Qian et al., 2018),開放的共享理念,不斷增長的數(shù)據(jù)資源,是NSII數(shù)據(jù)得到較為廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)的增長和持續(xù)的宣傳增加了NSII的影響力,越來越多的國內(nèi)和國外研究機構(gòu)和團隊使用NSII數(shù)據(jù)支撐研究。2013—2023年間,NSII數(shù)據(jù)支撐的期刊論文數(shù)量呈逐年增長趨勢(圖6)。NSII數(shù)據(jù)與國外同類數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系也更加密切。在引用NSII數(shù)據(jù)的論文中,有三分之一以上的論文同時引用了GBIF的數(shù)據(jù),其中一些論文主要以GBIF的數(shù)據(jù)為研究對象(Qian et al., 2022;de Araujo et al., 2022)。
隨著數(shù)據(jù)的不斷開放,NSII的標本數(shù)據(jù)與GBIF的數(shù)據(jù)也在不斷融合。截至2023年5月4日,NSII已有450萬份的標本數(shù)據(jù)實現(xiàn)與GBIF的互聯(lián)互通。在過去10年中,引用GBIF數(shù)據(jù)的論文數(shù)量一直在穩(wěn)步增長,目前平均每天將近四篇論文引用了GBIF的數(shù)據(jù)。隨著GBIF的發(fā)展,NSII的數(shù)據(jù)也將被全球更多科研人員了解并免費下載使用。
除GBIF外,在引用NSII數(shù)據(jù)的期刊論文中,美國標本數(shù)字化平臺 (Integrated Digitized Biocollections,iDigBio)和澳大利亞生物多樣性信息系統(tǒng) (Atlas of Living Australia,ALA)等國外數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)也被關(guān)聯(lián)使用(Raes et al., 2020; Fawcett et al., 2022)。從研究機構(gòu)來看,NSII數(shù)據(jù)正被越來越多的國外機構(gòu)進行生物多樣性研究,尤其是進行中國生物多樣性研究使用。NSII數(shù)據(jù)的國際影響力得到進一步提升。
4展望
生物多樣性數(shù)據(jù)和信息的可用性,以及有效利用數(shù)據(jù)和信息的能力,將成為未來科學研究的重要指標。發(fā)展“動員、管理、出版和使用生物多樣性數(shù)據(jù)”的能力可以支持生物多樣性戰(zhàn)略, 這需要可靠和準確的數(shù)據(jù)(Parker-Allie et al., 2021)。生物多樣性戰(zhàn)略植根于眾多的國際公約中,包括《生物多樣性公約》(Convention on Biological Diversity, CBD)、《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》(Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, CITES)、 《聯(lián)合國防治荒漠化公約》(United Nations Convention to Combat Desertification, UNCCD)、《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學政策平臺(Intergovernmental Science-Policy Plantform on Biodiversity and Ecosystem Services, IPBES)和可持續(xù)發(fā)展目標(Sustainable Development Goals, SDG)等。
通過對NSII數(shù)據(jù)支撐的論文進行分析可見,中國已經(jīng)建成了服務(wù)于生物多樣性研究的比較規(guī)范的數(shù)據(jù)平臺,并在國內(nèi)外有一定的影響力。在未來的數(shù)據(jù)平臺建設(shè)中,仍然需要從多個維度,共同發(fā)力,打好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一要加強國家頂層設(shè)計,重視生物多樣性大數(shù)據(jù)資源的整合,形成功能更加強大的綜合信息平臺。特別需要加強多源數(shù)據(jù)的整合和共享力度,達成數(shù)據(jù)共享協(xié)調(diào)機制和模式,在數(shù)據(jù)聯(lián)合編目和應(yīng)用程序編程接口(Application Programming Interface, API)交互的基礎(chǔ)上,進一步打通不同部門、不同機構(gòu)之間數(shù)據(jù)相互孤立的局面,加大數(shù)據(jù)的共享力度。當前整個亞洲數(shù)據(jù)的共享水平較歐美國家有很大差異,
在國內(nèi)探索互惠互利的多方合作機制(包括學術(shù)機構(gòu)、政府機構(gòu)、出版機構(gòu)、公民科學平臺和社交媒體等),促進數(shù)據(jù)利益相關(guān)方相互認同的“軟環(huán)境”建設(shè)。二要持續(xù)開展原始數(shù)據(jù)的數(shù)字化建設(shè)和共享工作,建立好大數(shù)據(jù)平臺與數(shù)據(jù)源的聯(lián)系,只有源源不斷的數(shù)據(jù)源才能使數(shù)據(jù)保持更新。盡管中國已經(jīng)數(shù)字化了1 600余萬份動植物標本并進行了在線共享,但相對中國標本館藏量而言,數(shù)字化程度還需要大幅提高(肖翠等,2018)。另外,館藏文獻資源含有大量的調(diào)查、觀測和分布數(shù)據(jù)有待整理和挖掘。三要加大對數(shù)據(jù)的開放力度和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā),參考GBIF、生物多樣性遺產(chǎn)圖書館(Biodiversity Heritage Library, BHL)和網(wǎng)絡(luò)生命大百科(Encyclopedia of Life, EOL)等國際生物多樣性數(shù)據(jù)平臺的做法,參考和借鑒面向R語言和Python語言的分析接口設(shè)計等功能和產(chǎn)品,面向科學研究、政府決策、企業(yè)創(chuàng)新和大眾科普教育等不同數(shù)據(jù)應(yīng)用場景進行設(shè)計開發(fā),多渠道推動數(shù)據(jù)的使用,并通過用戶使用反饋,優(yōu)化數(shù)據(jù)的流通渠道和服務(wù)方式。四要加強生物多樣性信息學方面的能力建設(shè)和共建專業(yè)學術(shù)社區(qū),包括通過技術(shù)培訓和項目實施,培養(yǎng)從業(yè)人員在數(shù)據(jù)生命周期各個環(huán)節(jié)的相關(guān)能力,尤其是數(shù)據(jù)挖掘的能力建設(shè)。鼓勵新技術(shù)和新方法在數(shù)據(jù)采集、管理和挖掘等全生命周期流程中的利用,如紅外相機技術(shù)、音視頻錄制技術(shù)、遙感技術(shù)、環(huán)境DNA技術(shù)、人工智能技術(shù)和科研工作流技術(shù)等。五要加強區(qū)域和國際合作。在亞洲地區(qū),通過中國科學院海外科教中心、國家“一帶一路”合作網(wǎng)絡(luò)和COP15大會新設(shè)立的“昆明生物多樣性基金”等渠道,積極“走出去”,擴展中國在亞洲地區(qū)的合作規(guī)模和影響。在全球國際合作方面,通過GBIF、世界自然保護聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature, IUCN)、BHL、國際植物園保護聯(lián)盟(Botanic Gardens Conservation International, BGCI)等國際平臺,積極參與國際項目和事務(wù),面向SDG,貢獻中國的生物多樣性數(shù)據(jù)和案例。
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