国家标本资源共享平台(NSII)支撑生物多样性科学研究的成效分析

随着生物多样性信息学的迅速发展,越来越多开放的生物数据可供科研人员使用。以一个公开数据平台为例分析我国生物多样性领域的研究热点与发展趋势,有助于生物多样性工作者和决策者及时了解我国生物研究的现状及动向,为生物多样性建设提供决策支持。该文以“国家标本资源共享平台(NSII)”及相关词为检索对象,对中国知网和谷歌学术上2013—2023年间的文献进行全文检索,共检索出1070篇NSII支撑的文献,包括期刊论文(822篇)、学位论文(233篇)、科普文章(5篇)、会议文章(6篇)和报道(4篇)。基于NSII支撑的822篇期刊论文,通过文献计量学的手段和方法,从发文情况、研究主题与热点、研究机构等方面探究NSII支撑的生物多样性研究现状、热点与态势。关键词共现网络图谱分析结果显示,基于数据平台的生物多样性研究热点集中在物种分布分析和建模、气候变化、分类学、生物多样性研究、研究平台建设五个方面。当前我国生物多样性信息学领域发展较快,未来仍需从数据源建设、资源整合、共享能力、业务能力和国际合作等方面努力提升,持续推动生物多样性科学研究的发展。

国家标本资源共享平台(NSII)在植物学实验教学中的应用

随着网络信息化的加强、植物学学科理论的发展以及学生学习特点的变化,传统的实验教学方法和教学资源已经不能满足当今植物学实验的教学和学习需求。在教学实践中,给学生引入了国家标本资源共享平台(NSII)开发的多种开放数据库,再结合传统的教学方法,可以更好地适应植物学实验的需求,也能满足学生的好奇心和探索欲望,能够取得良好的教学效果。

基于千万标本记录的NSII发展方向的探索

文章对国家标本标本资源共享平台(National Specimen Information Infrastructure, NSII)近15年来积累的植物数字化资源(植物标本数字化、彩色照片、植物志书等文献资料)进行统计分析,特别给出了标本数字化薄弱地区、标本记录空白区、标本空白科属、彩色照片空白科属名录,通过对外公开薄弱和空白区的方式,呼吁更多专业人员共建我国植物资源的数字化数据库(标本、彩色照片、文献)。进而提出NSII未来发展的几点思考:(1)进一步整合数字化标本资源,加强薄弱地区、薄弱科属的标本数字化工作,整合在线的国内外数字化标本资源;(2)优化彩色照片库的管理模式,加强薄弱科属的彩色照片建设工作;(3)鼓励市县级植物志的编纂及地方性植物图鉴、不同类型植物志书的出版,从不同的角度丰富植物资源的资料。(4)深入清理数据,有效推动数据服务;(5)盘活NSII数据存量,打造更多的数据产品;(6)提升可视化水平,加强数据深度挖掘,更好服务科研和科普工作。

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)近交家系与其杂交子代DNA甲基化差异分析

2012年4月,利用马氏珠母贝全同胞家系进行家系内与家系间交配组合构建了近交家系（A与D）与杂交家系（B与C）。贝龄2龄时,比较家系生长性状差异,利用甲基化敏感多态性扩增技术（MSAP）检测了4个家系甲基化水平的差异,估计了甲基化比例与生长性状平均值相关性系数。结果表明,家系杂交子代的平均壳长、平均壳高、平均壳宽与平均体重均值大于近交家系,性状优势率为8.5%～24.7%;近交家系与杂交家系的总条带数和甲基化比例均存在显著性差异（p〈0.05）。近交家系A和D获得的总条带数分别729.0±19.6与717.3±28.2,甲基化水平分别为（10.0±0.9）%与（8.5±0.4）%;杂交家系B和C获得的总条带数分别为703.0±10.7与726.3±18.8,甲基化比例分别为（5.9±0.7）%与（5.7±0.9）%;家系的平均壳长、平均壳高、平均壳宽与平均体重性状与甲基化均存在明显负相关,相关系数分别为-0.849、-0.751、-0.674和-0.652。

国内外空间信息基础设施建设进展及其应用中的启示

通过广泛调查研究国际和国内(国家)空间信息基础设施(NSII)建设及空间信息综合应用方面所取得的成功经验和教训,分析并提出空间信息基础设施发展进程中的问题、各国NSII发展历程给我们的启发,以及我国NSII发展战略中的一些思考,建议应积极推进"数字中国"——综合性的国家地理空间信息战略,特别是抓紧包括地理空间信息共享机制与共享平台等在内的设计与研究工作,旨在为我国及地方在空间信息基础设施建设及发展规划方面提供借鉴和参考。

空间信息基础设施的体系结构研究

空间信息基础设施是建立和维护一个共享的地理空间信息框架所需要的宗旨、标准、体系结构、政策和人。体系结构是实施地理空间信息基础设施的逻辑模型。从不同的角度可将体系结构分为操作体系结构、技术体系结构、数据体系结构、系统体系结构和机构体系结构 ,空间信息基础设施的目的是建立一个空间信息框架。

抓住机遇加速中国空间信息基础设施建设

本文结合我国的实际,阐述了中国空间信息基础设施(NSII)的内涵,重点讨论了国家空间数据基础设施在NSII建设与发展中的地位与作用,进而提出要抓住机遇,发展我国NSII的思路。

国家标本资源共享平台数字化进展与现状分析

文章通过对国内外生物标本资源数字化进展的介绍,重点对我国国家标本资源共享平台National Specimen Information Infrastructure(NSII)十几年积累的数字化数据进行质量分析,包括数据总量、标本数字化年变化量、不同省份动植物标本的变化趋势、动植物标本的科属总量的变化规律、全国重要的标本馆已经数字化标本量的统计、动植物标本图片数据统计等,系统而全面地分析了我国标本资源数字化的发展现状。从而提出NSII发展方向的几点思考。

Metadata共享体系的实现模型

通过对地理信息标准化发展趋势的分析，认为Ｍｅｔａｄａｔａ是地理信息共享的关键技术，并根据Ｍｅｔａｄａｔａ 的层次关系，提出了实现Ｍｅｔａｄａｔａ 体系的基本模型。结合该模型，作者在Ｍｅｔａｄａｔａ标准草案的基础上，研制了一套基于国家空间信息基础设施（ＮＳＩＩ）的Ｍｅｔａｄａｔａ软件原型。该研究对信息化社会中地学信息的共享具有重要意义。

国家标本资源共享平台兰科植物标本记录采集地理偏差及其环境因子解释

兰科植物是进化生物学研究的热点类群之一,也是保护生物学领域的"旗舰"类群。兰科植物在我国热带和亚热带地区分布广泛,兰科植物标本记录提供了兰科植物空间分布的基础信息,在生物地理学特别是保护生物学中具有重要地位。当前,针对兰科植物标本采集地理偏差和采集完整性的评估研究较为缺乏,影响了兰科植物保育策略、濒危等级评估以及空间分布格局研究的准确性。本研究在国家标本资源共享平台收录的中国兰科植物的植物标本采集记录基础上,以县级行政单位为分类单元,对兰科植物标本采集质量进行了评估,相关参数包括:标本记录数量,物种丰富度,物种丰富度估计,物标本采集完整性评估,评估结果显示针对兰科植物的标本采集仍然十分缺乏,尤其是在云南省中部和东南沿海地区。本研究进一步选取环境因子对上述参数进行了解释,结果表明气温的稳定性对兰科植物物种空间分布格局的影响最为显著。兰科植物分布对小生境的依赖性较强,难以适应外界环境,且扩散能力较弱,对环境变化较为敏感,上述因素都是在保护生物学实践中重点关注的内容。

打好万里长征的每个根基——“国家标本资源共享平台及其应用”专刊序言

本期的《科研信息化技术与应用》"国家标本资源共享平台数据应用"专刊刊登了13篇文章,其中综述性论文3篇,技术性论文5篇,数据应用类论文4篇。专刊侧重国家标本资源共享平台积累的1002万植物标本数字化数据为解决科研问题而做的服务。特别是基于标本数据对专科专属植物标本记录采集地理偏差的分析,及其环境因子的解释;数字化标本数据对研究我国植物组成变化趋势和新物种发现可能性的助推作用。量变引起质变,千万级的数字化标本量在保证每年70–100万的持续增量的基础上,越来越强调原始积累对科学研究、大众科普的作用。国家标本资源共享平台的长期规划中,大数据与人工智能的完美结合,标本伴侣的诞生更好地将基于标本数字化数据的标本照片自动识别、彩色照片自动识别带入大众视野,更好地服务大众。

PVH:省级数字植物标本馆平台的开发与应用

为了满足地区性植物资源调查与研究的需要,国家标本资源共享平台(简称NSII)提出了省级数字植物标本馆(Provincial Virtual Herbarium,简称PVH)工作计划,即在NSII省级物种名录和标本信息的基础上,汇集各省专家积累的文献、野外彩色图像等资源,形成各省比较完善的植物名录,每个物种确保有对应的标本照片、野外照片、县级分布点等信息,最终完成各省省级植物标本馆的在线数据库建设。通过组建在线专家社区,实现数据库的高效应用,并提供在线植物志编辑、活植物图库管理、凭证标本审核等e-Science工具集,专家可以在线创建和管理数据,对植物数据查缺补漏的同时,审核NSII已有的各省的标本信息,提高标本数据质量。