当代植物标本馆的革新与创新

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系列推文

摘 要：在当代建设并管理好标本馆，离不开理念的革新与技术的创新。笔者作为建设辰山标本馆的亲历者，认为只有管理者转变“等人来”的被动式服务理念，紧跟当下信息化技术的浪潮，通过对馆西藏域合理规划、提高馆藏物数字化覆盖率、精细化监管馆务工作全流程，才能让标本馆的收藏物得到更高的曝光率，吸引更多的业内外人士来访，提升标本馆的科研价值与社会服务功能，在今后的发展过程中得到应有的重视与支持。 

关键词：植物标本馆, 馆藏资源, 数字化, 信息技术, 流程管理, 标准化

自世界上第一个植物标本馆成立至今已过去4个多世纪，其形式也由最初的贵族阶层的个人收藏转变成专业的植物科研常规机构(葛斌杰， 2016)。据国际植物分类学会（IAPT）官方的权威出版物《世界植物标本馆索引》（Index Herbariorum）记载，截止到2018年12月，全球共有178个国家或地区拥有标本馆计3095家，累计总馆藏3.9亿份(Barbara, 2019)。这是一个非常惊人的数字，里面记录着过去400多年来植物物候的变化、物种分布的格局、植物采集家的活动轨迹，是全人类宝贵的财富。文军博士曾在第19届国际植物学大会闭幕式报告上提出，下一个十年将是种级系统学发展的黄金时期，而标本馆将是未来的主战场，基于系统性的收藏物开展系统学研究需要得到强化与重视，这些收藏物不仅能提供直观的形态学数据，还能提供一手的科研材料。

从Index Herbariorum数据库可以检索到中国目前共有标本馆373家，累计馆藏量相比于1993年《中国植物标本馆索引》（傅立国, 1993）的记载，在过去26年间，中国的标本馆藏量增加了33.6%，这又是一个惊人的数字。但中国的标本馆在信息更新和完整性上，相比于国际上的大标本馆还有很大的差距。2004年以来，中国仅有不到1/4的标本馆在Index Herbariorum数据库中进行了信息的更新，而馆藏在200万份以上的大标本馆平均2年更新一次。更遗憾的是超过60%的中国标本馆没有联系人、邮箱和网站，这在倡导信息互联互通、全球合作共赢的当代，必定会失去诸多机遇，令人惋惜。不过，还是存在诸如中国数字植物标本馆、NSII等具有当代特色的基础项目，让中国主要标本馆在较大程度上实现了馆藏标本的在线查询与数据共享，为挖掘馆藏资源的价值做出了贡献。在此背景下，新标本馆的建设与发展和既有标本馆的变革与创新，一直是绕不开的话题，辰山在当代植物标本馆体系的建设中，进行了一些思考与尝试，将其中笔者认为较有推广和借鉴意义的举措在此分享，或对标本馆工作者、管理者略有裨益。

理念的革新

植物标本馆的基本功能是作为一个植物的博物馆而存在，长期积累保存着各种植物收藏物。这些收藏物是植物资源调查和认知、引种和保育、研究和利用的材料和凭证，经过一系列标准流程的处理，按照一定的系统归档，便于不同学科领域的科研人员进行检索与查阅。但收藏物的类型需随着科技进步而不断发展，从原来的干燥腊叶标本、浸泡标本等实物材料，扩展增加到DNA样品、活体种子以及数字化调查观测数据。关于为何要收集标本、建设标本馆，Vicki Funk博士分别在2002和2003年撰文讨论(Funk, 2002, 2003)，包括基本保障与研究、其他相关生物学研究、教育与培训，甚至盈利与创收等在内不下100条，大大拓宽了标本馆工作者与管理者的思路。其中很重要的一点，我们需要转变管理理念，将标本馆的被动服务方式转变成主动服务，通过提高馆藏物的数字化覆盖率，依托信息技术不断提升馆藏资源的曝光率，真正让馆藏资源活起来，而不再是一个令人望而却步的Hortus mortus (拉丁语，即死亡花园)。

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）科普展示标本

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）馆藏主模式标本

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）种子库

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）DNA库

功能区域合理规划布局

上海辰山植物标本馆(Shanghai Chenshan Herbarium)的前身是成立于 2005 年 6 月的上海植物园辰山项目部标本室（2005.6～2009.3），2009 年 4 月更名为上海辰山植物园（筹）引种基地标本室（2009.4～2012.3），2010年迁入中国科学院上海辰山植物科学研究中心大楼，于2010年8月完成国际登录，馆代码为CSH（http://sweetgum./ih/herbarium.php?irn=163946）。2012 年 4 月起更名为上海辰山植物园标本馆（2012.4～2014.6）。2013年2月在中国科学院上海辰山植物科学研究中心大楼一楼东侧规划占地1561.5 m2，修建新馆，2014年6月新馆基础建设初步完工。自 2014 年 7 月 1 日起正式定名为上海辰山植物标本馆（Chenshan Herbarium, CSH, http://222.72.85.20/site/CSH/Specimen.html）。根据工作流程，CSH共设置了烘干间、装订间、数字化间、冷冻间（含种子库）、正号标本馆藏厅、副号标本馆藏厅、模式标本间、鉴定间、形态学实验室、DNA库、工具间、馆员办公室、服务器机房等15个功能区域，全馆配备了独立的通排风系统和温湿度控制设备。馆内共有站立式标本柜457套，承重货架135组，最高设计馆藏100万份。 

标本馆功能区的划分和布局应该充分考虑日常馆务流程，以标本为主要核心，从入馆至入柜的全流程覆盖，减少重复进入同一区域的情况发生，严格区分日常工作区域和安全保西藏域，尽可能将安全保西藏的温湿度控制在20℃和50%以下，将为标本的长期保藏提供安全保障。

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）今夕对比

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）功能区域划分图

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）烘干间

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）野外考察工具集

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）馆藏大厅

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）标本数字化工作间

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）标本数字化设备

数字化的全覆盖及数据标准化

当下谈标本数字化已不再局限于标本翻拍、信息录入、图文上网这样的“三步走”，特别是针对新采集的标本，需要引入更多的数字化手段，从野外到室内全覆盖。CSH作为一个新馆，历史积累标本较少，从2012年开始就引入数字化手段辅助标本采集、信息整理、馆藏管理。目前在植物野外调查技术方面，手机APP以中国科学院昆明植物研究所开发的Biotracks为主。在电脑端，则以中国科学院植物研究所建设并运行的中国自然标本馆(Chinese Field Herbarium，简称CFH)为主。从笔者实际使用情况来看，Biotracks更适合专科专属的精细化调查，而CFH网站在支撑区域物种多样性调查方面更具优势。应该说两者各有所长，配合使用基本能够胜任各类野外调查任务。采用数字化记录方式的优势明显，可以很好地实现野外数据的无纸化获取、保存和后台的批量化处理与导出，保质保量地加快标本馆工作的进度。

著名的开源数据网站GBIF (https://www.)，目前共有1527家机构累计参与发布物种观察记录多达13亿次，研究人员通过下载分析这些数据已发表文章近4000篇，这是开放合作的典型案例。目前NSII网站已经积累了千万级植物标本数据，各数据字段已基本趋于稳定，今后如各馆有程序开发或网站建设的需求时，务必考虑数据兼容和标准的问题，管理者们要开放理念，只有被研究过的标本才有价值，只有被引用过的数据才有意义，只有被访问过的网站才有贡献。

信息技术的与时俱进

在信息技术时代，以5G为代表的多项中国自主研发的高端技术走在了国际前列，这也充分说明国内整体的信息技术产业正在蓬勃发展，土层深厚。在这个快速变革和创新的时代，标本馆的建设、管理与发展要与时俱进。2014年由CSH自主设计的标本馆信息管理系统初步建成(葛斌杰等, 2014)，该系统由标本数据管理系统、网上查询系统和数据交换系统3部分组成，其中标本数据管理系统下设8个功能模块，从实际使用情况来看，标本批次登记、标本信息的管理和使用这3个功能模块最为实用，现已将后两个功能模块合并，开发为小程序，可满足大量数据导入和批量打印各式信息标签，但因为是离线单机版，不具备数据储存功能。

对于一个标本馆，标本入柜和排列是一项长期的工作。特别对于新馆，如何做好前期规划至关重要。CSH根据自身定位，在充分研究华东植物区系的基础上(田旗等, 2014)，综合考虑了物种数量多寡、在研重点类群和专题项目、物种特性(标本厚度等)等情况，为每个科、属的标本“量身定制”了可满足未来20-30年的馆藏存储空间，并通过构建标本物理位置定位查询系统，CSH已实现每份标本的精准定位，大大提高了标本入柜和查询效率。

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）标本信息系统

△ 标本馆通用标签打印系统

△ 上海辰山植物标本馆（CSH）馆藏标本物理定位查询

标本馆全流程管理

大到整个分类系统，小到一个学名的修订，随着认识的深入和证据的完善，植物分类学研究一定是往复式前进，这也决定了标本馆的馆务工作是动态的过程。2016年，上海辰山植物标本馆对馆藏10万余份被子植物腊叶标本完成了从恩格勒系统向APG IV系统的切换，这其中不仅仅是整个科的位置互换，还涉及到科下分类单元的重新划分和归类，这项工作CSH仅用了4个月(https://mp.weixin.qq.com/s/Kr6DMq4B5QyAxlYITU2P-Q)。这背后也体现了CSH馆务全流程管理的精细化程度。 

标本馆想要长期保持活力和受关注度，除了自身加压不断产出成果外，更重要的是抓住一切机会让本馆的馆藏物能够在更高的平台得以呈现，这必将对馆藏物的数量和质量提出高要求，这是一个相互促进的良性过程。截止到2020年6月，CSH馆藏维管植物腊叶标本10万号17.7万份，其中石松类和蕨类植物标本参照《Flora of China》第2-3卷的编排方式排列；裸子植物标本按克里斯滕许斯裸子植物系统排列；被子植物采用APG IV系统排列。现有特色馆藏包括：较丰富的国产鼠尾草属、卫矛属、润楠属、蕨类与石松类、壳斗科、秋海棠科植物标本；1.3万份全国外来入侵植物标本；3.5万份上海市植物标本；2万份华东沿海岛屿植物标本；1.5万份浙江仙霞岭植物标本。全馆80%的标本完成图像扫描和拍摄，其中7万号馆藏数字化标本已验收合格加入到国家标本资源共享服务平台中。此外，CSH还保存有DNA分子材料5.2万份，种子库种子1300份，并于2018年加入到国家重要野生植物种质资源库。自此，CSH的主要馆藏物均在国家级科研平台得以呈现，今后的收集水平与保藏质量也必将按照国家级标准去执行。

构建植物资源科技服务

         平台的设想

正如文军博士呼吁的，标本馆将在未来10年成为系统学研究重要的材料获取场所，如何让科研材料的分享变得像当下的网购那样简单与便捷，这是个有趣的话题。以标本馆为基地，构建植物资源科技服务平台或许值得尝试。笔者认为围绕这样的平台可以开展3方面工作： 

1. 基于信息技术建设在线植物资源库。CSH正在积极布局，将集中在华东地区开展华东植物资源全覆盖计划，在未来10-15年，开展包括活植物、种质资源、腊叶标本、分子材料、DNA样本、植物生境照片、植物局部照片、精细解剖图片的覆盖采集，通过一家标本馆辐射一个区域，使得区域型的植物资源库的使用与影响力提上新台阶。

2. 关注科普教育与专业培训。每个标本馆都应该成为科普教育的场所，积极引进、消化和再生产国内外最新植物系统学成果，在技术层面直观展示当下最准确、国内亟待更新的植物分类与系统学知识。积极在全国范围组织开展植物分类学、植物保育、植物资源本底调查等理论与技能培训活动，形成野生濒危资源植物科研和保育协作网络。

3. 积极研发新技术产品。密切关注相关领域需求，为校园、研究所/标本馆、植物园等研发推广新技术产品，提高社会服务效益。辰山目前有植物学相关研究人员和管理人员40人，研究领域涉及植物分类学、植物系统进化、生物多样性保护、生物多样性信息学、药用植物次生代谢等，专职馆员5人，负责日常采集和各类馆务。2010-2019年期间，依托标本及相关信息的支持，出版论著21部，发表各类科研论文130篇。

过去的6年，CSH承办和协办了一系列植物分类学相关的培训班，包括连续6届中国植物园联盟植物分类与鉴定培训班（2014-2019）、4届上海科技大学生物学野外综合实习（2016-2019）、4届IABG亚洲植物园发展与管理培训班（2016-2019），还举办了两届亚洲植物标本馆学术研讨会。在信息化时代，CSH希望基于传承与创新，为标本馆事业开创一番新的面貌，让标本馆焕发新的活力！

参考文献：

Barbara M. Thiers, 2019, The World Herbaria 2018: A summary report based on Data from Index Herbariorum, 18 p, New York Botanical Garden, NY, USA (http://sweetgum./science/docs/The_Worlds_Herbaria_2018.pdf). 

Funk, V. A. 2002, The Importance of Herbaria, Plant Science Bulletin, 49: 94-95.

Funk, V. A. 2003, 100 Uses for an Herbarium (Well at Least 72), American Society of Plant Taxonomists Newsletter, 17 (2): 17–19. 

傅立国(主编), 1993, 中国植物标本馆索引, 北京: 中国科学技术出版社. Li-Kuo Fu (Editor in Chief), 1993, Index Herbariorum Sinicorum, China Science and Technology Press, Beijing. 

葛斌杰, 2016, 上海辰山植物标本馆的建设及取得的成绩, 仙湖, 2016, 15(1): 45-55. Ge BJ, 2016, Shanghai Chenshan Herbarium and its Accomplishments, Journal of Fairylake Botanical Garden, 15(1): 45-55. 

葛斌杰, 陈彬, 赵龙, 2014, 上海辰山植物标本馆信息管理系统建设, 中国植物园, 17: 180-189. Ge, BJ, Chen B, Zhao L, 2014, Establishment of Information Management System for Chenshan Herbarium. Chinese Botanical Garden, 17, 180-189. 

田旗, 葛斌杰, 王正伟, 2014, 华东植物区系维管束植物多样性编目, 北京: 科学出版社. Qi T, GE BJ, WANG ZW, 2014, The Catalogue of Vascular Plants Biodiversity of Eastern China, Science Press, Beijing.

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文：葛斌杰