都灵大学隐花植物 - 地衣标本馆数据集:意大利现代地衣学收藏的地理参考与历史标本数字化进展

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Biodiversity Data Journal

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  地衣作为环境变化的生物指示剂(如气候变化、空气污染等),其标本馆数据对研究至关重要。研究人员针对都灵大学隐花植物 - 地衣标本馆(TO)约 3.46 万份标本,完成现代意大利材料(3365 份)全地理参考,历史标本(59 份)部分数字化,数据可通过 GBIF、JACQ 等平台获取,为相关研究提供重要数据支撑。

  
地衣是真菌和藻类共生的复合体,对气候变化、空气污染等环境参数极为敏感,可作为生物指示剂(bioindicators)揭示生态系统变化。然而,历史地衣标本的数字化程度不足、地理信息缺失等问题,制约了对其多样性时空分布规律及环境响应机制的深入研究。此外,不同地区标本馆数据分散,缺乏统一的共享平台,也使得跨区域生态研究难以高效开展。因此,全面整合地衣标本资源,实现数据标准化与开放共享,成为当前生物多样性研究和环境监测领域的迫切需求。

为解决上述问题,意大利都灵大学(University of Torino)的研究团队对该校隐花植物 - 地衣标本馆(Cryptogamia-Lichenes section of the Herbarium Universitatis Taurinensis, TO)的馆藏标本开展了系统性研究。研究聚焦于现代地衣标本的地理信息整合与历史标本的数字化,旨在构建标准化数据集,提升地衣资源的可及性,为环境变化研究提供基础数据支撑。研究成果发表在《Biodiversity Data Journal》。

研究主要采用以下关键技术方法:

  1. 标本数字化处理:使用富士通 ScanSnap SV600 扫描仪,以 600 dpi 分辨率对现代标本的信封及内容物进行扫描,历史标本则通过拍照存档,实现物理标本的数字化影像留存。
  2. 地理信息标注(georeferencing):现代标本中,2000 年代后采集的样本利用 GPS 设备(如 Garmin 12、eTrex Summit)直接获取坐标;其余样本通过区域 GIS 地图、谷歌地图和谷歌地球进行后处理地理配准,遵循 Chapman 和 Wieczorek(2020)的最佳实践。
  3. 数据平台整合:将标本元数据(如采集日期、地点、鉴定信息等)录入 MySQL 数据库,进一步聚合至全球生物多样性信息平台(Global Biodiversity Information Facility, GBIF)、联合管理标本馆管理系统(Jointly Administered Herbarium Management System and Specimen Database, JACQ)和意大利地衣信息系统(Information System of Italian Lichens, ITALIC)。

研究结果


1. 标本馆概况与数据覆盖


TO 标本馆的地衣标本共约 3.46 万份,分为历史收藏(约 3.07 万份,主要为 19 世纪采集)和现代收藏(约 3900 份,1978 年至今)。现代收藏以意大利西北部皮埃蒙特(Piemonte)和瓦莱达奥斯塔(Valle d’Aosta)地区为核心,涵盖植物区系调查、生物监测及石质文化遗产生物退化研究样本。数字化数据集包含 3365 份现代意大利标本和 59 份经专家修订的历史标本,地理范围覆盖意大利全境,集中于西北部(皮埃蒙特占 47%,瓦莱达奥斯塔占 45%)。

2. 分类学与时间分布特征


依据《意大利地衣名录》(Nimis 2016),数据集包含 601 种、209 属、64 科,其中 Parmeliaceae(1002 份)、Lecanoraceae(366 份)为优势科;Lecanora(192 份)、Xanthoparmelia(185 份)为优势属。时间跨度从 1800 年至 2018 年,历史标本集中于 1830-1936 年,现代标本主要为 1978 年后采集,另有 45 份采自 1958-1977 年。

3. 数据访问与应用


现代标本数据集已全量接入 GBIF、JACQ 和 ITALIC 平台,支持全球科研人员检索使用;历史标本中,除 59 份修订标本外,其余均以数字化图像形式在 “HERB-TO-CHANGE” 项目网站公开。数据采用达尔文核心(Darwin Core)格式,包含标本唯一标识符、采集坐标、分类学信息等 27 个字段,满足生态学、保护生物学等多领域研究需求。

研究结论与意义


本研究首次系统整合了 TO 标本馆的地衣资源,实现了现代意大利地衣标本的全地理参考和历史标本的初步数字化,填补了意大利西北部地衣多样性数据的空白。通过多平台数据共享,为利用地衣作为生物指示剂研究气候变化、空气污染及文化遗产保护提供了关键基础数据,也为全球其他地区标本馆的数字化转型提供了方法论参考。研究结果表明,标准化的标本馆数据整合可显著提升生物多样性数据的可及性,助力跨时空环境变化研究,对推动生态学与保护生物学的发展具有重要意义。

Parmeliaceae:梅衣科,地衣中的常见科之一,包含多种对空气污染敏感的物种。Lecanoraceae:茶渍科,广泛分布的地衣科,部分物种用于环境监测。Lecanora:茶渍属,地衣中的大属,物种多样性高,适应多种生境。Xanthoparmelia:黄髓梅属,耐旱性较强,常见于岩石和树皮表面。

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