全球农林物种信息枢纽：探索107,269种植物资源的综合数据库

本研究开发了"农林物种信息枢纽"(Agroforestry Species Switchboard)，这是一个覆盖107,269种维管植物的综合数据库，整合了59个国际数据库资源。该研究解决了生态恢复中物种信息碎片化的问题，通过标准化物种名称实现跨数据库检索，涵盖54,812种树状物种。研究成果发表在《Scientific Data》，为生物多样性保护和农林复合系统建设提供了重要工具。

　　

在当今全球气候变化和生物多样性丧失的背景下，生态恢复已成为维护地球生命支持系统的关键策略。然而，一个长期困扰研究者和实践者的难题是：尽管全球存在大量植物数据库，但这些资源高度碎片化，信息分散在数十个"孤岛式"的数据库中，导致物种选择范围狭窄，严重制约了生态恢复项目的效果。特别是在农林复合系统和生态恢复实践中，决策者往往只能依赖少数被广泛研究的物种，而忽视了大量潜在可用的本地物种资源。

为了解决这一关键问题，来自CIFOR-ICRAF（世界农用林业研究中心）等机构的Roeland Kindt团队开发了"农林物种信息枢纽"(Agroforestry Species Switchboard)。这个创新性的数据库作为信息中枢，能够引导用户从全球碎片化的资源中快速获取特定分类单元的信息。该研究成果发表在《Scientific Data》期刊上，标志着植物资源信息整合领域的重要突破。

研究人员采用了多步骤的技术方法：首先通过R统计环境中的WorldFlora包进行物种名称标准化，以World Flora Online(WFO)和World Checklist of Vascular Plants(WCVP)作为分类学基础；其次构建了包含59个数据库的集成系统，涵盖植物学、生物化学、生物物理、生态学、生物地理学等多维度信息；最后开发了树状物种识别系统，通过六步筛选流程确定了54,812种树状物种。

背景与摘要

研究指出，地球的生命支持系统依赖于生物多样性，而生态恢复旨在恢复生物多样性和生态系统完整性，同时提供生态系统服务并确保人类福祉。然而，为恢复和多样化规划提供信息的分类单元特定知识仍然高度分散，导致农业、林业甚至生态恢复中过度依赖少数被深入研究和推广的物种。Switchboard数据库专门开发用于促进获取广泛树种的具体信息，支持其更广泛使用。

方法

数据收集

Switchboard的开发始于2013年，现已发展到4.0版本。链接数据库的标准包括：包含树种信息、具有国际或全球覆盖范围、可轻松检索分类单元特定信息、可轻松在数据库环境中交叉链接、通常免费提供。数据库分为四类：ICRAF数据库、入侵物种数据库、电子表格数据库和其他数据库。

分类学标准化

分类标准化在R统计环境中使用WorldFlora包的功能完成。名称首先与WFO的分类主干匹配，然后与WCVP匹配。标准化过程中，藻类、真菌、细菌或动物的分类单元被移除，以及植物栽培品种和杂交种。对于未匹配的种下分类单元，尝试在种级进行匹配。

数据记录

Switchboard包含619科、10,494属和107,269种维管植物。其中十个数据库覆盖超过10,000种，20个数据库覆盖1,000-10,000种，22个数据库覆盖100-1,000种。物种丰富度最高的十个植物科依次为豆科、菊科、茜草科、禾本科、桃金娘科、大戟科、锦葵科、蔷薇科、樟科和唇形科。

技术验证

除了上述分类标准化方法外，研究人员还进行了一系列人工检查，解决了不同匹配记录的问题。Switchboard_species.txt文件提供了显示已解析物种名称与WFO主干记录之间潜在直接匹配数量的字段。

使用说明

Switchboard的主要目标是引导用户获取特定分类单元的多个信息来源。由于分类学是一个动态领域，建议用户通过WFO检查当前名称。数据库开发者可以通过组合元数据中的"URL_start"列和Switchboard数据库中的"Taxon_URL"字段来创建分类单元特定的超链接。

这项研究的创新性体现在多个方面：首先，它创建了迄今为止最全面的植物信息资源整合平台，覆盖了全球已知维管植物物种的四分之一以上；其次，开发了独特的树状物种识别系统，不仅包含传统定义的树木，还涵盖了竹类、树状禾本科等特殊生长型；第三，通过标准化的分类学框架，解决了长期困扰植物学研究的同物异名问题。

该数据库的实际应用价值显著：生态恢复项目规划者可以快速识别适合特定地区的本地树种；农林研究者可以便捷获取物种的多维度信息；政策制定者可以基于科学数据做出物种引进或保护的决策。特别值得注意的是，该数据库还能帮助识别潜在入侵物种，避免生态恢复中的"生物同质化"问题。

研究团队特别强调了数据库的动态发展特性，未来版本将继续整合更多数据库资源。随着全球气候变化加剧和生物多样性保护需求增长，这种综合性的植物信息资源平台将发挥越来越重要的作用，为实现联合国可持续发展目标和"昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架"提供关键技术支持。