用大數據推動生物多樣性研究

　　【科海觀潮】

　　「綠色未來」是近來的熱詞，雖然不少人總把這個熱詞掛在嘴邊，但是對於與綠色未來密切相關的生物多樣性未必有深刻的理解。

深刻理解生物多樣性的重要性

　　首先，生物多樣性是人類社會經濟發展離不開的物質基礎。人類包括衣食住行在內的最基礎生存，每一樣都離不開生物多樣性。如果要求再高一點，希望生活豐富多彩，那就更加離不開生物多樣性了，因為正是大自然的多樣性才給人類的生活提供了多樣的選擇。自然資源並非取之不盡、用之不竭。現在，人類對於大自然處於過度開發的狀態，因此需要保護自然，而保護觀念的改變是重中之重。以前，我們覺得保護動物就要把動物從自然里拿出來，放在一個我們單獨提供的很好的環境中來保護，但結果事與願違。如果我們的目的是實現成功的保護，這條路是行不通的；只有依賴自然環境和生態系統才能真正保護好生物多樣性。

　　其次，這一邊努力地保護，另一邊放肆地破壞，最終起不到保護的效果。應當讓保護的行為納入國家和國際社會的主流，具體說來就是聯合國可持續發展全球目標2015-2030。這個目標中的第14項和第15項就是關於陸地和海洋生物多樣性保護的條款。我國的「綠色發展」理念與「生態文明建設」倡議完全契合聯合國的可持續發展全球目標，這也是我們國家融入國際社會主流的明證。

人類的最基礎生存離不開生物多樣性

　　可持續發展想要變成現實，就必須有科學技術的支持。從大數據的角度來看，人類想要可持續地利用自然，首先需要理解自然。大數據為我們全方位了解大自然提供了一個重要渠道。歐美在大數據建設和分享上都走在前面，亞洲應當迎頭趕上。

　　亞洲是生物多樣性最豐富的地區，而且具有突出的獨特性和很高的保護價值。亞洲又是人口最多的洲和全球經濟發展的一大引擎，對生物多樣性造成的威脅也是最為嚴重的。無論是生物多樣性保護還是資源的可持續利用都需要洲際尺度的全面信息。近年來，生物多樣性信息學快速發展，全球和區域水平的生物多樣性資料庫不斷建立和完善。

　　全球生物多樣性信息網路等全球大型資料庫和若干國家水平的資料庫，如澳大利亞生物多樣性信息系統和美國標本數字化平台等，都可以提供數千萬條物種分布信息，全球生物多樣性信息網路可以提供7億多條物種分布信息（植物信息只佔約四分之一）。海量的物種分布數據為生物多樣性保護和研究提供了有力的支撐，大大促進了研究生物多樣性保護規劃、生物多樣性對全球生態系統變化的響應、生物多樣性大尺度格局、外來種入侵態勢預測等方面。

　　從全球生物多樣性在線數據資源分布看，亞洲整體上屬於數據貧乏的區域，在全球生物多樣性信息網路的植物分布數據中，亞洲只佔4%。截至目前，亞洲還沒有區域尺度的生物多樣性資料庫。儘管中國、印度、日本、韓國等在生物多樣性資料庫建設方面有比較好的基礎，但大多數亞洲國家都沒有比較完整的生物多樣性資料庫。嚴重影響了亞洲區域尺度的生物多樣性研究和保護。

亞洲急需生物多樣性大數據

　　在基礎相對薄弱的亞洲，開展區域尺度植物多樣性資料庫建設充滿了挑戰。很多數據集都是未公開發表或發布的，特別是植物分布數據多是當地語言的，而且難以搜集到；大多數國家的植物學研究都是境外專家為主完成的，有時尋找相關的分類學家都很困難，索取資料更難；各國研究水平參差不齊，在持續上百年的時間裡，物種分類學概念在變化，多源異構數據匯總後，清理與整合難度很大。

　　因此，我國植物學家希望配合國家的大數據戰略加緊科研，一方面為我國的經濟發展做好基礎學科方面的貢獻，另一方面帶動整個亞洲的植物學科大踏步向前進。於是，由我國牽頭的「亞洲植物多樣性數字化計劃」（MappingAsiaPlants，MAP）應運而生。這一項目旨在針對亞洲各地區目前已有的植物信息資源，如物種名錄、相關資料庫、網站資源等開展全面調研。

　　「亞洲植物多樣性數字化計劃」旨在建立亞洲植物學信息的大數據在線平台，為亞洲植物多樣性保護與研究提供綜合性基礎信息和跨學科數據挖掘環境。第一階段（2016年—2020年）的重點在於建立亞洲高等植物物種名錄與分布資料庫，並開發數據管理和挖掘的在線平台，逐步整合植物性狀數據、分子-組學數據、古植物學數據、環境數據和遙感數據。

　　植物物種名錄與分布資料庫是本計劃的核心部分，數據來源主要有：（1）植物志書、植物名錄和相關論文；（2）植物分布圖；（3）植物標本，包括鑒定可靠的植物照片；（4）植被調查樣方；（5）植物考察資料；（6）植物觀測資料，包括植物愛好者發布的數據；（7）數字化的在線數據集。

　　除建設綜合性數據平台服務於植物生態學、進化植物學、植物地理學、保護生物學和全球變化生物學研究之外，計劃形成下列產出或者服務：（1）植物物種分布圖；（2）植物多樣性分布圖；（3）國家或者區域植物物種名錄；（4）植物學名校訂和物種分布模型等數據清理與挖掘工具包和在線綜合分析平台。

　　「亞洲植物多樣性數字化計劃」以及「國家標本資源共享平台」實際上都可以為國家的「一帶一路」倡議提供數據和平台支持，意義非凡。中國科學院陸續建立的海外研究中心為亞洲植物多樣性數字化計劃項目的開展提供了重要支持；中國政府以「走出去」為標誌的新一輪開放戰略，包括「一帶一路」倡議，是亞洲植物多樣性數字化計劃等區域性項目得以施行的政治基礎。有理由相信，亞洲植物多樣性數字化計劃定會通過大數據平台，雕刻亞洲的綠色未來。

　　（作者：馬克平，系中國科學院生物多樣性委員會秘書長）