特色林業(yè)有害生物標(biāo)本數(shù)字化建設(shè)研究

導(dǎo)語(yǔ)：特色林業(yè)有害生物標(biāo)本數(shù)字化建設(shè)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

新疆特色林業(yè)有害生物標(biāo)本是新疆林果業(yè)病蟲害防治技術(shù)及森林保護(hù)專業(yè)的主要研究對(duì)象，不同類型的標(biāo)本對(duì)森林保護(hù)學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)起著重要的作用，但傳統(tǒng)實(shí)物標(biāo)本有著信息不全面、病狀不清等諸多局限性，本研究擬采用數(shù)字信息化平臺(tái)共建共享的方法，將二維碼圖像識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到標(biāo)本展示過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)標(biāo)本資源的數(shù)字化、廣泛運(yùn)用，為森林保護(hù)專業(yè)的學(xué)習(xí)及研究工作起到積極的作用。隨著新疆林木病蟲害的大量發(fā)生，森林病蟲害的診斷和防控工作顯得尤為重要，為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)林業(yè)外來(lái)有害生物的防范和提高林業(yè)有害生物檢疫鑒定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作能力，健全林業(yè)有害生物遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，充分發(fā)揮學(xué)校智力資源優(yōu)勢(shì)，2009年3月“新疆維吾爾自治區(qū)林業(yè)有害生物檢疫鑒定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心”在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院正式成立。林業(yè)有害生物檢疫鑒定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心不僅承擔(dān)地、州級(jí)林業(yè)主管部門無(wú)法確認(rèn)和鑒定的，懷疑為危險(xiǎn)性有害生物的種類鑒定及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；還定期組織有關(guān)專家對(duì)可能入侵或已經(jīng)入侵的危險(xiǎn)性林業(yè)有害生物進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提出預(yù)防措施與控制技術(shù)；不斷加強(qiáng)林業(yè)有害生物標(biāo)本交換，促進(jìn)科學(xué)研究和交流；并開展林業(yè)外來(lái)有害生物的控制與檢測(cè)技術(shù)研究，提供防控技術(shù)和決策咨詢服務(wù)。為了更好的服務(wù)林業(yè)有害生物檢疫鑒定和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心的工作開展，建立完善森林保護(hù)專業(yè)本科生及研究生教學(xué)活動(dòng)，支撐教師的科學(xué)研究，搭建林業(yè)有害生物知識(shí)科普平臺(tái)，2017年林學(xué)與園藝學(xué)院成立林業(yè)有害生物標(biāo)本陳列室，共收集了全疆林業(yè)有害生物標(biāo)本一萬(wàn)余份，從中挑選了能夠體現(xiàn)我區(qū)特色的主要的林木昆蟲、林木病害及新疆特有的重大檢疫性有害生物標(biāo)本進(jìn)行展出。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息化教學(xué)成為教育發(fā)展的新趨勢(shì)，而數(shù)字化資源共建共享平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)的基礎(chǔ)。數(shù)字化教學(xué)資源共享平臺(tái)是指在教育領(lǐng)域全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)教育改革和教育發(fā)展，實(shí)現(xiàn)教育資源共建、共享，促使教學(xué)資源的統(tǒng)一管理，最終實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)的一個(gè)綜合信息管理系統(tǒng)，具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化的特點(diǎn)[1]。鑒于陳列室內(nèi)的標(biāo)本上僅能展示有害生物的名稱和采集時(shí)間、地點(diǎn)等基本信息，參觀者無(wú)法獲取更多知識(shí)，而由于新冠疫情的影響也發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)物標(biāo)本根本無(wú)法滿足線上實(shí)踐教學(xué)需求，且對(duì)陳列室的情況僅森林保護(hù)學(xué)科的部分教師比較熟悉，每次進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)時(shí)必須要有專人講解，不利于陳列室功能最大化這一現(xiàn)狀，本研究擬采用數(shù)字信息化平臺(tái)共建共享的方法，利用媒體信息文庫(kù)的構(gòu)建、集約林果有害生物標(biāo)本資源，組建林學(xué)與園藝學(xué)院林業(yè)有害生物標(biāo)本陳列室內(nèi)主要有害生物的共享平臺(tái)，將二維碼圖像識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到標(biāo)本展示過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)陳列室內(nèi)標(biāo)本資源的數(shù)字化、廣泛共享。

1標(biāo)本的前期收集

1.1標(biāo)本的收集整理

通過(guò)本科生及研究生實(shí)驗(yàn)課程及專業(yè)實(shí)習(xí)，新疆各地、州級(jí)林業(yè)主管部門送檢的林業(yè)有害生物標(biāo)本以及專業(yè)教師科研采集整理[2]，共收集南北疆各地州（師）35縣（團(tuán)）的林業(yè)有害生物標(biāo)本60余份，包括新疆分布的與林業(yè)有關(guān)害蟲、觀賞昆蟲、資源昆蟲、植物病原菌和林木病害狀等標(biāo)本。

1.2標(biāo)本文字的收集整理

對(duì)原標(biāo)本文字基礎(chǔ)信息進(jìn)行收集，再根據(jù)森林保護(hù)相關(guān)專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)知識(shí)點(diǎn)并參考相關(guān)文獻(xiàn)，充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)收集、整理擴(kuò)充標(biāo)本學(xué)術(shù)屆最新研究進(jìn)展，病害標(biāo)本信息收集方面包括其病害簡(jiǎn)介、分類地位、危害癥狀、危害部位、分布情況、病原菌形態(tài)特征與培養(yǎng)性狀、發(fā)生規(guī)律[3]。蟲害標(biāo)本信息收集方面包括害蟲簡(jiǎn)介、形態(tài)特征、危害癥狀、發(fā)生規(guī)律等。將各標(biāo)本進(jìn)行大致分類，設(shè)計(jì)文字模板，對(duì)收集好的文字信息進(jìn)行再處理，匯總整合為文檔。

2新疆特色林業(yè)有害生物標(biāo)本的數(shù)字化處理

2.1標(biāo)本的圖片處理

用數(shù)碼設(shè)備（如照相機(jī)、掃描儀、攝像機(jī)等）對(duì)新疆特色林業(yè)32份病害，28份蟲害標(biāo)本進(jìn)行圖片采集，主要包括器官形態(tài)、個(gè)體形態(tài)、解剖結(jié)構(gòu)顯微照片等，選取具有代表性的部分拍攝記錄。后期采用Photoshop軟件編輯照片，在圖片上注明特征結(jié)構(gòu)，對(duì)圖片亮度、清晰度等參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整，保證標(biāo)本的真實(shí)性。

2.2陳列館宣傳視頻的制作

用攝相機(jī)拍攝陳列館各分區(qū)標(biāo)本展示情況，通過(guò)格式工廠對(duì)音視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)化，運(yùn)用VCDCutter截取所需視頻，再通過(guò)萬(wàn)興喵影錄制講解音頻并對(duì)視頻進(jìn)行剪輯加工，全方位展示陳列室全貌，為本科生和研究生的學(xué)習(xí)、教學(xué)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供材料，讓廣大師生及愛好者通過(guò)視頻講解即可閱覽了解陳列室館藏。

2.3標(biāo)本二維碼的制作

基于上述準(zhǔn)備材料，利用草料二維碼在線生成器將標(biāo)本的圖片信息與文字文檔進(jìn)行整合，在線生成各標(biāo)本二維碼[4]，將標(biāo)本二維碼打印粘貼在林業(yè)有害生物標(biāo)本陳列室原標(biāo)本盒、“森林保護(hù)專業(yè)課程”教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等課件(PPT)上[5]，標(biāo)本二維碼制作流程如圖1所示。

2.4初步建設(shè)內(nèi)容

對(duì)林木蟲害及林木病害標(biāo)本進(jìn)行信息采集，其中共對(duì)林木病害32份標(biāo)本進(jìn)行影像采集，涵蓋林木枝干類病害、果實(shí)類病害、葉片類病害三類，林木蟲害方面共對(duì)28份標(biāo)本進(jìn)行影像采集，包括地下害蟲、蛀干害蟲、食葉害蟲、蛀果害蟲、刺吸式害蟲五類。對(duì)上述影像采集的標(biāo)本依據(jù)其標(biāo)本形態(tài)、顏色、完整程度等條件，最終選取棗果黑斑病、蘋果腐爛病、葡萄白粉病、核桃腐爛病、胡楊銹病、蘋果黑斑病、杏樹穿孔病、杏樹流膠病、云杉銹病、棗瘋病、楊樹腐爛病、柳樹腐爛病等共25份新疆特色病害標(biāo)本對(duì)其病害簡(jiǎn)介、危害癥狀、分類地位進(jìn)行數(shù)字化處理并制作相關(guān)二維碼。對(duì)白蠟窄吉丁、楊夢(mèng)尼夜蛾、光肩星天牛、白星花金龜、棗實(shí)蠅、蘋果小吉丁、楊十斑吉丁、蘋果棉蚜、蘋果蠹蛾、春尺蠖等共25份新疆特色、危害嚴(yán)重害蟲標(biāo)本通過(guò)對(duì)有害昆蟲簡(jiǎn)介、形態(tài)特征、危害癥狀、發(fā)生規(guī)律，進(jìn)行數(shù)字化處理并制作相關(guān)二維碼。以棗果黑斑病為例，二維碼中首先展示了棗果黑斑病田間發(fā)病癥狀及病原菌形態(tài)特征與培養(yǎng)性狀圖片；緊接著第一部分為病害簡(jiǎn)介，闡釋了棗果黑斑病2010年開始在新疆和田地區(qū)的發(fā)生情況，并就新疆阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州、喀什地區(qū)、哈密等地區(qū)棗果所造成的損失情況進(jìn)行說(shuō)明；第二部分為危害癥狀描述，介紹了棗果黑斑病在田間初期及后期的典型癥狀、果品變化；第三部分為分類地位簡(jiǎn)介，棗果黑斑病病原菌屬于子囊菌門（Ascomycota），座囊菌綱（Dothideomycetes），格孢腔菌目（Pleosporales），格孢菌科（Pleosporaceae），鏈格孢屬（Alternaria）；第四部分為分布情況，棗果黑斑病在新疆主要紅棗產(chǎn)區(qū)多有分布，例如新疆巴音郭楞蒙古自治州、阿克蘇、和田等地區(qū)；第五部分為危害部位概述，棗果黑斑病主要危害棗果腰部或酮部；第六部分介紹了病原菌形態(tài)特征與培養(yǎng)性狀，棗果黑斑病在PDA培養(yǎng)基上25℃培養(yǎng)7d后菌落呈毛氈狀，邊緣整齊，具有明顯的淺灰色與墨綠色同心輪紋；分生孢子梗多單生，分生孢子常鏈生,淡褐色至褐色；二維碼最后一部分為發(fā)生規(guī)律介紹，新疆棗果黑斑病病原菌整年存在于主干樹皮上，病原菌主要以菌絲和分生孢子體的形式在棗樹主干樹皮和落葉內(nèi)越冬，5月中旬最先侵染棗花。如圖2所示為部分新疆特色林業(yè)有害病害、蟲害標(biāo)本二維碼。

3存在的問(wèn)題及展望

3.1標(biāo)本種類不全面

陳列室內(nèi)許多標(biāo)本年代久遠(yuǎn)，有一定褪色、發(fā)霉及磨損；也有部分標(biāo)本因保存管理不當(dāng)不能很好的進(jìn)行數(shù)字化采集；標(biāo)本種類有限，加之每年都有被發(fā)現(xiàn)的新種，標(biāo)本種類不全面，需要不斷補(bǔ)充并收集整理[6]。

3.2電子標(biāo)本信息有待完善

部分標(biāo)本分類地位隨著學(xué)術(shù)方面的深入研究有所改變，需要及時(shí)更正相關(guān)信息。也有標(biāo)本為新種，參考資料缺少，在進(jìn)行標(biāo)本文字信息采集時(shí)沒有辦法覆蓋其基本分類特征，要不斷跟進(jìn)學(xué)術(shù)界有關(guān)動(dòng)態(tài)進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。

3.3電子標(biāo)本圖片不完整

部分標(biāo)本因使用時(shí)破壞、保存不當(dāng)?shù)仍蛟斐蓳p壞，在電子標(biāo)本信息采集圖片中缺少部分重要組織或器官；或由于數(shù)碼設(shè)備像素不夠，拍攝時(shí)光線、角度不合理，造成圖像過(guò)暗或過(guò)曝[7]；部分植物標(biāo)本原本體色對(duì)比度不高，拍攝及后期處理沒有調(diào)整，標(biāo)本輪廓不清楚，沒有質(zhì)感。林木病蟲害標(biāo)本的數(shù)字化處理是一個(gè)長(zhǎng)期、不斷更正、系統(tǒng)的過(guò)程，與二維碼技術(shù)的運(yùn)用還有很多地方需要完善，標(biāo)本的數(shù)字化處理也仍處在探索階段，我們還要尋求不同的技術(shù)手段與森林保護(hù)專業(yè)標(biāo)本結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源共享，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

引用

[1]樊幫林,蔡運(yùn).病理實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)研究[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2018,39(19):2336-2339.

[2]徐方媛,田永虎,蔣萍,等.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林業(yè)有害生物標(biāo)本庫(kù)建設(shè)的思考[J].課程教育研究,2017(33):123-124.

[3]李會(huì)平,呂晶,黃大莊,等.林木病理學(xué)教學(xué)標(biāo)本數(shù)字化資源庫(kù)的構(gòu)建[J].中國(guó)林業(yè)教育,2008(5):52-54.

[4]韓長(zhǎng)志,白雪珍.基于二維碼技術(shù)的“普通植物病理學(xué)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2016,14(6):134-138.

[5]曾麗平,吳和平,盧小敏,等.基于“二維碼技術(shù)—手機(jī)App”的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2020,38(2):52-53.

[6]楊廣玲,張衛(wèi)光,董會(huì).淺談植物病害教學(xué)標(biāo)本的建設(shè)和管理[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2012,10(5):154-156.

[7]郝培應(yīng),朱誠(chéng),王飛娟.植物電子標(biāo)本庫(kù)建設(shè)的若干問(wèn)題探析[J].高教論壇,2013(11):43-45.

作者：馬榮 李婉婷 王安然 辛蓓 孫洪濤 向瑋 單位：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院