特色林业有害生物标本数字化建设研究

新疆特色林业有害生物标本是新疆林果业病虫害防治技术及森林保护专业的主要研究对象，不同类型的标本对森林保护学科的实践教学起着重要的作用，但传统实物标本有着信息不全面、病状不清等诸多局限性，本研究拟采用数字信息化平台共建共享的方法，将二维码图像识别技术运用到标本展示过程中，实现标本资源的数字化、广泛运用，为森林保护专业的学习及研究工作起到积极的作用。随着新疆林木病虫害的大量发生，森林病虫害的诊断和防控工作显得尤为重要，为了进一步加强对林业外来有害生物的防范和提高林业有害生物检疫鉴定和风险评估工作能力，健全林业有害生物远程诊断系统，充分发挥学校智力资源优势，2009年3月“新疆维吾尔自治区林业有害生物检疫鉴定和风险评估中心”在新疆农业大学林学与园艺学院正式成立。林业有害生物检疫鉴定和风险评估中心不仅承担地、州级林业主管部门无法确认和鉴定的，怀疑为危险性有害生物的种类鉴定及风险评估；还定期组织有关专家对可能入侵或已经入侵的危险性林业有害生物进行风险分析，评定风险等级，提出预防措施与控制技术；不断加强林业有害生物标本交换，促进科学研究和交流；并开展林业外来有害生物的控制与检测技术研究，提供防控技术和决策咨询服务。为了更好的服务林业有害生物检疫鉴定和风险评估中心的工作开展，建立完善森林保护专业本科生及研究生教学活动，支撑教师的科学研究，搭建林业有害生物知识科普平台，2017年林学与园艺学院成立林业有害生物标本陈列室，共收集了全疆林业有害生物标本一万余份，从中挑选了能够体现我区特色的主要的林木昆虫、林木病害及新疆特有的重大检疫性有害生物标本进行展出。随着计算机网络技术的发展，信息化教学成为教育发展的新趋势，而数字化资源共建共享平台是实现信息化教学的基础。数字化教学资源共享平台是指在教育领域全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革和教育发展，实现教育资源共建、共享，促使教学资源的统一管理，最终实现信息化教学的一个综合信息管理系统，具有数字化、网络化、智能化和多媒体化的特点[1]。鉴于陈列室内的标本上仅能展示有害生物的名称和采集时间、地点等基本信息，参观者无法获取更多知识，而由于新冠疫情的影响也发现传统实物标本根本无法满足线上实践教学需求，且对陈列室的情况仅森林保护学科的部分教师比较熟悉，每次进行参观学习时必须要有专人讲解，不利于陈列室功能最大化这一现状，本研究拟采用数字信息化平台共建共享的方法，利用媒体信息文库的构建、集约林果有害生物标本资源，组建林学与园艺学院林业有害生物标本陈列室内主要有害生物的共享平台，将二维码图像识别技术运用到标本展示过程中，实现陈列室内标本资源的数字化、广泛共享。

1标本的前期收集

1.1标本的收集整理

通过本科生及研究生实验课程及专业实习，新疆各地、州级林业主管部门送检的林业有害生物标本以及专业教师科研采集整理[2]，共收集南北疆各地州（师）35县（团）的林业有害生物标本60余份，包括新疆分布的与林业有关害虫、观赏昆虫、资源昆虫、植物病原菌和林木病害状等标本。

1.2标本文字的收集整理

对原标本文字基础信息进行收集，再根据森林保护相关专业课程实践教学知识点并参考相关文献，充分运用互联网收集、整理扩充标本学术届最新研究进展，病害标本信息收集方面包括其病害简介、分类地位、危害症状、危害部位、分布情况、病原菌形态特征与培养性状、发生规律[3]。虫害标本信息收集方面包括害虫简介、形态特征、危害症状、发生规律等。将各标本进行大致分类，设计文字模板，对收集好的文字信息进行再处理，汇总整合为文档。

2新疆特色林业有害生物标本的数字化处理

2.1标本的图片处理

用数码设备（如照相机、扫描仪、摄像机等）对新疆特色林业32份病害，28份虫害标本进行图片采集，主要包括器官形态、个体形态、解剖结构显微照片等，选取具有代表性的部分拍摄记录。后期采用Photoshop软件编辑照片，在图片上注明特征结构，对图片亮度、清晰度等参数做适当调整，保证标本的真实性。

2.2陈列馆宣传视频的制作

用摄相机拍摄陈列馆各分区标本展示情况，通过格式工厂对音视频进行转化，运用VCDCutter截取所需视频，再通过万兴喵影录制讲解音频并对视频进行剪辑加工，全方位展示陈列室全貌，为本科生和研究生的学习、教学及创新实验提供材料，让广大师生及爱好者通过视频讲解即可阅览了解陈列室馆藏。

2.3标本二维码的制作

基于上述准备材料，利用草料二维码在线生成器将标本的图片信息与文字文档进行整合，在线生成各标本二维码[4]，将标本二维码打印粘贴在林业有害生物标本陈列室原标本盒、“森林保护专业课程”教学、实验等课件(PPT)上[5]，标本二维码制作流程如图1所示。

2.4初步建设内容

对林木虫害及林木病害标本进行信息采集，其中共对林木病害32份标本进行影像采集，涵盖林木枝干类病害、果实类病害、叶片类病害三类，林木虫害方面共对28份标本进行影像采集，包括地下害虫、蛀干害虫、食叶害虫、蛀果害虫、刺吸式害虫五类。对上述影像采集的标本依据其标本形态、颜色、完整程度等条件，最终选取枣果黑斑病、苹果腐烂病、葡萄白粉病、核桃腐烂病、胡杨锈病、苹果黑斑病、杏树穿孔病、杏树流胶病、云杉锈病、枣疯病、杨树腐烂病、柳树腐烂病等共25份新疆特色病害标本对其病害简介、危害症状、分类地位进行数字化处理并制作相关二维码。对白蜡窄吉丁、杨梦尼夜蛾、光肩星天牛、白星花金龟、枣实蝇、苹果小吉丁、杨十斑吉丁、苹果棉蚜、苹果蠹蛾、春尺蠖等共25份新疆特色、危害严重害虫标本通过对有害昆虫简介、形态特征、危害症状、发生规律，进行数字化处理并制作相关二维码。以枣果黑斑病为例，二维码中首先展示了枣果黑斑病田间发病症状及病原菌形态特征与培养性状图片；紧接着第一部分为病害简介，阐释了枣果黑斑病2010年开始在新疆和田地区的发生情况，并就新疆阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、喀什地区、哈密等地区枣果所造成的损失情况进行说明；第二部分为危害症状描述，介绍了枣果黑斑病在田间初期及后期的典型症状、果品变化；第三部分为分类地位简介，枣果黑斑病病原菌属于子囊菌门（Ascomycota），座囊菌纲（Dothideomycetes），格孢腔菌目（Pleosporales），格孢菌科（Pleosporaceae），链格孢属（Alternaria）；第四部分为分布情况，枣果黑斑病在新疆主要红枣产区多有分布，例如新疆巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏、和田等地区；第五部分为危害部位概述，枣果黑斑病主要危害枣果腰部或酮部；第六部分介绍了病原菌形态特征与培养性状，枣果黑斑病在PDA培养基上25℃培养7d后菌落呈毛毡状，边缘整齐，具有明显的浅灰色与墨绿色同心轮纹；分生孢子梗多单生，分生孢子常链生,淡褐色至褐色；二维码最后一部分为发生规律介绍，新疆枣果黑斑病病原菌整年存在于主干树皮上，病原菌主要以菌丝和分生孢子体的形式在枣树主干树皮和落叶内越冬，5月中旬最先侵染枣花。如图2所示为部分新疆特色林业有害病害、虫害标本二维码。

3存在的问题及展望

3.1标本种类不全面

陈列室内许多标本年代久远，有一定褪色、发霉及磨损；也有部分标本因保存管理不当不能很好的进行数字化采集；标本种类有限，加之每年都有被发现的新种，标本种类不全面，需要不断补充并收集整理[6]。

3.2电子标本信息有待完善

部分标本分类地位随着学术方面的深入研究有所改变，需要及时更正相关信息。也有标本为新种，参考资料缺少，在进行标本文字信息采集时没有办法覆盖其基本分类特征，要不断跟进学术界有关动态进行补充说明。

3.3电子标本图片不完整

部分标本因使用时破坏、保存不当等原因造成损坏，在电子标本信息采集图片中缺少部分重要组织或器官；或由于数码设备像素不够，拍摄时光线、角度不合理，造成图像过暗或过曝[7]；部分植物标本原本体色对比度不高，拍摄及后期处理没有调整，标本轮廓不清楚，没有质感。林木病虫害标本的数字化处理是一个长期、不断更正、系统的过程，与二维码技术的运用还有很多地方需要完善，标本的数字化处理也仍处在探索阶段，我们还要寻求不同的技术手段与森林保护专业标本结合，实现资源共享，优势互补。

引用

[1]樊帮林,蔡运.病理实验信息化教学资源库建设研究[J].齐齐哈尔医学院学报,2018,39(19):2336-2339.

[2]徐方媛,田永虎,蒋萍,等.新疆农业大学林业有害生物标本库建设的思考[J].课程教育研究,2017(33):123-124.

[3]李会平,吕晶,黄大庄,等.林木病理学教学标本数字化资源库的构建[J].中国林业教育,2008(5):52-54.

[4]韩长志,白雪珍.基于二维码技术的“普通植物病理学”课程教学改革与实践[J].实验科学与技术,2016,14(6):134-138.

[5]曾丽平,吴和平,卢小敏,等.基于“二维码技术—手机App”的病理学实验教学改革实践与研究[J].卫生职业教育,2020,38(2):52-53.

[6]杨广玲,张卫光,董会.浅谈植物病害教学标本的建设和管理[J].实验科学与技术,2012,10(5):154-156.

[7]郝培应,朱诚,王飞娟.植物电子标本库建设的若干问题探析[J].高教论坛,2013(11):43-45.

作者：马荣 李婉婷 王安然 辛蓓 孙洪涛 向玮 单位：新疆农业大学林学与风景园林学院