植物标本 (Herbarium) 是植物学家长期从事科研活动的积累和人类自然遗产的永久记录之一。它包含着一个物种的大量信息, 诸如形态特征、地理分布、生态环境和物候期等。但是, 传统植物标本的采集相当困难而且制作方法比较繁琐, 耗费大量的人力、物力和财力;随着现代科学技术的发展和交通设施的完善, 野外采集条件有了很大改观, 植物标本的制作技术也发生着重大变革。在另一方面, 传统的植物标本的保存都是保存在标本馆里, 查询需要到指定地点, 这给标本的使用带来很大的不便, 但随着人们需求的增加, 单纯的标本储存和使用已经不能满足人们的需要。本文将结合植物标本采集过程中现代技术及采集的主要内容谈谈这方面的新技术和新特点。
1 植物标本的采集
1.1 植物标本及其采集的意义和作用
植物标本就是将新鲜植物的全株或一部分用物理或化学方法处理后保存起来的实物样品。而现代对于植物标本的定义有所扩展, 植物标本可以分为植物实体标本与植物数字标本, 其中数字化标本是这个时代一大特点。
植物标本的采集与制作有着重大的意义和作用。首先, 植物标本在教学中有着重要的作用, 在生物教学中标本能帮助教师讲授教材中的重点、难点并帮助同学们理解、掌握课堂教学内容。其次, 在植物标本的采集过程中, 教师带领学生到野外调查、采集标本, 实地了解到植物与人类的密切关系, 可培养学生热爱大自然、热爱生物学、研究生物学的兴趣。更为重要的是植物标本中隐含着重要的信息, 是植物学研究工作者不可少的研究材料, 对植物形态学、植物分类学、中草药工作者来说尤为重要。同时, 植物标本对于珍惜种的保护和研究也有着重要意义。
1.2 野外条件的改善对采集工作的意义
为保证采集到的植物标本尽量为未受人为干扰的原始状态, 更准确地反映出植物的各种信息, 野外工作十分重要。但是过去的野外采集工作十分复杂, 路途艰辛, 有的地方住宿及饮食条件很差或不具备, 有的地方受道路和交通工具的影响根本无法到达的, 而导致相当多野生植物无法采集到。野外采集还是一项具有挑战性的工作, 崎岖的山路、陡峭的山峰, 容易迷失方向, 且深山里易遇各种无法预料的危险, 对采集者的人身安全存在很大威胁。
随着技术的进步以及有关部门对野外植物标本采集条件重视性的提高, 采集者的采集条件有了非常明显的改善。采集者可以去采集地所属的行政部门申请帮助, 如军用越野车、武装人员及山路地图或合法带路人等, 保证了野外标本采集者的人身安全及采集工作有效进行。现在的交通更为畅通, 采集旅途大大减短。而且, 市面上的各种野营用具较为齐全, 大大改善采集者野营的条件。
1.3 采集工具的革新
植物标本的采集需要到野外, 随着科学技术的发展和较为发达的交通系统及运输工具, 采集效率提高了很多, 比起以前的采集工具, 我们可以拥有有各式各样的枝剪, 较长的枝剪可以方便的采集到高处的标本, 锋利的枝剪可以很方便的剪断硬的树枝, 还可利用发达的定位技术方便的定位出所采集的标本的准确位置, 如GPS定位系统, 罗盘等, 记录更加详尽的标本和环境信息。
根据人们的需求以及现代科技的发展, 我们可以使用拍照、录像等手段记录植物数字信息, 使今后的植物分类研究以及植物物种的辨析更加准确, 还能利用计算机将这些图像用数字的形式存储在相应的数据库进行更有效的管理和使用 (图1) 。
1.4 采集制作流程的变革
过去的采集流程为:采集新鲜样品压制或烘干→杀虫→保存。
由于现代对于标本的定义有所扩充, 出现数字标本, 因而采集流程也有所改变。现代的采集可以为植物数字信息的采集而不仅限于植物实体的采集 (图2) 。
1.5 现代植物标本的数字信息采集
利用照相机或录像机等摄像设备, 将植物的图像, 生境记录下来, 输入数字标本数据库, 避免了野外采集时背负沉重的压制工具和繁琐的纸质信息记录表, 减轻了野外采集后复杂的标本文字信息与影像资料的对应整理工作。可减少许多体力劳动和繁杂的手工制作过程以及避免因消毒、防虫过程中与有毒物质的接触 (图3) 。
2 植物标本的制作
2.1 植物标本的压制
标本压制是个需要耐心和细致工作, 这个环节除了问题, 采集工作就可能前功尽弃。目前研制了一种便于携带的红外辐射植物蜡叶标本快速干燥器。该干燥器压制标本时, 不需要人工频繁地更换和晾晒吸水纸, 所需时间仅为传统的1/10新增的同步红外辐射杀菌、防虫和防霉变特点有利于植物蜡叶标本的永久保存 (图4) 。
2.2 植物标本的保色
传统的植物标本为直接压制, 通过自然风干。这种方法制作的植物标本时间一长会退色, 影响标本质量。目前比较简便易行的保色方法为用一种特殊的保色液处理。经过保色处理后的标本, 分子结构比较稳定, 不受阳光或其他外界因素影响而退色。因此, 在使用和收藏时不需要避光, 长期使用不退色。另外, 目前也有单位采用过塑的方法, 利用过塑机给植物蜡叶标本过塑, 效果很好, 易于保存。
3 植物标本的保存
3.1 防虫保存的技术改进
在生物标本室常常发现一些好端端的植物标本被虫咬坏。目前采用的杀虫方法多为微波杀虫法及熏蒸法, 常用熏蒸药物有敌敌畏、氢氰酸等不易燃、不易爆的药物。
3.2 标本使用模式的改变
植物标本的使用, 传统的方法都是拿出实物标本进行观察学习和研究, 前面已经提到这样对于植物标本会有很大的损害。随着计算机技术的发展, 我们现在可以采用一种数据库存放植物标本, 方便数据信息的提取, 且不易损害。
4 结语
现在的植物标本采集和制作技术都有了很大的改善, 对于植物标本的采集和保存都有很大的帮助, 但也正随着采集地的可达性和采集强度增加, 采集时对物种破坏和环境的影响是个值得深思的问题。现代网络技术发达, 人们也越来越倾向于使用网络, 而且网络更便捷, 且可以节约空间、时间和植物资源, 所以新型的运用网络技术手段来实现植物标本的采集和使用将有着广阔的空间和美好的应用前景。
摘要：植物标本包含着一个物种的大量信息, 在生物学教学及科学研究工作中占有重要地位。标本制作的环节较多, 在采集、加工和保管等众多复杂过程中, 采集是所有工作的基础, 关系到标本质量和保存价值。采集技术也同其他技术一样, 随着社会发展和需求不同提高, 也得到发展和改进, 开始进入现代化时代, 一些重要变革改变了传统标本采集与制作的方法和手段。这不仅大大节省了人力、物力, 还增加了标本信息的准确度, 提高了采集速度, 改变了植物标本传统使用模式。本文将结合野外工作和经验, 介绍现代植物标本采集和制作技术的一些变革。
关键词：植物标本,现代采集技术,变革
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