大數據與移動網際網路正在讓人們與「植物王國」的距離變得更近。如今漫步在植物園或者大街小巷，只要打開「形色」「微軟識花」或「花伴侶」等手機APP，對準植物的特徵部位掃一掃，就可以在幾秒鐘內得到關於它的根莖葉花果、分布及生長習性在內的詳細信息。
「基於收錄300多萬幅植物圖片的中國植物圖像庫，『花伴侶』目前可以支持5000到1萬種常見高等植物識別。」「花伴侶」創始人李敏介紹，「隨著高通量測序技術的發展和基因知識的普及，也許在不遠的將來，舉起手機掃一掃植物，還能了解它的基因信息。」
摸清「家底」更快更準
與「花伴侶」相似，不少植物識別APP的數據都來源於中國植物圖像庫，這是中國科學院植物研究所2008年在植物標本館設立的專職植物圖片管理機構。不僅是植物照片信息，由中國科學院植物研究所牽頭、科技部支持的基礎平臺——國家標本資源共享平臺，從2003年創建至今，目前數位化標本總量已達1200多萬份，規模已居全球第二。
植物子平臺是國家標本資源共享平臺下設的6個子平臺之一。該平臺目前標本總館藏量1440萬份，模式標本5.8萬份，分別佔全國總量的67%和80%。發展至今，它集中了我國最優質的標本資源和分類學人力資源，成為我國資源量最大的植物標本信息共享平臺。截至2016年底，共完成680萬份植物標本標準化整理與數位化表達，創製或數位化了植物志書、野外生境照片、植物名詞術語、電子檢索表、專家人名錄以及各類植物名錄等30餘個專題資料庫，這些信息都通過「中國數字植物標本館」網站提供在線查詢和線下服務，實現了信息共享。
在資訊時代的大背景下，將植物等生物資源的標本數位化，是世界各國相關科學領域發展的基礎性工作。「數位化獲得之後就是大數據。有了大數據，就可以為生物多樣性保護提供更權威的數據支持。」中科院植物研究所工程師劉慧圓說。
標本數位化的主要內容是採集照片和提取標本信息。「2008年以後，我們統一了對植物標本照片質量的要求——1200萬像素以上；對於模式標本則要求通過掃描，形成6000多萬像素的高清專業資料。」劉慧圓說，「在標本信息提取上，按照標準錄入採集、鑑定、性狀等全部信息」。
信息化手段極大地提升了標本採集、使用的便利性和效率。劉慧圓介紹，「如今野外採集標本可直接在手機上使用專門軟體實時錄入，隨行標配中也有了地圖軟體、GPS和專業相機；標本數位化極大地方便了查詢和使用，研究者可以直接在植物子平臺網站在線查閱標本。另外，由於實體標本查閱頻次降低，館藏標本的損耗減少，更有利於長期保存」。
植物標本的數位化不局限於臘葉標本，有條件的機構還在嘗試將植物活體標本信息數位化。位於深圳的國家蘭科中心去年起將蘭科植物活體的動態生長過程拍照記錄並保存下來，目前已在進行數據整理，未來可供使用者直接進行檢索查閱。「活體和臘葉標本的數位化採集和使用，有助於我們更快捷、更直觀、更清晰地摸清植物資源『家底』，更有效地保護植物資源。」國家蘭科中心主任劉仲健說。
了解並預測未來
開展專題科研、提供數據共享和專業服務，是目前植物大數據的主要應用形式。植物大數據成果已應用於多個領域，支撐著多項科研項目。
「植物對環境變化非常敏感。地球環境發生變化，最直觀的反應之一可能在植物分布上。例如，氣溫上升2℃，哪些植物分布可能往北移了，哪些植物分布範圍變小了？這是每個地球人應該掌握的信息。」不久前，在深圳舉辦的第19屆國際植物學大會上，國際知名植物學家道格拉斯夫婦參會，道格拉斯·索爾蒂斯作了題為《大數據時代的生命之樹重建和生物多樣性分布研究》的主旨報告。「對植物大數據進行搜集、整合與分析，能準確了解、預測植物的現狀與未來。」道格拉斯·索爾蒂斯說。
在道格拉斯·帕梅拉看來，植物大數據信息繁雜多樣，整合工作有相當大的難度。「除了科學家，社會各界人士都可通過提供資料，參與建設植物大數據。」道格拉斯·帕梅拉說，「未來植物大數據也應當是充分開放的。不只植物學家，普通人也可以利用。比如用手機拍攝一株植物，就能夠了解它是否瀕危；植物大數據還應當成為政府出臺公共政策的參考，比如居民區、工業區、保護區的規劃設計等」。
開展專題科研、提供數據共享和專業服務，是目前植物大數據的主要應用形式。國家標本資源共享平臺項目負責人馬克平告訴記者，成立14年來，國家標本資源共享平臺項目已經跨越以原始數據積累為主的「第一階段」和標本數據快速增長與專題服務共存的「第二階段」，進入以數據積累為基礎，突出數據共享和有針對性的專業數據服務的「第三階段」。
以植物子平臺為例，植物大數據成果已經應用於三峽水淹區多樣性調查、瀕危物種評估、保護區的有效性評估、入侵種預測、國家重點野生植物分布、中醫藥植物分析等多個領域，支撐的科研項目包括國家自然科學基金、國家科技基礎條件平臺項目、國家環保公益性行業科研專項、美國自然科學基金項目等多項基金項目。
中科院植物研究所覃海寧說，2008年啟動編制的《中國生物多樣性紅色名錄——高等植物卷》就以中國數字植物標本館為重要基礎，專家通過標本獲取植物的分布範圍，或者直接通過標本信息進行受威脅狀況的評估，歷時數年最終確定相關名錄。
拯救正在消失的植物植物種質資源作為戰略資源的意義越來越被重視。「在成功提取出青蒿素之前，誰也不會料到人們眼中的『雜草』黃花蒿，竟然蘊藏了這麼大的能量。」深圳市中國科學院仙湖植物園主任張國宏說，「保護植物種質多樣性，拯救正在快速消失的植物，其實就是拯救我們自己」。
植物種質資源不僅為人類提供衣食和良好的生態環境，還可為高產、抗病、節水、環保等優質新品種選育提供豐富的遺傳材料，為疾病防治前沿研究、新藥物與疫苗開發提供豐富的基因資源，為認識和研究生物物種提供最基本的原始材料，已成為原始創新、獲得智慧財產權的重要來源和人類認識自我、認識自然的重要戰略資源。近、現代三次農業革命即洲際高產作物引種與推廣、「石油農業」「綠色革命」就是作物質資源開發利用的結果。
近年來，中國制定了《進出口農作物種子（苗）管理暫行辦法》《種子法》《農作物種質資源管理辦法》《中華人民共和國野生植物保護條例》《中華人民共和國自然保護區條例》等多個涉及植物種質多樣性保護的法律法規，同時發布了《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃（2011—2030年）》，提出了未來20年生物多樣性保護的總體目標、戰略任務和優先行動。「就植物多樣性保護來說，在遷地保護方面，我國190多個植物園現有本土植物288科、2911屬、約20000種，分別佔我國本土高等植物科的91%、屬的86%、物種數的60%。有些植物已野外絕滅，在植物園得以栽培保存，這是很大的成就。」第19屆國際植物學大會副秘書長、中國植物學會副理事長黃宏文說。
與此同時，中國積極加入與生物多樣性相關的重要國際公約，如《國際植物新品種保護公約》《生物多樣性公約》《瀕危野生動植物種國際貿易公約》《聯合國防治荒漠化公約》《聯合國氣候變化框架公約》等。越來越多的中國科學家也在登上國際植物學大會舞臺，展示中國植物學科研領域的快速發展。據統計，第19屆國際植物學大會全會報告、公眾報告和主旨報告特邀的共51位報告人中，有中國學者16名。
華南熱帶農業大學張春利認為，我國雖然對種質資源的保護有相應的法律、行政規章予以規範，但畢竟我國對種質資源的保護是近半個世紀才開始，現有的法律規範的有關規定不完整，過於簡陋，法律漏洞多，許多應當規範的問題沒有相應的法律。「一是已有的種質資源保護和管理的法律法規體系尚不夠完善、不夠具體，而且很少涉及遺傳資源經濟開發所獲得利益的分享機制方面的內容；二是在種質資源管理體制方面，我國亦沒有明確的法律依據。如在機構設置上沒有明確國家一級的牽頭主管部門及相應的管理機構，也沒有專門的遺傳資源管理機構，現有主管機構專業化不強，往往是綜合性部門，不是專門化的組織機構。」他表示，對植物新品種的保護應從條例上升到立法層次，加強育種者合法權益的保護及國際貿易中我國種質資源保護，種質資源的管理方面也應當從立法角度予以規範，不能只是由單純的行政規章來約束。