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海潮天下·重要數讀
全球已數字化標本中只有不到16%實現了影像化和網絡免費共享,其余大量藏于南半球等生物多樣性熱點地區的標本館中,造成了顯著的區域數據盲區,嚴重制約著全球植物保護決策的精準度;
科學家過去一個世紀利用人工智能分析了800萬份數字化標本,結果發現由于氣候變化的影響,全球植物的開花期每10年平均發生了2.5天的位移,這導致植物與傳粉昆蟲的共生關系面臨錯亂風險;
雖然目前全球已知受到滅絕威脅的植物有29748種、真菌有411種,但這僅僅基于極少數已評估的物種,因為人類目前正式評估過的物種僅占已知植物的18%以及已知真菌的0.6%。
新物種在野外首次被采集到其獲得正式科學命名的跨度可長達數十年,例如婆羅洲的漢圖省藤從1932年被首次采集到最終被正式命名發表,中間經歷了整整92年的漫長分類學過程。
本文約4900字,閱讀約9分鐘
整理 | 王芊佳
出品 | 海潮天下
2026年6月16日,英國邱園皇家植物園發布了第六份《2026年世界植物和真菌狀況》報告。據介紹,這份由來自40個國家的400多位科學家共同完成的報告指出,人工智能與大規模數字化正在引發一場生物多樣性科學的革命,為應對全球物種滅絕危機帶來了新的可能。
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▲上圖:第六份《2026年世界植物和真菌狀況》報告? 英國皇家植物園邱園(RBG Kew)
目前,全球生物多樣性面臨的危機可能被低估了。統計顯示,已有29,748種植物和411種真菌被列入了瀕危名單,但這僅僅基于極少數已評估的物種——人類目前僅對18%的已知植物和0.6%的真菌進行了正式評估。
更嚴峻的是,科學界尚有超過10萬種植物、200多萬種真菌未被發現和命名。在2024~2025年間,科學家雖然新命名了4,600種植物、7,800種真菌,但傳統的物種分類、滅絕評估速度,都遠遠趕不上物種消失的速度。
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▲上圖:邱園標本館館藏的一件已數字化的花園銀蓮花(Anemone hortensis)標本。? 英國皇家植物園邱園(RBG Kew)
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▲上圖:中國科學院植物研究所植物標本館建于1928年,建筑面積11,000平方米,是亞洲最大的植物標本館。該館集收藏、科研和科普于一體,是國家戰略生物資源的重要保存中心,在國際植物學界具有重要影響力。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
01
11章,55頁,
章節結構一覽
該報告一共是50多頁。從章節結構上看,緊密圍繞“數字生物多樣性革命”這一核心線索展開。
引言中,首先交代了數字化轉型的總體背景。緊接著的物種、標本與可能性板塊包含前3章,探討傳統分類學如何與現代數字技術交叉融合,展現了植物和真菌科學正在經歷的復興。隨后進入基因、性狀與預測板塊,第4章~第6章將視角轉向微觀與前瞻性研究,具體引介了真菌博物館基因組學的最新突破,以及利用數字化標本閱讀歷史并預測氣候變化對植物生態影響的嘗試。
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▲上圖:報告目錄頁一窺。? 英國皇家植物園邱園(RBG Kew)
后半部分,將焦點由基礎科研拓展至宏觀保護與科研生態的重構。第7章和第8章談滅絕、推演與保護,重新審視了傳統的物種滅絕評估方式,并探討如何依靠更精準的數據為自然保護筑起防線。
最后兩個板塊聚焦于科研成果背后的主體與長遠發展,第9章~第10章談館藏、采集者與公平板塊,在肯定全球科學界集體成就的同時,特別強調了本土植物科學的崛起、以及數字化在打破歷史不平等方面發揮的作用。結尾的第11章呼吁全面擁抱數字化未來。
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(圖文無關)▲中國科學院微生物研究所菌物標本館(Fungarium, HMAS)是中國乃至亞洲收藏量最大的菌物標本館。館內藏有來自全球111個國家和地區的超過52萬份標本,是全球菌物分類學研究的核心基地之一。上圖是“菌物生物多樣性”的展墻。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
02
740萬份標本免費公開;
物種原產國的科研力量在硬核回歸
針對目前面臨的困境,數字化和統計學概率模型正成為科學家的新工具。
邱園官網發布的信息顯示,該植物園剛剛完成了對其館藏全部740萬份植物和真菌標本的數字化工作,這些跨越數個世紀的珍貴資料,現已全部免費向全球開放。
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(圖文無關) 江南,一座墳前的樹干上,長著許多真菌,疑似是毛栓菌(Trametes hirsuta)。這種真菌背面,蕈蚊(俗稱菇蚊)的幼蟲在蠕動。多孔菌的管孔結構為微小幼蟲提供了高濕、避光、抗干燥的物理微生境。蕈蚊幼蟲主要取食真菌的活性菌絲體、子實體薄壁組織及擔孢子。這2個圖,可以一窺陸地生態系統中三大核心功能類群——植物、真菌、昆蟲/無脊椎動物之間的多維互作關系。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)(CC BY-SA 4.0)
過去,全球標本館只有不到16%的標本實現了數字化,且大多集中在北半球,導致“沉默的標本館”現象,限制了全球保護決策的準確性。如今,數字化正在改變這種不平衡。以馬達加斯加為例,“今日植物志造就明日未來”項目已數字化了37,000份標本,使當地科學家能夠直接利用這些數據評估滅絕風險。
同時,物種命名和存放的地理隔離也在縮小。歷史上,模式標本(用于命名新物種的原始參考標本)的采集地與存放館之間平均距離在19世紀初為近9,000公里,而到21世紀初,這一距離已降至2,654公里,減少了70%,這表明,科研力量和資源正在向物種原產國回歸。
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▲上圖:在婆羅洲采集到的棕櫚科植物漢圖省藤(Plectocomiopsis hantu)。該物種從1932年首次被野外采集到最終獲得正式科學命名經歷了整整92年的漫長分類學過程,是《2026年世界植物和真菌狀況》報告中用來展示傳統分類學面臨物種滅絕速度跑贏人類命名速度困境的經典案例。?邱園皇家植物園
03
科技助力博物館保護
技術的應用,直接提升了發現與保護的效率。
在哥斯達黎加,研究人員通過結合歷史記錄與數字化館藏,使該國已知的真菌多樣性記錄增加了近20%。人工智能開始學習識別苔蘚等具有微觀特征、極難分辨的植物。
在剛果共和國的泥炭地,研究人員用智能手機向邱園發送不尋常植物的圖像,在實時協作下確定了其可能屬于沙琵草屬的新物種。千禧年種子庫與美國莫頓林園的科學家還利用數字化采集數據,成功評估了種子庫中的遺傳多樣性,為野外棲息地修復和瀕危植物重引入提供了數據支撐。
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▲上圖:真菌在地球生態系統中扮演著分解者、共生者和病原體等多種角色,對維持生態平衡至關重要。上圖是哥倫比亞波哥大植物園中“真菌生命之樹”的一張海報,突出了真菌的宏觀多樣性。?攝影:何靖霄 |海潮天下(Marine Biodiversity)
除了保護物種,數字化標本還揭示了氣候變化對生態系統的深遠影響。一項利用人工智能分析800萬份數字化植物標本的全球花期研究顯示,在過去一個世紀里,全球植物的花期因氣候變化每十年平均移動2.5天。
這種變化在不同地區表現為提前、或推遲,改變了花期的長度和同步性。例如在印度西高止山脈,一種重要森林樹種——三葉漆 (學名: Terminthia paniculata)的同步開花比例,從1950年代的79%大幅降至了1990年代的47%,這對當地傳粉昆蟲和整個生態系統的穩定性構成了潛在威脅。
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▲上圖:印度西高止山脈生態系統的關鍵樹種三葉漆 (Terminalia paniculata)。最新研究表明,受氣候變化和降雨模式改變的影響,該樹種的群體同步開花比例已從20世紀50年代的79%大幅降至90年代的47%,這種花期節奏的錯亂,正對當地傳粉昆蟲及整個生態系統的穩定性帶來連鎖反應。 攝影:?Vinayaraj(CC BY-SA 3.0)
來自中國的案例
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報告中有一頁:中國維管植物AI識別模型的開發與測試案例,揭示了人工智能在加速積壓標本鑒定中的巨大潛力,也暴露了全球館藏標準化不足的瓶頸。該模型依托中國各標本館已數字化的650萬份已知物種標本,利用其中200多萬張圖像進行訓練,涵蓋了中國超過半數的維管植物多樣性;在本土專家鑒定的測試集上,其物種識別準確率達到67.3%,科級準確率高達91.7%。不過,當該模型被用于鑒定邱園標本館所藏的中國植物標本時,物種級準確率驟降至24.5%,這種落差反映出不同機構在標本裝訂、拍攝和管理等數字化實踐上的技術差異,強調了全球科學界建立統一標本數字化與館藏實踐標準的緊迫性。▲上圖:中國長城沿線的薔薇科李屬植物桃(Prunus persica)開花了。?邱園《2026年世界植物和真菌狀況》報告
04
真菌,造福人類的基因寶庫
在真菌研究領域,基因組學的突破意義重大。
科學家現在能夠從長達180年歷史的干燥標本中提取、并測序出了高質量的真菌基因組。鑒于目前人類僅描述了全球不到10%的真菌,這一突破使古老的標本館變成了創制新藥、保護農作物和預測疾病爆發的基因寶庫。
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▲上圖:這張圖片是邱園《2026年世界植物與真菌狀況》報告第二章的數據摘要頁,基于IUCN紅色名錄匯總了植物與真菌的滅絕風險評估現狀。植物已評估76,864種,約占已知植物總數的18%,其中29,748種(約38.7%)被列為受威脅(極危6,445種、瀕危12,707種、易危10,596種);真菌僅評估1,302種,其中411種(約31.6%)為受威脅。植物面臨的前四大威脅依次為農業與水產養殖、生物資源利用、住宅與商業開發、自然系統改造,與2020年報告一致;真菌的威脅排序中生物資源利用(主要為伐木相關活動)升至首位。植物評估數量近五年年均新增約6,100種,真菌評估在過去十年剛突破1,000種,反映評估速度雖有提升,但整體覆蓋率仍嚴重不足,尤其真菌評估缺口極大。圖表數據來源為IUCN紅色名錄,?邱園(RBG Kew)
目前,邱園正與英國合作伙伴共同建設全球最大的真菌基因組庫,計劃對數千種罕見、野外滅絕或從未進行過DNA測序的真菌進行測序。
該報告最后指出,盡管人工智能與數字化展現出巨大潛力,但要將其轉化為普遍的保護成果,仍需依賴全球范圍內的公平協作。數據的缺乏和數字化標準的缺失,可能會放大現有的科研偏差。為此,該報告呼吁,科技界與環境組織應建立新型伙伴關系,并推動政府和資助機構加大對資源匱乏地區標本館的投入,構建互聯互通的數字化生物多樣性基礎設施,來加速人類對地球生命的理解與保護。
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(圖文無關)▲上圖:2018年發布的《世界真菌狀況》(State of the World's Fungi)里程碑式報告,首次全面梳理了全球真菌現狀。是英國邱園皇家植物園“世界狀況”系列報告中的第三版,同時也是該系列中第一份專注于真菌王國的獨立報告。在此之前的2016年和2017年,邱園曾先后發布了兩版專注于植物的報告。?Linda Wong 攝于中國科學院微生物所 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
海潮君·寫在最后
上面報告中提到的一個典型案例敲響了警鐘:一個基于中國本土650萬份數字化標本訓練的AI模型,在鑒定國內專家標本時準確率高達67.3%(科級達91.7%,很高了),但在面對邱園標本館所藏的中國植物標本時,物種級準確率卻驟降至24.5%。這種由于不同機構間標本裝訂、拍攝和管理技術差異導致的AI泛化失敗,多多少少說明了,數字生物多樣性革命的成敗,除了技術本身的先進之外,是高度的取決于全球科學界能否建立起統一的標準規范的。
畢竟,標本從物理實體轉化為數字影像,不是簡單的“拍照存證”就行了,這里面包含了裝訂風格、展葉方式、臺紙背景、光源色溫以及掃描分辨率等一系列極其復雜的“數據形態學”加工。當然了,邱園的中國標本之所以讓本土AI“認不出”,筆者覺得,也不排除這些歷史標本包含了大量在當代中國野外已極難見到、甚至已經功能性滅絕的古老珍稀物種。那樣的話,可以看作一種“歷史生態指紋”的碰撞。
歷史上,由于采集時期的歷史原因,大量源自中國的珍貴模式標本、早期標本流散并保存于邱園等一些歐美的老牌標本館中。中國本土的數據基礎設施雖然對國內館藏進行了深度數字化,但畢竟跨國數據接口、版權協議以及元數據標準是存在壁壘的,未能將這些海外的“中國遺存標本”有效納入初始訓練集。這也是一個值得思考的問題,體現了全球生物多樣性信息化進程中“數據主權”與“開放科學”之間的張力。所以說,如何在全球層面上跨越政治與機構壁壘,建立真正的分布式、聯合式學習網絡,在保護各國數據治理權的同時實現AI聯合訓練,是未來全球科研治理亟待解決的一個比較大的課題。
另外,前段時間筆者赴中國科學院植物所拜訪了89歲高齡的洪院士伉儷,也有所感慨。無疑,中國在生物多樣性數字化基礎設施的“廣度”與“協同性”上走在了世界前列。不過,怎樣老一輩分類學家的診斷性經驗、野外直覺等隱性知識,轉化為數字化的結構化語義呢?這也是一個問題。分類學人才日益稀有,堪比瀕危物種了。如果我國、全球分類學人才持續斷代,AI由于基準數據源頭污染而產生的“幻覺”,以后恐怕將難以被人類糾正,這就使分類學隱性知識的搶救與數字化重構變的空前的迫切了。
本文參考資料
https://www.kew.org/science/state-of-the-worlds-plants-and-fungi
https://www.kew.org/about-us/press-media/state-of-worlds-plants-fungi-2026
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資訊源 | 英國邱園
文 | 王芊佳
編輯 | 海潮君
排版 | 盧曉雨
時間 | 2026年6月20日
聯系小編 | editor@oceanbiodiversity.cn
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