Việc định danh một họ thực vật từ những đặc điểm riêng lẻ thu được trên mẫu thực vật là một vấn đề khó khăn. Năm 1997, Nguyễn Tiến Bân giới thiệu cuốn khóa định loại các họ cây hạt kín ở Việt Nam.
TẠP CHÍ ĐẠI HỌC SÀI GÒN Số 21 - Tháng 6/2014 XÂY DỰNG CÔNG CỤ TRỰC TUYẾN TRA CỨU HỌ THỰC VẬT HẠT KÍN Ở VIỆT NAM NGUYỄN HỒ THẾ VINH(*) THÁI KẾ QUÂN(**) TÓM TẮT Việc định danh họ thực vật từ đặc điểm riêng lẻ thu mẫu thực vật vấn đề khó khăn Năm 1997, Nguyễn Tiến Bân giới thiệu khóa định loại họ hạt kín Việt Nam Tuy đặc điểm dùng định họ rõ ràng, việc tra bảng bảng đặc điểm khác giấy khó khăn người dùng, đặc biệt sinh viên ngành Sinh học Dựa khóa định loại họ thực vật hạt kín Việt Nam (Nguyễn Tiến Bân, 1997), xây dựng công cụ trực tuyến giúp người dùng dễ dàng tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam với giao diện tiếng Việt Cơng cụ sử dụng http://vnplants.vietbiodata.net Từ khóa: họ thực vật, hạt kín, ngành Sinh học, cơng cụ trực tuyến ABSTRACT Identification of a plant family based on certain features of a collected plant sample is very difficult In 1997, Nguyen Tien Ban reported “keys for identification of Vietnamese plant families” In spite of clear identification keys, it’s not easy to identify a plan family of a sample with certain features by looking up them in the printout version, especially for undergraduate biology students Using the reported keys for identification of Vietnamese plant families, we developed a web-based tool to make the identification easier The tool can be accessed via Internet at http://vnplants.vietbiodata.net Keywords: plant families, biology, website - based tools MỞ ĐẦU (*) (**) Trong số 260000 loài thực vật hạt kín phát Trái Đất [3, 4], Việt Nam ghi nhận có mặt khoảng 12000 loài xếp vào 265 họ thực vật khác Dựa vào đặc điểm riêng họ thực vật, khóa định loại họ hạt kín Việt Nam thiết lập Nguyễn Tiến Bân [1, 2] nhằm giúp người dùng dễ dàng việc định danh họ thực vật Người dùng xem xét đặc điểm mẫu vật họ tra bảng để tìm họ tương ứng mẫu vật cần tra cứu Tuy nhiên, việc tra cứu bảng riêng biệt thường không mang lại kết rõ ràng, chẳng hạn tra cứu theo dạng sống gặp nhiều họ thực vật có dạng sống tương tự Sự kết hợp hai hay nhiều bảng khóa cho kết xác thực điều khó với bảng in Phần mềm quản lí tra cứu đa dạng thực vật Việt Nam (PlantsVN) (*) CN, Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Sài Gòn (**) ThS, Bộ môn Sinh học, Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Sài Gòn 118 NGUYỄN HỒ THẾ VINH - THÁI KẾ QUÂN xây dựng GS.TS Nguyễn Văn Sinh, dựa cẩm nang Nguyễn Tiến Bân cung cấp chức tra cứu họ thực vật [5] Tuy nhiên, phần mềm chạy hệ điều hành Windows XP với giao diện hồn tồn tiếng Anh hạn chế khơng nhỏ cho người sử dụng Sinh viên ngành Sinh học nhiều trường, chẳng hạn Đại học Sài Gòn, Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh… năm tổ chức khóa học “Thực tế thiên nhiên” vùng có đa dạng sinh học cao Đà Lạt, Nha Trang, Vũng Tàu, Vườn Quốc gia Núi Chúa, Vườn Quốc gia Nam Cát Tiên,… Trong khóa học này, sinh viên hướng dẫn thu thập mẫu thực vật dựa vào đặc điểm riêng để định họ, định danh mẫu vật thu Thế để có thơng tin tên, họ mẫu vật thu được, sinh viên hầu hết phải nhờ cậy chuyên gia định họ, định danh giúp mà (hoặc khơng thể) tự xác định Chúng tơi tiến hành xây dựng sở liệu (CSDL) thu thập đặc điểm phân loại họ thực vật phát triển ứng dụng Web nhằm cung cấp cho người dùng công cụ giúp xác định họ thực vật hạt kín Việt Nam Các trang Web với giao diện tiếng Việt, sử dụng nhiều hệ điều hành khác giúp cho việc tra cứu dễ dàng thuận lợi PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Xây dựng sở liệu Dữ liệu sử dụng gồm nhóm thơng tin có “Cẩm nang tra cứu nhận biết họ thực vật hạt kín Việt Nam” – Nguyễn Tiến Bân [1], bao gồm đặc điểm chi tiết 265 họ thực vật hạt kín 10 bảng khóa – 10 đối tượng sử dụng tra cứu, nhận dạng 265 họ thực vật hạt kín Việt Nam Nguồn liệu lưu trữ máy vi tính Để xây dựng nên sở liệu chứa thông tin đặc điểm chi tiết đặc điểm nhận dạng họ thực vật, phân tích xếp liệu thu thập thành nhóm đối tượng thơng tin khác Từ mơ hình đối tượng xây dựng nên dạng bảng, đồng thời thiết lập mối quan hệ bảng Sau phân tích liệu khái quát hóa liệu thành nhóm riêng biệt, mơ hình đối tượng thiết lập quản lí hệ quản trị CSDL MySQL Một chương trình máy tính viết ngơn ngữ Perl đọc tất tập tin định dạng kí tự lưu bước tách thành nhóm thông tin riêng biệt, lưu vào CSDL 2.2 Xây dựng công cụ trực tuyến tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam Trang Web thể thơng tin họ thực vật hạt kín CSDL cơng cụ tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam xây dựng ngơn ngữ lập trình Perl ngơn ngữ HTML Kịch chương trình viết Perl kết hợp với ngôn ngữ HTML kết nối với CSDL hệ quản trị CSDL MySQL Dựa qui luật họ thực vật có nhóm đặc điểm đối tượng đó, chẳng hạn họ Magnoliaceae có đặc điểm đối tượng ngoại dạng là: có dạng sống gỗ hay bụi đứng, có lơng hình khiên/vảy, có lơng hình Tổ hợp đặc điểm cụ thể 10 đối tượng họ thực vật khác Nhờ chương trình xác định họ thực vật từ đặc điểm mà người dùng đưa vào KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 119 XÂY DỰNG CÔNG CỤ TRỰC TUYẾN TRA CỨU HỌ THỰC VẬT HẠT KÍN Ở VIỆT NAM bảng thiết lập mối quan hệ với nhằm truy xuất liệu theo nhóm người dùng thao tác với CSDL 3.1 Mơ hình sở liệu Đề tài xây dựng mơ hình CSDL quan hệ gồm 24 bảng (Hình 3.1) Trong đó, Hình 3.1: Mơ hình sở liệu dạng bảng quan hệ 120 NGUYỄN HỒ THẾ VINH - THÁI KẾ QUÂN 3.2 Công cụ trực tuyến tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam Song song với công cụ tra cứu họ thực vật hạt kín, trang Web gồm nhiều mục chọn giúp người dùng truy cập danh sách họ thực vật hạt kín Việt Nam, hiển thị dạng danh pháp khoa học tên họ thông thường, xếp theo thứ tự bảng chữ (A-Z), người dùng truy cập đặc điểm chi tiết họ cách mở liên kết tên họ mà người dùng quan tâm; với đặc điểm dùng để tra cứu phân biệt họ thực vật hạt kín Việt Nam cung cấp cho người dùng Để thực chức tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam dễ dàng mang lại kết xác, từ việc phân tích mẫu vật thu người dùng lựa chọn đối tượng sử dụng làm sở tra cứu họ, bao gồm: Quả, Bao hoa, Ngoại dạng, Bao phấn & triền/tuyến mật, Nhị, Hạt, Hoa cụm hoa, Lá kèm, Noãn lối đính nỗn, Lá nỗn bầu Mỗi đối tượng người dùng lựa chọn hiển thị khung chọn chứa đặc điểm cụ thể đối tượng (Hình 3.2) Trong trường hợp người dùng có nhiều đặc điểm cụ thể đối tượng, khung chọn cho phép người dùng nhấn chọn nhiều đặc điểm cụ thể lúc Hình 3.2: Giao diện lựa chọn đặc điểm cụ thể Kết chương trình thống kê hiển thị số lượng họ thực vật thỏa mãn yêu cầu, liệt kê tất họ thực vật phù hợp với đặc điểm mà người dùng đưa vào, kết chương trình xếp theo thứ tự bảng chữ latin (A - Z), đồng thời tên họ thực vật hiển thị liên kết đến trang chứa thông tin họ Ngồi ra, phía trang Web hiển thị lại đặc điểm cụ thể đối tượng mà người dùng sử dụng để tiện việc kiểm sốt quản lí thơng tin (Hình 3.3) Trong trường hợp đặc điểm cụ thể 121 XÂY DỰNG CÔNG CỤ TRỰC TUYẾN TRA CỨU HỌ THỰC VẬT HẠT KÍN Ở VIỆT NAM người dùng nhập vào đưa đến kết nhiều họ, trang kết vừa đồng thời thông báo số lượng kết tìm được, vừa hiển thị danh pháp khoa học tất họ thực vật có đặc điểm phù hợp với đặc điểm người dùng nhập vào Lúc danh sách 10 đối tượng sử dụng để tra cứu họ thực vật có CSDL hiển thị lại, đối tượng mà người dùng chọn ban đầu với đặc điểm cụ thể chúng mặc định giữ lại người dùng lựa chọn thêm đối tượng khác để phối hợp tra cứu cập nhật thêm đặc điểm cụ thể cho đối tượng cũ Hình 3.3: Trang hiển thị kết tra cứu Với trang Web chứa đặc điểm phân loại họ thực vật với công cụ tra cứu mà đề tài xây dựng, người dùng sử dụng để khai thác thông tin đặc điểm tra cứu họ thực vật cách trực tuyến, nhanh chóng, phù hợp với tất hệ điều hành phổ biến, đồng thời dễ dàng cập nhật thông tin sửa chữa thông tin sai sót Nếu so sánh với cơng việc tra cứu định họ cách sử dụng công cụ bảng in cẩm nang tra cứu Nguyễn Tiến Bân, việc tra cứu định họ thực vật cách sử dụng cơng cụ máy vi tính mang lại thuận tiện nhiều cho nhà nghiên cứu thực vật Hiện nay, Website Trung tâm thực vật rừng Việt Nam [6] có lẽ xây dựng công cụ tương tự, nhiên, thời điểm (tháng 8/2013), website Trung tâm có giao diện cơng cụ công cụ chưa thể hoạt động Việc tra cứu định họ thực vật xây dựng phần mềm (PlantsVN) có nhiều hạn chế như: phần mềm có lẽ khơng cịn phát triển nên dùng Microsoft Windows XP mà khơng thể sử dụng phiên Windows thông dụng Windows 7, Windows 8,… chạy hệ điều hành thông dụng khác Macintosh, Linux, Android Ngoài ra, 122 NGUYỄN HỒ THẾ VINH - THÁI KẾ QUÂN phần mềm không sử dụng trực tuyến, hạn chế việc cập nhật chỉnh sửa thông tin phiên phần mềm mà người dùng sử dụng Việc xây dựng cơng cụ trực tuyến Web chạy tốt nhiều hệ điều hành thông dụng lựa chọn hợp lý Các thử nghiệm tra cứu cơng cụ cho thấy có ưu điểm hẳn so với tính tương tự chương trình PlantsVN Khi sử dụng đặc điểm đơn hình khiên (Leaves peltate) để tra cứu họ, chương trình chúng tơi tìm thấy có 12 họ phù hợp sau so sánh lại với bảng khóa, kết 12 họ đủ so với cẩm nang Nguyễn Tiến Bân Trong đó, PlantsVN tìm thấy có 41 họ, số có nhiều họ như: Ranunculaceae, Hamamelidaceae, Polygonaceae, Begoniaceae không phù hợp với bảng khóa, chẳng hạn họ Polygonaceae có đặc điểm bảng Lá kèm gồm: đơn mọc cách, mọc đối, mọc vòng, gân hình lơng chim kèm bẹ chìa mà khơng có đặc điểm đơn hình khiên Một sai sót khác PlantsVN phát kết hợp sử dụng đặc điểm đơn mọc vòng mọc đối (Leaves opposite or verticillate) để tra cứu, PlantsVN tìm thấy 128 kết quả, chúng tơi nhận thấy có nhiều họ khơng có đơn mọc đối mọc vòng, chẳng hạn họ Rosaceae xác định có đơn mọc cách theo bảng khóa Nguyễn Tiến Bân Chúng tơi tiến hành tra cứu chương trình ghi nhận 33 họ khơng có họ Rosaceae kết phù hợp với bảng khóa tra cứu KẾT LUẬN Đề tài xây dựng thành công công cụ Web, kết nối với sở liệu giúp xác định họ thực vật hạt kín Việt Nam Nội dung trang Web trình bày tiếng Việt, vừa thể thơng tin đặc điểm tra cứu nhận dạng họ thực vật hạt kín Việt Nam, vừa cung cấp công cụ hữu hiệu đáng tin cậy để tiến hành tra cứu định danh họ thực vật cách nhanh chóng xác, dựa đặc điểm phân họ công bố Giáo sư Nguyễn Tiến Bân Cơng cụ sử dụng qua Internet địa http://vnplants.vietbiodata.net TÀI LIỆU THAM KHẢO Group, A.P.(1998), "An ordinal classification for the families of flowering plants", Annals of the Missouri Botanical Garden, 85(4) http://www.iebr.ac.vn/pages/1PlantsVN.asp http://www.vncreatures.net/ Kuldip S Dogra, S.K.S., Parveen K Dobhal and Seema Sharma (2010), "Alien plant invasion and their impact on indigenous species diversity at global scale: A review ", Journal of Ecology and the Natural Environment, 2(9), 175-186 Nguyễn Tiến Bân (1997), Cẩm nang tra cứu nhận biết họ thực vật hạt kín Việt Nam, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Phạm Hoàng Hộ (1999), Cây cỏ Việt Nam - Tập 1, NXB Trẻ, TP Hồ Chí Minh * Nhận ngày: 11/5/2014 Biên tập xong: 5/6/2014 Duyệt bài: 12/6/2014 123 ... lưu vào CSDL 2.2 Xây dựng công cụ trực tuyến tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam Trang Web thể thơng tin họ thực vật hạt kín CSDL cơng cụ tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam xây dựng ngôn ngữ... tuyến tra cứu họ thực vật hạt kín Việt Nam Song song với công cụ tra cứu họ thực vật hạt kín, trang Web gồm nhiều mục chọn giúp người dùng truy cập danh sách họ thực vật hạt kín Việt Nam, hiển thị... đối tượng họ thực vật khác Nhờ chương trình xác định họ thực vật từ đặc điểm mà người dùng đưa vào KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 119 XÂY DỰNG CÔNG CỤ TRỰC TUYẾN TRA CỨU HỌ THỰC VẬT HẠT KÍN Ở VIỆT NAM bảng