2018-12-31

用plantlist程序包统计科、属、种数目与生成植物名录

1 背景

考察报告中，植物名录是很重要的，而编写植物名录，统计植物的科、属、种等虽然并不复杂，但是非常繁琐，有时野外考察可能只用一两天，而编辑和校对植物名录可能需要数天时间。

plantlist程序包的count_taxa()函数可十分方便地统计科、属、种的数目，而make_checklist()函数可按照一定要求生成markdown格式的植物名录，该文件可用Rstudio或者pandoc等软件转换为html、docx、 pdf、 tex等多种格式。

本文简要介绍这两个函数的用法。

1.1 问题一. 现有若干植物中文名，请统计这些植物出现在多少个科？多少个属？每个科、属下各有多少个种？

解析：给定植物中文名，为了查明科、属、种的数目，可以按照以下思路解决：

```
 去掉重复的中文名
```

 去掉《中国植物志》等数据库中不能匹配的中文名

 查询每个种在《中国植物志》接受的拉丁学名以及科、属

 科名现在一般只按照APG系统的科名(APG     III或者APG     IV)

```
 提取拉丁学名中的属名
```

 分别对科、属、种的出现情况进行汇总

1.2 问题二. 现有若干植物中文名，请按照系统发育顺序生成植物名录，要求科按照系统发育顺序排列，属和种分别按照字母顺序排列

解析：植物名录是对某地所出现所有植物的编目，常包括几百种甚至上千种。正式出版的植物名录，一般按照类群的系统发育顺序排列，从大类群上来看，按照：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物的顺序排列。其中，蕨类植物、裸子植物、被子植物都已经有基于分子系统学证据排列的科顺序号。科以下等级，如果是地区等级的名录，常按照属名的字母顺序排列。如果是类群专著，一般是按照类群内系统发育顺序，该顺序多是植物分类学家按照自己的观点排列的，由于多反映个人观点，有时候争议较大，这里不针对某一具体类群（例如菊科）的族、属、系、组、种的排列顺序深入讨论。为了便于查询，同时方便用计算机自动生成名录，这里，属和种按照字母顺序排列。

具体来讲，可按照如下思路生成名录：

 用`plantlist::CTPL()`函数查询植物的科、属、种、分布、濒危等级等信息

 标本引证信息可通过`merge`函数添加到`CTPL`的查询结果上（本文示例未提供标本引证）

 提取名录中出现的科、属、种，并按照系统发育顺序排列（具体参见`CTPL`查询所得的科名顺序号）

 遇到类群如苔藓植物、蕨类植物、裸子植物，需要标注在markdown文档中

 每个类群下，按照科名循环；每个科下，按照属名循环；每个属下，按照种名循环。这样可以确保种中文名、学名以及物种对应的信息（生境、IUCN等级、分布等）以正确的顺序出现。

 在植物名录不需要显示太多内容时，要减少相应信息的显示，为此可设定不同主题（theme），控制显示内容。

2 代码

2.1 安装plantlist程序包

本文介绍的两个函数是plantlist程序包在0.6.0以后增加的，因此使用旧版本plantlist的用户也需要更新。

注意plantlist的最新版本只保存在github (https://github.com/helixcn/plantlist), 请用以下命令安装。

1 2	## 安装plantlist## 版本 > 0.6.1## devtools::install_github("helixcn/plantlist")

2.2 加载程序包

1
2
3

setwd("/Users/jinlong/compile_checklist/") 
library(plantlist)library(rmarkdown)
rm(list = ls())

2.3 用count_taxa()统计科属数目

# 植物名species_names <- c("西康玉兰", 
"肥肉草", 
"野牡丹", 
"厚朴", 
"金缕梅", 
"黑水银莲花", 
"连香树",    
"牛膝菊", 
"三国演义", 
"华南紫萁22", 
"槲蕨", 
"江南卷柏", 
"马尾松", 
"白发藓", 
"提灯藓",    
"红豆杉", 
"野牡丹",    
"毛稔","阴香",    
"赤楠","红鳞蒲桃",    
"山蒲桃","卫矛叶蒲桃",    
"黑壳楠","红果山胡椒",    
"黄樟","乌药")
count_taxa(CTPL(species_names, print_as_list = FALSE))
## Duplicated taxa names have been removed:
##  野牡丹
## Warning in CTPL(species_names, print_as_list = FALSE): Taxa: 三国演义, 华南紫萁22, 毛稔
##  could not be recognized.
## $NO_OF_FAMILIES## [1] 14
## 
## $NO_OF_GENERA
## [1] 16
## 
## $NO_OF_SPECIES
## [1] 23
## 
## $NO_OF_FAMILIES_BY_GROUP
##                    group no_of_families
## 1                                     2
## 2 2 Ferns and lycophytes              2
## 3          3 Gymnosperms              2
## 4          4 Angiosperms              8
## 
## $NO_OF_GENERA_BY_GROUP
##                    group no_of_genera
## 1                                   2
## 2 2 Ferns and lycophytes            2
## 3          3 Gymnosperms            2
## 4          4 Angiosperms           10
## 
## $NO_OF_SPECIES_BY_GROUP
##                    group no_of_species
## 1                                    2
## 2 2 Ferns and lycophytes             2
## 3          3 Gymnosperms             2
## 4          4 Angiosperms            17
## ## $NO_OF_GENERA_BY_FAMILY
##               family no_of_genera
## 1         Asteraceae            1
## 2  Cercidiphyllaceae            1
## 3        Dicranaceae            1
## 4     Hamamelidaceae            1
## 5          Lauraceae            2
## 6       Magnoliaceae            1
## 7    Melastomataceae            2
## 8           Mniaceae            1
## 9          Myrtaceae            1
## 10          Pinaceae            1
## 11     Polypodiaceae            1
## 12     Ranunculaceae            1
## 13   Selaginellaceae            1
## 14          Taxaceae            1
## 
## $NO_OF_SPECIES_BY_FAMILY
##               family no_of_species
## 1         Asteraceae             1
## 2  Cercidiphyllaceae             1
## 3        Dicranaceae             1
## 4     Hamamelidaceae             1
## 5          Lauraceae             5
## 6       Magnoliaceae             2
## 7    Melastomataceae             2
## 8           Mniaceae             1
## 9          Myrtaceae             4
## 10          Pinaceae             1
## 11     Polypodiaceae             1
## 12     Ranunculaceae             1
## 13   Selaginellaceae             1
## 14          Taxaceae             1
## 
## $NO_OF_SPECIES_BY_GENUS
##             genus no_of_species
## 1         Anemone             1
## 2  Cercidiphyllum             1
## 3      Cinnamomum             2
## 4        Drynaria             1
## 5    Fordiophyton             1
## 6       Galinsoga             1
## 7       Hamamelis             1
## 8      Leucobryum             1
## 9         Lindera             3
## 10       Magnolia             2
## 11      Melastoma             1
## 12          Mnium             1
## 13          Pinus             1
## 14    Selaginella             1
## 15       Syzygium             4
## 16          Taxus             1

2.4 用make_checklist生成植物名录

生成的文件为markdown格式，请参考

 https://rmarkdown.rstudio.com/index.html

 https://zh.wikipedia.org/wiki/Markdown

1	checklist_dat2 <- CTPL(species_names, print_as_list = FALSE)

2.4.1 简洁版，只列出引证的标本

1
2
3

make_checklist(checklist_dat2, 
  outfile = "checklist_simple.md",  
  theme = "simple")

2.4.2 复杂版，尽量列出数据库已经有的信息

1
2
3

make_checklist(checklist_dat2, 
  outfile = "checklist_complex.md", 
  theme = "complex")

2.4.3 极简版，只列出中文名和拉丁名

1
2
3

make_checklist(checklist_dat2, 
  outfile = "checklist_minimal.md", 
  theme = "minimal")

2.5 markdown源代码

图1. 植物名录的Markdown源代码

2.6 用rmarkdown程序包编译md文件，生成名录

markdown文档既可以用rmarkdown程序包编译为html格式，也可以用pandoc转换为docx、pdf等。

2.6.1 只显示标本引证的Simple主题

1	rmarkdown::render("checklist_simple.md", encoding = "UTF-8")

图2. Simple主题

2.6.2 尽量信息物种信息的Complex主题

1	rmarkdown::render("checklist_complex.md", encoding = "UTF-8")

图3. Complex主题

2.6.3 只显示中文名和学名的Minimal主题

1	rmarkdown::render("checklist_minimal.md", encoding = "UTF-8")

图4. Minimal主题

参考资料

 THE     ANGIOSPERM PHYLOGENY GROUP. 2009. “An Update of the Angiosperm     Phylogeny Group Classification for the Orders and Families of     Flowering Plants: APG III.” Botanical Journal of the Linnean     Society 161 (2): 105–21.

 Christenhusz,     M., Zhang, X. C., and Schneider, H. (2011). A linear sequence of     extant families and genera of lycophytes and ferns. Phytotaxa.     19:7-54

 Christenhusz,     M., Reveal, J., Farjon, A., Gardner, M. F., Mill, R. R., and Chase,     M. W. (2011). A new classification and linear sequence of extant     gymnosperms. Phytotaxa. 19:55-70

 Haston,     E., Richardson, J. E., Stevens, P. F., Chase, M. W. and Harris, D.     J. (2009). The Linear Angiosperm Phylogeny Group (LAPG) III: a     linear sequence of the families in APG III. Botanical Journal of the     Linnean Society, 161(2), 128-131.

 Liu     Bing, Ye Jianfei, Liu Su, Wang Yuan, Yang Yong, Lai Yangjun, Zeng     Gang and Lin Qinwen(2015). Families and genera of Chinese     angiosperms: a synoptic classification based on APG III.     Biodiversity Science. 23(2), 225-231.