Suomalainen biodiversiteetti-informaatiokanta: FINBIN-yhteenliittymä osana kansainvälistä BIN21 verkostoa

Toteutussuunnitelma. Luonnos 3.10.1994.

Executive Summary

Finnish Biodiversity Information Network: The FINBIN-Consortium as a Part of the International BIN21 Effort

Under construction...

Yhteenveto

Työn alla

1 Johdanto

Kiinnostus bidiversiteettitutkimukseen on tällä hetkellä hyvin laajaa Suomessa ja maailmalla. Useimissa yliopistoissa ja alan tutkimuslaitoksissa on käynnissä tai suunnitteluvaiheessa erilaisia biodiversiteetti-tutkimushankkeita. Riossa 1992 tehdyn biodiversiteettisopimuksen seurauksena tullaan lähivuosina käynnistämään laajoja hankkeita eri maiden biologisten luonnonvarojen kartoittamiseksi. Sopimus sälyttää kaikille maille vastuun oman alueensa kartoittamisesta ja tietojen järjestämisestä.

Kartoittamiseeen liittyvien perusselvitysten tarpeen lisäksi biodiversiteetti muodostaa merkittävän haasteen taloudelliselle toiminnalle. Esim. metsätaloudellisten toimenpiteiden yhteydessä biodiversiteetti on mahdollisuuksien mukaan otettava huomioon. Biodiversiteettin lisäämistä luonnossa ei kuitenkaan vielä pidetä itseisarvoisena hoidon tavoitteena, vaan muiden toimien rajoitteena.

Jotta biodiversiteetti voitaisiin käytännössä ottaa huomioon, tarvitaan joko biodiversiteetti-inventointeja tai malleja, joilla biodiversiteetti voidaan ennustaa. Tällaisten mallien lähtökohtana voivat olla ainoastaan kattavat luettelot lajistosta. Lajistotietokantaan voidaan liittää muutakin tietoa, kuten esim. lajien elinympäristövaatimukset, isäntäeliöt, fenologia, levinneisyys, ym. Lajistotiedoista voidaan edetä toisaalta eliöyhteisöjen alueelliseen diversiteettiin ja toisaalta geneettiseen diversiteettiin.

11 Biodiversiteetti-informaation hallinnan nykytilanne ja ongelmat

Suomesta löytyy luonnontieteellisistä museoista sekä tutkimuslaitoksista listoja maamme eliöistä, mutta ne ovat hajallaan ja yleensä erilaisilla välineillä ja ohjelmistoilla toteutettuja. Luonnontieteellisen keskusmuseon itiökasvikokoelmat ovat maailmankuuluja ja sisältävät runsaasti tyyppilajinäytteitä. Tältäkin osin pitäisi lajien tiedot sisällyttää verkossa oleviin tietokantoihin. Eläimistön ja kasviston tietojen koordinaatiota on jonkin verran suunniteltu, mutta käytännön sovelluksiin ja yhteistyöhön ei ole vielä päästy.

Kansainvälisesti tilanne on samanlainen, mutta pahempi. Samaan aikaan kuin maailman biodiversiteetti vähenee nopeaa vauhtia, kattavia tietokantoja maailmassa esiintyvistä eliöistä ei ole olemassa. Eri maissa kutsutaan eri lajeja eri nimillä ja monien ryhmien tunnistaminen on täysin siitä riippuvaista, että asiantuntija voi matkustaa tutkimaan maailman museoiden kokoelmia.

Parhaillaan on käynnissä ja käynnistymässä useita kansainvälisiä hankkeita, joissa pyritään luomaan hajautettuun ylläpitoon perustuvia tietokantajärjestelmiä sekä kasvi- että eläinlajien biodiversitettiin liittyvän tiedon tallentamiseen. Biodiversiteettiin liittyvät asiat ovat kuitenkin politisoituneet, mikä saattaa mutkistaa kehitystä. Monet maat vaativat niiden alueelta löydettyjen tyyppiyksilöiden palauttamista löytömaihin. Biodiversiteettitiedolla nähdään olevan sekä poliittista että taloudellista kauppa-arvoa. On kehitysmaita, jotka eivät halua julkistaa tietojaan korvauksetta. Mikäli taksonomisen tiedon saatavuutta kehitysmaihin voidaan parantaa tietoverkkojen avulla, maailman museoissa olevien tyyppiyksilöiden tiedot voidaan saada laajempaan käyttöön myös löytömaissa.

Internet-verkko on kehittynyt useiden välivaiheiden kautta maailmanlaajuiseksi tietokoneverkoksi, joka levisi aluksi lähinnä akateemisena verkkona, mutta johon tällä hetkellä liittyvät myös kaupalliset yritykset (Hahn & Stout 1994). Internetin varaan rakentuu tällä hetkellä tutkimusta, jota ei olisi muutoin mahdollista tehdä lainkaan. Esimerkiksi Human Genome -projekti on hajautettu kaikkialle maailmaan ja sen tutkijoiden aikaansaannokset kootaan verkkoon kansainväliseen GenBank-tietokantaan (Bilofsky & Burks 1988) (kts. myös Genome Data Base). Alalla toimivien tukijoiden tuloksia ei voida käytännössä julkaista lainkaan, ennen kuin ne on tarkistettu verkosta.

Maailman biodiversiteetti muodostaa hyvin vastaavanlaisen ongelman. Nykyisin esim. hyönteisten (jotka muodostavat 60% lajiston biodiversiteetista) keruumatka tropiikkiin on turhauttava, koska aineistoa ei kyetä tunnistamaan. Jos maailman biodiversiteettitieto olisi verkossa GenBankin tapaan, tutkija voisi omalta mikrotietokoneeltaan katsella kuvia ja hankkia muutakin tietoa maailman eri puolella olevista kokoelmista. Tämä on äskettäin tullut mahdolliseksi ns. World Wide Web hypertekstiprotokollan kautta, joka mahdollistaa maailmanlaajuisen hajautetun hypermedian helpon rakentamisen. Esimerkki tällaisesta, koko maailmassa katsottavissa olevasta biodiversiteettiinformaatiosta on oheisessa kuvassa 1.

Merkittävimmät kansainväliset hankkeet biodiversiteettiin liittyvän tiedon hallintaan ovat IOPIn (International Organization for Plant Information) hanke, jonka ensimmäisenä tavoitteena on tuottaa maailman kasvilajiluettelo (Global Plant Checklist), sekä BIN21 (Biodiversity Information Network 21), jonka sihteeristö on Brasiliassa. BIN21:n tavoitteena on tukea biodiversiteettisopimusta ja Agenda 21:tä, (Rion huippukokous 1992) sekä tuottaa vastaavanlainen kansainvälinen, avoin ja jatkuvasti täydentyvä toisiinsa linkitettyjen biodiversiteettitietokantojen verkosto. Edellä mainitut projektit ovat yhteistyössä keskenään.

Suomella on moniin muihin maihin nähden etulyöntiasema biodiversiteettitiedon järjestämisessä, koska teknologian taso on korkea ja luonto on köyhä. Maamme biodiversiteettitiedot voidaan kattavasti koota edellä kuvattuihin tietokantaverkkoihin, jos näin päätetään.

Tavoitteet

Tämän hankkeen tarkoituksena on luoda menettelytavat ja organisaatio, jolla Suomen alueella olevaa biodiversiteettia koskeva tieto saadaan karttumaan kansainväliseen tietoverkkoon sekä suomalaisten ympäristön käytöstä vastaavien päättäjien käyttöön. Organisoituminen tapahtuu hakemalla muoto tarvittavalle koordinaatioelimelle, rahoitukselle, yhteistyötavoille sekä tietoarkkitehtuurille. Hankkeessa noudatetaan kansainvälisiä standardeja ja osallistutaan niiden muodostamiseen.

Konkreettinen tavoite on myös aloittaa varsinaisen suomalaisen biodiversiteetti-informaation kokoaminen. Biodiversiteetti-informaatio on laaja kokonaisuus, joka kattaa paitsi eliöyhteisöjen, taksonien ja genettisen diversiteetin, myös paljon ihmisen toimintaan liittyvää informaatiota. Lähivuosina on odotettavissa tietomäärien voimakas kasvu äskettäin käynnistettyjen tutkimusten valmistuessa. Kattavimman kuvan työmäärän laajuudesta saa tarkastelemalla esim. Australian Environmental Resources Information Networkin (ERIN) sekä Consortium for International Earth Science Information Networkin (CIESIN) tietovarantoja. BIN21 verkostossa on myös määritelty mitä tietoaineistoja tulisi tuoda saataville. Tärkein tehtävä on kuitenkin koota Internet-verkkoon oikeaa tietoa, joka voi toimia esimerkkina muillekin maille keskeisten tietovarantojen järjestämisestä. Suomen BIN21 solmuihin kootaan ensi vaiheessa lajiluettelot aloittaen valituista helpoista ryhmistä. Näitä lajiluetteloita syvennetään osahankkeissa.

2 Järjestelmän tietosisältö

FINBIN-järjestelmän tulee tarjota kattava yleiskatsaus biodiversiteettiin liittyviiin käsitteisiin ja pääsy sitä koskeviin tietoaineistoihin. Käsitteistön ja yleisrakenteen tulee sijaita tietoverkossa hallitusti yhdessä paikassa. Varsinaiset tietoaineistot ovat kuitenkin pääosin hajautettuna osallistuvien organisaatioiden palvelimissa.

FINBINin tietosisältö noudattelee BIN21 järjestelmälle luotuja standardeja. Tärkein tietosisältö kattaa geneettisen, lajiston ja alueiden (eliöyhteisöjen) biodiversiteettiä koskevan summatason informaation. Soveltuvin osin mukaan voidaan ottaa myös havaintotietokantoja ja alueellisia inventointitietoja. Muut teemat pitävät sisällään projektikuvauksia, kontaktitietoa, sopimustekstejä, suojelusäädöksiä, opetusmateriaalia, tapahtumia koskevaa informaatiota, kirjallisuutta sekä ohjelmistoja. Seuraavassa luodaan katsaus niihin tietoihin, jotka järjestelmään tulisi saada jo alkuvaiheessa.

21 Geneettinen biodiversiteetti

Maassamme toimivien molekyylibiologian laboratorioiden tuottama informaatio. Euroopan Molekyylibiologian laboratorion (EMBL) alayksikkö European Bioinformatics Institute (EBI) ylläpitää keskitetysti nukleotidisekvenssitietokantaa Euroopassa. Suomessa molekyylibiologian tietokantaohjelmistoja ylläpitää keskitetysti Tieteellisen laaskennan palvelu Oy (CSC), joka toimii Euroopan molekyylibiologian yhteistyöverkon Suomen solmuna (European Molecular Biology Network, EMBnet). .

22 Lajiston biodiversitetti

Tiedot ovat hajallaan museoissa ja tutkijoilla.

221 Taksoni- ja nimitieto

Lajiston biodiversiteettiä koskevan tiedon ytimen muodostavat lajiluettelot. Koska lajien ja muiden taksonien nimet toimivat hakuavaimina, niitä koskevan tiedon kokoaminen on kiireellisin tehtävä.

Suomessa tavataan viimeisimpien arvoiden mukaan kaikkiaan noin 43000 eri eliölajia. Nämä jakaantuvat tärkeimpiin ryhmiin kuten liittestä 1 selviää. Kaikista ryhmistä on siis maassamme olemassa jonkinlaiset lajiluettelot, ns. check-listat. Yleensä yksi henkilö kykenee hallitsemaan yhden eliöryhmän, eli esimerkiksi selkärangattomissa noin tuhat lajia varmuudella ja lajiluetteloita ylläpidetään lahkojen spesialistien toimesta (liite 1). Lajiluetteloita julkaistaan aika ajoin, mutta koska tieto karttuu koko ajan, luettelot vanhenevat ja niitä on päivitettävä. Luetteloista valtaosa on jo jossakin digitaalisessa muodossa. Ne eivät kuitenkaan ole ajantasaisina julkisesti saatavissa. Lajiluetteloissa oleva tieto on luonteeltaan julkista (ts. kuka tahansa voi laatia check-listan olemassaolevan kirjallisuuden ja kokoelmien avulla). Sen julkaiseva spesialisti lisää siihen oman asiantuntemuksensa mm. nimistön tulkinnan suhteen. Copyright painetuista luetteloista on yleensä yliopistoilla, museoilla tai tieteellisillä seuroilla. Jakelukanavista on erityisesti on mainittava julkaisutoimintaa harjoittava Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.

Po. järjestelmään kootaan kattavat lajiluettelot kaikista maamme eliöryhmistä. Järjestelmässä ylläpidetään lajiluetteloiden alkuperäiskopiota ajantasaisena. Tältä osin tietosisältö on sama kuin check-listoissa, eli kattaa myös taksonien synonyymit, auktorit, vuodet, ja mahdollisuuksien mukaan kirjallisuusviitteet.

Nämä listat synkronisoidaan edelleen maailmanlaajuisiin tietokantoihin. Maailman kasvilajistosta on ilmestymässä uusittu luettelo 1994 ja eläimistöstä luultavasti vuonna 1996.

Nimistön muuttuminen on ollut ongelma, joka on vakavasti haitannut laajempien taksonomisten tietokantojen rakentamista. Perinteisessä tietokannassa avainkentän arvoja ei tulisi muuttaa. Tästä johtuen luonnollista avainta, nimeä, ei voida käyttää tietokannassa. Taksonin nimi ei ole pysyvä tunniste, vaan tiet(t)y(je)n henkilö(ide)n tietyssä julkaisussa esittämä käsitys tietyn tyyppiyksilön yhdistämisestä tiettyyn sukuun ja lajiin.

Green (1994) on tarkastellut tätä ongelmaa ja esittää useita ratkaisuvaihtoehtoja. Pragmaattisin lienee nimistöstä täysin riippumattomien avainten käyttäminen ja nimien ankkuroiminen joihin tunnettuihin, suomalaisissa kokoelmissa oleviin yksilöihin, joista on tietoverkossa tarkat kuvaukset ja digitaaliset kuvat. IOPI-hankeen väliraportissa helmikuussa 1994 on esitetty toinen ratkaisu. Sen mukaan pyritään kasvien osalta päättämään yksi taksonomiasuositus, jonka laatii kansainvälinen asiantuntijaryhmä. Nimistö tarkistetaan vain ajoittain ja nimen vaihtamisen perusteeksi kelpaisi ainoastaan suuri muutos taksonomisessa järjestyksessä. Pelkkä aikajärjestys ei enää riittäisi. Joka tapauksessa taksonomisen tietokannan on hallittava nimistön muutokset ja kyettävä rekonstruoimaan nimistön aikaisemmat vaiheet. Ts. järjestelmän taustalla olevan tietokannan on tuettava versiointia. Tutkimustiedon nopea karttuminen molekyylitaksonomian alalla on johtanut muutoksiin ja tullee muuttamaan radikaalisti erityisesti korkeampien taksoneiden välisiä suhteita. .

222 Tunnistamistieto

Lajiluettelosta seuraava aste on tunnistamiseen tarpeellisen tiedon vieminen järjestelmään. Tämä on käytännössä askel elektronisen määritysoppaan aikaansaamiseen. Tunnistamisen kannalta tarpeelliset lajien ominaisuudet vaihtelevat ryhmittäin. Lähes aina hyödyllinen on digitoitu kuva, jonka avulla voidaan myös turvallisesti säilyttää tieto kokoelmakappaleista mm. värityksen osalta. Elektronisten määrityskaavojen laatimiseen on olemassa vakiintunut kansainvälinen standardi: DELTA (Description Language for Taxonomy; Dallwitz 1993, Dallwitz ym. 1993).

Po. järjestelmään liitetään mahdolisuuksien mukaan digitalisoidut kuvat kokoelmakappaleista sekä elävistä yksilöistä luonnossa. Vähitellen pyritään tuottamaan myös DELTA-kuvaukset soveltuvista ryhmistä.

Tunnistamistiedon hallinta on laaja tehtävä, eikä se ole järjestelmässä kiireellinen.

223 Levinneisyystieto

Kansainvälisen biodiversiteettiverkoston tärkeimpiä tavoitteita on eliöiden levinneisyyden muutosten seuranta ympäristömuutosten keskellä. Sen vuoksi levinneisyystieto tulee ottaa mukaan järjestelmään hyvin varhaisessa vaiheessa. Suomessa tämä merkitsee levinneisyyden kirjaamista luonnontieteellisissä maakunnissa sekä koordinaatteina. Levinneisyystieto täytyy myös kiinnittää aikaan.

Tässä yhteydessä on käsitettävä mikä ero on summatason levinneisyystietojen esittämisessä osana lajistoinformaatiota informaatiokannassa ja täydellisen havaintotietokannan muodostamisessa (ks. 232).

224 Elinympäristötieto

Jotta lajiston biodiversiteetti voitaisiin ottaa huomioon luontoa muuttavia toimenpiteitä tehtäessä, on oltava käytettävissä välineitä, joiden perusteella voidaan todentaa lajin esiintyminen tietyllä paikalla. Kaikki tunnistamisoppaat kuvaavat lajien kohdalla niiden elinympäristövaatimuksia. Kattavat lajistoinventaariot kaikkien toimenpiteiden yhteydessä ovat liian työläinä mahdollisia vain poikkeustapauksissa. Siksi on oltava käytettävissä malleja, joilla lajin esiintymistä voidaan ennustaa. Tällaiset mallit voivat olla sääntöjä, joilla todennäköisyys lajin esiintymiselle (habitat suitability) johdetaan tavallisista ympäristöä kuvaavista muuttujista (esim. Moore 1992) tai ne voivat olla yhtälöitä, joilla lajiston esiintyminen ennustetaan vaikkapa satelliittikuvista (esim. Heliövaara & Väisänen 1994).

Elinympäristötieto viedään järjestelmään sääntöinä, jotka ovat tietokoneella automaattisesti tulkittavassa muodossa. Sen jälkeen niitä voidaan käyttää hyväksi esim. metsäsuunnittelussa.

225 Ravintoketjutieto

Lähes kaikki eliölajit ovat jonkin toisen lajin ravintoa tai saalista. Tämä ravintoketjuihin liittyvä tieto esim. isäntäkasvista, saalisryhmistä, ym. viedään myös järjestelmään. Tieto voidaan toteuttaa linkkeinä toisiin taksoneihin, mutta linkkiin tulee voida liittää myös informaatiota, esim. kuvia parasitismin oireista. Tällaisen tietoverkkopohjaisen järjestelmän on metsätuhoille jo toteuttanut Jouni Väkevä Metsäntutkimuslaitoksessa.

23 Eliöyhteisöjen ja alueellinen biodiversiteetti

Eliöyhteisöt asuttavat yleensä jotain aluetta. Alueellisen biodiversiteetin tutkimisen lähtökohta on yleensä jonkinlainen biotooppiluokitus. Eliöyhteisöjä koskeva tieto johdetaan havaintotietokannoista ja alueellisistä inventoinneista.

231 Biotooppiluokitukset

Elinympäristöjen kuvaamiseen on olemassa erilaisia luokituksia. EU:lla on CORINE-tutkimusohjelmassa etsitty Euroopan arvokkaita luonnonalueita ja samalla esitetty standardi biotooppien kuvaamiseen. Tähån liittyen on Suomessa laadittu FINCORINE selvitys ÄEuropean Environment 1993 työryhmäraportti, VYHÅ, joka liitetään Euroopan ympäristön tila -projektin raporttiin. Selvityksessä listattiin lähinnä suojeluohjelmiin kuuluvia alueita ja niillä esiintyvä eliölajisto. Euroopan ympäristövirasto (EEA) on perustettu 1.7.1994 Kööpenhaminaan ja sen työohjelmat ovat tekeillä. Varsinainen tieteellinen työ tapahtuu "Topic Centereissä", jotka jaetaan eri maiden asiantuntijalaitoksiin. Sijannista käydään nyt neuvotteluja eri maiden välillä. Osanan VYH:n LUMO-projektia valmistuu vuonna 1994 kansallinen biodiversiteettiraportti. UM ja YM valmistelevat Rion sopimuksen edellyttämää 'National Action Plan' totetusohjelmaa.

Habitaattidirektiivi....

Järjestelmään viedään erilaiset Suomessa sovellettavat biotooppiluokitukset.

232 Havaintotietokannat

Harrastajat tekevät maassamme luontohavainnoista pääosan. Havaintotietokantojen muodostaminen edellyttää luontoharrastajien organisointia, ohjeistamista ja resursseja vaativaa laadun valvontaa. Tähän on vielä pitkä matka, mutta sitä voitanee pitää lopullisena tavoitteena. Luonnontieteellisen keskusmuseon kasvimuseo ja eläinmuseo ovat jo kirjanneet kasvien ja lintujen levinneisyystietoja tietokantoihin 10x10 km ruuduissa. Kasvimuseon havaintotietokanta lienee maailman suurin. Po. järjestelmä ei ensi vaiheessa tähtää havaintotietokantojen mukaan ottamiseen järjestelmään.

233 Metsien inventointitiedot

METLAn suorittama valtakunnan metsien inventointi (VMI) muodostaa arvokkaan ja monikäyttöisen aineiston kvantitatiivisille alueellisen biodiversiteetin tutkimuksille. Näitä tietoja ei kuitenkaan ole järjestetty avoimiksi tietokannoiksi, vaan tietojen käyttö on ollut mahdollista vain METLAn tutkijoiden avulla. Nyt po. järjestelmä mahdollistaa verraten helppokäyttöisen ja avoimen järjestelmän rakentamisen VMI:n tietojen selaamista varten. VMI:n biologiset kartoitustiedot otetaan mukaan po. järjestelmään.

3 Toteutusteknologia

31 Internet

Internet-verkkoon on liitetty tällä hetkellä noin 3,2 miljoonaa tietokonetta (Internet Domain Survey). Liittyneiden tietokoneiden määrä kasvaa edelleen rajusti: keväällä 1994 vuosivauhti oli noin 100%. Internetillä lasketaan tällä hetkellä olevan noin 25 miljoonaa käyttäjää. Suomessa on 52377 Internetiin liitettyä tietokonetta elokuussa 1994 (RIPE-hostcount) Internetistä voidaan sanoa olevan kehittymässä uusi media -- kansalaisverkko, joka ulottuu jokaiseen kotiin, kouluun, organisaatioon ja yritykseen. Jotta ns. tiedon valtatie Information Highway toteutuisi, kaupallisen toiminnan edellytyksiä, mm. laskutusta, tulee kehittää, tiedon siirtonopeutta suurilla etäisyyksillä lisätä, alueellisia liityntä- ja peruspalveluita tarjoavia solmuja perustaa ja yhdyskuntien tietoliikenteen perusrakenteita kehittää.

Internet-verkossa käytetään Unix-käyttöjärjestelmästä lähtöisin olevaa TCP/IP protokollaa tietojen siirtoon. Tietojen esittämiseen ja noutamiseen on kehitetty useita erilaisia ohjelmia, joiden tuotekehittely jatkuu yhä integroidumpaan suuntaan eli yhdellä ohjelmalla pystyy tekemään yhä useammanlaisia operaatioita. Tavallisimmat tiedonsiirtotavat ovat FTP, Gopher, WAIS ja HTTP. FTP on edelleen käytetyin tiedostojen siirtomuoto. ELokuussa 1994 HTTP eli World Wide Web liikenne oli jo kaksinkertainen Gopher-liikenteeseen verrattuna (NSFNET).

32 World Wide Web

World Wide Web on maailmanlaajuinen Internetissä toimiva hypermediapalvelinohjelmien verkko, jossa tiedot esitetään HTTP-muodossa. Asiakasohjelmia, joilla hypermediaa katsotaan, löytyy jo useimpiin tietokoneisiin. Kun Internet-verkkoon kytkettyyn mikrotietokoneeseen asetetaan hypemedia-asiakasohjelma, ovat kaikki WWW:ssä olevat palvelimet käytettävissä välittömästi.

Hypermediassa puhutaan tiedostoista "sivuina". Tiedostot kuitenkin muodostavat verkoston eikä rakenteessa ole välttämättä alkua ja loppua. Mistä tahansa sanasta tai kuvasta voi olla linkki toiseen tiedostoon, joka voi sijaita missä tahansa WWW:n alueella. Hyvä esimerkki tästä on esimerkiksi useiden asiakasohjelmien ns. "Help"-sivut. Kun apua kaivataan, se haetaankin ohjelman valmistajan koneesta vaikka maapallon toiselta puolelta.

Lajiston osalta po. biodiversiteetti-informaatioverkoston peruskonsepti on yksinkertainen: Jokaiselle taksonille luodaan oma WWW-sivu (ks. kuvaa johon viitattiin johdannossa). Sivulla on standardimuoto ja sen hot-spotteja ovat luvussa 2 kuvatut nimistö, tunnistaminen, levinneisyys, esiintyminen ja ravintoverkkotieto. Näistä voidaan tehdä tarpeen mukaan omat sivunsa.

33 Tietokantojen käyttö World Wide Webin avulla

Järjestelmä voidaan toteuttaa keskeiseltä osiltaan yksinomaan WWW-teknologian avulla kuten edellä on kuvattu. WWW ei kuitenkaan sellaisenaan mahdollista kymmenien tuhansien hypertekstisivujen joukosta tapahtuvaa hakua ja joustavaa tiedonhallintaa. Se ei myöskään mahdollista aineiston dynaamista käyttöä esim. kohdassa 224 mainitun esiintymistiedon laskemiseksi.

Vastaavia ongelmia on ratkottu kytkemällä Internet-selausvälineitä, kuten gopher, tietokantojen edustaohjelmiksi. Esim. Australian kasvistotietokanta on toteutettu tällä tavalla. Mosaic-palvelinohjelmasta on rakennettu linkkejä, jotka tekevät SQL kyselyjä.

Tietosanakirjoja laaditaan nykyään vastaavasti. Esim. WSOY:n tietosanakirjojen aineistot ovat tietokannassa, josta ne tulostetaan SGML-formaatissa suoraan taitto-ohjelmaan.

Biodiversiteettitiedon hallintaan voidaan käyttää relaatiotietokantoja. Tehokkaampi vaihtoehto tällaisen monimutkaisen tiedon hallintaan ovat kuitenkin oliotietokannat (Khoshafian 1993, Saarenmaa & Kaila 1993). Oliotietokantoja ( ACEDB ja Gemstone) käytetään jo suurimmassa osassa molekyylibiologian ja geeniteknologian tietokantoja. Näiden hajautettua arkkitehtuuria voidaan muutenkin käyttää po. järjestelmän esikuvana. Oliotietokantojen käyttö mahdollistaa myös biodiversiteettitiedon käyttämisen muiden järjestelmien, esim. metsäsuunnittelun osana paremmin kuin hypermedia. Po. hankkeessa primääritieto talletetaan oliotietokantaan ja tulostetaan sieltä kyselyjen yhteydessä HTML-formaatissa WWW-sivuiksi. Tätä varten on jo laadittu tarvittavat ohjelmat (Leppäjärvi ym. 1994).

Paikkatietojärjestelmien käyttö levinneisyystiedon tallentamiseen ja esittämiseen on ilmeinen vaihtoehto. Jo tällä hetkellä on saatavissa linkki WWW:n ja ARC/INFO -paikkatietojärjestelmän välille. Levinneisyystietojen tulostamisesta kartalle antaa hyvän esimerkin Australian ERIN. WWW:tä voidaan käyttää vuorovaikutteisesti myös satelliittikuvapohjaisen informaation katseluun. Tämä on toteutettu esimerkiksi IIASAn Climex -hankkeessa.

34 Laatukriteerit

Koska biodiversitettitiedon tallentaminen tulee tapahtumaan hajautetusti tullaan tietojen paikkansapitävyyteen kiinnittämään erityistä huomiota. Erityisesti runsaslajisilla alueilla sekä tietyissä taksonomisissa ryhmissä vaaditaan talletettavaksi myös tietojen tarkkuus, esim. millä perusteilla ja minkä oppaan tai määrityskaavan mukaisesti laji on määritetty. Paikkatiedon osalta tarkistetaan oletetun levinneisyysalueen ulkopuolelta tulevat havainnot erityisen tarkasti.

35 Kielikysymys

Vaikka järjestelmä palvelee pääosin suomalaisia käyttäjiä, on otettava huomioon, että se on osa kansainvälistä verkostoa. Järjestelmän tulee olla myös malli muulle maailmalle hyvästä tavasta järjestää biodiversiteettitietoa. Sen vuoksi järjestelmään on alusta alkaen rakennettava kyky vaihtaa kieltä kesken toiminnan ja kaikki tietoaineistot on käännettävä kotimaisten kielten lisäksi englanniksi.

4 Kotimainen yhteistyö

Minkään yksittäisen organisaation asiantuntemus ei riitä kuvatun järjestelmän toteuttamiseen. Aikaisemmat yritykset keskitetyistä tietokannoista eivät ole olleet varauksettoman hyviä (esim. Rubin 198X) . Sen vuoksi järjestelmä toteutetaan Suomessa luontoa koskevasta tiedosta vastaavien viranomaisten ja muiden tahojen yhteistyönä. Hajautettu vastuu ja väljä koordinaatio ovat myös ainoa oikea tapa Internetissä toimimiseen.

Järjestelmän nimi on Finnish Biodiversity Information Network - FINBIN.

Nykyorganisaatioiden roolit

Pääpiirtein vastuu ehdotetaan olemassaolevien organisaatioiden osalta jaettavaksi seuraavasti:

Koordinointi ja organisaatio

Koordinointia varten tarvitaan kansallinen keskus "National Focal Point" (NFP), jonka tehtävänä on edesauttaa yhteistyötä eri hallinnon ja tieteen alojen välillä ja kehittää FINBIN-verkostoa.

Kansallisen keskuksen ja tietoverkon muodostaminen on kansallinen velvoite, joka mainitaan Rion agenda 21:ssä. Kansallisen keskuksen velvoitteisiin kuuluu mm. tiedon keräys ja analysointi sekä tiedon saattaminen helposti käytettävään muotoon hallinnolle ja kaikille muille käyttäjäryhmille yhteiskunnassa.

Koska tiedonvälitys ja tutkimus on keskeisessä asemassa monimuotoisuussopimuksessa, asetettiin Rion kokouksen yhteydessä kansainvälinen asiantuntijaryhmä ("Expert panels established to follow-up the convention on biological diversity" - Report of panel 1 1994) harkitsemaan miten tutkimuksessa ja hallinnossa voidaan edistää velvoitteiden toimeksipanoa. Asiantuntijaryhmän raportissa korostettiin tarvetta perustaa kansallisia keskuksia. NFP:n toimenkuva eriteltiin seuraavasti:

NFP:n keskeisin toimenkuva on toimia tiedon välittäjänä ja luoda edellytykset olemassaolevan tiedon ja tietotaidon hyödyntämiselle sekä edistää yhteistyötä eri tutkimusalojen sisällä ja välillä sekä hallinnonalojen välillä.

NFP:n tehtävä on myös ylläpitää yhteyksiä ja verkostoja, joita tarvitsemme kansallisessa ja kansainvälisessä tutkimusyhteistyössä ja ottaessamme osaa kansainvälisiin, eurooppalaisiin sekä pohjoismaisiin tutkimusprojekteihin. NFP:n on edesautettava ja stimuloitava yhteistyötä olemassa ja suunnitteilla olevien tietokanta- ja tutkimushankkeiden välillä kansallisesti ja kansainvälisesti.

NFP:n muita tehtäviä voidaan eritellä myös seuraavasti:

Tämä kaikki edellyttää, että koordinoivalla elimellä on käytettävissään määrärahat töiden tilaamiseen ja aineistojen tietoverkko-oikeuksien lunastamiseen. Oikeuksien lunastaminen ja pitäminen julkisessa käytössä puolestaan edellyttää, että FINBIN on riippumaton julkisoikeudellinen elin. Tämä viittaa siihen, että toteuttamista varten olisi perustettava yhdistys tai säätiö. Tämä puolestaan hankkisi tarvitsemansa varat jäsenorganisaatioiltansa sekä projektirahoituksena Suomesta ja kansainvälisesti.

Käyttöoikeuksien selvittäminen, jotta aineistot voitaisiin siirtää julkiseen käyttöön, on NFP:n tärkeimpiä tehtäviä. NFP:n on toimitettava esityksiä sekä ehdotuksia toimintaohjeista ja sopimuksista, joissa määritellään selkeästi eri osapuolten oikeudet ja velvollisuudet sekä NFP:n toimenkuva. Sopimuksissa on määriteltävä mm:

NFP:n tehtävät voidaan parhaiten toteuttaa luomalla ja ylläpitämällä yhteistä kansallista tietoverkkoa, jonka avulla monimuotoisuuteen liittyvä tieto mahdollisimman monista kansallisista tietolähteistä saadaan hyödynnettyä hallinnossa sekä tutkimuksessa ja laajemman yleisön käytössä.

Tietoverkosta käyttäjäryhmät saavat tietää, mitä tietolähteitä on olemassa ja miten niihin saa yhteyttä. NFP:n on ylläpidettävä listoja tiedon tuottajista ja heidän tietokannoistaan sekä yhdyshenkilöistä, joihin tulisi ottaa yhteyttä eri kysymyksissä.

Ensimmäisessä vaiheessa selvitetään ja tallennetaan tiedot jo elektronisessa muodossa olevista aineistoista kansalliseen tietoverkkoon sekä luodaan edellytykset aikaisempien tietojen tallentamiselle. Aikaisemman ainoastaan paperimuodossa julkaistun aineiston tallentaminen elektroniseen muotoon on riippuvainen tietotarpeista sekä rahoitusmahdollisuuksista. Kaikesta tallennettavasta aineistosta on selvitettävä, mitkä tekijänoikeudelliset säännöt ovat voimassa.

NFP:n organisaatio

Hajautetusta luonteestaan FINBIN-verkosto tarvitsee siis koordinoivan elimen. Tämä elin voi olla tutkimus- ja kehittämishanke jossain olemassaolevassa organisaatiossa, tai kokonaan uusi yhdistys tai säätiö. NFP:n on oltava sitoutumaton ja objektiivinen organisaatio, joka toimii tiedon välit täjänä eri tutkimusalojen ja tutkimuksen ja hallinnon sekä eri hallinnonalojen välillä. NFP:n toimintaa eivät saa rasittaa kytkennät määrättyyn tai määrättyihin hallinnon- tai tieteen aloihin. NFP:n on toimittava läheisessä yhteistyössä ja edistettävä yhteistyötä mm. ministeriöiden (MMM, YM, OM, UM ja KTM) sekä muiden valtiollisten ja yksityisten toimintojen kanssa.

NFP:n tavoitteena ei ole muodostaa metatietokantaa, josta kuka tahansa voi vapaasti hankkia aineistoja ja käsitellä kaikkea olemassaolevaa tietoa. (???) NFP:n avulla luodaan verkosto, jossa on eri käyttäjätasoja, jotka on määritelty käyttäjäsopimuksissa tiedontuottajien kanssa. Näin luodaan edellytykset mahdollisimman joustavalle tiedonvälitykselle. Tarkoituksena ei ole luoda monopolia, vaan murtaa monopolit ja edistää resurssien ja tiedon käyttöä eri hallinnonalojen sisällä sekä edistää yhteistyötä hallinnonalojen välillä.

NFP:n perustaksi on luotava selkeät pelisäännöt, joiden avulla määritellään eri osapuolten oikeudet ja velvoitteet. Säännöillä varmistetaan, että kaikille osanottajille taataan yhdenmukainen ja tasaveroinen kohtelu. NFP:n tulee toimia kaikkien osapuolten hyväksi, ja osapuolten on ensisijaisesti itse hyödynnettävä oman työnsä hedelmät.

NFP:ssä on oltava henkilökunta, joka asiantuntevasti hoitaa keskeiset sopimusasiat, jotka on ratkaistava ennen kuin tieto on saatavissa eri käyttäjäryhmille. NFP:n optimaalinen toiminta edellyttää useiden henkilöiden täyspäiväistä työpanosta. Henkilöiden tehtävänä on rakentaa, ylläpitää ja koordinoida NFP:n ja tietoverkoston muodostamista ja ylläpitoa.

Lisäksi tarvitaan huomattavia voimavaroja eri tiedon tuottajille, jotta he voivat kytkeä ja tallentaa aineistoja verkostoon luettavaan muotoon. Kullakin tiedontuottajalla on oltava vastuuhenkilö sekä riittävä määrä avustavaa henkilökuntaa aineistojen tallennukseen ja ylläpitoon. Toiminta ja tietokantojen ylläpito sekä päivitys on mahdollisimman laajasti hajasijoitettava. Jos NFP aiotaan sijoittaa osaksi viranomaista, jolla on laajin vastuu biodiversiteettiasioihin liittyvistä kysymyksistä, niin NFP tulisi sijoittaa Suomen Ympäristökeskuksen (SYKEK:sen) yhteyteen.

FINBIN tietopalveluiden maksullisuudesta

Valtionhallinnossa on palveluiden maksullisuus toteutettu viime vuosina kautta linjan. Valtion maksuperusteasetuksen mukaan maksu voidaan jättää kokonaan perimättä, jos saatava kokonaishyöty on näin suurempi. BIN21 takana oleva ajattelu nojautuu kulttuuriin, jossa kansainvälisessä tietoverkossa oleva tieto on julkista ja ilmaista. Internetissa ei ole kaupallista toimintaa tähän asti edes saanut harjoittaa, mutta tämä periaate saattaa muuttua lähivuosina. Teknisesti on mahdollista laskuttaa WWW-tietopalveluista, joskaan tätä koskevia esimerkkejä ei ole käytössä tällä hetkellä.

FINBIN-tietovarannot esitetään tässä suunnitelmassa maksuttomiksi käyttäjille. Tämä perustuu näkemykseen siitä, että saadaan maailmanlaajuista kokonaishyötyä, jos Suomen biodiversiteettitiedot ovat mallikelpoisesti julkisesti saatavilla. Mikäli emme tarjoa omia tietojamme näin saataville, emme voi odottaa, että köyhemmät kehitysmaatkaan välittävät tietojensa hankinnasta ja tarjonnasta. Tämä taas johtaisi maailman biodiversiteetin ja sitä koskevan tiedon aliarvostamiseen.

Välillisesti voidaan saada näin menettettyjä tuloja takaisin kansainvälisten projektien kautta. Edelleen, jos vaikka FINBIN viekin keskeiset tietoaineistot mahdollisuuksien mukaan julkiseen käyttöön, jossakin tulee raja vastaan. On esimerkiksi perusteltua esittää lajien tunnistamisen kannalta tärkeät tiedot verkon kautta, mutta onko syytä esimerkiksi tehdä kokonaiset määritysoppaat tätä kautta saataviksi? Tieteellinen julkaiseminen ylipäätään tulee muuttumaan tietoverkkojen takia. Tässä vaiheessa on ennenaikaista päättää missä raja kulkee ja rajankäyntiä tehdään toistaiseksi tapauskohtaisesti.

FINBINin toiminta-ajatuksena on siis saattaa biodiversiteettitietoa laajasti julkiseen piiriin sekä vauhdittaa sen kartoitusta maailmanlaajuisesti.

5 Kansainvälinen yhteistyö

Hanke on osa kansainvälistä Biodiversity Information Network hanketta (BIN21; Green ja Croft 1994). Kyseisen hankeen tavoite on maailmanlaajuisesti saattaa Internetiin tarjolle biodiversiteettia koskeva tieto samaan tapaan kuin bio- ja geeniteknologian aloilla on tapahtunut jo useiden vuosien ajan. biodiversiteettiiin kohdistuva poliittinen kiinnostus tulee ilmeisesti takaamaan BIN21 hankkeelle riittävät resurssit sen toteuttamiseksi.

Vuoden 1994 aikana hankkeelle etsitään eurooppalaiset yhteistyöpartnerit ja jätetään hakemus EU:n neljänteen tutkimuksen puiteohjelmaan. Tutkimushanke käsittelisi erityisesti teknologiakehitystyötä, jota järjestelmään tarvitaan.

Sirkumpolaarinen yhteistyö on jo käynnistetty maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa hankkeessa "A network-based knowledge system for modelling and decision support on ecosystem health, biodiversity and natural resources."

Kansainvälisesti pisimmällä biodiversiteetti informaatioverkostojen luomisessa ovat australialaiset. Po. hanke on jo luonut kontaktit Australiaan ja erityisesti teknologiassa tullaan tekemään yhteistyötä.

EM/IT-lab on osallisena Metsäntutkimuslaitoksen WWW ja Gopher -palveluiden kehittämisessä. METLA on voimakkasti panostanut tietoverkkojen hyväksikäyttöön ja laitos on nyt maailman johtava WWW-palveluiden tuottaja metsäalalla.

6 Aikataulu ja resurssit

Syksyn 1994 solmitaan yhteistyösopimukset suomalaisten osapuolien kesken ja perustetaan hankkeelle ohjausjärjestelmä. FINBIN-verkoston toiminta pyritään käynnistämään vuoden 1995 alusta. Kaikkien osapuolten on oltava edustettuina suunnitteluvaiheesta asti niin, että ne voivat esittää mielipiteensä ja kommentoida esitystä.

Kun NFP:n lopullinen muoto, joka ilmeisesti on yhdistys, on päätetty, FINBIN-yhteenliittymä perustetaan osallistuvien tahojen ylimmän johdon sopimuksella. Tämä sopimus voidaan julkistaa tiedotusvälineissä. Tavoiteaikataulu sopimukselle on lokakuun loppu 1994.

Välittömästi tämän jälkeen viimeistellään yhteenliittymän toimintasuunnitelma keskipitkälle aikavälille ja laaditaan vuoden 1995 toiminta- ja taloussuunnitelma tässä muistiossa esitettyjen suuntaviivojen mukaan. Yhteenliittumän on oltava toimintakunnossa marraskuun puolivälissä 1994, jotta se ehtisi mukaan osallistujatahojensa vuoden 1995 rahoitussuunnitelmiin.

Rahoitus

NFP:n toiminta on poikkitieteellistä ja koskee kaikkia toiminnanaloja yhteiskunnassamme. Eri toimialojen tulisi rahoittaa oman toimintansa, sekä ottaa osaa yhteisen verkoston luomiseen ja NFP:n rahoitukseen. Aineistojen saattaminen käytettävään muotoon on kaikkien osapuolten etujen mukaista. NFP:n rahoituksen jakautuminen eri toimialoille takaa myös, että NFP:n toiminta ja kehitys ei riipu vain yhden ministeriön tai poliittisen ryhmän toiveista. Jos aiotaan saattaa olemassaolevat (esim. museoiden) aineistot käyttöön, tarvitaan huomattavia voimavaroja eri tiedon tuottajille, jotta he voivat kytkeä ja tallentaa aineistoja verkostoon luettavaan muotoon.

NFP:n toiminta on saatava mahdollisimman nopeasti käyntiin ja kansallisten ja kansainvälisten käyttäjien ja tiedontuottajien tietoisuuteen mm elektronisten ja paperimuotoisten tiedotuskanavien kautta. On toivottavaa, että NFP ja FINBIN hanke voitaisiin esitellä vuoden 1995 IUFRO-kokouksen yhteydessä, jolloin maahamme saapuu huomattava joukko kansainvälisiä tutkijoita metsäalalta. NFP:tä koskevat julkaisut tulisi toimittaa mahdollisimman monella kielellä, jotta ne leviäisivät eri käyttäjäryhmille. Jotta tämä on mahdollista, on eri osapuolten toimittava ripeästi ja osoitettava tarvittavat voimavarat NFP:n perustamiseksi ja ylläpitämiseksi.

Erityisesti Luonnontieteellisen keskusmuseon resurssit ovat pienet ja sen asiantuntijat ovat ylityöllistettyjä. Tämä johtuu mm. maailmanlaajuisesta systematiikan tutkimuksen, joka on biodiversiteettitutkimuksen perustiede, pitkään jatkuneesta aliarvostuksesta. Tilanne on paradoksaalinen samaan aikaan, kun biodiversiteetti on poliittisesti suuren mielenkiinnon kohteena. FINBIN-verkostoa ei tässä tilanteessa voida perustaa ilman resurssien suuntaamista tähän tarkoitukseen.

Metsäntutkimuslaitksessa FINBIN tullaan esittämään laitoksen ohjelmaan v. 1995 ja sen kesto on 1997 loppuun asti. Monimuotoisuus on eräs laitoksen painoaloja ja hankkeelle on sija laitoksessa perustettavaan metsien monimuotoisuuden tutkimusohjelmaan.

Maa- ja metsätalousministeriö rahoittaa hanketta 1994-96 kansainväliseltä osalta, kuten edellä on esitetty. Rahoitus on 190 000 mk/v.

Metsämiesten Säätiö rahoittaa Seppo Kellomäen ja Taneli Kolströmin osahanketta.

EU-hankkeeseen tullaan hakemaan rahoitusta siltä pohjalta, että sen kautta saadaan 50% tämä hankkeen kustannuksista.

Työskentely aloitetaan vuonna 1994 kokoamalla tietokannat lajistosta. Tunnistamistieto valituista helposti toteutettavissa olevista ryhmistä viedään järjestelmään myös v. 1994 aikana. Habitaattitietoa viedään järjestelmään sääntöjen muodossa aloittaen riistalajeista, joista tämä tieto on jo koottuna.

Viitteet

Liite 1. Suomen eliölajisto ja sen tietojen hallinta tällä hetkellä. 
Ryhmä			Check-list viite Julkaisuvuosi Lajimäärä
________________________________________________________________

Yksisoluistet eliöt			
Kasvit
    Putkilokasvit                                       1550
    Itiökasvit                                          7840            
       Sammalet                840
       Levät                  7000
    Sienet                                              6900
    Jäkälät                   1500
    Sienet                    5400
Eläimet
    Selkärankaiset                                       375
	Nisäkkäät               63
	Linnut                 235
       	Matelijat                5
       	Sammakkoeläimet          5
       	Kalat                   67
    Selkärangattomat                                   25500
       	Nivelmadot             148
       	Nilviäiset              58
       	Hyönteiset           19460
       	Muut niveljalkaiset   3000
       	Muut selkärangattomat 3000
--   
    Niveljalkaiset
      Hyönteiset
	Lepidoptera     Ä6Å                     1987    2320
	Coleoptera	Ä5Å      		1992	3800
	Diptera		Ä1Å			1980	4852
	Hymenoptera
	  Symphyta	Ä7Å			1985	 708
	  Aculeata	Ä8Å 			1987	 601
	  Parasitica	Ä2Å			1940	1927
	Hemiptera	Ä4Å			1984	1226
	Muut hyönteiset	Ä3Å			1984	1169
      Muut niveljalkaiset
    Muut alkeelliset eläimet
_______________________________________________________________
Lähde: Ympäristökatsaus 4/1994 (Suomen metsäluonnon 
monimuotoisuuden turvaaminen. Ympäristöministeriö, 
alueidenkäytön osasto, muistio 3/1994).

Ä1Å
Hackman, W. 1980. Enumeratio Dipterorum Fenniae. I. Nematocera and Brachycera (s.str.). Notulae Entomologicae 60: 17-48. II. Cyclorrhapha. Notulae Entomologicale 60: 117-162. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.
Ä2Å
Hellén, W. 1940. Enumeratio Insectorum Fenniae. II. Hymenoptera 2. Terebrantia. 32 s. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.
Ä3Å
Huldén, L. 1984. Enumeratio Intectorum Fenniae. Ordines Minores. Notulae Entomologicae 64: 1-29. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.
Ä4Å
Huldén, L. & Heikinheimo, O. 1984. Enumeratio Hemipterorum Fenniae. Notulae Entomologicae 64: 97-124. Helsingin Hyönteisvaihtoydistys.
Ä5Å
Silfverberg, H. 1992. Enumaratio Colopterorum Fennoscandiae, Daniae et Baltiae. 94 s. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.
Ä6Å
Varis, V., Jalava, J. & Kyrki, J. 1987. Enumeration Insectorum Fenniae. Lepidoptera. Notulae Entomologicae 67: 49-118. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.
Ä7Å
Viitasaari, M. & Vikberg, V. 1986. Enumeratio Insectorum Fenniae. Hymenoptera Symphyta. Notulae Entomologicae 65: 1-17. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.
Ä8Å
Vikberg, V. 1987. Enumeratio Insectorum Fenniae. Hymenoptera, Apocrita Aculeata. Notulae Entomologicae 66: 65-85. ym. Helsingin Hyönteisvaihtoyhdistys.

Yhteystiedot

Hannu Saarenmaa Euroopan Metsäinstituutti, Torikatu 34, 80100 Joensuu. TEL +358-73-124395, FAX +358-73-124393, GSM JA SANOMAT +358-50-5559412, hannu.saarenmaa@metla.fi
Jarmo Saarikko Metsäntutkimuslaitos, tietohallintoyksikkö, Unioninkatu 40A, 00170 Helsinki. TEL +358-0-85705365, FAX +358-0-625308 jarmo.saarikko@metla.fi
Harry Helmisaari Vesi- ja ympäristöhallitus, luonnonsuojelututkimusyksikkö. Helsinki. FAX +358-0-6951733, harry.helmisaari@vyh.fi 
http://www.metla.fi/biodiversity/finbin/finbin06.html