植物多样性分析范文
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篇1
中图分类号：S718.54 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5730-05
山地由于具有浓缩的环境梯度和高度异质化的生境、相对较低的人类干扰强度以及地质历史上常成为大量物种的避难所和新兴植物区系分化繁衍的摇篮等特点，发育和保存着较高的生物多样性，并成为全球生物多样性研究和保护的重点区域[1]。山地植物群落多样性随海拔高度的变化规律一直是生态学家感兴趣的问题。马克平等[2]在北京东灵山地区的植物群落多样性的研究表明，该地区的物种丰富度指数和物种多样性指数随海拔的升高而下降，物种均匀度则随海拔升高而增加；张丽霞等[3]对芦芽山植物群落多样性的研究结果也印证了这种变化趋势；赵淑清等[4]对长白山北坡植物群落物种多样性的研究结果表明，随着海拔的升高，乔木层和灌木层的物种丰富度呈下降趋势，而草本层没有明显变化；王国宏[5]在祁连山北坡的研究则表明，中等海拔地带草本层物种丰富度和多样性最高，灌木层次之，乔木层变化不明显。此外，还有不少山地生物多样性的案例研究[6，7]。然而，对于中国北温带草原和荒漠过渡带的贺兰山地区的植物群落多样性研究相对较少[8，9]。
贺兰山横跨宁夏、内蒙古两个自治区，隶属于北温带草原和荒漠的过渡带，位于银川平原和阿拉善高原之间。贺兰山以其特殊的地理位置、丰富的动植物资源、重要的水源涵养和独特的生态旅游资源，充分发挥着巨大的经济效益、社会效益和生态效益。贺兰山作为西北地区一道极为重要的生态屏障，不但阻隔了腾格里沙漠的东移，保护了宁夏平原，还对源于阿拉善的沙尘暴有巨大的拦截作用。通过实地考察，对位于内蒙古境内贺兰山西坡浅山带的植物多样性进行了较为全面和系统的研究，不仅可以为我国生物多样性研究提供新资料，而且可为贺兰山的生物多样性保护和资源的合理开发利用提供重要参考。
1 研究区概况
由于贺兰山地处内陆，东南来的湿润气候因受秦岭、六盘山等高山阻挡，对其影响甚微，而西北直接受蒙古高压影响，全年为西北风所控制，加上西伯利亚冷空气入侵，形成典型的大陆性气候。冬季干燥严寒，盛行西北风，夏季天气干燥炎热，降水量很少。山麓地带由南向北，年平均气温8.2～8.6 ℃，其中，1月平均气温-6.8 ℃，7月平均气温23.8 ℃；年≥10 ℃的活动积温3 209.2 ℃；年降水量250～438 mm，降水量少而集中，多集中在7、8、9月，3个月的降水量占全年降水量的60%～70%；年蒸发量1 600～1 800 mm，年平均无霜期229 d[10]。
2 研究方法
根据2005年9月和2006年6月对贺兰山西坡浅山带（105°43′-105°56′E，38°24′-39°08′N）典型植被的调查结果，结合《贺兰山国家级自然保护区植被类型图》（1990年版），在贺兰山西坡山麓由南向北依次设置5条10 m宽的样带，包括在南段的狭子沟、中段的哈拉乌沟、南寺以及北段的大西沟、乱柴沟；在对每条样带分布的植被群落调查时，沿海拔梯度设置样方，其中狭子沟设置8个样方，南寺设置6个样方，哈拉乌沟、大西沟和乱柴沟各设置12个样方，5条样带共计50个样方。灌丛样方4 m×4 m，调查记录灌木、幼树的物种名、高度、多度和盖度，并记录样方内出现的物种数和个体数；草本样方1 m×1 m，调查记录草本、灌木物种名、高度、多度和盖度，同时记录样方内出现的物种数。
3.2 贺兰山西坡浅山带植物科多样性
3.3 贺兰山西坡浅山带植物物种多样性
由图1可以看出，在海拔1 250-2 200 m，随着海拔的升高，贺兰山西坡的物种丰富度指数总体呈增大趋势，海拔1 250 m处的物种丰富度指数仅为0.743，海拔2 200 m处的物种丰富度指数高达2.440，是海拔1 250 m处的3.28倍。Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均表明，在海拔1 250-1 950 m，贺兰山西坡的植物物种多样性指数较低，分别为0.559～0.846和0.889～2.099，在海拔 1 950-2 200 m，植物多样性指数明显升高，Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数最大值分别达到0.902和2.438。Pielou均匀度指数和Gini均匀度指数在贺兰山西坡浅山带呈双峰形，即低海拔和高海拔植被带具有较高的均匀度，中海拔植被带具有较低的均匀度。
3.4 贺兰山西坡浅山带植物区系地理成分多样性
贺兰山地处蒙古高原中部南缘、华北黄土高原西北侧，西南临近青藏高原东北部，所以成为来自蒙古、华北、青藏高原以及其他植物成分相互渗透的汇集地，不仅使该地区植物区系的地理成分变得复杂多样，而且具有显著的过渡性特征。植物区系地理成分主要包括亚洲中部草原成分、哈萨克-蒙古成分、亚洲中部荒漠成分等9个分布型和4个变型，代表性的乔灌木及草本物种见表2。
4 讨论
物种多样性的空间分布格局受制于许多生态梯度的影响[11，12]，而海拔梯度被认为是影响物种多样性格局的决定性因素之一[13，14]。尽管几个世纪以前，人们已经认识到了物种多样性随海拔梯度变化的现象，但就这一问题至今尚未形成普遍共识。
对贺兰山西坡植物多样性的研究结果表明，该地区物种丰富度指数随海拔的升高而增大，多样性指数在中、低海拔带较小，高海拔带较大，均匀度指数在中海拔带较小，在低海拔、高海拔带较高。显然，贺兰山地区的植物多样性分布规律与北京东灵山具有较大差异，与同属西北干旱区山地的近邻祁连山的植物多样性分布规律也有一定的差异。这可能与贺兰山正好是我国北温带草原与荒漠的过渡带有关。在贺兰山西坡，随着海拔的升高，降雨量逐渐增加，气温逐渐下降，土壤水分条件有所改善，导致海拔梯度上物种丰富度指数呈逐渐增大的趋势。低海拔带由于降雨量稀少，蒸发强烈，加上近50多年的放牧干扰，导致1 600 m以下植被盖度较小，多样性指数较低；尽管中海拔带降雨量有所增加，气温有所下降，水热组合在该范围内也达到了最佳，但由于形成了针茅属群落的单优势种，导致了海拔 1 600-1 800 m范围内植物多样性较低，也正是由于在该梯度范围内形成了针茅属群落的单优势种，才使得中海拔带的均匀度指数明显小于低海拔带和高海拔带。在高海拔带，灰榆、小叶金露梅、蒙古扁桃等灌木的盖度并不大，这些稀疏的灌木枝条可以给地面提供更多的光照，加上适宜的温度和降水，导致高海拔带具有较高的植物多样性。
贺兰山西坡植物群落的均匀度指数呈双峰形表明，海拔 1 800 m处的生境异质性较高。因此，1 800 m可能是荒漠草原带和疏林灌丛带的分界线，基于此，今后植物资源保护工作的重点有必要放在这个地段。
参考文献：
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篇2
【关键词】光果莸多酚；抗氧化；清除自由基；半数抑制率浓度
多酚类化合物是高等植物中普遍存在的次级代谢产物，具有广泛的生物活性，多酚具有抗肿瘤、抗病毒、抗衰老等方面的生理活性。多酚的这些生理活性与其具有的清除自由基和抗氧化性能密切相关。研究表明，多酚的抗氧化能力很强，它在阻止血脂升高的同时，还可以增加高密度脂蛋白的含量。因此，多酚可用在保健食品中，起到强身健体的功效，也可用于食品中，以延长食品的货架期。
光果莸CaryopteristanguticaMaxim.为马鞭草科莸属植物，在秦巴山区资源丰富，可用于治疗因酗酒过量所致的酒疮和湿疹等。本实验对光果莸多酚进行了测定，并对其清除自由基活性进行研究，为其资源合理的开发利用及质量控制提供理论依据。
一、器材
1.1材料
光果莸于200710初采自陕西省太白县，经陕西师范大学生命科学学院田先华教授鉴定为马鞭草科莸属植物光果莸CaryopteristanguticaMaxim.。
1.2试剂
没食子酸，陕西省药检所提供；VitC，福林酚，Sigma公司产品；硫酸亚铁，双氧水，水杨酸，95%乙醇，均为国产分析纯。
1.3仪器
FZ102微型植物粉碎机，黄骅市中兴有限责任公司产品；索氏提取器；HH8B数显恒温水浴锅，国华电器有限公司产品；旋转蒸发仪-RII，瑞士步琪有限公司产品；SHB?并笱?环水式真空泵，郑州长城科工贸有限公司产品；101型电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂；SL202N型药物电子天平，上海明桥精密科学仪器有限公司产品；UV1600紫外-可见分光光度计，北京北分天普仪器技术有限公司产品。
二、方法
2.1光果莸不同部位多酚的提取精密称取一定量的光果莸花、叶、茎粉末用石油醚作为溶剂于索氏抽提器中回流8h除去脂类，然后再用95%乙醇回流提取3次，合并提取液，减压浓缩后并定容至250ml容量瓶中备用。
2.2没食子酸对照品的配制精密称取没食子酸对照品10.0mg，用95%的乙醇溶解后定容至100ml的容量瓶中，得终浓度为100μg/ml的标准品溶液。
2.3标准曲线的绘制精密吸取浓度为100μg/ml没食子酸对照品溶液0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6ml于10ml的容量瓶中，并分别补充适当95%乙醇至1.0ml。再分别加入0.5mlFRC溶液（0.25mlFRC溶液+0.25ml的蒸馏水），3min后，再分别加入1.5ml的Na2CO3(0.2g/ml)溶液，然后各补充7.0ml蒸馏水，振荡混匀后静置2h，以95%乙醇作为空白，调零，于760nm处测定其吸光值。绘制标准曲线，得回归方程为：Y=21.829X+0.0469，R2=0.9987。其中Y为吸光度，X为没食子酸对照品溶液浓度(mg/ml)。结果表明，没食子酸在0.001～0.006mg/ml的范围内呈良好的线性关系。
2.4方法学考察精密吸取100μg/ml对照品溶液，其他实验步骤同“2.3”项下，同一样品做6个重复，得RSD=0.9673%，所得数据的重现性较好；同一样品溶液反复测6次吸光值，得RSD=0.3962%，表明仪器精密度良好；在8h内对同一样品溶液每隔30min测1次吸光值，RSD=1.7756%，表明该实验体系在8h内基本稳定。
2.5样品溶液的制备将“2.1”项下所得光果莸各部位乙醇提取液浓缩至浸膏状，50℃干燥至恒重。精密称取干燥后的花、叶和茎的乙醇提取物各25mg于10ml容量瓶中，用95%乙醇溶解并定容，得终浓度为2.5mg/ml的样品溶液。
2.6待测样品溶液多酚含量测定采用Folin酚法，精密吸取待测样品溶液各1ml，按照“2.3”项方法对样品进行含量测定，每组实验重复3次。在标准曲线中查找质量浓度，计算光果莸多酚含量。
2.7光果莸不同部位多酚对羟自由基（OH?）的清除作用取7支具塞试管，分别向各试管中加入2.0mmol/LFeSO43.0ml，1.0mmol/LH2O23.0ml，振荡，摇匀。再分别加入6.0mmol/L水杨酸3.0ml，摇匀，于37℃水浴加热15min。加热完毕后，以蒸馏水调零，应用紫外分光光度计于510nm处测定吸光度Ai，然后分别向7支试管中加入样品溶液0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8ml，用蒸馏水补充各试管溶液至1.0ml，继续水浴15min，待加热完毕再次测定其吸光值Aj，其样品溶液自身颜色的吸光值为Ablank。抑制率按如下公式计算：抑制率（%）=(Ai-Aj+Ablank)/Ai×100%
2.8半数抑制率的计算IC50为半数抑制率浓度，也就是指自由基清除率为50%时的自由基清除剂的浓度，根据不同浓度抗氧化剂的清除率作曲线求出。IC50值是评价自由基清除剂效果的常用指标，其值越小，表示达到50%自由基清除率时，所用的自由基清除剂的浓度剂量越小，其自由基清除效果也就越好。
三、结果
3.1OH?体系的生成根据Fenton反应体系模型，二价铁离子在过氧化氢存在的条件下，能够迅速产生OH?，反应生成的OH?存活时间短，若在该反应体系中加入水杨酸，它将能有效地被水杨酸捕捉并同时生成有色物质，该有色物质在510nm处有一强吸收峰，但若在该体系中加入具有清除OH?的样品溶液，则会与水杨酸竞争性的与OH?结合，而使水杨酸与OH?作用下生成的紫色物质减少，最终导致反应体系的颜色变浅，吸光度减小。
3.2没食子酸标准曲线的绘制。
3.3光果莸不同部位多酚的含量实验结果表明，光果莸叶中多酚含量最高，花次之，茎中含量最低。各个部位的含量见表1。表1光果莸不同部位多酚的含量（略）
3.4光果莸不同部位多酚对OH?自由基的清除率分别在反应体系中加入浓度为2.5mg/ml的样品多酚提取液0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8ml，测定不同体积样品溶液在该体系下对OH?自由基的清除活性。实验结果表明，光果莸花、叶和茎多酚提取物对OH?自由基均有不同程度的清除作用，其中清除作用最强的是叶，花次之，茎最差，这和它们提取物中多酚含量百分比是一致的，其中光果莸叶多酚提取物在加入体积0.8ml时，其清除羟自由基的活性与Vitc不相上下，达到93.8%以上，由此说明，高浓度的光果莸叶多酚具有很强的抗氧化活性。其实验结果见图2。
3.5不同部位光果莸多酚对OH?自由基清除作用的IC50值不同部位光果莸多酚对OH自由基清除作用的IC50。从表2中可以看出叶多酚提取物的IC50小于花、茎多酚的IC50值，具有较好的抗氧化活性，但与Vitc的IC50比较，还存在很大的差距，有待于提取并纯化光果莸多酚，进一步分离出有效的单体成分。
四、讨论
植物多酚因具有很强的抗氧化作用而备受人们的重视。植物多酚的抗氧化能力使它能够有效地清除人体内的过剩自由基，减缓人体组织器官的衰老。此外，植物多酚还具有明显的抑菌、抗癌和抑制胆固醇上升等功效。wWw.gWyoO
本实验发现样品多酚测定的稳定性较好，含量以光果莸叶多酚含量较高，达2.08%.采用体外产生活性自由基系统，通过对自由基的清除作用实验证实，光果莸多酚在试验质量浓度范围内对羟自由基均有一定的清除作用，尤以光果莸叶多酚的清除作用最强，达到93.8%，与Vitc的清除作用相当。由此表明光果莸叶多酚是一种较好的天然抗氧化物质，有较好的开发和应用前景。
【参考文献】
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篇3
【关键词】 川西亚高山 云杉人工林 结构调控下 植物与土壤动物多样性 研究
川西亚高山云杉人工林为人类社会提供了充足的资源和养料，在人们依赖川西亚高山云杉人工林为生活保障的过程中，人工林生物多样性却持续在下降，严重破坏了森林生物的稳定性结构。植物与土壤动物多样性的研究必须要保持同步性，综合考虑川西亚高山云杉人工林可持续经营管理的需求，利用结构调控的治理措施，对人工林生态系统多样性的格局进行规划和完善。川西亚高山云杉人工林分结构调控下植物与土壤动物多样性研究有利于提高人工林生态结构的完整性，也促进了可持续发展战略目标，所以生态系统研究人员必须要结合人工林植物与土壤动物的种类和分布结构，对其进行管理。
1 川西亚高山云杉人工林分结构调控下植物与土壤动物多样性研究内容与研究方法
1.1 研究内容
根据可持续发展的要求，基于人工林生态系统稳定性的标准，本文研究的内容包括：人工林更新林窗的促进情况、自然更新林窗、抚育间伐，在研究过程中，研究人员在川西亚高山云杉人工林区域内设置了三个试验地，每个试验地之间留有过渡带，在样地内实施团块状采伐，采伐面积为50m2、100m2、150m2。在三个不同面积的林窗下，利用人工补植幼苗更新方式形成混交林，在混合林上种植不同种类的植株，均为一年生幼苗，株高为30cm左右，在这种自然生长条件下，研究不同林窗面积下生物多样性特征及其变化规律过程。自然更新林窗种植面积和试验地选取与人工林更新林窗一致，会形成人造林窗，抚育间伐采用强度分别为10%、20%、30%，进行带状抚育间伐，也对不同林窗面积下生物多样性特征及其变化规律过程进行研究[1]。
1.2 研究方法
在实际研究的过程中，会随着植株的生产和变化体现出不同的多样性，所以本文研究的主要方法就是基于植株和土壤动物表现出的多样性，首先根据植物多样性的体现，对植株进行取样和每木检尺，记录乔木的高度、胸径、枝下高、郁闭度的变化过程[2]。由于川西亚高山云杉人工林冬季积雪过厚，所以不利于多样性研究，研究人员需要利用外业调查和内业分析的方法对林下植物和土壤动物的多样性在样地内随机设置研究样本，记录草本层的种类和盖度。土壤动物多样性利用外业工作方法对样本进行采集和分析。
首先，研究人员需要在样地内对大型土壤动物类群及个体数进行调查，在每个样地中随机布设三个样方，然后对样方区域进行挖取，中小型干生、湿生土壤动物土样采集需要对土壤进行剖面处理，利用圆形取样器从上至下提取，湿生动物由于活动性稍弱，每个样地共取75ml，取到样本后，迅速用100目尼龙纱包裹好，防止动物逃逸。大型、中小型土壤动物计数都采用直接计数法，计数过程要细致准确，避免出现误差，影响到多样性研究的结果[3]。
2 川西亚高山云杉人工林分结构调控下植物与土壤动物多样性研究结果与分析
2.1 研究结果
根据统计的研究发现，人工促进更新林窗调控、自然更新林窗调控、抚育间伐调控都会对植物和土壤动物多样性造成影响，并会随着结构调控力度的改变，影响程度也会逐渐加深[4]。
2.2 研究分析
人工促进更新林窗调控对植物和土壤动物多样性造成影响主要表现在物种组成及丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、SimPson优势度指数、最适调控处理方面。物种组成及丰富度研究发现在一个样本区域内，土壤动物的种类和类群数量逐渐在增加，样地中的植物植株不同类群会生长在不同的样地中。Shannon-Wiener指数表明，样地在经过人工干扰之后，自然更新的云杉人工林不同面积林窗下植物的Shannon-wiener指数不同，这就说明指数会随着人为干扰强度的增加而增加[5]。Pielou均匀度指数经人为经营干扰后，自然更新云杉人工林不同面积林窗下植物的Pielou均匀度指数在整体上表现出随面积的增大而增大，这说明Pielou均匀度指数与人为干扰样地面积有关。SimPson优势度指数研究表明，在人为经营干扰后，自然更新云杉人工林不同面积林窗下植物的Simpson指数在不同季节均随着人为干扰强度的增加而增加，说明Simpson指数在不同季节条件下，多样性指数范围不同。最适调控处理方面受到人为经营干扰后，人工促进更新不同面积云杉人工林林窗下植物的simPson指数会随着人为干扰强度的增加而增加，这时如果观测不同季节的植物和土壤动物多样性就会发现，在春季土壤动物多样性的表现能力显著大于冬季，其余各处理间差异不显著，在夏季和秋季各处理间差异也不显著。
3 结语
通过上文的分析笔者发现，川西亚高山云杉人工林下植物丰富度与土壤动物丰富度相关性不显著，与土壤动物Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、SimPson优势度指数均呈极显著负相关。所以在结构调控的基础上，研究人员要明确注重相关系数之间的变化，进而对川西亚高山云杉人工林分结构调控下植物与土壤动物多样性进行全面的研究。
参考文献：
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篇4
关键词：植物组团；美景度评价（SBE评价）；植物配置；种植策略
园林植物景观由多个人工建植的植物组团有机组合而成，规模尺度可大可小，大到一定面积即是植物群落。园林植物景观的营造一般基于功能性、生态性和美学性三个目标，合理的植物配置不但可以实现相应的功能需求，而且能提高植物景观的生态效益。随着社会的进步，人们对自然美和生态环境的需求不断增加，促进了园林景观相关研究工作的发展。近年来，在园林植物选择、园林植物观赏特性评价、园林景观效果与群落生态效应评价、园林植物配置模式等方面的研究较多，而对景观构成要素中的植物组团与公众审美关系的研究则相对较少，切实可行的种植策略亦未形成技术体系，因此，本文采用美景度评价法（SBE评价）研究园林植物组团的种植规律与公众的审美偏好，以期找出可实现的植物组团种植策略，为植物设计师和绿化施工人员提供技术参考。
1.材料与方法
美景度评价（又叫SBE评价）是由Daniel等提出的一种心理物理学模式评价方法，该方法以归类评判法为依据，让测试者给不同的风景图片打分，最终得到图片样本的美景度评分。此方法中的景观价值高低不是依靠少数专家的评判，而是以公众审美为依据，因此更能客观反映一个景观的美学价值。美景度评价过程分为三部分：首先，选定样本，测定公众的审美态度，获得美景度评分，并进行数据标准化；其次，将评价样本景观进行因子分解，并测定各因子权重；第三，建立美景度与各景观要素因子之间的关系模型，预测景观要素因子与美景度之间的关联程度。
本研究随机选取由棕榈生态城镇发展股份有限公司在全国各地施工的居住区、商业区和公共绿地等典型园林植物组团样本，由同一拍摄者使用同一相机在晴朗的天气摄影取样，再从初选的90张样本中优选出32个植物组团照片作为最终调查样本。样本评价选用网页调查的方式获得公众审美态度，即美景度评分。32张样本在页面随机排列，不限定测试人群，采用7分制美景度作为衡量标准，依次为很不喜欢、不喜欢、不太喜欢、一般、较喜欢、喜欢、很喜欢，对应分值依次为1、2、3、4、5、6、7；共收到265份网络问卷，其中有效问卷257份。植物组团景观因子分解为10个项目指标、19项测度指标，其中，形态多样性、色彩多样性、立面层次、种类多样性为量化指标，其余均为定性指标，量化为3个等级，具体要素分解见表1。美景度模型利用多元数量化模型I进行构建，使用SPSS 19.0统计软件中的多元线性回归程序Backward建立美景度预测模型。
2.1不同测试人群SBE评分一致性分析
数据分析把调查人群分为专业组一非专业组、男性组一女性组、不同年龄组（包含20岁以下、20-30岁、30-40岁、40岁以上）三类组别。专业组一非专业组回归方程为y=0.679+0.832x（R2=0.713，p
2.2样本植物组团美景度评分
表2为各调查样本的SBE评分。其中，得分最高的为样本180-5，SBE标准化得分是0.99；得分最低的为样本360-2，SBE标准化得分是-1.51。样本360-2植物组成为5株木荷Sehima superba，3株种植间距较大的木犀Osmanthusfragrans，地被植物基及树Carmonamicrophylla、长春花Catharanthusroseus、龙船花Ixora chinensis和变叶木Codiaeum variegatum，整个植物组团色彩对比不明显，以绿色为主，仅有的色叶植物变叶木画面占比极小，骨干植物木荷和桂花密度较低，故大众给予最低评分。样本180-5则反之，植物组团中的香石竹Dianthus caryophyllus、金叶假连翘Duranta repens cy、红花椹木Loropetalum ehinense Vitr.rubrum和花叶榕Ficus microcarpa vy色彩亮丽，对比强烈，画面占比较高，骨干植物樟Cinnamomum eamphora、木犀、狗牙花Ervatamia divaricata种植密度较高，因此该样本得分最高。
2.3植物组团美景度模型的建立
使用SPSS统计分析软件对所选的10个项目进行运算，根据运算结果对偏相关系数进行t检验，经过14次的运算，剔除无效指标因子，最终筛选出色彩对比度（x5）、植物密度（x6）、形态多样性（x7）、种类多样性（x10）共4个景观要素作为影响园林植物组团美景度的主导因素进行建模。具体模型如下：Y=0.608X5-0.487X6+0.267X7-0.067Xx0（R2=0.520）。方程F检验结果为：F=7.569**>F0.01（4，28）=4.07，模型方差分析达到极显著水平，线性方程系数的检验值见表3，各相关系数都达到极显著水平，本模型可作为园林植物组团美景度的预测模型。
由建立的美景度模型可知，影响园林植物组团美景度的主要景观要素是色彩对比度、植物密度、形态多样性、种类多样性。公众对园林植物组团的偏好性有如下规律：1）从植物组团的构景色彩来看，公众更倾向具有强烈色彩对比度的植物组团，因此美景度评分较高；2）从植物组团的种植密度来看，稀疏的植物种植密度美景度评分较低，表明公众不喜欢稀疏零散的植物组团，种植施工时需结合植物的生长特性合理权衡种植密度；3）从植物组团内的形态多样性分析表明，美景度评分高低与植物形态多样性呈正相关，因此，一个植物组团要具备一定的形态多样性和富于变化的植物形态，才能获得大众的认可；4）从植物组团的种类多样性分析表明，美景度值与种类多样性呈负相关，因此，一个配置合理的植物组团不能有太繁杂的植物种类。
3.结论与讨论
篇5
关键词：紫锥菊；SRAP；遗传多样性
中图分类号：S567.9文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）05-0060-03
紫锥菊[Echinacea purpurea （L.） Moench]为菊科松果菊属植物，原产北美洲，具有广泛的治疗范围和稳定确切的疗效[1～3]，近年来成为国际草药市场十大流行草药之一。20世纪90年代，国内各地开始作为药用植物引种。不同种源紫锥菊在株高、茎色、花色及有效成分含量等方面均有一定差异，呈现出一定的遗传多样性。笔者曾利用过氧化物同工酶对紫锥菊的遗传多样性进行初步研究[4]。DNA多态性是生物多样性的本质，越接近DNA水平的数据就越能准确反映植物的遗传多样性。SRAP技术作为新近开发出的分子标记技术，已在部分药用植物研究中应用[5～7]，但在紫锥菊中的研究尚未见报道。本试验利用SRAP分子标记技术研究紫锥菊的遗传多样性，构建系统进化树，为合理开发和利用药用紫锥菊资源奠定基础。
1材料与方法
1.1试验材料
以茎色、花色和舌状花瓣形态作为主要形态学鉴定指标，选择表型差异明显的14个样品作为试验材料，于2010年7月采自安徽桐城和山东中医药大学药用植物园（表1）。经山东中医药大学教授周凤琴鉴定为紫锥菊[Echinacea purpurea（L.）Moench]。取各样品植株嫩叶，硅胶干燥，保存备用。
1.2试验方法
1.2.1基因组DNA的提取供试材料基因组DNA的提取采用改良CTAB法[8]。
2.3聚类分析
SRAP分子标记技术针对基因的外显子GC含量丰富而启动子和内含子AT丰富的特点设计引物进行扩增[7]，检测基因的可读框区域，因而体现的是物种间基因的多态性。由图2可知，在遗传相似系数为0.70时，14份供试样品分为5个类群。同引种自浙江的Z3、Z9和Z10聚合在一起，L单独聚为一类，表明紫锥菊样品间的亲缘关系与种质来源地之间存在一定相关性。
3结论与讨论
由于多态性条带比率计算简单、直观且能够在一定程度上反映遗传多样性，因此在研究中得到广泛应用。本研究用筛选出的9对SRAP引物组合对14份不同地域不同表型的紫锥菊样品进行PCR扩增，多态性条带百分率为80.7%。表明SRAP可以应用于紫锥菊种内遗传多样性分析。同时也说明，不同地域来源或不同表型的紫锥菊样品材料间有着丰富的遗传多样性，存在较大的遗传差异。从遗传学的角度来看，丰富的遗传多样性意味着较高的适应能力、较大的进化潜力以及丰富的育种和遗传改良潜力。14份紫锥菊样品间的遗传相似系数为0.6140～0.8129，聚类结果显示，来源地相同的样品聚为一类，说明紫锥菊样品间的亲缘关系与种质来源地之间存在一定相关性。
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篇6
关键词：分子标记；药用植物；简单序列重复（SSR）；扩增片段长度多态性（AFLP）；单核苷酸多态性分析技术（SNPs）
中图分类号：S567 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）13-2401-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.13.001
Progress and Application of Molecular Marker Technology in Medicinal Plants
CHEN Hong-boa， YU Jin-ruib， YANG Chun-xianb， QIAN Ganga
（a.Department of Cell Biology and Genetics； b.School of Dentistry， Zunyi Medical College， Zunyi 563003， Guizhou， China）
Abstract： By summarizing the principle and technical characteristics of the commonly used molecular marker technology in recent years and its application in the field of medicinal plant research，this paper provides a reference for the development and evaluation of medicinal plant resources， and further provides ideas for the screening and verification of functional gene of medicinal plants.
Key words： molecular marker； medicinal plants； simple sequence repeat（SSR）； amplified fragment length polymorphisms（AFLP）； single nucleotide polymorphisms（SNPs）
中是野生中药材资源最为丰富的国家，目前已识别有11 000多种，无论其种类或数量均列世界之首[1]，为中国中药文化产业的国际化创造了丰富的资源条件。但近年来，随着人们对养生、保健等意识的不断提高，导致中药材的市场需求极度扩增，一些以野生种质消耗为主的名贵中药材正面临濒危甚至灭绝。传统的研究利用方法在药用植物识别、开发、利用以及保护等方面都相对落后。然而近些年，以RFLP[2]为代表的DNA分子标记技术的兴起，为实现当代药用植物研究的现代化提供了现实手段与条件。分子标记技术（亦或分子鉴别技术或DNA分子标记技术）[3，4]，是一种基于遗传物质的研究方式，这使其具备了不受生长环境的影响、检验精度高及重现性好等优点。随着DNA分子标记技术的不断运用与革新，以分子杂交为基础的第一代标记技术，由于操作过程复杂、周期长等原因，正逐渐退出分子研究领域。而围绕PCR技术为核心的新型分子标记技术正广为使用，并日臻成熟。
1 常用分子标记技术的原理及特点
1.1 简单序列重复（Simple sequence repeat，SSR）
SSR亦称为微卫星DNA，它由2-5个碱基组成，如（GA）n、（TG）n、（GAC）n等，其中最常见为二核苷酸重复形式。SSR序列的长度在不同基因组间由于重复次数以及程度的不同具有高度的变异性，而展现出较高的多态性。SSR标记原理是根据其两端的保守序列设计特异性引物，经过PCR扩增后，再利用变性或者非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳对扩增产物进行分离，继而体现不同样本基因组DNA的多态性。
简单重复序列具有较多优点，其共显性可区分纯合型与杂合型，以及还有灵敏度高、稳定性好以及操作简便等优点。但目前SSR获得的方式参差不齐，前提都是要提前知道目的基因的序列信息。
1.1.1 简单重复区间序列（Inter-simple sequence repeat，ISSR） ISSR是Zietkiewicz等[5]于1994年发展起来的一种加锚SSR技术。它的原理是在SSR引物的5′或3′端锚定2个或以上的SSR碱基，引起特定位点退火，从而提高扩增专一性，得到的特异性片段再通过变性或非变性聚丙烯酰胺凝胶进行分离，最后根据不同的多态性条带分析多态性。
其优点在于无需提前知道样品基因序列，ISSR可为研究者快速高效地提供基因组信息；引物序列相对较长，通过提高退火温度进而保证了结果的可靠性；样本DNA质量要求不高，且所需量少；引物的通用性广，不具种属特异性。但在实际应用中也存在一定缺陷，如：稳定的实验体系条件需要探索构建，且显性标记亦不能区分纯合型和杂合型。
1.1.2 表达序列标签（Expressed sequence tags，ESTs） 表达序列标签是基于EST数据库或cDNA文库的一种标记技术，是一种能快速、高效地揭示基因容量的标记方法，由1989年Venter首次提出。它能特异地展示出基因某一位点的表达情况，能够直接反映出功能基因的生物信息[6]，同时也为地道药用植物的鉴别、开发利用提供了新的候选基因。因此，基于ESTs开发的SSR技术（即EST-SSR）是一种稳定、可靠的分子标记技术[7]，可直接用于基因作图[8]，从而指导功能基因的预测。
EST-SSR与传统SSR技术相比较，无需构建DNA文库而节约了实验成本。而且，在功能基因研究方面，EST-SSR更接近功能基因组；表达序列标签直接来源于编码序列，从而为基因组比较学以及同源基因的研究提供更可靠的途径。但也有不足之处：与SSR相比，多态性较低；同时，ESTs只代表了基因组DNA的一部分，所包含的信息不够全面，且现行的一些序列拼接软件也存在一定的局限性，分析过程中也可能丢失一些重要的基因组信息。
1.2 扩增片段长度多态性（Amplified fragment length polymorphisms，AFLP）
AFLP是1992年荷兰科学家Zabeau和Vos发明的一项新专利[9]。其原理是植物基因组DNA经过限制性内切酶酶切后（通常采用双酶切），与特定的接头相结合而得到带有特定接头的特异性片段，这些片段再与PCR引物的3′端识别后进行特异性扩增，最后再将扩增产物通过聚丙烯酰氨凝z电泳筛选，进而分析其多态性。
AFLP是RFLP技术与PCR技术的结合，其具备了高多态性、操作简易、可以同时处理大量样品等优点。近年来，AFLP已广泛应用于药用植物遗传图谱的绘制、物种遗传多样性分析及分类研究、辅助育种、功能基因定位等多方向的研究[10，11]，且AFLP目前已被公认为构建DNA指纹图谱最可靠的分子标记。其缺点主要是对样品DNA的质量要求较高，实验成本也较昂贵，扩增所得结果的分析也相对困难。
1.3 DNA条形码技术
2003年Guelph大学的Hebert等首次提出DNA条形码的概念。它是以足够变异且相对较短的DNA序列为标准，建立的一种新的生物身份鉴别系统，从而实现对物种快速、精准地识别和鉴定，其类似于超市使用条形码鉴别不同商品。通过特异DNA的比对，对于新种和隐种的发现也具有现实性的帮助[12]。Lahaye等[13]通过单独使用matK基因对1 000多种兰科植物进行系统分析，结果证明单独使用matK基因能够发现兰科隐种并证明了DNA条形码分析的可行性；Newmaster等[14]运用DNA条形码技术发现了感应草属的3个隐种以及草沙蚕属的1个新种。在2008年召开的植物无国界会议上提出了“超级条形码”技术[15]，决定将叶绿体全基因组序列作为条形码序列应用在植物物种的鉴别上。Shinozaki等[16]第一次完成了单一物种叶绿体全基因组的测序；2008年Diekmann等[17]又提出了一套较为标准的叶绿体DNA提取方法。Parks等[18]通过对松属37个样本进行叶绿体全基因组测序分析，验证了叶绿体基因组可以作为植物物种水平上的条形码。近年来，DNA条形码技术在药用植物研究中的报道也逐渐增多，对于加快中国生物进化研究的步伐具有重要意义[19，20]。
1.4 基因芯片技术
基因芯片又称DNA芯片或寡核苷酸阵列，它是将大量已知的探针固定在支持物上[21，22]，通过核酸杂交，再利用激光扫描及分析，来实现对目的基因表达水平或多态性的分析。其高通量、自动化的优势使其广泛用于基因的定位、药物的靶向分析及新药研发中。Schena于1995年第一次在论文中发表了DNA chip相关研究，Fodor又于第二年年底研制出了第一块DNA芯片[23]。
基因芯片技术目前主要应用于一些新药的研发[24，25]、药物靶向研究以及疾病的诊断等方面。Watanabe等[26]采用高密度基因芯片技术，对经 Egb761处理的小鼠的皮层和海马细胞的基因表达进行了研究，分析得出其具有拮抗神经病变的药理作用。李美德[27]应用全基因组表达芯片来检测从黄芩根中分离出的汉黄芩素作用于肝癌细胞后的基因表达情况，结果发现406个差异明显的表达基因，通过差异基因的筛选和分析，从而确定了汉黄芩素抗肝癌的分子机制，对药物靶向基因的确定，以及抗癌药物的开发提供了新的依据。郭旭东[28]通过基因芯片技术对急性心肌梗死（AMI）患者和健康者外周血的RNA进行差异分析，发现其中的差异基因CYP4F3和USP25可能为AMI诊断的基因标记。张玉金等[29]通过利用从中国2010年版药典中筛选出的基原植物以及从NCBI数据库中下载的相应序列进行分析，得到13 814条特异性探针，为中国药典中基原植物检测芯片的建立做出了重要贡献。近年来，不同领域的实用芯片陆续都有报道，且基因芯片技术目前已是高通量药物筛选的主要途径，同时也是中药活性成分筛选的重要手段。
1.5 单核苷酸多态性分析技术（Single nucleotide polymorphisms，SNPs）
SNPs是等位基因之间的单个核苷酸差异，如单个核苷酸的缺失、插入或者是突变等[30]。SNPs标记技术相比微卫星技术而言，SNPs描述的是一种双等位基因的多态性，而SSR则是多位点等位基因之间的多态性，故SNPs在数量上远远超过SSR，因此具有更高的多态性。在人的基因组中，大概1 000 bp就会出现一个SNP，因此可以其作为DNA的一种特异性标记[31]。Xu等[32]通过对水稻亲本9 311的SNP检测，得到了768万个多态位点，从而绘制了1张高密度的Bin图谱并成功定位了1个QTL。目前，由于SNP技术主要依靠于基因组DNA的大量测序或者是基因芯片技术，且技术要求高以及实验成本大等原因，导致在药用植物方面的研究也相对匮乏。
2 DNA分子标记技术在药用植物中的研究应用
2.1 中药材种质资源的鉴定、评价及道地性研究
种质资源是指亲本遗传给子代的遗传物质，其包括“道地性”种质资源、新种及重要培育品系等。徐蕾等[33]通过运用SSR标记技术在铁皮石斛种群遗传多样性的研究，证实了铁皮石斛具有较高的遗传多态性，并顺利将36份铁皮石斛材料分成了3个类别。Shen等[34]利用筛选出的ISSR引物准确地鉴别出了8个野生种石斛药品。李永清等[35]利用ISSR技术成功将36份铁皮石斛材料划分为6个类群。赵香妍等[36]通过ISSR标记技术在北京地区野生柴胡种质资源中的研究，得出北京地区野生柴胡具有一定的地域性分布特征，应加以保护及推广种植。
2.2 中药材真伪的鉴别及品种鉴定
随着中药材市场需求的不断扩大，中药材市场鱼目混珠的情况时有发生，同类药材由于道地性等导致药效也相差甚远，而常规的检测方式却很难区别。但现行的DNA分子鉴别技术基于高稳定性、不受环境因素及个体发育影响等优点，可以保证鉴定结果的准确性。马晓冲等[37]通过研究证明基于SNP的分子标记技术能够稳定地鉴别中药材泽泻。滕艳芬等[38]利用matK基因已成功将正品与混淆产品鉴别开来。
2.3 遗传多样性及种属亲缘关系的研究
药用植物遗传多样性及亲缘关系的研究，对于认识物种的进化历程、遗传育种及物种改良等均具有重要意义。传统的研究方法均是基于对表达产物的研究探索，但药用植物的化学成分及其含量、外部形态等均会由于生长环境及其他因素影响而有所差别。因此，从传统研究的角度探索药用植物的遗传多样性就存在很大的局限性，而从分子角度出发的分子标记技术能有效地揭示物N进化演变过程中遗传物质流动的真实本质，从而使得分子标记技术能够阐明物种进化、遗传背景以及种内或种间遗传关系，为中国珍贵及濒危中药材的开发、利用和资源保护提供真实依据。
近年来，随着分子标记技术的不断应用与发展，已有多种DNA标记技术成功运用于中药材遗传多样性研究及亲缘性分析中。YANG等[39]运用SSR分子标记技术对吉林省5个不同产地的人参材料进行分析，得出不同产地的人参在遗传物质上呈现出较高的多态性。Li等[40]于2013年利用SSR标记法对洋玉兰叶绿体全基因组进行近缘物种比对分析，结果显示洋玉兰叶绿体基因组的重复序列保守性相对较高。2014年，Galina等[41]又运用SSR标记技术对俄罗斯濒临灭绝的人参进行了种群遗传性状的分析。朱田田等[42]利用ISSR对甘肃不同产地中麻黄的遗传关系进行了分析，得出中麻黄遗传距离跟地理距离有一定的关系。黄颖桢等[43]通过使用ISS标记技术对金线莲遗传多样性进行分析，得出在野生种质资源间金线莲具有丰富的遗传多样性。叶炜等[44]通过利用ISSR对金线兰及其近缘物种的遗传多样性进行研究，得出种群间可能存在基因的交流。唐晓清等[45]利用AFLP技术对不同农家栽培类型的丹参进行分析，结果表明AFLP技术可以作为识别丹参不同栽培类型间遗传差异的手段。李勇等[46]利用AFLP技术通过对金莲花遗传多样性的研究，得出地理位置较近的种质遗传相似度较高。唐美琼等[47]利用AFLP技术对广西草珊瑚遗传性状进行研究分析，结果显示广西草珊瑚遗传多样性偏低，须尽快采取相应措施。沈亮等[48]通过AFLP技术分析梭梭遗传多态性得知该物种种内丰度较高，各地区之间的分化较小。李永清等[49]通过ISSR在37份药用石斛亲缘关系研究中的应用，得出ISSR分子标记技术完全可以应用于石斛物种亲缘关系的分析。朱田田等[50]通过对不同黄芪和党参栽培品种遗传关系的ISSR分析，得出不同品种的黄芪和党参拥有较高的遗传多样性，而且种间差异较大。蒋雨晗等[51]利用ISSR分子技术对14份不同来源的白芍进行研究分析，证明了4个栽培种跟野生种之间有一定的遗传差异性，而且可以从基因水平把外型相似的白芍栽培品种区别开来。
2.4 DNA遗传图谱的构建及数量控制基因定位
DNA遗传图谱也称基因遗传图谱或连锁图谱，系指基因在染色体上相对应的位置。自从第一张遗传图谱的构建以来，越来越多关于药用植物DNA图谱的构建也相继报道。周志勇等[52]首次用AFLP技术构建了人参和西洋参的DNA指纹图谱，这对人参的鉴别提供了非常有效的工具。虞泓等[53]利用AFLP对石斛4个内种和1个外群种进行DNA多态性分析，用筛选得到的引物构建了5个种的DNA图谱，并应用bootstrap进行了检验，该研究证明了AFLP标记技术可用于构建石斛基因组指纹图谱。赵红燕[54]则利用EST-SSR、ISSR、RAPD、SRAP等4种分子标记技术成功构建了浙江铁皮石斛563个遗传连锁。郑伟耀等[55]运用SSR标记天麻基因组DNA，分析得出扩增位点与天麻素含量有关。巫桂芬等[56]通过黄麻基因DNA分子指纹图谱的构建，得出每一种被识别出的物种均有其特有的分子“身份证”。
3 展望
中国药用植物种质资源非常丰富，但是近年来由于气候的变化以及过度的开采，使得一些稀少的野生药材资源更是急剧减少，市场也相对混乱，因此从生物本质出发的DNA分子标记技术对于中国药用植物的鉴定、保护、开采、利用及改造就显得格外重要。目前，分子标记技术在药用植物中的研究主要体现在遗传多样性研究、种质鉴别及评价、DNA指纹图谱构建以及基因定位几个方面。
目前在药用植物研究应用中的DNA分子标记技术尚存在以下几个问题：DNA标记技术在中药材研究中的应用较少，而且存在方向聚集现象，近年关于药用植物亲缘性的研究越来越多，然而在其他一些领域，如药材活性成分分离与提取以及相关成分控制基因定位等方面的研究却少有报道，研究范围不够全面和深入。另外，每一种分子标记技术都有其各自的优缺点，实验结果具有一定片面性，而标记技术的联合应用也处于相对空白状态；技术要求高，技术培训相对缺乏。因此，需要加大分子标记技术的研究应用，以便增加其在药用植物研究中的实用性和可靠性，通过以不同分子技术的研究为基础，可达到明确中药材有效药用成分的基因构成，以及各种药用植物基因的调控原理及产物的靶向作用原理，以便对中国中药品种的保护利用及产业化做出更大的贡献，以此实现中国中药文化的规范化、产业化以及国际化。
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篇7
关键词：生物多样性；多样性功能评价；湿地保护；衡水湖湿地
Biopersity Function Evaluation of the Hengshui Lake Wetland
ZHANG Xue-zhi
(Hengshui Bureau for Hydrology and Water Resources Survey of HebEi Province，Hengshui 053000，China)
Abstract: The Hengshui Lake wetland，located in the hinterland of North China Plain，is a bio-intensive wetland in the North Temperate Zone，an intersection area for the different migratory birds，and the best habitat in North China Plain for many rare and precious birds.According to the survey data of the wetland biopersity，this study conducted a persity function evaluation on species persities and ecosystem persities in the wetland.According to the wetland biopersity criteria，the Hengshui Lake wetland biopersity is at a general level.Biopersity function evaluation of the wetland we can provide scientific basis for the wetland protection.
Key words: biopersity;persity function evaluation;wetland protection;the Hengshui Lake wetland
1 衡水湖湿地属性
按照国际湿地公约的湿地分类［1］，衡水湖湿地主要为湖泊湿地、沼泽湿地、水体沼泽化湿地、盐沼湿地、河流湿地和渠道湿地等。其中湖泊湿地、沼泽湿地是湿地的主体，类型与面积占据主要地位。其他类型湿地居次要地位。此外，还有少量人工湿地如沟渠、养鱼池等。各种类型湿地关系十分密切，它们相互依存，共同构成衡水湖湿地生态系统。任一类型湿地的退化都将对衡水湖湿地的生态与环境功能产生巨大的影响［2-4］。
1.1 生物多样性保护层次
衡水湖具有非常重要的湿地生态服务功能，是北温带野生动植物聚集地和候鸟南北迁徙不同路线的交汇处，这里有植物370种，鸟类286种，鱼类26种，昆虫194种，两栖爬行类17种，哺乳类17种，生物多样性非常丰富。
保护生物多样性和生态系统功能的完整性与保护珍稀动植物有着同等重要的意义。许多物种虽然未被列入国内外各种动植物保护名录，但其或为重点保护珍稀鸟类提供栖息地和繁殖地，或直接（间接）为这些珍稀鸟类提供食物，共同构成适宜的鸟类生境。所以保护这些物种，保护生物多样性对于珍稀鸟类的保护也是至关重要的。同时，保护生物多样性也就是保护湿地这一天然物种基因库，以利于我们子孙后代对物种资源的可持续利用，对人类生存和生活也都具有重要的现实和潜在的意义［5］。
1.2 湿地保护类型
湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地的特征植物。湿地广泛分布于世界各地，拥有众多野生动植物资源，是重要的生态系统。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地，因此湿地被称为“鸟类的乐园”。湿地强大的生态净化作用，因而又有“地球之肾”的美名。根据《自然保护区类型与级别划分原则》(GB/T 14529-93)，衡水湖国家级自然保护区属于自然生态系统类的湿地类型自然保护区［6］。从生态系统特征上看属于以华北内陆淡水湿地生态系统为主的平原复合湿地生态系统。
2 湿地生物多样性功能评价方法
生物多样性的3个主要层次是物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。这是组建生物多样性的3个基本层次。基因多样性代表生物种群之内和种群之间的遗传结构的变异。每一个物种包括由若干个体组成的若干种群。各个种群由于突变、自然选择或其他原因，往往在遗传上不同。因此，某些种群具有在另一些种群中没有的基因突变，或者在一个种群中很稀少的等位基因可能在另一个种群中出现很多。在同一个种群之内也有基因多样性，在一个种群中某些个体常常具有基因突变。生态系统多样性既存在于生态系统之间，也存在于一个生态系统之内。总之，物种多样性是生物多样性最直观的体现，是生物多样性概念的中心。基因多样性是生物多样性的内在形式，一个物种就是一个独特的基因库，可以说每一个物种就是基因多样性的载体；生态系统的多样性是生物多样性的外在形式，保护生物的多样性，最有效的形式是保护生态系统的多样性［7-9］。
作为水陆相兼的生态系统，湿地的独特生境使它同时兼具丰富的陆生与水生动物植物资源，对于保护物种，维持生物多样性具有难以替代的生态价值。湿地生物多样性是所有湿地生物种种内遗传变异和它们生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物、微生物及其所拥有的基因和它们与环境所组成的生态系统［12］。
物种多样性是群落生物组成结构的重要指标，它不仅可以反映群落组织化水平，而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。
在湿地生态系统评价方法的基础上，结合生物多样性的理论和实践，将物种多样性和生物多样性作为一级指标，下设二级、三级亚指标，建立可操作性较强的湿地生物多样性评价指标体系［13］，见表1。
人类威胁程度分值
对资源保护部构成威胁5保护区与未开发生境毗邻5
资源的有效保护受到一定的威胁3保护区周边尚有未开发生境3
资源的有效保护受到较大的威胁1保护区被已开发的区域环绕1
根据湿地生物多样性现状调查结果，对照以上赋值逐项打分，将所得分数累加即得到该湿地生物多样性评价总分值。计算公式为：
R=∑3i=1Ai+∑3j=1Bj(1)
式中：R-湿地生物多样性总分值；A-物种多样性分值；i-物种多样性评价项目数；B-生态系统多样性分值；j-生物多样性评价项目。
根据R值的高低，将湿地生物多样性划分为5级，见表8。转贴于 3 衡水湖生物多样性评价
衡水湖是华北平原上第一个内陆淡水湖国家级自然保护区，同时也是华北平原唯一保持沼泽、水域、滩涂、草甸和森林等完整湿地生态系统的自然保护区［14］。丰富的生物资源是衡水湖的支柱。这里有绿藻、蓝绿藻和硅藻等在内的201种浮游植物、平均密度达到了4 000个/L，浮游动物174种、平均密度达到了4 000个/L；这里有芦苇等挺水植物，藕、睡莲属等漂浮有叶植物，眼子菜属、黑藻属等深水植物；这里有两栖纲、爬行纲、哺乳纲野生动物共30多种。所以，衡水湖被称作“物种基因库”。
根据调查结果，衡水湖湿地有维管植物366种，鸟类286种，分别占河北省物种总数的42.2%和57.2%。维管束植物有国家三级重点保护植物野大豆；鸟类有国家一级重点保护的7种，有黑鹳、东方白鹤、丹顶鹤、白鹤、金雕、白肩雕、大鸨。生物多样性评价结果为：
物种多度：A1=A11+A12=7.5+10=17.5
物种丰度：A2=A21+A22=10+7.5=17.5
物种稀有性：A3=A31+A32=2+4=6
则物种多样性为：
A=∑3i=1Ai=17.5+17.5+6=41
衡水湖湿地大多数植物属于世界广布种；在调查的鸟类中，广布种占总数的23.1%，古北种占种数的68.9%，东洋种占8.0%。衡水湖为沼泽芦苇香蒲生态系统，在华北属常见生境类型；生态系统的组成结构简单、类型单一。衡水湖受人类影响因素较多，对湿地内水体、生物等资源影响较大；湿地周围为村镇和农田，没有未被开发的区域。生态系统多样性评价结果如下。
生态系统多样性地区分布：
B1=B11+B12=4+4=8
生态系统多样性生境类型：
B2=B21+B22=2+6=8
生态系统多样性人类威胁评分：
B3=B31+B32=1+1=2
则生态系统多样性为：
B=∑3i=1Bi=8+8+2=18
湿地生物多样性评价总分为：
R=∑3i=1Ai+∑3j=1Bj=41+18=59
按照湿地生物多样性评分标准，衡水湖湿地生物多样性功能进行评价，评价结果为：物种多样性为41分，生物系统多样性为18分，衡水湖湿地生物多样性处于一般水平［15］。从分析结果可以看出，衡水湖湿地物种多样性占优势，而生态系统多样性占劣势，生态环境受人类活动影响因素较大。
4 结论
利用衡水湖生物多样性资料，对衡水湖生物多样性功能进行评价。分别对物种多度、物种丰度和物种稀有性进行分析，计算出物种多样性；对生态系统多样性地区分布、生态系统多样性生境类型和生态系统多样性人类威胁等指标分析，计算出生态系统多样性指标。按照湿地生物多样性评分标准，衡水湖湿地生物多样性处于一般水平。生物多样性是自然生态系统生产和生态服务的基础和源泉。生物多样性可提供多方位的服务。人类历史上大约有3 000种植物被用作食物，估计有75 000种植物可作食用。人类就是依赖这些植物得以繁衍。生物技术是以现有生物多样性为物质基础的工作，在解决粮食短缺、人类健康、维护生物物种和环境等诸多社会经济重大问题中将发挥重要作用，将成为21世纪国民经济的支柱产业。
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篇8
关键词： 新疆野苹果； 种质资源； 遗传多样性； SSR
中图分类号：S661．1 文献标志码：A 文章编号：1009－9980（2012）02－0161－05
SSR analysis for genetic diversity of Malus sieversii from Xinjiang， China
QIN Wei1，SHA Hong2，LIU Li-qiang1，LIAO Kang1*，GENG Wen-juan1，WANG Yun1
（1College of Forest Science and Horticulture， Xinjiang Agricultural University，Urumqi，Xinjiang 830052 China； 2Economic Crop Research Institute， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi，Xinjiang 830091 China）
Abstract: In order to provide theoretical basis for crossbreeding and high-quality breeding， the genetic diversity of 180 Malus sieversii individuals from 7 populations in Xinjiang was investigated using SSR markers. 119 bands were amplified by thirteen pairs of SSR primers and the polymorphic loci (P) ratio among these populations ranged from 79.84% to 92.25%. At population level， the variation trend of genetic diversity of M. sieversii was consistent. The effective number of alleles Ne， gene diversity Nei’s and Shannon’s information indexes of Xinyuan population were the higherst among the seven populations. At species level， Shannon’s information index was 0.551 6， and 0.468 9 at populations level. The genetic diversity of intro-population and inter-populations were 15% and 85% respectively， which indicated that the aberrance of M. sieversii populations mainly occurred in inter-populations.
Key words: Malus sieversii (Ldb.) Roem.； Germplasm resources； Genetic diversity； SSR
新疆野苹果[Malus sieversii （Ldb.） Roem.] 别名塞威士苹果、天山苹果，维吾尔语和哈萨克语称牙瓦阿尔马，是第三纪残遗植物，已被列为中国优先保护物种名录，并被列为国家濒危二级保护植物。新疆野苹果是珍贵的果树种质资源，具有抗寒、耐虫、耐病和耐旱等优良性状。新疆野苹果适宜做栽培苹果的砧木，亲和力强，种源丰富，已成为西北地区及其他产区苹果主要砧木之一，为我国果树生产做出了重要贡献[1]。
目前，国内外一些学者对新疆野苹果资源遗传多样性做了大量研究，如李天俊等[2]通过过氧化物酶同工酶测定的结果表明，不同新疆野苹果种群之间存在明显的差异，同时也具有同源相似之处，同一种群之间差异不显著。Lamboy等[3]对采自中亚哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦和乌兹别克斯坦的实生苗进行同工酶分析，发现基因型间差异显著。Volk等[4]采用SSR技术对来自中亚43个半近亲系的591个单株进行遗传多样性分析发现，等位基因丰度在采样地之间差异显著，且各采样地均有一系列特有的等位基因。冯涛等[5]对新疆野苹果30个实生株系香味物质组分进行GC-MS分析，结果表明，各实生株系挥发性化合物总含量、各类挥发性化合物种类数及其含量，以及主要挥发性化合物分离比率与含量等存在广泛的遗传变异，参试的30个实生株系间差异明显，遗传多样性极为丰富。张春雨等[6]利用SSR技术对新疆野生苹果居群进行了遗传结构的研究，结果表明大部分遗传分化是由居群内部野生单株间差异造成的。
我们在前人研究基础上以新疆野生苹果7个天然居群180份样品为试材，利用SSR技术深入研究了新疆苹果种质资源的遗传多样性，旨在从分子生物学的角度分析新疆苹果不同天然居群间的亲缘关系，并进一步验证新疆野苹果的分子遗传特性，为新疆苹果的杂交育种及优良品种/品系的选育提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 植物材料
材料于2009―2010年在新疆维吾尔自治区7个不同天然居群共采集180份样品（采样居群地理位置见图1）。为保持采集样本的一致性，根据天然居群的规模，按照均匀分布，随机采样的原则，在每个采样点选择20~38个样本，单株间相距在50 m以上，具体采样点居群地理信息见表1。具体采样方法：对采样树体进行GPS定位，取新鲜幼嫩叶片5～10 g，加入 50～100 g变色硅胶，把干燥的样本材料带回实验室，在室温下保存即可。
1.2 方法
1.2.1 基因组DNA的提取 采用CTAB法[7]提取新疆野苹果基因组DNA，并进行DNA样品的浓度和纯度的测定。
1.2.2 SSR引物筛选 从7个不同天然分布居群180份样品中随机选取6个样本，自来源于苹果的80对SSR引物中初步筛选出35对有产物、主带明显的引物。每个居群再随机选取2个样本，共计14个样本，再从中复筛选出13对多态性较好的引物进行SSR分析。试验的试剂：MgCl2、dNTPS、TaqDNA聚合酶、DNAmarker（100～1 500 bp）均购自北京天根科技有限公司，80对SSR引物由上海生工生物公司合成。
1.2.3 SSR-PCR反应体系优化 SSR初始反应体系参照相关类果树的SSR-PCR的反应体系[6，8-10]。
新疆野苹果SSR-PCR初始15 μL反应体系包含：10 mmo・L-1 Tris-HCl（pH 8.3），50 mmol・L-1 KCl，1.5 mmol・L-1 MgCl2，0.20 mmol・L-1 dNTPS，正反引物各为1 μmol・L-1，0.5 U・μL-1 Taq DNA聚合酶，DNA模板30 ng，ddH2O；10 μL反应体系包含：10 mmol・L-1 Tris-HCl（pH 8.3），50 mmol・L-1 KCl，1.5 mmol・L-1 MgCl2，0.25 mmol・L-1 dNTPS，正反引物各为0.8 μmol・L-1，0.5 U・μL-1 TaqDNA聚合酶，DNA模板30 ng，ddH2O。
相应的扩增程序为：94 ℃预变性，4 min，94 ℃变性45 s，50~59 ℃ 复性45 s，72 ℃延伸1 min，共35个循环，最后72 ℃延伸10 min。
1.2.4 数据处理与分析 对电泳中稳定清晰的扩增片段赋值为1，无带为0，构建二元数据矩阵。用POPGENE version 1.32软件分析居群遗传多样性及遗传结构，利用NTSYS-PC软件进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 遗传多样性
遗传多样性的常用度量指标为居群多态性位点、有效等位基因数（Ne）、Nei’s基因多样性（H）与Shannon信息指数（I）等。基因多样性不仅是衡量居群遗传多样性最常用的指标，同时也反映居群中等位基因的丰富度和均匀度。在新疆野苹果7个居群中，13对引物扩增多态性位点最高为伊宁居群，检测到119个位点，多态性位点百分率为92.25%。最低为霍城居群，检测到103个位点，多态性位点百分率为79.84%，说明各居群内的多态性处于较高水平按所检测的多态位点丰富程度，5个居群的排序为：伊宁（92.25%）>新源（91.47%）>额敏（91.47%）>巩留（90.70%）>裕民（89.15%）>托里（80.62%）>霍城（79.84%）（表2）。
从表2可知，各居群内的有效等位基因数介于1.482 1～1.617 9，其中新源居群最高，霍城居群最低。具体排序为新源（1.617 9）>巩留（1.599 2）>额敏（1.579 4）>裕民（1.538 8）>托里（1.532 4）>伊宁（1.505 0）>霍城（1.482 1）。Nei’s基因多样性指数（H）分析显示，各居群内Nei’s基因多样性指数变动为0.276 8～0.349 7，其中新源居群最高，霍城居群最低。7个居群的Nei’s基因多样性指数依次排列为新源（0.349 7）>巩留（0.343 2）>额敏（0.331 3）>裕民（0.311 6）>托里（0.303 6）>伊宁（0.298 6）>霍城（0.276 8）。Shannon信息指数（I）研究结果显示，不同居群内Shannon信息指数值的变化在0.411 9～0.512 9，其中新源居群最高，霍城居群最低。7个居群Shannon信息指数值的排序为新源（0.512 9）>巩留（0.505 7）>额敏(0.490 2）>裕民（0.490 2）>伊宁（0.451 0）>托里（0.447 2）>霍城（0.411 9）。
总体来看，新源居群无论是有效等位基因数（Ne）、Nei’s基因多样性（H）还是Shannon信息指数（I）在7个居群中都是最大值，由此可知在7个居群中新源居群的遗传多样性最丰富，因此在原位的种质资源保护计划中应优先考虑新源居群。此外，新疆野苹果种级水平的Shannon信息指数（I）为0.551 6，居群内为0.468 9，居群内遗传多样性等于居群内平均I值比种级水平I值。因此可得出：居群间和居群内遗传多样性分别占总遗传多样性的15％和85％，居群内遗传多样性大于居群间遗传多样性，即新疆野苹果居群的变异主要存在于居群内部（表2）。
2.2 遗传分化
新疆野苹果7个居群总基因多样性指数（Ht）为0.374 6，各居群内基因多样性（Hs）为0.316 4，遗传分化系数为0.155 3，基因流为2.719 2 （表3）。可见新疆野苹果居群内和居群间均存在一定的的遗传分化，新疆野苹果遗传多样性84.47%存在于居群内，15.53%存在于居群间，表明新疆野苹果的遗传变异主要来自于居群内部，少部分来自于居群间。
2.3 居群间的遗传相似度和遗传距离
遗传相似度和遗传距离是衡量居群间物种种源变异水平的重要指标，反映居群间的遗传分化程度和亲缘关系的远近。根据Nei（1978）遗传相似度（I）和遗传距离（D）无偏估计值（表4），居群的遗传相似度在0.835 7～0.973 9，其平均值为0.910 2；居群的遗传距离在0.026 4～0.179 5，其平均值为0.095 1。2者均表明居群间亲缘关系很接近，但也存在一定的遗传变异性，其中，裕民居群和额敏居群之间的遗传相似度最高，它们的居群遗传距离最小；霍城居群和托里居群之间遗传相似度最低，它们的居群遗传距离最大。由此可以看出，裕民居群和额敏居群亲缘关系最近，遗传分化程度小；霍城居群和托里居群亲缘关系最远，遗传分化程度大。
2.4 居群间遗传关系的聚类分析
为进一步探讨新疆野苹果种内和种间的遗传关系，对新疆野苹果的Nei's（1978）遗传距离进行UPGMA聚类分析，以分层聚类平均距离0.14为阈值（图2中虚线所示）可进一步分析居群间遗传关系。从居群间的聚类图显示（图2）：7个分布居群划分为3个类群，其中霍城居群、新源居群和巩留居群可聚为第1类，伊宁居群、额敏居群和裕民居群可聚为第2类，托里居群可以单独聚为第3类。总体来看，所分类别中各新疆野苹果居群间的亲缘关系较近。同时，从图中还可看出，额敏居群和裕民居群的遗传距离最小，亲缘关系近，霍城居群和托里居群遗传距离最大，亲缘关系较远。
3 讨 论
3.1 居群遗传多样性
居群的遗传结构揭示居群内部遗传变异的分布格局，有利于准确了解该居群的形成过程和机制[11]。通过衡量新疆野苹果不同居群的居群多态性位点、有效等位基因数（Ne）、Nei’s基因多样性（H）、Shannon信息指数（I）、遗传分化系数（Gst）和基因流（Nm*）等，都可以看出新疆野苹果无论在居群水平还是物种水平都存在丰富的遗传多样性。与前人研究既有相同之处又存在一定差异，如在居群水平研究显示，新疆野苹果居群的变异主要存在于居群内部，此结论与前人研究结果基本一致；而新疆野苹果的遗传多样性以新源居群最高，霍城居群最小，此结果与张春雨等[6]认为的巩留居群遗传多样性水平最高，而新源次之的结论不同，其主要原因素可能与取样居群的具体地点和采样量有关。而分析新疆野苹果在物种水平物种水平和居群水平具有较高的遗传多样性原因认为，新疆野苹果作为一个自然的植物群落，长期以来主要依靠种子实生繁殖等一套固有的繁育体系来维持种群的繁衍和遗传平衡，它是造成新疆野苹果遗传多样性丰富的主要因素；其次是新疆野苹果根蘖繁殖对遗传多样性水平具有一定的维系作用。然而，近年来人类活动对新疆野苹果原生境干扰严重，造成新疆野苹果资源量急剧下降，部分优良遗传性状已流失，因此新疆野苹果资源保护和利用迫在眉睫。
3.2 居群的遗传变异与分化
由本研究中新疆野苹果遗传分化系数Gst为0.155 3分析可知，新疆野苹果的84.5%的遗传变异存在于居群内部，15.5%的遗传变异存在于居群之间，此研究结果与Lamboy、Volk、张春雨等[3-4，6]试验结论相符。根据Wright[12]对遗传分化系数的大小与分化程度的关系的规定，遗传分化系数介于0～0.05之间说明居群遗传分化很弱，介于0.05～0.15之间说明居群遗传分化中等，介于0.15～0.25之间居群遗传分化较大，大于0.25表明居群遗传分化极大。本研究中新疆野苹果居群的遗传分化系数均大于0.15，说明新疆野苹果居群的遗传分化较大。
基因流强弱对居群遗传分化具有重要影响。Loveless等[13]认为居群间基因流大于1，能发挥其均质化作用；小于1就不足以抵制居群内因遗传漂变而引起居群间遗传分化。新疆野苹果居群的Nm为2.719 2，远远大于1，则说明新疆野苹果的基因流传授无阻碍，新疆野苹果居群间存在适当的基因交流。居群间的基因流主要是由花粉或种子携带外来基因产生的[12]，而新疆野苹果是种子还是花粉影响基因交流，有待进一步研究探讨。
4 结 论
利用SSR标记技术对新疆野苹果居群进行了遗传多样性分析，可以得出以下几个结论： 1）从80对SSR引物中筛选出13对多态性明显引物用于PCR扩增，共检测出119个多肽位点，占92.25%。2）新疆新源居群有效等位基因数（Ne = 1.617 9）、Nei’s基因多样性（H = 0.349 7）还是Shannon信息指数（I = 0.512 9）在7个居群中最大。3）新疆野苹果居群的变异主要存在于居群内部，居群内的遗传多样性（85％）大于居群间的遗传多样性（15％）。4）裕民居群和额敏居群亲缘关系最近，霍城居群和托里居群亲缘关系最远。
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篇9
[关键词] 确定依据 自然保护区 保护范围 外来物种引进 措施 法律制度
1992年将生物多样性定义为:指所有来源的活的生物体中的变异型,这些来源除其他外包括陆地,海洋和其他水生生态系统及其构成的生态综合体;这包括物种内,物种之间和生态系统的多样性。自此,各种关于生物多样性保护的思想和活动应运而生,其中,确定生物多样性保护对象的范围及其依据已经是当今理论界研究的一个热点问题,并且成为我国生物多样性保护立法的基础和首要任务。
一、我国生物多样性保护的依据
1.生物多样性的决定因素及保护生物多样性的目的
生物多样性，取决于生态系统中生物链的稳定性。而生物链的稳定性又是由环境决定的, 因此,生物多样性的状况最终由其生存环境和整个生态系统决定。关于生物多样性保护的目的,使物种在自然系统中充分发挥各自的作用,结构性和功能性得以保证,从而维持整个生态系统的稳定和丰富多彩。
2.生物多样性与生态系统
(1)生物多样性与生态系统的理论关系
目前,我国生物多样性保护主要集中在濒危物种上,而事实证明,我们未来的工作必然转向生态系统功能上。保护生物多样性的目的是为了整个生态系统的平衡和人类的可持续发展，生物多样性的价值不仅体现在濒危物种上，更重要的体现在生态系统和与人类的关系上。人们关心生物多样性的丧失对人类生存的威胁，首先会注意到最易灭绝的物种上, 越是濒危越重要,这一点是非常合理的, 然而,随着实践的发展,人们便会认识到物种与森林保护、湿地保护和生物圈等有着更为重要的关系生物多样性与生态系统的平衡才是最终目标。
(2)自然保护区在生物多样性保护中的有效性分析
自然保护区是指为了保护珍贵和濒危动、植物以及各种典型的生态系统，保护珍贵的地质剖面，为进行自然保护教育、科研和宣传活动提供场所，并在指定的区域内开展旅游和生产活动而划定的特殊区域的总称。世界各国划出一定的范围来保护珍贵的动、植物及其栖息地已有很长的历史渊源，一般都把1872年经美国政府批准建立的第一个国家公园――黄石公园看作是世界上最早的自然保护区。20世纪以来自然保护区事业发展很快,目前全世界自然保护区的数量和面积不断增加，并成为一个国家文明与进步的象征之一。截止2007年,中国也已建立各级自然保护区900多处，大家普遍认为,自然保护区在涵养水源、保持水土、改善环境和保持生态平衡等方面发挥了重要作用,特别是对濒危,珍稀物种的繁殖、驯化贡献尤为重大.而我认为,看到自然保护区效果的同时其负面影响也值得探讨:这种保护技术虽然在短期内起到了保护物种生存的目的,但它将动物与其自然栖息地隔离开来,不同程度的干扰了生态进程, 物种与环境,物种与物种之间的演化过程就此消失,是目前生物多样性保护的一个严峻挑战.以大熊猫保护为例,建立专门的保护区使其在一定程度上回归了自然生态环境,在人工帮助下繁衍生息,但本质仍是被保护而非自然生存状态,它作为生态系统元素的一部分,功能并没有得到发挥,其野性和生存能力不是加强了,而是大大减弱了,长远看来,反而不利于其未来的发展.此外,自然保护区的经营和管理也已出现问题,主管部门较多 ,各自为政,影响了整体规划;许多保护区由于国家和地方政府没有提供足够的经费，而不得不面对现实，通过各种途径增加收入, 把开发利用保护区的旅游资源与其他生物资源作为保护区增加收入的主要途径;部分地区由于资源紧张,还出现了居民和保护区争夺资源使用权的现象，这些因素都影响了保护生态环境,保护物种目的的发挥,因此, 自然保护区的有效性问题至得认真商榷。
3.生物多样性的区域性
(1)生物多样性的区域性理论
不同的物种适应不同的地理和气候条件,生物多样性保护并不意味着地球上每一个角落的生物都一样多,结构都完全相同。不同地区都有适合其条件而生长的物种,该物种在此地数量多起积极作用,在另一地方则可能相反。例如外来物种入侵问题,由于人们对物种特性的不了解,致使某个物种的引进对当地生态。系统造成了极为严重的破坏。由此可见,物种的区域性本身就是生物多样性保护的一个重要方面。
(2)外来物种引进在生物多样性保护中的有效性分析
为了生物多样性保护工作的开展,一段时间内我们便将引进外来物种作为快速增加物种数量的重要手段,这种方法短期内看似有效,却带来了一个长远和影响深刻的大问题,即外来物种入侵: 生态系统是经过长期进化形成的，系统中的物种经过上百年、上千年的竞争和适应，才形成了现在相互依赖又互相制约的密切关系。一个外来物种引入后，有可能因不能适应新环境而被排斥在系统之外，必须要有人的帮助才能勉强生存；也有可能因新的环境中没有相抗衡或制约它的生物而成为真正的入侵者，打破平衡，改变或破坏当地的生态环境。以“紫色恶魔”的凤眼莲即俗称的“水葫芦”为例,1884年，原产于南美洲委内瑞拉的凤眼莲被送到了美国新奥尔良的博览会上，来自世界各国的人见其花朵艳丽无比，便将其作为观赏植物带回了各自的国家，殊不知繁殖能力极强的凤眼莲便从此成为各国大伤脑筋的头号有害植物。在非洲，凤眼莲遍布尼罗河；在泰国，凤眼莲布满湄南河；而美国南部沿墨西哥湾内陆河流水道，也被密密层层的凤眼莲堵得水泄不通，不仅导致船只无法通行，还导致鱼虾绝迹，河水臭气熏天；而我国的云南滇池，也曾因为水葫芦疯狂蔓延而被专家指称患上了“生态癌症”。由此可见,盲目引进外来物种,不仅不能促进生物多样性保护工作的开展,严重的情况下还可能发展为一场生态灾难。
二、我国生物多样性保护的范围
生物多样性保护对象的范围包括哪些,主要有两种观点:一种认为,保护生物多样性就是要采取措施保护濒危及珍稀物种,减小物种灭绝速度.另一种则认为, 保护生物多样性，那就是保护所有生物,任何物种都不应从生态系统中消失.这两种观点都是片面的,确定生物多样性的保护对象必须有科学的依据,以下两个问题值得大家商榷:
1.是否每一个物种都应受到保护
从各类研究数字可以看出,生物多样性保护的现状是不容乐观的,过去60万年间10万种左右的物种才消失,而现在每一个小时就会消失一种生物,物种灭绝的速度是相当惊人，自1600年以来， 人类已经导致75%的物种灭绝。由此,许多人提出,保护生物多样性就是要保护地球上所有存在的物种,使物种的数量保持在最大数目.我认为这一点是需要认真考虑的:从进化论而言，每一个物种在长期进化过程中能保存下来，都有它的合理性.但同时,自然界也遵循自然选择的规律,随时淘汰那些不符合环境,地理状况及气候物种,达到自然状态的最优化.生态系统中所有物种都是彼此联系的，但它们的作用并不完全相同,某一个物种灭绝、或者濒危，并不足以使生态系统发生根本性的改变，关键还要看灭绝或濒危的是什么样的物种,因此,保护生物多样性并不是简单的保护所有物种,而是要尽可能的减少人类活动对自然和环境的影响,使不该灭绝的物种降低灭绝的危险。
2.物种的保护应注重量和质的结合
目前,我国已经采取许多措施开展生物多样性保护工作,取得了明显效果,所建的自然保护区涵盖了我国70%的陆地生物系统、80%的野生动物和60%的高等植物，使绝大多数珍稀濒危野生动植物得到保护.我们在保护物种上做出的成绩值得肯定,另一方面,还应该充分认识到物种质量的重要性.保护生物多样性不单单是盲目的维持和增加物种的绝对数量,还要考虑物种的未来发展,其年龄结构必须合理,性别结构必须稳定,优势基因必须发扬,从整体上提高物种的质量,才能适应环境的变化和生态系统本身的需求。
三 我国生物多样性保护应采取的措施
保护生物多样性是我国目前的一个重要任务,确定好生物多样性保护的对象及其依据,完善相关法律制度首当其冲,我认为,实践中应该对各个物种的情况具体分析,采取不同的保护措施:
1.就地保护:为了保护生物多样性，把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理。就地保护的对象，主要包括有代表性的自然生态系统和珍稀濒危动植物的天然集中分布区等. 目前，全世界的生态专家已经得到一个共识，如果你要去保护野生动物，那么最好的理念就是在野生动物的家乡、原始栖息地去保护它。比如说保护大熊猫，不是将其放在动物园里,而是将它放到保护区内更为合理。当然,待情况转好后,大熊猫的最后归宿不是被人们养起来,而是被放归大自然自由生存.就地保护是现今我国最重要,涉及面最广的一项保护措施。
2.迁地保护:为了保护生物多样性，把因生存条件不复存在，物种数量极少或难以找到配偶等原因，而生存和繁衍受到严重威胁的物种迁出原地，移入到动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心，进行特殊的保护和管理。迁地保护为行将灭绝的生物提供了生存的最后机会,然而,将物种放进动物园,植物园是不是就达到最终目的了,答案是否定的,迁地保护目的是使即将灭绝的物种找到一个暂时生存的空间,待其元气得到恢复,具备自然生存能力的时候,重新回到生态系统中,发挥应有的作用。迁地保护是就地保护的一个重要补充。
3.建立基因库
为了保护生物多样性,人们已经开始了一项新的计划,建立基因库,来实现保存物种的愿望。科技高速发展的今天，我们把各种珍稀动物的胚胎、基因冰冻起阿种措施听起来可以解决一切问题,实践中必须予以严格控制。因为它一定能够程度上挑战了大自然的生存规律,一旦滥用会对人类和生态系统造成无法弥补的后果。
4.为了保证生物多样性保护工作的顺利高效开展,我们必须运用法律手段,完善相关法律制度:第一,补充自然保护区制度,明确保护区的设立和管理体制。第二,建立严格的控制外来物种入侵制度。从维护国家和地区生态安全的角度出发,加强对外来物种引入的评估和审批,实现统一监督管理.如加强生物引种,交通运输,国际货物贸易等分方面的监督,建立生物引进风险评价等。第三,建立基金制度。要有效的保护生物多样性就要有强大的经济基础.有关部门应建立完善的基金制度,保证国家专门拨款,争取个人,社会和国际组织的捐款和援助,为实践工作的开展提供强有力的财力支持。
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篇10
关键词：桉树；不同密度；林下植被；多样性
中图分类号：S758.5文献标识码：A文章编号：16749944（2016）13002802
1引言
桉树为桃金娘科（Myrtaceae），桉树属（Eucalyptus），共有 945 个种和变种＼[1＼]，原产地为澳大利亚，少数分布在印度尼西亚和菲律宾群岛等地。1890年起桉树被引入中国，最早是作为园林景观和绿化树种被培育和种植，其具有较强的适应性和抗性、生长速度快、产量高、病虫害少、材质好、枝繁叶茂的优良特性。2010年，广西全区桉树人工林面积达到165万hm2，占全区人工商品林面积的30.5%，全区桉树活立木蓄积量达到6000万m3，占人工商品用材林总蓄积量的20.9%，广西桉树人工林面积、生长量、蓄积量继续稳居全国第一位＼[2＼]。然而，广西桉树研究主要集中在人工林经营策略以及生产水平方面，对桉树林下不同密度林下物种多样性研究较少。当前国家意识到了物种多样性逐渐退化的问题，并投入了大量资金进行物种多样性保护，且制定了多项法律条规限制森林的砍伐。桉树是我国华南地区发展最为迅速的人工林，也是人工林发展中争议最多的树种＼[3＼]。速生桉在高速生长的过程中伴随着大量的生态问题，并急需验证桉树人工林的物种多样性问题＼[4＼]，因此，本文通过调查不同密度桉树人工林林下生物多样性情况，对桉树人工林生态系统进行评价。
2试验基本情况
2.1试验地概况
试验样地设置于广西国有钦廉林场旧场部乌家镇旁，地处东经108°40′～109°01′，北纬22°13′～22°15′之间，属北热带湿热季风气候区。该地光照强、气温高，热量丰富，雨量充沛，夏湿冬干。年均温度22～22.3℃，极端最低温-0.8℃，极端最高温37.2℃，≥10℃年积温为7886.3～7982.7℃。年均降雨量1771.4～2103.3 mm，年均蒸发量1693.9～1671.2 mm，相对湿度81%～82%。土壤主要有砖红壤和赤红壤两个种类。土层中厚、表土层薄，石砾含量较多，有机质含量低，肥力低。灌木有野牡丹、桃金娘、岗松、三叉苦、鸭脚木、白背桐、盐肤木等。常见的草本植物有五节芒、蔓生莠竹、鹧鸪草、铁芒萁和其它蕨类。覆盖率总体在48.5%～63.2%
2.2试验方法
对广西国有钦廉林场旧场部乌家镇旁设置样地展开调查，试验样地进行低密度（100株/hm2），中密度（1200株/hm2），高密度（1500株/hm2）三个种植密度，分别选取3个10 m×10 m（100 m2）的标准样地进行调查，主要记录样方内植物的种类，多度和物种的覆盖度等生态计量指标。
2.3物种重要值及多样性指数的计算
结合外业调查统计分析，对林分的灌草层进行计算，具体运算公式如下＼[5＼]。
（1）物种丰富度指数：
Margalef指数（d1）：d1=S-1lnN
Menhinick指数（d2）：d2=SN0.5
其中，S为出现在样地的物种数；N为总个体数。
（2）多样性指数：
Shannon- Wiener指数（H′）：H′=-∑si=1pilnpi
Simpson指数（D）：D=1-∑si=1pi2
其中，pi为种i的个体数与样方个体总数的比值。
（3）均匀度指数：
Pielou 均匀度指数（Jsw）：Jsw =-∑NiN×lnNiNln s
Alatalo均匀度指数（Jsi）：Jsi=1/∑NiN×（NiN-1）e-∑（NiN×lnNiN）-1
其中，D为Simpson指数，S为出现在样地的物种数，Ni为物种个体数，s为总个体数。
3结果分析
在桉树人工林中，不同密度林下植物种类多样性表现为：中密度>低密度>高密度。桉树人工林丰富度指数（Margalef 指数）在桉树人工林高密度表现为灌木层>草本层，中密度和低密度则表现为草本层>灌木层。在不同密度桉树人工林中，高密度、中密度和低密度的林下物种多样性指数（Shannon 指数）均表现为灌木层>草本层，然而，林分受光照的影响，高密度林下物种的草本层Shannon指数远远高于灌木层Shannon指数。随着桉树人工林的坡度变化，灌草层物种多样性指数变化为：中密度>低密度>高密度。中密度林分的Shannon指数（H'）和Simpson指数（D）分别为1.47和 0.58，均为各个林分中最高，在高密度表现为最小，分别为0.58和0.40。另外，桉树人工林平均草本层多样性指数Shannon指数为1.06，变异系数为16.6%，而桉树人工林的灌木层多样性指数Simpson指数值为0.480，变异系数仅仅为19.1%，高于草本层的变异系数，变化范围较大。
桉树中密度灌木层的物种丰富度指数均高于桉树人工林不同破位的丰富度值，其值分别为1.44和0.46，但桉树人工林中密度的草本层丰富度指数（Margalef 指数）均高于其他坡度的林分，表明了桉树人工林中密度植物种类丰富，林下光源充足。另外，桉树人工林灌木层物种均匀度 Jsw指数的平均值分为1.552，变异系数为33.8%，而草本层物种均匀度 Jsw指数平均值为1.1150，变异系数达到了42.9%，差别较大，说明物种均匀度差异水平明显；均匀度指数 Jsi的平均值分别是 0.467和 0.497（表1），灌木层和草本层均匀度指数的变异系数分别是2.5%和 27.4%。
4讨论与总结
在桉树人工林不同密度种植过程中，发不同密度林下植物种类多样性表现为：中密度>低密度>高密度，中密度桉树人工林林下物种较多。在桉树人工林灌木层调查中，统计得出低密度多样性高于高密度和中密度，在Shannon指数分析中，中密度均高于其他两个密度，但灌木层物种的丰富度比较中，中密度种类略高于低密度，其主要是由于桉树人工林物种的种类较为单一。在草本成分析中，草本层的多样性高于灌木层，不同密度林下物种种类与灌木层一致，均为中密度较高，单在草本层物种丰富度调查发现，中密度草本层物种种类比其他两个密度种类较多，因此可以得出桉树人工林林下草本层生长比灌木层生长较好。
综合评定桉树不同密度种植方案得出了中密度造林有利于桉树人工林多样性提升，有利维持桉树人工林生态多样性，提升桉树人工林生态价值。另外，桉树种植密度在高密度后随着桉树林分生长较高，林下植被获得光照降低，影响了林下植被的生长。伴随着林密度的变化，光照可从林分不同方向，如各个侧面透过林分照射于林下植被，可给林下植被提供良好的生长环境，同时也提升了林下植被的多样性。总结得出，桉树人工林在经营种植方案中，需要进行密度合理规划，即要达到经济价值，仍然需要保证桉树人工林生态多样性的提升，将桉树人工林经济效益和生态效益都抓好，维持桉树人工林的可持续经营方案。
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