植物多樣性分析范文
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篇1
中圖分類號：S718.54 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）23-5730-05
山地由于具有濃縮的環境梯度和高度異質化的生境、相對較低的人類干擾強度以及地質歷史上常成為大量物種的避難所和新興植物區系分化繁衍的搖籃等特點，發育和保存著較高的生物多樣性，并成為全球生物多樣性研究和保護的重點區域[1]。山地植物群落多樣性隨海拔高度的變化規律一直是生態學家感興趣的問題。馬克平等[2]在北京東靈山地區的植物群落多樣性的研究表明，該地區的物種豐富度指數和物種多樣性指數隨海拔的升高而下降，物種均勻度則隨海拔升高而增加；張麗霞等[3]對蘆芽山植物群落多樣性的研究結果也印證了這種變化趨勢；趙淑清等[4]對長白山北坡植物群落物種多樣性的研究結果表明，隨著海拔的升高，喬木層和灌木層的物種豐富度呈下降趨勢，而草本層沒有明顯變化；王國宏[5]在祁連山北坡的研究則表明，中等海拔地帶草本層物種豐富度和多樣性最高，灌木層次之，喬木層變化不明顯。此外，還有不少山地生物多樣性的案例研究[6，7]。然而，對于中國北溫帶草原和荒漠過渡帶的賀蘭山地區的植物群落多樣性研究相對較少[8，9]。
賀蘭山橫跨寧夏、內蒙古兩個自治區，隸屬于北溫帶草原和荒漠的過渡帶，位于銀川平原和阿拉善高原之間。賀蘭山以其特殊的地理位置、豐富的動植物資源、重要的水源涵養和獨特的生態旅游資源，充分發揮著巨大的經濟效益、社會效益和生態效益。賀蘭山作為西北地區一道極為重要的生態屏障，不但阻隔了騰格里沙漠的東移，保護了寧夏平原，還對源于阿拉善的沙塵暴有巨大的攔截作用。通過實地考察，對位于內蒙古境內賀蘭山西坡淺山帶的植物多樣性進行了較為全面和系統的研究，不僅可以為我國生物多樣性研究提供新資料，而且可為賀蘭山的生物多樣性保護和資源的合理開發利用提供重要參考。
1 研究區概況
由于賀蘭山地處內陸，東南來的濕潤氣候因受秦嶺、六盤山等高山阻擋，對其影響甚微，而西北直接受蒙古高壓影響，全年為西北風所控制，加上西伯利亞冷空氣入侵，形成典型的大陸性氣候。冬季干燥嚴寒，盛行西北風，夏季天氣干燥炎熱，降水量很少。山麓地帶由南向北，年平均氣溫8.2～8.6 ℃，其中，1月平均氣溫-6.8 ℃，7月平均氣溫23.8 ℃；年≥10 ℃的活動積溫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個月的降水量占全年降水量的60%～70%；年蒸發量1 600～1 800 mm，年平均無霜期229 d[10]。
2 研究方法
根據2005年9月和2006年6月對賀蘭山西坡淺山帶（105°43′-105°56′E，38°24′-39°08′N）典型植被的調查結果，結合《賀蘭山國家級自然保護區植被類型圖》（1990年版），在賀蘭山西坡山麓由南向北依次設置5條10 m寬的樣帶，包括在南段的狹子溝、中段的哈拉烏溝、南寺以及北段的大西溝、亂柴溝；在對每條樣帶分布的植被群落調查時，沿海拔梯度設置樣方，其中狹子溝設置8個樣方，南寺設置6個樣方，哈拉烏溝、大西溝和亂柴溝各設置12個樣方，5條樣帶共計50個樣方。灌叢樣方4 m×4 m，調查記錄灌木、幼樹的物種名、高度、多度和蓋度，并記錄樣方內出現的物種數和個體數；草本樣方1 m×1 m，調查記錄草本、灌木物種名、高度、多度和蓋度，同時記錄樣方內出現的物種數。
3.2 賀蘭山西坡淺山帶植物科多樣性
3.3 賀蘭山西坡淺山帶植物物種多樣性
由圖1可以看出，在海拔1 250-2 200 m，隨著海拔的升高，賀蘭山西坡的物種豐富度指數總體呈增大趨勢，海拔1 250 m處的物種豐富度指數僅為0.743，海拔2 200 m處的物種豐富度指數高達2.440，是海拔1 250 m處的3.28倍。Simpson多樣性指數和Shannon-Wiener多樣性指數均表明，在海拔1 250-1 950 m，賀蘭山西坡的植物物種多樣性指數較低，分別為0.559～0.846和0.889～2.099，在海拔 1 950-2 200 m，植物多樣性指數明顯升高，Simpson多樣性指數和Shannon-Wiener多樣性指數最大值分別達到0.902和2.438。Pielou均勻度指數和Gini均勻度指數在賀蘭山西坡淺山帶呈雙峰形，即低海拔和高海拔植被帶具有較高的均勻度，中海拔植被帶具有較低的均勻度。
3.4 賀蘭山西坡淺山帶植物區系地理成分多樣性
賀蘭山地處蒙古高原中部南緣、華北黃土高原西北側，西南臨近青藏高原東北部，所以成為來自蒙古、華北、青藏高原以及其他植物成分相互滲透的匯集地，不僅使該地區植物區系的地理成分變得復雜多樣，而且具有顯著的過渡性特征。植物區系地理成分主要包括亞洲中部草原成分、哈薩克-蒙古成分、亞洲中部荒漠成分等9個分布型和4個變型，代表性的喬灌木及草本物種見表2。
4 討論
物種多樣性的空間分布格局受制于許多生態梯度的影響[11，12]，而海拔梯度被認為是影響物種多樣性格局的決定性因素之一[13，14]。盡管幾個世紀以前，人們已經認識到了物種多樣性隨海拔梯度變化的現象，但就這一問題至今尚未形成普遍共識。
對賀蘭山西坡植物多樣性的研究結果表明，該地區物種豐富度指數隨海拔的升高而增大，多樣性指數在中、低海拔帶較小，高海拔帶較大，均勻度指數在中海拔帶較小，在低海拔、高海拔帶較高。顯然，賀蘭山地區的植物多樣性分布規律與北京東靈山具有較大差異，與同屬西北干旱區山地的近鄰祁連山的植物多樣性分布規律也有一定的差異。這可能與賀蘭山正好是我國北溫帶草原與荒漠的過渡帶有關。在賀蘭山西坡，隨著海拔的升高，降雨量逐漸增加，氣溫逐漸下降，土壤水分條件有所改善，導致海拔梯度上物種豐富度指數呈逐漸增大的趨勢。低海拔帶由于降雨量稀少，蒸發強烈，加上近50多年的放牧干擾，導致1 600 m以下植被蓋度較小，多樣性指數較低；盡管中海拔帶降雨量有所增加，氣溫有所下降，水熱組合在該范圍內也達到了最佳，但由于形成了針茅屬群落的單優勢種，導致了海拔 1 600-1 800 m范圍內植物多樣性較低，也正是由于在該梯度范圍內形成了針茅屬群落的單優勢種，才使得中海拔帶的均勻度指數明顯小于低海拔帶和高海拔帶。在高海拔帶，灰榆、小葉金露梅、蒙古扁桃等灌木的蓋度并不大，這些稀疏的灌木枝條可以給地面提供更多的光照，加上適宜的溫度和降水，導致高海拔帶具有較高的植物多樣性。
賀蘭山西坡植物群落的均勻度指數呈雙峰形表明，海拔 1 800 m處的生境異質性較高。因此，1 800 m可能是荒漠草原帶和疏林灌叢帶的分界線，基于此，今后植物資源保護工作的重點有必要放在這個地段。
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篇2
【關鍵詞】光果蕕多酚；抗氧化；清除自由基；半數抑制率濃度
多酚類化合物是高等植物中普遍存在的次級代謝產物，具有廣泛的生物活性，多酚具有抗腫瘤、抗病毒、抗衰老等方面的生理活性。多酚的這些生理活性與其具有的清除自由基和抗氧化性能密切相關。研究表明，多酚的抗氧化能力很強，它在阻止血脂升高的同時，還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，起到強身健體的功效，也可用于食品中，以延長食品的貨架期。
光果蕕CaryopteristanguticaMaxim.為馬鞭草科蕕屬植物，在秦巴山區資源豐富，可用于治療因酗酒過量所致的酒瘡和濕疹等。本實驗對光果蕕多酚進行了測定，并對其清除自由基活性進行研究，為其資源合理的開發利用及質量控制提供理論依據。
一、器材
1.1材料
光果蕕于200710初采自陜西省太白縣，經陜西師范大學生命科學學院田先華教授鑒定為馬鞭草科蕕屬植物光果蕕CaryopteristanguticaMaxim.。
1.2試劑
沒食子酸，陜西省藥檢所提供；VitC，福林酚，Sigma公司產品；硫酸亞鐵，雙氧水，水楊酸，95%乙醇，均為國產分析純。
1.3儀器
FZ102微型植物粉碎機，黃驊市中興有限責任公司產品；索氏提取器；HH8B數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司產品；旋轉蒸發儀-RII，瑞士步琪有限公司產品；SHB?并笱?環水式真空泵，鄭州長城科工貿有限公司產品；101型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫療器械廠；SL202N型藥物電子天平，上海明橋精密科學儀器有限公司產品；UV1600紫外-可見分光光度計，北京北分天普儀器技術有限公司產品。
二、方法
2.1光果蕕不同部位多酚的提取精密稱取一定量的光果蕕花、葉、莖粉末用石油醚作為溶劑于索氏抽提器中回流8h除去脂類，然后再用95%乙醇回流提取3次，合并提取液，減壓濃縮后并定容至250ml容量瓶中備用。
2.2沒食子酸對照品的配制精密稱取沒食子酸對照品10.0mg，用95%的乙醇溶解后定容至100ml的容量瓶中，得終濃度為100μg/ml的標準品溶液。
2.3標準曲線的繪制精密吸取濃度為100μg/ml沒食子酸對照品溶液0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6ml于10ml的容量瓶中，并分別補充適當95%乙醇至1.0ml。再分別加入0.5mlFRC溶液（0.25mlFRC溶液+0.25ml的蒸餾水），3min后，再分別加入1.5ml的Na2CO3(0.2g/ml)溶液，然后各補充7.0ml蒸餾水，振蕩混勻后靜置2h，以95%乙醇作為空白，調零，于760nm處測定其吸光值。繪制標準曲線，得回歸方程為：Y=21.829X+0.0469，R2=0.9987。其中Y為吸光度，X為沒食子酸對照品溶液濃度(mg/ml)。結果表明，沒食子酸在0.001～0.006mg/ml的范圍內呈良好的線性關系。
2.4方法學考察精密吸取100μg/ml對照品溶液，其他實驗步驟同“2.3”項下，同一樣品做6個重復，得RSD=0.9673%，所得數據的重現性較好；同一樣品溶液反復測6次吸光值，得RSD=0.3962%，表明儀器精密度良好；在8h內對同一樣品溶液每隔30min測1次吸光值，RSD=1.7756%，表明該實驗體系在8h內基本穩定。
2.5樣品溶液的制備將“2.1”項下所得光果蕕各部位乙醇提取液濃縮至浸膏狀，50℃干燥至恒重。精密稱取干燥后的花、葉和莖的乙醇提取物各25mg于10ml容量瓶中，用95%乙醇溶解并定容，得終濃度為2.5mg/ml的樣品溶液。
2.6待測樣品溶液多酚含量測定采用Folin酚法，精密吸取待測樣品溶液各1ml，按照“2.3”項方法對樣品進行含量測定，每組實驗重復3次。在標準曲線中查找質量濃度，計算光果蕕多酚含量。
2.7光果蕕不同部位多酚對羥自由基（OH?）的清除作用取7支具塞試管，分別向各試管中加入2.0mmol/LFeSO43.0ml，1.0mmol/LH2O23.0ml，振蕩，搖勻。再分別加入6.0mmol/L水楊酸3.0ml，搖勻，于37℃水浴加熱15min。加熱完畢后，以蒸餾水調零，應用紫外分光光度計于510nm處測定吸光度Ai，然后分別向7支試管中加入樣品溶液0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8ml，用蒸餾水補充各試管溶液至1.0ml，繼續水浴15min，待加熱完畢再次測定其吸光值Aj，其樣品溶液自身顏色的吸光值為Ablank。抑制率按如下公式計算：抑制率（%）=(Ai-Aj+Ablank)/Ai×100%
2.8半數抑制率的計算IC50為半數抑制率濃度，也就是指自由基清除率為50%時的自由基清除劑的濃度，根據不同濃度抗氧化劑的清除率作曲線求出。IC50值是評價自由基清除劑效果的常用指標，其值越小，表示達到50%自由基清除率時，所用的自由基清除劑的濃度劑量越小，其自由基清除效果也就越好。
三、結果
3.1OH?體系的生成根據Fenton反應體系模型，二價鐵離子在過氧化氫存在的條件下，能夠迅速產生OH?，反應生成的OH?存活時間短，若在該反應體系中加入水楊酸，它將能有效地被水楊酸捕捉并同時生成有色物質，該有色物質在510nm處有一強吸收峰，但若在該體系中加入具有清除OH?的樣品溶液，則會與水楊酸競爭性的與OH?結合，而使水楊酸與OH?作用下生成的紫色物質減少，最終導致反應體系的顏色變淺，吸光度減小。
3.2沒食子酸標準曲線的繪制。
3.3光果蕕不同部位多酚的含量實驗結果表明，光果蕕葉中多酚含量最高，花次之，莖中含量最低。各個部位的含量見表1。表1光果蕕不同部位多酚的含量（略）
3.4光果蕕不同部位多酚對OH?自由基的清除率分別在反應體系中加入濃度為2.5mg/ml的樣品多酚提取液0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8ml，測定不同體積樣品溶液在該體系下對OH?自由基的清除活性。實驗結果表明，光果蕕花、葉和莖多酚提取物對OH?自由基均有不同程度的清除作用，其中清除作用最強的是葉，花次之，莖最差，這和它們提取物中多酚含量百分比是一致的，其中光果蕕葉多酚提取物在加入體積0.8ml時，其清除羥自由基的活性與Vitc不相上下，達到93.8%以上，由此說明，高濃度的光果蕕葉多酚具有很強的抗氧化活性。其實驗結果見圖2。
3.5不同部位光果蕕多酚對OH?自由基清除作用的IC50值不同部位光果蕕多酚對OH自由基清除作用的IC50。從表2中可以看出葉多酚提取物的IC50小于花、莖多酚的IC50值，具有較好的抗氧化活性，但與Vitc的IC50比較，還存在很大的差距，有待于提取并純化光果蕕多酚，進一步分離出有效的單體成分。
四、討論
植物多酚因具有很強的抗氧化作用而備受人們的重視。植物多酚的抗氧化能力使它能夠有效地清除人體內的過剩自由基，減緩人體組織器官的衰老。此外，植物多酚還具有明顯的抑菌、抗癌和抑制膽固醇上升等功效。wWw.gWyoO
本實驗發現樣品多酚測定的穩定性較好，含量以光果蕕葉多酚含量較高，達2.08%.采用體外產生活性自由基系統，通過對自由基的清除作用實驗證實，光果蕕多酚在試驗質量濃度范圍內對羥自由基均有一定的清除作用，尤以光果蕕葉多酚的清除作用最強，達到93.8%，與Vitc的清除作用相當。由此表明光果蕕葉多酚是一種較好的天然抗氧化物質，有較好的開發和應用前景。
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篇3
【關鍵詞】 川西亞高山 云杉人工林 結構調控下 植物與土壤動物多樣性 研究
川西亞高山云杉人工林為人類社會提供了充足的資源和養料，在人們依賴川西亞高山云杉人工林為生活保障的過程中，人工林生物多樣性卻持續在下降，嚴重破壞了森林生物的穩定性結構。植物與土壤動物多樣性的研究必須要保持同步性，綜合考慮川西亞高山云杉人工林可持續經營管理的需求，利用結構調控的治理措施，對人工林生態系統多樣性的格局進行規劃和完善。川西亞高山云杉人工林分結構調控下植物與土壤動物多樣性研究有利于提高人工林生態結構的完整性，也促進了可持續發展戰略目標，所以生態系統研究人員必須要結合人工林植物與土壤動物的種類和分布結構，對其進行管理。
1 川西亞高山云杉人工林分結構調控下植物與土壤動物多樣性研究內容與研究方法
1.1 研究內容
根據可持續發展的要求，基于人工林生態系統穩定性的標準，本文研究的內容包括：人工林更新林窗的促進情況、自然更新林窗、撫育間伐，在研究過程中，研究人員在川西亞高山云杉人工林區域內設置了三個試驗地，每個試驗地之間留有過渡帶，在樣地內實施團塊狀采伐，采伐面積為50m2、100m2、150m2。在三個不同面積的林窗下，利用人工補植幼苗更新方式形成混交林，在混合林上種植不同種類的植株，均為一年生幼苗，株高為30cm左右，在這種自然生長條件下，研究不同林窗面積下生物多樣性特征及其變化規律過程。自然更新林窗種植面積和試驗地選取與人工林更新林窗一致，會形成人造林窗，撫育間伐采用強度分別為10%、20%、30%，進行帶狀撫育間伐，也對不同林窗面積下生物多樣性特征及其變化規律過程進行研究[1]。
1.2 研究方法
在實際研究的過程中，會隨著植株的生產和變化體現出不同的多樣性，所以本文研究的主要方法就是基于植株和土壤動物表現出的多樣性，首先根據植物多樣性的體現，對植株進行取樣和每木檢尺，記錄喬木的高度、胸徑、枝下高、郁閉度的變化過程[2]。由于川西亞高山云杉人工林冬季積雪過厚，所以不利于多樣性研究，研究人員需要利用外業調查和內業分析的方法對林下植物和土壤動物的多樣性在樣地內隨機設置研究樣本，記錄草本層的種類和蓋度。土壤動物多樣性利用外業工作方法對樣本進行采集和分析。
首先，研究人員需要在樣地內對大型土壤動物類群及個體數進行調查，在每個樣地中隨機布設三個樣方，然后對樣方區域進行挖取，中小型干生、濕生土壤動物土樣采集需要對土壤進行剖面處理，利用圓形取樣器從上至下提取，濕生動物由于活動性稍弱，每個樣地共取75ml，取到樣本后，迅速用100目尼龍紗包裹好，防止動物逃逸。大型、中小型土壤動物計數都采用直接計數法，計數過程要細致準確，避免出現誤差，影響到多樣性研究的結果[3]。
2 川西亞高山云杉人工林分結構調控下植物與土壤動物多樣性研究結果與分析
2.1 研究結果
根據統計的研究發現，人工促進更新林窗調控、自然更新林窗調控、撫育間伐調控都會對植物和土壤動物多樣性造成影響，并會隨著結構調控力度的改變，影響程度也會逐漸加深[4]。
2.2 研究分析
人工促進更新林窗調控對植物和土壤動物多樣性造成影響主要表現在物種組成及豐富度、Shannon-Wiener指數、Pielou均勻度指數、SimPson優勢度指數、最適調控處理方面。物種組成及豐富度研究發現在一個樣本區域內，土壤動物的種類和類群數量逐漸在增加，樣地中的植物植株不同類群會生長在不同的樣地中。Shannon-Wiener指數表明，樣地在經過人工干擾之后，自然更新的云杉人工林不同面積林窗下植物的Shannon-wiener指數不同，這就說明指數會隨著人為干擾強度的增加而增加[5]。Pielou均勻度指數經人為經營干擾后，自然更新云杉人工林不同面積林窗下植物的Pielou均勻度指數在整體上表現出隨面積的增大而增大，這說明Pielou均勻度指數與人為干擾樣地面積有關。SimPson優勢度指數研究表明，在人為經營干擾后，自然更新云杉人工林不同面積林窗下植物的Simpson指數在不同季節均隨著人為干擾強度的增加而增加，說明Simpson指數在不同季節條件下，多樣性指數范圍不同。最適調控處理方面受到人為經營干擾后，人工促進更新不同面積云杉人工林林窗下植物的simPson指數會隨著人為干擾強度的增加而增加，這時如果觀測不同季節的植物和土壤動物多樣性就會發現，在春季土壤動物多樣性的表現能力顯著大于冬季，其余各處理間差異不顯著，在夏季和秋季各處理間差異也不顯著。
3 結語
通過上文的分析筆者發現，川西亞高山云杉人工林下植物豐富度與土壤動物豐富度相關性不顯著，與土壤動物Shannon-Wiener指數、Pielou均勻度指數、SimPson優勢度指數均呈極顯著負相關。所以在結構調控的基礎上，研究人員要明確注重相關系數之間的變化，進而對川西亞高山云杉人工林分結構調控下植物與土壤動物多樣性進行全面的研究。
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篇4
關鍵詞：植物組團；美景度評價（SBE評價）；植物配置；種植策略
園林植物景觀由多個人工建植的植物組團有機組合而成，規模尺度可大可小，大到一定面積即是植物群落。園林植物景觀的營造一般基于功能性、生態性和美學性三個目標，合理的植物配置不但可以實現相應的功能需求，而且能提高植物景觀的生態效益。隨著社會的進步，人們對自然美和生態環境的需求不斷增加，促進了園林景觀相關研究工作的發展。近年來，在園林植物選擇、園林植物觀賞特性評價、園林景觀效果與群落生態效應評價、園林植物配置模式等方面的研究較多，而對景觀構成要素中的植物組團與公眾審美關系的研究則相對較少，切實可行的種植策略亦未形成技術體系，因此，本文采用美景度評價法（SBE評價）研究園林植物組團的種植規律與公眾的審美偏好，以期找出可實現的植物組團種植策略，為植物設計師和綠化施工人員提供技術參考。
1.材料與方法
美景度評價（又叫SBE評價）是由Daniel等提出的一種心理物理學模式評價方法，該方法以歸類評判法為依據，讓測試者給不同的風景圖片打分，最終得到圖片樣本的美景度評分。此方法中的景觀價值高低不是依靠少數專家的評判，而是以公眾審美為依據，因此更能客觀反映一個景觀的美學價值。美景度評價過程分為三部分：首先，選定樣本，測定公眾的審美態度，獲得美景度評分，并進行數據標準化；其次，將評價樣本景觀進行因子分解，并測定各因子權重；第三，建立美景度與各景觀要素因子之間的關系模型，預測景觀要素因子與美景度之間的關聯程度。
本研究隨機選取由棕櫚生態城鎮發展股份有限公司在全國各地施工的居住區、商業區和公共綠地等典型園林植物組團樣本，由同一拍攝者使用同一相機在晴朗的天氣攝影取樣，再從初選的90張樣本中優選出32個植物組團照片作為最終調查樣本。樣本評價選用網頁調查的方式獲得公眾審美態度，即美景度評分。32張樣本在頁面隨機排列，不限定測試人群，采用7分制美景度作為衡量標準，依次為很不喜歡、不喜歡、不太喜歡、一般、較喜歡、喜歡、很喜歡，對應分值依次為1、2、3、4、5、6、7；共收到265份網絡問卷，其中有效問卷257份。植物組團景觀因子分解為10個項目指標、19項測度指標，其中，形態多樣性、色彩多樣性、立面層次、種類多樣性為量化指標，其余均為定性指標，量化為3個等級，具體要素分解見表1。美景度模型利用多元數量化模型I進行構建，使用SPSS 19.0統計軟件中的多元線性回歸程序Backward建立美景度預測模型。
2.1不同測試人群SBE評分一致性分析
數據分析把調查人群分為專業組一非專業組、男性組一女性組、不同年齡組（包含20歲以下、20-30歲、30-40歲、40歲以上）三類組別。專業組一非專業組回歸方程為y=0.679+0.832x（R2=0.713，p
2.2樣本植物組團美景度評分
表2為各調查樣本的SBE評分。其中，得分最高的為樣本180-5，SBE標準化得分是0.99；得分最低的為樣本360-2，SBE標準化得分是-1.51。樣本360-2植物組成為5株木荷Sehima superba，3株種植間距較大的木犀Osmanthusfragrans，地被植物基及樹Carmonamicrophylla、長春花Catharanthusroseus、龍船花Ixora chinensis和變葉木Codiaeum variegatum，整個植物組團色彩對比不明顯，以綠色為主，僅有的色葉植物變葉木畫面占比極小，骨干植物木荷和桂花密度較低，故大眾給予最低評分。樣本180-5則反之，植物組團中的香石竹Dianthus caryophyllus、金葉假連翹Duranta repens cy、紅花椹木Loropetalum ehinense Vitr.rubrum和花葉榕Ficus microcarpa vy色彩亮麗，對比強烈，畫面占比較高，骨干植物樟Cinnamomum eamphora、木犀、狗牙花Ervatamia divaricata種植密度較高，因此該樣本得分最高。
2.3植物組團美景度模型的建立
使用SPSS統計分析軟件對所選的10個項目進行運算，根據運算結果對偏相關系數進行t檢驗，經過14次的運算，剔除無效指標因子，最終篩選出色彩對比度（x5）、植物密度（x6）、形態多樣性（x7）、種類多樣性（x10）共4個景觀要素作為影響園林植物組團美景度的主導因素進行建模。具體模型如下：Y=0.608X5-0.487X6+0.267X7-0.067Xx0（R2=0.520）。方程F檢驗結果為：F=7.569**>F0.01（4，28）=4.07，模型方差分析達到極顯著水平，線性方程系數的檢驗值見表3，各相關系數都達到極顯著水平，本模型可作為園林植物組團美景度的預測模型。
由建立的美景度模型可知，影響園林植物組團美景度的主要景觀要素是色彩對比度、植物密度、形態多樣性、種類多樣性。公眾對園林植物組團的偏好性有如下規律：1）從植物組團的構景色彩來看，公眾更傾向具有強烈色彩對比度的植物組團，因此美景度評分較高；2）從植物組團的種植密度來看，稀疏的植物種植密度美景度評分較低，表明公眾不喜歡稀疏零散的植物組團，種植施工時需結合植物的生長特性合理權衡種植密度；3）從植物組團內的形態多樣性分析表明，美景度評分高低與植物形態多樣性呈正相關，因此，一個植物組團要具備一定的形態多樣性和富于變化的植物形態，才能獲得大眾的認可；4）從植物組團的種類多樣性分析表明，美景度值與種類多樣性呈負相關，因此，一個配置合理的植物組團不能有太繁雜的植物種類。
3.結論與討論
篇5
關鍵詞：紫錐菊；SRAP；遺傳多樣性
中圖分類號：S567.9文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）05-0060-03
紫錐菊[Echinacea purpurea （L.） Moench]為菊科松果菊屬植物，原產北美洲，具有廣泛的治療范圍和穩定確切的療效[1～3]，近年來成為國際草藥市場十大流行草藥之一。20世紀90年代，國內各地開始作為藥用植物引種。不同種源紫錐菊在株高、莖色、花色及有效成分含量等方面均有一定差異，呈現出一定的遺傳多樣性。筆者曾利用過氧化物同工酶對紫錐菊的遺傳多樣性進行初步研究[4]。DNA多態性是生物多樣性的本質，越接近DNA水平的數據就越能準確反映植物的遺傳多樣性。SRAP技術作為新近開發出的分子標記技術，已在部分藥用植物研究中應用[5～7]，但在紫錐菊中的研究尚未見報道。本試驗利用SRAP分子標記技術研究紫錐菊的遺傳多樣性，構建系統進化樹，為合理開發和利用藥用紫錐菊資源奠定基礎。
1材料與方法
1.1試驗材料
以莖色、花色和舌狀花瓣形態作為主要形態學鑒定指標，選擇表型差異明顯的14個樣品作為試驗材料，于2010年7月采自安徽桐城和山東中醫藥大學藥用植物園（表1）。經山東中醫藥大學教授周鳳琴鑒定為紫錐菊[Echinacea purpurea（L.）Moench]。取各樣品植株嫩葉，硅膠干燥，保存備用。
1.2試驗方法
1.2.1基因組DNA的提取供試材料基因組DNA的提取采用改良CTAB法[8]。
2.3聚類分析
SRAP分子標記技術針對基因的外顯子GC含量豐富而啟動子和內含子AT豐富的特點設計引物進行擴增[7]，檢測基因的可讀框區域，因而體現的是物種間基因的多態性。由圖2可知，在遺傳相似系數為0.70時，14份供試樣品分為5個類群。同引種自浙江的Z3、Z9和Z10聚合在一起，L單獨聚為一類，表明紫錐菊樣品間的親緣關系與種質來源地之間存在一定相關性。
3結論與討論
由于多態性條帶比率計算簡單、直觀且能夠在一定程度上反映遺傳多樣性，因此在研究中得到廣泛應用。本研究用篩選出的9對SRAP引物組合對14份不同地域不同表型的紫錐菊樣品進行PCR擴增，多態性條帶百分率為80.7%。表明SRAP可以應用于紫錐菊種內遺傳多樣性分析。同時也說明，不同地域來源或不同表型的紫錐菊樣品材料間有著豐富的遺傳多樣性，存在較大的遺傳差異。從遺傳學的角度來看，豐富的遺傳多樣性意味著較高的適應能力、較大的進化潛力以及豐富的育種和遺傳改良潛力。14份紫錐菊樣品間的遺傳相似系數為0.6140～0.8129，聚類結果顯示，來源地相同的樣品聚為一類，說明紫錐菊樣品間的親緣關系與種質來源地之間存在一定相關性。
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篇6
關鍵詞：分子標記；藥用植物；簡單序列重復（SSR）；擴增片段長度多態性（AFLP）；單核苷酸多態性分析技術（SNPs）
中圖分類號：S567 文獻標識碼：A 文章編號：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）
中是野生中藥材資源最為豐富的國家，目前已識別有11 000多種，無論其種類或數量均列世界之首[1]，為中國中藥文化產業的國際化創造了豐富的資源條件。但近年來，隨著人們對養生、保健等意識的不斷提高，導致中藥材的市場需求極度擴增，一些以野生種質消耗為主的名貴中藥材正面臨瀕危甚至滅絕。傳統的研究利用方法在藥用植物識別、開發、利用以及保護等方面都相對落后。然而近些年，以RFLP[2]為代表的DNA分子標記技術的興起，為實現當代藥用植物研究的現代化提供了現實手段與條件。分子標記技術（亦或分子鑒別技術或DNA分子標記技術）[3，4]，是一種基于遺傳物質的研究方式，這使其具備了不受生長環境的影響、檢驗精度高及重現性好等優點。隨著DNA分子標記技術的不斷運用與革新，以分子雜交為基礎的第一代標記技術，由于操作過程復雜、周期長等原因，正逐漸退出分子研究領域。而圍繞PCR技術為核心的新型分子標記技術正廣為使用，并日臻成熟。
1 常用分子標記技術的原理及特點
1.1 簡單序列重復（Simple sequence repeat，SSR）
SSR亦稱為微衛星DNA，它由2-5個堿基組成，如（GA）n、（TG）n、（GAC）n等，其中最常見為二核苷酸重復形式。SSR序列的長度在不同基因組間由于重復次數以及程度的不同具有高度的變異性，而展現出較高的多態性。SSR標記原理是根據其兩端的保守序列設計特異性引物，經過PCR擴增后，再利用變性或者非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳對擴增產物進行分離，繼而體現不同樣本基因組DNA的多態性。
簡單重復序列具有較多優點，其共顯性可區分純合型與雜合型，以及還有靈敏度高、穩定性好以及操作簡便等優點。但目前SSR獲得的方式參差不齊，前提都是要提前知道目的基因的序列信息。
1.1.1 簡單重復區間序列（Inter-simple sequence repeat，ISSR） ISSR是Zietkiewicz等[5]于1994年發展起來的一種加錨SSR技術。它的原理是在SSR引物的5′或3′端錨定2個或以上的SSR堿基，引起特定位點退火，從而提高擴增專一性，得到的特異性片段再通過變性或非變性聚丙烯酰胺凝膠進行分離，最后根據不同的多態性條帶分析多態性。
其優點在于無需提前知道樣品基因序列，ISSR可為研究者快速高效地提供基因組信息；引物序列相對較長，通過提高退火溫度進而保證了結果的可靠性；樣本DNA質量要求不高，且所需量少；引物的通用性廣，不具種屬特異性。但在實際應用中也存在一定缺陷，如：穩定的實驗體系條件需要探索構建，且顯性標記亦不能區分純合型和雜合型。
1.1.2 表達序列標簽（Expressed sequence tags，ESTs） 表達序列標簽是基于EST數據庫或cDNA文庫的一種標記技術，是一種能快速、高效地揭示基因容量的標記方法，由1989年Venter首次提出。它能特異地展示出基因某一位點的表達情況，能夠直接反映出功能基因的生物信息[6]，同時也為地道藥用植物的鑒別、開發利用提供了新的候選基因。因此，基于ESTs開發的SSR技術（即EST-SSR）是一種穩定、可靠的分子標記技術[7]，可直接用于基因作圖[8]，從而指導功能基因的預測。
EST-SSR與傳統SSR技術相比較，無需構建DNA文庫而節約了實驗成本。而且，在功能基因研究方面，EST-SSR更接近功能基因組；表達序列標簽直接來源于編碼序列，從而為基因組比較學以及同源基因的研究提供更可靠的途徑。但也有不足之處：與SSR相比，多態性較低；同時，ESTs只代表了基因組DNA的一部分，所包含的信息不夠全面，且現行的一些序列拼接軟件也存在一定的局限性，分析過程中也可能丟失一些重要的基因組信息。
1.2 擴增片段長度多態性（Amplified fragment length polymorphisms，AFLP）
AFLP是1992年荷蘭科學家Zabeau和Vos發明的一項新專利[9]。其原理是植物基因組DNA經過限制性內切酶酶切后（通常采用雙酶切），與特定的接頭相結合而得到帶有特定接頭的特異性片段，這些片段再與PCR引物的3′端識別后進行特異性擴增，最后再將擴增產物通過聚丙烯酰氨凝z電泳篩選，進而分析其多態性。
AFLP是RFLP技術與PCR技術的結合，其具備了高多態性、操作簡易、可以同時處理大量樣品等優點。近年來，AFLP已廣泛應用于藥用植物遺傳圖譜的繪制、物種遺傳多樣性分析及分類研究、輔助育種、功能基因定位等多方向的研究[10，11]，且AFLP目前已被公認為構建DNA指紋圖譜最可靠的分子標記。其缺點主要是對樣品DNA的質量要求較高，實驗成本也較昂貴，擴增所得結果的分析也相對困難。
1.3 DNA條形碼技術
2003年Guelph大學的Hebert等首次提出DNA條形碼的概念。它是以足夠變異且相對較短的DNA序列為標準，建立的一種新的生物身份鑒別系統，從而實現對物種快速、精準地識別和鑒定，其類似于超市使用條形碼鑒別不同商品。通過特異DNA的比對，對于新種和隱種的發現也具有現實性的幫助[12]。Lahaye等[13]通過單獨使用matK基因對1 000多種蘭科植物進行系統分析，結果證明單獨使用matK基因能夠發現蘭科隱種并證明了DNA條形碼分析的可行性；Newmaster等[14]運用DNA條形碼技術發現了感應草屬的3個隱種以及草沙蠶屬的1個新種。在2008年召開的植物無國界會議上提出了“超級條形碼”技術[15]，決定將葉綠體全基因組序列作為條形碼序列應用在植物物種的鑒別上。Shinozaki等[16]第一次完成了單一物種葉綠體全基因組的測序；2008年Diekmann等[17]又提出了一套較為標準的葉綠體DNA提取方法。Parks等[18]通過對松屬37個樣本進行葉綠體全基因組測序分析，驗證了葉綠體基因組可以作為植物物種水平上的條形碼。近年來，DNA條形碼技術在藥用植物研究中的報道也逐漸增多，對于加快中國生物進化研究的步伐具有重要意義[19，20]。
1.4 基因芯片技術
基因芯片又稱DNA芯片或寡核苷酸陣列，它是將大量已知的探針固定在支持物上[21，22]，通過核酸雜交，再利用激光掃描及分析，來實現對目的基因表達水平或多態性的分析。其高通量、自動化的優勢使其廣泛用于基因的定位、藥物的靶向分析及新藥研發中。Schena于1995年第一次在論文中發表了DNA chip相關研究，Fodor又于第二年年底研制出了第一塊DNA芯片[23]。
基因芯片技術目前主要應用于一些新藥的研發[24，25]、藥物靶向研究以及疾病的診斷等方面。Watanabe等[26]采用高密度基因芯片技術，對經 Egb761處理的小鼠的皮層和海馬細胞的基因表達進行了研究，分析得出其具有拮抗神經病變的藥理作用。李美德[27]應用全基因組表達芯片來檢測從黃芩根中分離出的漢黃芩素作用于肝癌細胞后的基因表達情況，結果發現406個差異明顯的表達基因，通過差異基因的篩選和分析，從而確定了漢黃芩素抗肝癌的分子機制，對藥物靶向基因的確定，以及抗癌藥物的開發提供了新的依據。郭旭東[28]通過基因芯片技術對急性心肌梗死（AMI）患者和健康者外周血的RNA進行差異分析，發現其中的差異基因CYP4F3和USP25可能為AMI診斷的基因標記。張玉金等[29]通過利用從中國2010年版藥典中篩選出的基原植物以及從NCBI數據庫中下載的相應序列進行分析，得到13 814條特異性探針，為中國藥典中基原植物檢測芯片的建立做出了重要貢獻。近年來，不同領域的實用芯片陸續都有報道，且基因芯片技術目前已是高通量藥物篩選的主要途徑，同時也是中藥活性成分篩選的重要手段。
1.5 單核苷酸多態性分析技術（Single nucleotide polymorphisms，SNPs）
SNPs是等位基因之間的單個核苷酸差異，如單個核苷酸的缺失、插入或者是突變等[30]。SNPs標記技術相比微衛星技術而言，SNPs描述的是一種雙等位基因的多態性，而SSR則是多位點等位基因之間的多態性，故SNPs在數量上遠遠超過SSR，因此具有更高的多態性。在人的基因組中，大概1 000 bp就會出現一個SNP，因此可以其作為DNA的一種特異性標記[31]。Xu等[32]通過對水稻親本9 311的SNP檢測，得到了768萬個多態位點，從而繪制了1張高密度的Bin圖譜并成功定位了1個QTL。目前，由于SNP技術主要依靠于基因組DNA的大量測序或者是基因芯片技術，且技術要求高以及實驗成本大等原因，導致在藥用植物方面的研究也相對匱乏。
2 DNA分子標記技術在藥用植物中的研究應用
2.1 中藥材種質資源的鑒定、評價及道地性研究
種質資源是指親本遺傳給子代的遺傳物質，其包括“道地性”種質資源、新種及重要培育品系等。徐蕾等[33]通過運用SSR標記技術在鐵皮石斛種群遺傳多樣性的研究，證實了鐵皮石斛具有較高的遺傳多態性，并順利將36份鐵皮石斛材料分成了3個類別。Shen等[34]利用篩選出的ISSR引物準確地鑒別出了8個野生種石斛藥品。李永清等[35]利用ISSR技術成功將36份鐵皮石斛材料劃分為6個類群。趙香妍等[36]通過ISSR標記技術在北京地區野生柴胡種質資源中的研究，得出北京地區野生柴胡具有一定的地域性分布特征，應加以保護及推廣種植。
2.2 中藥材真偽的鑒別及品種鑒定
隨著中藥材市場需求的不斷擴大，中藥材市場魚目混珠的情況時有發生，同類藥材由于道地性等導致藥效也相差甚遠，而常規的檢測方式卻很難區別。但現行的DNA分子鑒別技術基于高穩定性、不受環境因素及個體發育影響等優點，可以保證鑒定結果的準確性。馬曉沖等[37]通過研究證明基于SNP的分子標記技術能夠穩定地鑒別中藥材澤瀉。滕艷芬等[38]利用matK基因已成功將正品與混淆產品鑒別開來。
2.3 遺傳多樣性及種屬親緣關系的研究
藥用植物遺傳多樣性及親緣關系的研究，對于認識物種的進化歷程、遺傳育種及物種改良等均具有重要意義。傳統的研究方法均是基于對表達產物的研究探索，但藥用植物的化學成分及其含量、外部形態等均會由于生長環境及其他因素影響而有所差別。因此，從傳統研究的角度探索藥用植物的遺傳多樣性就存在很大的局限性，而從分子角度出發的分子標記技術能有效地揭示物N進化演變過程中遺傳物質流動的真實本質，從而使得分子標記技術能夠闡明物種進化、遺傳背景以及種內或種間遺傳關系，為中國珍貴及瀕危中藥材的開發、利用和資源保護提供真實依據。
近年來，隨著分子標記技術的不斷應用與發展，已有多種DNA標記技術成功運用于中藥材遺傳多樣性研究及親緣性分析中。YANG等[39]運用SSR分子標記技術對吉林省5個不同產地的人參材料進行分析，得出不同產地的人參在遺傳物質上呈現出較高的多態性。Li等[40]于2013年利用SSR標記法對洋玉蘭葉綠體全基因組進行近緣物種比對分析，結果顯示洋玉蘭葉綠體基因組的重復序列保守性相對較高。2014年，Galina等[41]又運用SSR標記技術對俄羅斯瀕臨滅絕的人參進行了種群遺傳性狀的分析。朱田田等[42]利用ISSR對甘肅不同產地中麻黃的遺傳關系進行了分析，得出中麻黃遺傳距離跟地理距離有一定的關系。黃穎楨等[43]通過使用ISS標記技術對金線蓮遺傳多樣性進行分析，得出在野生種質資源間金線蓮具有豐富的遺傳多樣性。葉煒等[44]通過利用ISSR對金線蘭及其近緣物種的遺傳多樣性進行研究，得出種群間可能存在基因的交流。唐曉清等[45]利用AFLP技術對不同農家栽培類型的丹參進行分析，結果表明AFLP技術可以作為識別丹參不同栽培類型間遺傳差異的手段。李勇等[46]利用AFLP技術通過對金蓮花遺傳多樣性的研究，得出地理位置較近的種質遺傳相似度較高。唐美瓊等[47]利用AFLP技術對廣西草珊瑚遺傳性狀進行研究分析，結果顯示廣西草珊瑚遺傳多樣性偏低，須盡快采取相應措施。沈亮等[48]通過AFLP技術分析梭梭遺傳多態性得知該物種種內豐度較高，各地區之間的分化較小。李永清等[49]通過ISSR在37份藥用石斛親緣關系研究中的應用，得出ISSR分子標記技術完全可以應用于石斛物種親緣關系的分析。朱田田等[50]通過對不同黃芪和黨參栽培品種遺傳關系的ISSR分析，得出不同品種的黃芪和黨參擁有較高的遺傳多樣性，而且種間差異較大。蔣雨晗等[51]利用ISSR分子技術對14份不同來源的白芍進行研究分析，證明了4個栽培種跟野生種之間有一定的遺傳差異性，而且可以從基因水平把外型相似的白芍栽培品種區別開來。
2.4 DNA遺傳圖譜的構建及數量控制基因定位
DNA遺傳圖譜也稱基因遺傳圖譜或連鎖圖譜，系指基因在染色體上相對應的位置。自從第一張遺傳圖譜的構建以來，越來越多關于藥用植物DNA圖譜的構建也相繼報道。周志勇等[52]首次用AFLP技術構建了人參和西洋參的DNA指紋圖譜，這對人參的鑒別提供了非常有效的工具。虞泓等[53]利用AFLP對石斛4個內種和1個外群種進行DNA多態性分析，用篩選得到的引物構建了5個種的DNA圖譜，并應用bootstrap進行了檢驗，該研究證明了AFLP標記技術可用于構建石斛基因組指紋圖譜。趙紅燕[54]則利用EST-SSR、ISSR、RAPD、SRAP等4種分子標記技術成功構建了浙江鐵皮石斛563個遺傳連鎖。鄭偉耀等[55]運用SSR標記天麻基因組DNA，分析得出擴增位點與天麻素含量有關。巫桂芬等[56]通過黃麻基因DNA分子指紋圖譜的構建，得出每一種被識別出的物種均有其特有的分子“身份證”。
3 展望
中國藥用植物種質資源非常豐富，但是近年來由于氣候的變化以及過度的開采，使得一些稀少的野生藥材資源更是急劇減少，市場也相對混亂，因此從生物本質出發的DNA分子標記技術對于中國藥用植物的鑒定、保護、開采、利用及改造就顯得格外重要。目前，分子標記技術在藥用植物中的研究主要體現在遺傳多樣性研究、種質鑒別及評價、DNA指紋圖譜構建以及基因定位幾個方面。
目前在藥用植物研究應用中的DNA分子標記技術尚存在以下幾個問題：DNA標記技術在中藥材研究中的應用較少，而且存在方向聚集現象，近年關于藥用植物親緣性的研究越來越多，然而在其他一些領域，如藥材活性成分分離與提取以及相關成分控制基因定位等方面的研究卻少有報道，研究范圍不夠全面和深入。另外，每一種分子標記技術都有其各自的優缺點，實驗結果具有一定片面性，而標記技術的聯合應用也處于相對空白狀態；技術要求高，技術培訓相對缺乏。因此，需要加大分子標記技術的研究應用，以便增加其在藥用植物研究中的實用性和可靠性，通過以不同分子技術的研究為基礎，可達到明確中藥材有效藥用成分的基因構成，以及各種藥用植物基因的調控原理及產物的靶向作用原理，以便對中國中藥品種的保護利用及產業化做出更大的貢獻，以此實現中國中藥文化的規范化、產業化以及國際化。
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篇7
關鍵詞：生物多樣性；多樣性功能評價；濕地保護；衡水湖濕地
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 衡水湖濕地屬性
按照國際濕地公約的濕地分類［1］，衡水湖濕地主要為湖泊濕地、沼澤濕地、水體沼澤化濕地、鹽沼濕地、河流濕地和渠道濕地等。其中湖泊濕地、沼澤濕地是濕地的主體，類型與面積占據主要地位。其他類型濕地居次要地位。此外，還有少量人工濕地如溝渠、養魚池等。各種類型濕地關系十分密切，它們相互依存，共同構成衡水湖濕地生態系統。任一類型濕地的退化都將對衡水湖濕地的生態與環境功能產生巨大的影響［2-4］。
1.1 生物多樣性保護層次
衡水湖具有非常重要的濕地生態服務功能，是北溫帶野生動植物聚集地和候鳥南北遷徙不同路線的交匯處，這里有植物370種，鳥類286種，魚類26種，昆蟲194種，兩棲爬行類17種，哺乳類17種，生物多樣性非常豐富。
保護生物多樣性和生態系統功能的完整性與保護珍稀動植物有著同等重要的意義。許多物種雖然未被列入國內外各種動植物保護名錄，但其或為重點保護珍稀鳥類提供棲息地和繁殖地，或直接（間接）為這些珍稀鳥類提供食物，共同構成適宜的鳥類生境。所以保護這些物種，保護生物多樣性對于珍稀鳥類的保護也是至關重要的。同時，保護生物多樣性也就是保護濕地這一天然物種基因庫，以利于我們子孫后代對物種資源的可持續利用，對人類生存和生活也都具有重要的現實和潛在的意義［5］。
1.2 濕地保護類型
濕地是位于陸生生態系統和水生生態系統之間的過渡性地帶，在土壤浸泡在水中的特定環境下，生長著很多濕地的特征植物。濕地廣泛分布于世界各地，擁有眾多野生動植物資源，是重要的生態系統。很多珍稀水禽的繁殖和遷徙離不開濕地，因此濕地被稱為“鳥類的樂園”。濕地強大的生態凈化作用，因而又有“地球之腎”的美名。根據《自然保護區類型與級別劃分原則》(GB/T 14529-93)，衡水湖國家級自然保護區屬于自然生態系統類的濕地類型自然保護區［6］。從生態系統特征上看屬于以華北內陸淡水濕地生態系統為主的平原復合濕地生態系統。
2 濕地生物多樣性功能評價方法
生物多樣性的3個主要層次是物種多樣性、基因多樣性和生態系統多樣性。這是組建生物多樣性的3個基本層次。基因多樣性代表生物種群之內和種群之間的遺傳結構的變異。每一個物種包括由若干個體組成的若干種群。各個種群由于突變、自然選擇或其他原因，往往在遺傳上不同。因此，某些種群具有在另一些種群中沒有的基因突變，或者在一個種群中很稀少的等位基因可能在另一個種群中出現很多。在同一個種群之內也有基因多樣性，在一個種群中某些個體常常具有基因突變。生態系統多樣性既存在于生態系統之間，也存在于一個生態系統之內。總之，物種多樣性是生物多樣性最直觀的體現，是生物多樣性概念的中心。基因多樣性是生物多樣性的內在形式，一個物種就是一個獨特的基因庫，可以說每一個物種就是基因多樣性的載體；生態系統的多樣性是生物多樣性的外在形式，保護生物的多樣性，最有效的形式是保護生態系統的多樣性［7-9］。
作為水陸相兼的生態系統，濕地的獨特生境使它同時兼具豐富的陸生與水生動物植物資源，對于保護物種，維持生物多樣性具有難以替代的生態價值。濕地生物多樣性是所有濕地生物種種內遺傳變異和它們生存環境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物、微生物及其所擁有的基因和它們與環境所組成的生態系統［12］。
物種多樣性是群落生物組成結構的重要指標，它不僅可以反映群落組織化水平，而且可以通過結構與功能的關系間接反映群落功能的特征。
在濕地生態系統評價方法的基礎上，結合生物多樣性的理論和實踐，將物種多樣性和生物多樣性作為一級指標，下設二級、三級亞指標，建立可操作性較強的濕地生物多樣性評價指標體系［13］，見表1。
人類威脅程度分值
對資源保護部構成威脅5保護區與未開發生境毗鄰5
資源的有效保護受到一定的威脅3保護區周邊尚有未開發生境3
資源的有效保護受到較大的威脅1保護區被已開發的區域環繞1
根據濕地生物多樣性現狀調查結果，對照以上賦值逐項打分，將所得分數累加即得到該濕地生物多樣性評價總分值。計算公式為：
R=∑3i=1Ai+∑3j=1Bj(1)
式中：R-濕地生物多樣性總分值；A-物種多樣性分值；i-物種多樣性評價項目數；B-生態系統多樣性分值；j-生物多樣性評價項目。
根據R值的高低，將濕地生物多樣性劃分為5級，見表8。轉貼于 3 衡水湖生物多樣性評價
衡水湖是華北平原上第一個內陸淡水湖國家級自然保護區，同時也是華北平原唯一保持沼澤、水域、灘涂、草甸和森林等完整濕地生態系統的自然保護區［14］。豐富的生物資源是衡水湖的支柱。這里有綠藻、藍綠藻和硅藻等在內的201種浮游植物、平均密度達到了4 000個/L，浮游動物174種、平均密度達到了4 000個/L；這里有蘆葦等挺水植物，藕、睡蓮屬等漂浮有葉植物，眼子菜屬、黑藻屬等深水植物；這里有兩棲綱、爬行綱、哺乳綱野生動物共30多種。所以，衡水湖被稱作“物種基因庫”。
根據調查結果，衡水湖濕地有維管植物366種，鳥類286種，分別占河北省物種總數的42.2%和57.2%。維管束植物有國家三級重點保護植物野大豆；鳥類有國家一級重點保護的7種，有黑鸛、東方白鶴、丹頂鶴、白鶴、金雕、白肩雕、大鴇。生物多樣性評價結果為：
物種多度：A1=A11+A12=7.5+10=17.5
物種豐度：A2=A21+A22=10+7.5=17.5
物種稀有性：A3=A31+A32=2+4=6
則物種多樣性為：
A=∑3i=1Ai=17.5+17.5+6=41
衡水湖濕地大多數植物屬于世界廣布種；在調查的鳥類中，廣布種占總數的23.1%，古北種占種數的68.9%，東洋種占8.0%。衡水湖為沼澤蘆葦香蒲生態系統，在華北屬常見生境類型；生態系統的組成結構簡單、類型單一。衡水湖受人類影響因素較多，對濕地內水體、生物等資源影響較大；濕地周圍為村鎮和農田，沒有未被開發的區域。生態系統多樣性評價結果如下。
生態系統多樣性地區分布：
B1=B11+B12=4+4=8
生態系統多樣性生境類型：
B2=B21+B22=2+6=8
生態系統多樣性人類威脅評分：
B3=B31+B32=1+1=2
則生態系統多樣性為：
B=∑3i=1Bi=8+8+2=18
濕地生物多樣性評價總分為：
R=∑3i=1Ai+∑3j=1Bj=41+18=59
按照濕地生物多樣性評分標準，衡水湖濕地生物多樣性功能進行評價，評價結果為：物種多樣性為41分，生物系統多樣性為18分，衡水湖濕地生物多樣性處于一般水平［15］。從分析結果可以看出，衡水湖濕地物種多樣性占優勢，而生態系統多樣性占劣勢，生態環境受人類活動影響因素較大。
4 結論
利用衡水湖生物多樣性資料，對衡水湖生物多樣性功能進行評價。分別對物種多度、物種豐度和物種稀有性進行分析，計算出物種多樣性；對生態系統多樣性地區分布、生態系統多樣性生境類型和生態系統多樣性人類威脅等指標分析，計算出生態系統多樣性指標。按照濕地生物多樣性評分標準，衡水湖濕地生物多樣性處于一般水平。生物多樣性是自然生態系統生產和生態服務的基礎和源泉。生物多樣性可提供多方位的服務。人類歷史上大約有3 000種植物被用作食物，估計有75 000種植物可作食用。人類就是依賴這些植物得以繁衍。生物技術是以現有生物多樣性為物質基礎的工作，在解決糧食短缺、人類健康、維護生物物種和環境等諸多社會經濟重大問題中將發揮重要作用，將成為21世紀國民經濟的支柱產業。
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篇8
關鍵詞： 新疆野蘋果； 種質資源； 遺傳多樣性； SSR
中圖分類號：S661．1 文獻標志碼：A 文章編號：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
新疆野蘋果[Malus sieversii （Ldb.） Roem.] 別名塞威士蘋果、天山蘋果，維吾爾語和哈薩克語稱牙瓦阿爾馬，是第三紀殘遺植物，已被列為中國優先保護物種名錄，并被列為國家瀕危二級保護植物。新疆野蘋果是珍貴的果樹種質資源，具有抗寒、耐蟲、耐病和耐旱等優良性狀。新疆野蘋果適宜做栽培蘋果的砧木，親和力強，種源豐富，已成為西北地區及其他產區蘋果主要砧木之一，為我國果樹生產做出了重要貢獻[1]。
目前，國內外一些學者對新疆野蘋果資源遺傳多樣性做了大量研究，如李天俊等[2]通過過氧化物酶同工酶測定的結果表明，不同新疆野蘋果種群之間存在明顯的差異，同時也具有同源相似之處，同一種群之間差異不顯著。Lamboy等[3]對采自中亞哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和烏茲別克斯坦的實生苗進行同工酶分析，發現基因型間差異顯著。Volk等[4]采用SSR技術對來自中亞43個半近親系的591個單株進行遺傳多樣性分析發現，等位基因豐度在采樣地之間差異顯著，且各采樣地均有一系列特有的等位基因。馮濤等[5]對新疆野蘋果30個實生株系香味物質組分進行GC-MS分析，結果表明，各實生株系揮發性化合物總含量、各類揮發性化合物種類數及其含量，以及主要揮發性化合物分離比率與含量等存在廣泛的遺傳變異，參試的30個實生株系間差異明顯，遺傳多樣性極為豐富。張春雨等[6]利用SSR技術對新疆野生蘋果居群進行了遺傳結構的研究，結果表明大部分遺傳分化是由居群內部野生單株間差異造成的。
我們在前人研究基礎上以新疆野生蘋果7個天然居群180份樣品為試材，利用SSR技術深入研究了新疆蘋果種質資源的遺傳多樣性，旨在從分子生物學的角度分析新疆蘋果不同天然居群間的親緣關系，并進一步驗證新疆野蘋果的分子遺傳特性，為新疆蘋果的雜交育種及優良品種/品系的選育提供理論依據。
1 材料和方法
1.1 植物材料
材料于2009―2010年在新疆維吾爾自治區7個不同天然居群共采集180份樣品（采樣居群地理位置見圖1）。為保持采集樣本的一致性，根據天然居群的規模，按照均勻分布，隨機采樣的原則，在每個采樣點選擇20~38個樣本，單株間相距在50 m以上，具體采樣點居群地理信息見表1。具體采樣方法：對采樣樹體進行GPS定位，取新鮮幼嫩葉片5～10 g，加入 50～100 g變色硅膠，把干燥的樣本材料帶回實驗室，在室溫下保存即可。
1.2 方法
1.2.1 基因組DNA的提取 采用CTAB法[7]提取新疆野蘋果基因組DNA，并進行DNA樣品的濃度和純度的測定。
1.2.2 SSR引物篩選 從7個不同天然分布居群180份樣品中隨機選取6個樣本，自來源于蘋果的80對SSR引物中初步篩選出35對有產物、主帶明顯的引物。每個居群再隨機選取2個樣本，共計14個樣本，再從中復篩選出13對多態性較好的引物進行SSR分析。試驗的試劑：MgCl2、dNTPS、TaqDNA聚合酶、DNAmarker（100～1 500 bp）均購自北京天根科技有限公司，80對SSR引物由上海生工生物公司合成。
1.2.3 SSR-PCR反應體系優化 SSR初始反應體系參照相關類果樹的SSR-PCR的反應體系[6，8-10]。
新疆野蘋果SSR-PCR初始15 μL反應體系包含：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，正反引物各為1 μmol?L-1，0.5 U?μL-1 Taq DNA聚合酶，DNA模板30 ng，ddH2O；10 μL反應體系包含：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，正反引物各為0.8 μmol?L-1，0.5 U?μL-1 TaqDNA聚合酶，DNA模板30 ng，ddH2O。
相應的擴增程序為：94 ℃預變性，4 min，94 ℃變性45 s，50~59 ℃ 復性45 s，72 ℃延伸1 min，共35個循環，最后72 ℃延伸10 min。
1.2.4 數據處理與分析 對電泳中穩定清晰的擴增片段賦值為1，無帶為0，構建二元數據矩陣。用POPGENE version 1.32軟件分析居群遺傳多樣性及遺傳結構，利用NTSYS-PC軟件進行聚類分析。
2 結果與分析
2.1 遺傳多樣性
遺傳多樣性的常用度量指標為居群多態性位點、有效等位基因數（Ne）、Nei’s基因多樣性（H）與Shannon信息指數（I）等。基因多樣性不僅是衡量居群遺傳多樣性最常用的指標，同時也反映居群中等位基因的豐富度和均勻度。在新疆野蘋果7個居群中，13對引物擴增多態性位點最高為伊寧居群，檢測到119個位點，多態性位點百分率為92.25%。最低為霍城居群，檢測到103個位點，多態性位點百分率為79.84%，說明各居群內的多態性處于較高水平按所檢測的多態位點豐富程度，5個居群的排序為：伊寧（92.25%）>新源（91.47%）>額敏（91.47%）>鞏留（90.70%）>裕民（89.15%）>托里（80.62%）>霍城（79.84%）（表2）。
從表2可知，各居群內的有效等位基因數介于1.482 1～1.617 9，其中新源居群最高，霍城居群最低。具體排序為新源（1.617 9）>鞏留（1.599 2）>額敏（1.579 4）>裕民（1.538 8）>托里（1.532 4）>伊寧（1.505 0）>霍城（1.482 1）。Nei’s基因多樣性指數（H）分析顯示，各居群內Nei’s基因多樣性指數變動為0.276 8～0.349 7，其中新源居群最高，霍城居群最低。7個居群的Nei’s基因多樣性指數依次排列為新源（0.349 7）>鞏留（0.343 2）>額敏（0.331 3）>裕民（0.311 6）>托里（0.303 6）>伊寧（0.298 6）>霍城（0.276 8）。Shannon信息指數（I）研究結果顯示，不同居群內Shannon信息指數值的變化在0.411 9～0.512 9，其中新源居群最高，霍城居群最低。7個居群Shannon信息指數值的排序為新源（0.512 9）>鞏留（0.505 7）>額敏(0.490 2）>裕民（0.490 2）>伊寧（0.451 0）>托里（0.447 2）>霍城（0.411 9）。
總體來看，新源居群無論是有效等位基因數（Ne）、Nei’s基因多樣性（H）還是Shannon信息指數（I）在7個居群中都是最大值，由此可知在7個居群中新源居群的遺傳多樣性最豐富，因此在原位的種質資源保護計劃中應優先考慮新源居群。此外，新疆野蘋果種級水平的Shannon信息指數（I）為0.551 6，居群內為0.468 9，居群內遺傳多樣性等于居群內平均I值比種級水平I值。因此可得出：居群間和居群內遺傳多樣性分別占總遺傳多樣性的15％和85％，居群內遺傳多樣性大于居群間遺傳多樣性，即新疆野蘋果居群的變異主要存在于居群內部（表2）。
2.2 遺傳分化
新疆野蘋果7個居群總基因多樣性指數（Ht）為0.374 6，各居群內基因多樣性（Hs）為0.316 4，遺傳分化系數為0.155 3，基因流為2.719 2 （表3）。可見新疆野蘋果居群內和居群間均存在一定的的遺傳分化，新疆野蘋果遺傳多樣性84.47%存在于居群內，15.53%存在于居群間，表明新疆野蘋果的遺傳變異主要來自于居群內部，少部分來自于居群間。
2.3 居群間的遺傳相似度和遺傳距離
遺傳相似度和遺傳距離是衡量居群間物種種源變異水平的重要指標，反映居群間的遺傳分化程度和親緣關系的遠近。根據Nei（1978）遺傳相似度（I）和遺傳距離（D）無偏估計值（表4），居群的遺傳相似度在0.835 7～0.973 9，其平均值為0.910 2；居群的遺傳距離在0.026 4～0.179 5，其平均值為0.095 1。2者均表明居群間親緣關系很接近，但也存在一定的遺傳變異性，其中，裕民居群和額敏居群之間的遺傳相似度最高，它們的居群遺傳距離最小；霍城居群和托里居群之間遺傳相似度最低，它們的居群遺傳距離最大。由此可以看出，裕民居群和額敏居群親緣關系最近，遺傳分化程度小；霍城居群和托里居群親緣關系最遠，遺傳分化程度大。
2.4 居群間遺傳關系的聚類分析
為進一步探討新疆野蘋果種內和種間的遺傳關系，對新疆野蘋果的Nei's（1978）遺傳距離進行UPGMA聚類分析，以分層聚類平均距離0.14為閾值（圖2中虛線所示）可進一步分析居群間遺傳關系。從居群間的聚類圖顯示（圖2）：7個分布居群劃分為3個類群，其中霍城居群、新源居群和鞏留居群可聚為第1類，伊寧居群、額敏居群和裕民居群可聚為第2類，托里居群可以單獨聚為第3類。總體來看，所分類別中各新疆野蘋果居群間的親緣關系較近。同時，從圖中還可看出，額敏居群和裕民居群的遺傳距離最小，親緣關系近，霍城居群和托里居群遺傳距離最大，親緣關系較遠。
3 討 論
3.1 居群遺傳多樣性
居群的遺傳結構揭示居群內部遺傳變異的分布格局，有利于準確了解該居群的形成過程和機制[11]。通過衡量新疆野蘋果不同居群的居群多態性位點、有效等位基因數（Ne）、Nei’s基因多樣性（H）、Shannon信息指數（I）、遺傳分化系數（Gst）和基因流（Nm*）等，都可以看出新疆野蘋果無論在居群水平還是物種水平都存在豐富的遺傳多樣性。與前人研究既有相同之處又存在一定差異，如在居群水平研究顯示，新疆野蘋果居群的變異主要存在于居群內部，此結論與前人研究結果基本一致；而新疆野蘋果的遺傳多樣性以新源居群最高，霍城居群最小，此結果與張春雨等[6]認為的鞏留居群遺傳多樣性水平最高，而新源次之的結論不同，其主要原因素可能與取樣居群的具體地點和采樣量有關。而分析新疆野蘋果在物種水平物種水平和居群水平具有較高的遺傳多樣性原因認為，新疆野蘋果作為一個自然的植物群落，長期以來主要依靠種子實生繁殖等一套固有的繁育體系來維持種群的繁衍和遺傳平衡，它是造成新疆野蘋果遺傳多樣性豐富的主要因素；其次是新疆野蘋果根蘗繁殖對遺傳多樣性水平具有一定的維系作用。然而，近年來人類活動對新疆野蘋果原生境干擾嚴重，造成新疆野蘋果資源量急劇下降，部分優良遺傳性狀已流失，因此新疆野蘋果資源保護和利用迫在眉睫。
3.2 居群的遺傳變異與分化
由本研究中新疆野蘋果遺傳分化系數Gst為0.155 3分析可知，新疆野蘋果的84.5%的遺傳變異存在于居群內部，15.5%的遺傳變異存在于居群之間，此研究結果與Lamboy、Volk、張春雨等[3-4，6]試驗結論相符。根據Wright[12]對遺傳分化系數的大小與分化程度的關系的規定，遺傳分化系數介于0～0.05之間說明居群遺傳分化很弱，介于0.05～0.15之間說明居群遺傳分化中等，介于0.15～0.25之間居群遺傳分化較大，大于0.25表明居群遺傳分化極大。本研究中新疆野蘋果居群的遺傳分化系數均大于0.15，說明新疆野蘋果居群的遺傳分化較大。
基因流強弱對居群遺傳分化具有重要影響。Loveless等[13]認為居群間基因流大于1，能發揮其均質化作用；小于1就不足以抵制居群內因遺傳漂變而引起居群間遺傳分化。新疆野蘋果居群的Nm為2.719 2，遠遠大于1，則說明新疆野蘋果的基因流傳授無阻礙，新疆野蘋果居群間存在適當的基因交流。居群間的基因流主要是由花粉或種子攜帶外來基因產生的[12]，而新疆野蘋果是種子還是花粉影響基因交流，有待進一步研究探討。
4 結 論
利用SSR標記技術對新疆野蘋果居群進行了遺傳多樣性分析，可以得出以下幾個結論： 1）從80對SSR引物中篩選出13對多態性明顯引物用于PCR擴增，共檢測出119個多肽位點，占92.25%。2）新疆新源居群有效等位基因數（Ne = 1.617 9）、Nei’s基因多樣性（H = 0.349 7）還是Shannon信息指數（I = 0.512 9）在7個居群中最大。3）新疆野蘋果居群的變異主要存在于居群內部，居群內的遺傳多樣性（85％）大于居群間的遺傳多樣性（15％）。4）裕民居群和額敏居群親緣關系最近，霍城居群和托里居群親緣關系最遠。
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篇9
[關鍵詞] 確定依據 自然保護區 保護范圍 外來物種引進 措施 法律制度
1992年將生物多樣性定義為:指所有來源的活的生物體中的變異型,這些來源除其他外包括陸地,海洋和其他水生生態系統及其構成的生態綜合體;這包括物種內,物種之間和生態系統的多樣性。自此,各種關于生物多樣性保護的思想和活動應運而生,其中,確定生物多樣性保護對象的范圍及其依據已經是當今理論界研究的一個熱點問題,并且成為我國生物多樣性保護立法的基礎和首要任務。
一、我國生物多樣性保護的依據
1.生物多樣性的決定因素及保護生物多樣性的目的
生物多樣性，取決于生態系統中生物鏈的穩定性。而生物鏈的穩定性又是由環境決定的, 因此,生物多樣性的狀況最終由其生存環境和整個生態系統決定。關于生物多樣性保護的目的,使物種在自然系統中充分發揮各自的作用,結構性和功能性得以保證,從而維持整個生態系統的穩定和豐富多彩。
2.生物多樣性與生態系統
(1)生物多樣性與生態系統的理論關系
目前,我國生物多樣性保護主要集中在瀕危物種上,而事實證明,我們未來的工作必然轉向生態系統功能上。保護生物多樣性的目的是為了整個生態系統的平衡和人類的可持續發展，生物多樣性的價值不僅體現在瀕危物種上，更重要的體現在生態系統和與人類的關系上。人們關心生物多樣性的喪失對人類生存的威脅，首先會注意到最易滅絕的物種上, 越是瀕危越重要,這一點是非常合理的, 然而,隨著實踐的發展,人們便會認識到物種與森林保護、濕地保護和生物圈等有著更為重要的關系生物多樣性與生態系統的平衡才是最終目標。
(2)自然保護區在生物多樣性保護中的有效性分析
自然保護區是指為了保護珍貴和瀕危動、植物以及各種典型的生態系統，保護珍貴的地質剖面，為進行自然保護教育、科研和宣傳活動提供場所，并在指定的區域內開展旅游和生產活動而劃定的特殊區域的總稱。世界各國劃出一定的范圍來保護珍貴的動、植物及其棲息地已有很長的歷史淵源，一般都把1872年經美國政府批準建立的第一個國家公園――黃石公園看作是世界上最早的自然保護區。20世紀以來自然保護區事業發展很快,目前全世界自然保護區的數量和面積不斷增加，并成為一個國家文明與進步的象征之一。截止2007年,中國也已建立各級自然保護區900多處，大家普遍認為,自然保護區在涵養水源、保持水土、改善環境和保持生態平衡等方面發揮了重要作用,特別是對瀕危,珍稀物種的繁殖、馴化貢獻尤為重大.而我認為,看到自然保護區效果的同時其負面影響也值得探討:這種保護技術雖然在短期內起到了保護物種生存的目的,但它將動物與其自然棲息地隔離開來,不同程度的干擾了生態進程, 物種與環境,物種與物種之間的演化過程就此消失,是目前生物多樣性保護的一個嚴峻挑戰.以大熊貓保護為例,建立專門的保護區使其在一定程度上回歸了自然生態環境,在人工幫助下繁衍生息,但本質仍是被保護而非自然生存狀態,它作為生態系統元素的一部分,功能并沒有得到發揮,其野性和生存能力不是加強了,而是大大減弱了,長遠看來,反而不利于其未來的發展.此外,自然保護區的經營和管理也已出現問題,主管部門較多 ,各自為政,影響了整體規劃;許多保護區由于國家和地方政府沒有提供足夠的經費，而不得不面對現實，通過各種途徑增加收入, 把開發利用保護區的旅游資源與其他生物資源作為保護區增加收入的主要途徑;部分地區由于資源緊張,還出現了居民和保護區爭奪資源使用權的現象，這些因素都影響了保護生態環境,保護物種目的的發揮,因此, 自然保護區的有效性問題至得認真商榷。
3.生物多樣性的區域性
(1)生物多樣性的區域性理論
不同的物種適應不同的地理和氣候條件,生物多樣性保護并不意味著地球上每一個角落的生物都一樣多,結構都完全相同。不同地區都有適合其條件而生長的物種,該物種在此地數量多起積極作用,在另一地方則可能相反。例如外來物種入侵問題,由于人們對物種特性的不了解,致使某個物種的引進對當地生態。系統造成了極為嚴重的破壞。由此可見,物種的區域性本身就是生物多樣性保護的一個重要方面。
(2)外來物種引進在生物多樣性保護中的有效性分析
為了生物多樣性保護工作的開展,一段時間內我們便將引進外來物種作為快速增加物種數量的重要手段,這種方法短期內看似有效,卻帶來了一個長遠和影響深刻的大問題,即外來物種入侵: 生態系統是經過長期進化形成的，系統中的物種經過上百年、上千年的競爭和適應，才形成了現在相互依賴又互相制約的密切關系。一個外來物種引入后，有可能因不能適應新環境而被排斥在系統之外，必須要有人的幫助才能勉強生存；也有可能因新的環境中沒有相抗衡或制約它的生物而成為真正的入侵者，打破平衡，改變或破壞當地的生態環境。以“紫色惡魔”的鳳眼蓮即俗稱的“水葫蘆”為例,1884年，原產于南美洲委內瑞拉的鳳眼蓮被送到了美國新奧爾良的博覽會上，來自世界各國的人見其花朵艷麗無比，便將其作為觀賞植物帶回了各自的國家，殊不知繁殖能力極強的鳳眼蓮便從此成為各國大傷腦筋的頭號有害植物。在非洲，鳳眼蓮遍布尼羅河；在泰國，鳳眼蓮布滿湄南河；而美國南部沿墨西哥灣內陸河流水道，也被密密層層的鳳眼蓮堵得水泄不通，不僅導致船只無法通行，還導致魚蝦絕跡，河水臭氣熏天；而我國的云南滇池，也曾因為水葫蘆瘋狂蔓延而被專家指稱患上了“生態癌癥”。由此可見,盲目引進外來物種,不僅不能促進生物多樣性保護工作的開展,嚴重的情況下還可能發展為一場生態災難。
二、我國生物多樣性保護的范圍
生物多樣性保護對象的范圍包括哪些,主要有兩種觀點:一種認為,保護生物多樣性就是要采取措施保護瀕危及珍稀物種,減小物種滅絕速度.另一種則認為, 保護生物多樣性，那就是保護所有生物,任何物種都不應從生態系統中消失.這兩種觀點都是片面的,確定生物多樣性的保護對象必須有科學的依據,以下兩個問題值得大家商榷:
1.是否每一個物種都應受到保護
從各類研究數字可以看出,生物多樣性保護的現狀是不容樂觀的,過去60萬年間10萬種左右的物種才消失,而現在每一個小時就會消失一種生物,物種滅絕的速度是相當驚人，自1600年以來， 人類已經導致75%的物種滅絕。由此,許多人提出,保護生物多樣性就是要保護地球上所有存在的物種,使物種的數量保持在最大數目.我認為這一點是需要認真考慮的:從進化論而言，每一個物種在長期進化過程中能保存下來，都有它的合理性.但同時,自然界也遵循自然選擇的規律,隨時淘汰那些不符合環境,地理狀況及氣候物種,達到自然狀態的最優化.生態系統中所有物種都是彼此聯系的，但它們的作用并不完全相同,某一個物種滅絕、或者瀕危，并不足以使生態系統發生根本性的改變，關鍵還要看滅絕或瀕危的是什么樣的物種,因此,保護生物多樣性并不是簡單的保護所有物種,而是要盡可能的減少人類活動對自然和環境的影響,使不該滅絕的物種降低滅絕的危險。
2.物種的保護應注重量和質的結合
目前,我國已經采取許多措施開展生物多樣性保護工作,取得了明顯效果,所建的自然保護區涵蓋了我國70%的陸地生物系統、80%的野生動物和60%的高等植物，使絕大多數珍稀瀕危野生動植物得到保護.我們在保護物種上做出的成績值得肯定,另一方面,還應該充分認識到物種質量的重要性.保護生物多樣性不單單是盲目的維持和增加物種的絕對數量,還要考慮物種的未來發展,其年齡結構必須合理,性別結構必須穩定,優勢基因必須發揚,從整體上提高物種的質量,才能適應環境的變化和生態系統本身的需求。
三 我國生物多樣性保護應采取的措施
保護生物多樣性是我國目前的一個重要任務,確定好生物多樣性保護的對象及其依據,完善相關法律制度首當其沖,我認為,實踐中應該對各個物種的情況具體分析,采取不同的保護措施:
1.就地保護:為了保護生物多樣性，把包含保護對象在內的一定面積的陸地或水體劃分出來，進行保護和管理。就地保護的對象，主要包括有代表性的自然生態系統和珍稀瀕危動植物的天然集中分布區等. 目前，全世界的生態專家已經得到一個共識，如果你要去保護野生動物，那么最好的理念就是在野生動物的家鄉、原始棲息地去保護它。比如說保護大熊貓，不是將其放在動物園里,而是將它放到保護區內更為合理。當然,待情況轉好后,大熊貓的最后歸宿不是被人們養起來,而是被放歸大自然自由生存.就地保護是現今我國最重要,涉及面最廣的一項保護措施。
2.遷地保護:為了保護生物多樣性，把因生存條件不復存在，物種數量極少或難以找到配偶等原因，而生存和繁衍受到嚴重威脅的物種遷出原地，移入到動物園、植物園、水族館和瀕危動物繁育中心，進行特殊的保護和管理。遷地保護為行將滅絕的生物提供了生存的最后機會,然而,將物種放進動物園,植物園是不是就達到最終目的了,答案是否定的,遷地保護目的是使即將滅絕的物種找到一個暫時生存的空間,待其元氣得到恢復,具備自然生存能力的時候,重新回到生態系統中,發揮應有的作用。遷地保護是就地保護的一個重要補充。
3.建立基因庫
為了保護生物多樣性,人們已經開始了一項新的計劃,建立基因庫,來實現保存物種的愿望。科技高速發展的今天，我們把各種珍稀動物的胚胎、基因冰凍起阿種措施聽起來可以解決一切問題,實踐中必須予以嚴格控制。因為它一定能夠程度上挑戰了大自然的生存規律,一旦濫用會對人類和生態系統造成無法彌補的后果。
4.為了保證生物多樣性保護工作的順利高效開展,我們必須運用法律手段,完善相關法律制度:第一,補充自然保護區制度,明確保護區的設立和管理體制。第二,建立嚴格的控制外來物種入侵制度。從維護國家和地區生態安全的角度出發,加強對外來物種引入的評估和審批,實現統一監督管理.如加強生物引種,交通運輸,國際貨物貿易等分方面的監督,建立生物引進風險評價等。第三,建立基金制度。要有效的保護生物多樣性就要有強大的經濟基礎.有關部門應建立完善的基金制度,保證國家專門撥款,爭取個人,社會和國際組織的捐款和援助,為實踐工作的開展提供強有力的財力支持。
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篇10
關鍵詞：桉樹；不同密度；林下植被；多樣性
中圖分類號：S758.5文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）13002802
1引言
桉樹為桃金娘科（Myrtaceae），桉樹屬（Eucalyptus），共有 945 個種和變種＼[1＼]，原產地為澳大利亞，少數分布在印度尼西亞和菲律賓群島等地。1890年起桉樹被引入中國，最早是作為園林景觀和綠化樹種被培育和種植，其具有較強的適應性和抗性、生長速度快、產量高、病蟲害少、材質好、枝繁葉茂的優良特性。2010年，廣西全區桉樹人工林面積達到165萬hm2，占全區人工商品林面積的30.5%，全區桉樹活立木蓄積量達到6000萬m3，占人工商品用材林總蓄積量的20.9%，廣西桉樹人工林面積、生長量、蓄積量繼續穩居全國第一位＼[2＼]。然而，廣西桉樹研究主要集中在人工林經營策略以及生產水平方面，對桉樹林下不同密度林下物種多樣性研究較少。當前國家意識到了物種多樣性逐漸退化的問題，并投入了大量資金進行物種多樣性保護，且制定了多項法律條規限制森林的砍伐。桉樹是我國華南地區發展最為迅速的人工林，也是人工林發展中爭議最多的樹種＼[3＼]。速生桉在高速生長的過程中伴隨著大量的生態問題，并急需驗證桉樹人工林的物種多樣性問題＼[4＼]，因此，本文通過調查不同密度桉樹人工林林下生物多樣性情況，對桉樹人工林生態系統進行評價。
2試驗基本情況
2.1試驗地概況
試驗樣地設置于廣西國有欽廉林場舊場部烏家鎮旁，地處東經108°40′～109°01′，北緯22°13′～22°15′之間，屬北熱帶濕熱季風氣候區。該地光照強、氣溫高，熱量豐富，雨量充沛，夏濕冬干。年均溫度22～22.3℃，極端最低溫-0.8℃，極端最高溫37.2℃，≥10℃年積溫為7886.3～7982.7℃。年均降雨量1771.4～2103.3 mm，年均蒸發量1693.9～1671.2 mm，相對濕度81%～82%。土壤主要有磚紅壤和赤紅壤兩個種類。土層中厚、表土層薄，石礫含量較多，有機質含量低，肥力低。灌木有野牡丹、桃金娘、崗松、三叉苦、鴨腳木、白背桐、鹽膚木等。常見的草本植物有五節芒、蔓生莠竹、鷓鴣草、鐵芒萁和其它蕨類。覆蓋率總體在48.5%～63.2%
2.2試驗方法
對廣西國有欽廉林場舊場部烏家鎮旁設置樣地展開調查，試驗樣地進行低密度（100株/hm2），中密度（1200株/hm2），高密度（1500株/hm2）三個種植密度，分別選取3個10 m×10 m（100 m2）的標準樣地進行調查，主要記錄樣方內植物的種類，多度和物種的覆蓋度等生態計量指標。
2.3物種重要值及多樣性指數的計算
結合外業調查統計分析，對林分的灌草層進行計算，具體運算公式如下＼[5＼]。
（1）物種豐富度指數：
Margalef指數（d1）：d1=S-1lnN
Menhinick指數（d2）：d2=SN0.5
其中，S為出現在樣地的物種數；N為總個體數。
（2）多樣性指數：
Shannon- Wiener指數（H′）：H′=-∑si=1pilnpi
Simpson指數（D）：D=1-∑si=1pi2
其中，pi為種i的個體數與樣方個體總數的比值。
（3）均勻度指數：
Pielou 均勻度指數（Jsw）：Jsw =-∑NiN×lnNiNln s
Alatalo均勻度指數（Jsi）：Jsi=1/∑NiN×（NiN-1）e-∑（NiN×lnNiN）-1
其中，D為Simpson指數，S為出現在樣地的物種數，Ni為物種個體數，s為總個體數。
3結果分析
在桉樹人工林中，不同密度林下植物種類多樣性表現為：中密度>低密度>高密度。桉樹人工林豐富度指數（Margalef 指數）在桉樹人工林高密度表現為灌木層>草本層，中密度和低密度則表現為草本層>灌木層。在不同密度桉樹人工林中，高密度、中密度和低密度的林下物種多樣性指數（Shannon 指數）均表現為灌木層>草本層，然而，林分受光照的影響，高密度林下物種的草本層Shannon指數遠遠高于灌木層Shannon指數。隨著桉樹人工林的坡度變化，灌草層物種多樣性指數變化為：中密度>低密度>高密度。中密度林分的Shannon指數（H'）和Simpson指數（D）分別為1.47和 0.58，均為各個林分中最高，在高密度表現為最小，分別為0.58和0.40。另外，桉樹人工林平均草本層多樣性指數Shannon指數為1.06，變異系數為16.6%，而桉樹人工林的灌木層多樣性指數Simpson指數值為0.480，變異系數僅僅為19.1%，高于草本層的變異系數，變化范圍較大。
桉樹中密度灌木層的物種豐富度指數均高于桉樹人工林不同破位的豐富度值，其值分別為1.44和0.46，但桉樹人工林中密度的草本層豐富度指數（Margalef 指數）均高于其他坡度的林分，表明了桉樹人工林中密度植物種類豐富，林下光源充足。另外，桉樹人工林灌木層物種均勻度 Jsw指數的平均值分為1.552，變異系數為33.8%，而草本層物種均勻度 Jsw指數平均值為1.1150，變異系數達到了42.9%，差別較大，說明物種均勻度差異水平明顯；均勻度指數 Jsi的平均值分別是 0.467和 0.497（表1），灌木層和草本層均勻度指數的變異系數分別是2.5%和 27.4%。
4討論與總結
在桉樹人工林不同密度種植過程中，發不同密度林下植物種類多樣性表現為：中密度>低密度>高密度，中密度桉樹人工林林下物種較多。在桉樹人工林灌木層調查中，統計得出低密度多樣性高于高密度和中密度，在Shannon指數分析中，中密度均高于其他兩個密度，但灌木層物種的豐富度比較中，中密度種類略高于低密度，其主要是由于桉樹人工林物種的種類較為單一。在草本成分析中，草本層的多樣性高于灌木層，不同密度林下物種種類與灌木層一致，均為中密度較高，單在草本層物種豐富度調查發現，中密度草本層物種種類比其他兩個密度種類較多，因此可以得出桉樹人工林林下草本層生長比灌木層生長較好。
綜合評定桉樹不同密度種植方案得出了中密度造林有利于桉樹人工林多樣性提升，有利維持桉樹人工林生態多樣性，提升桉樹人工林生態價值。另外，桉樹種植密度在高密度后隨著桉樹林分生長較高，林下植被獲得光照降低，影響了林下植被的生長。伴隨著林密度的變化，光照可從林分不同方向，如各個側面透過林分照射于林下植被，可給林下植被提供良好的生長環境，同時也提升了林下植被的多樣性。總結得出，桉樹人工林在經營種植方案中，需要進行密度合理規劃，即要達到經濟價值，仍然需要保證桉樹人工林生態多樣性的提升，將桉樹人工林經濟效益和生態效益都抓好，維持桉樹人工林的可持續經營方案。
參考文獻：
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