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關(guān)鍵詞:北京動(dòng)物園;植物多樣性;調(diào)查;分析
中圖分類號(hào):S731 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20161132162
前言
在自然界中,植食性昆蟲取食植物,天敵又捕食或寄生植食性昆蟲,植物-害蟲-天敵3者之間構(gòu)成了完美的三級(jí)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)[1]。昆蟲多樣性是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是否穩(wěn)定的重要指標(biāo),而植物的群落結(jié)構(gòu)直接影響昆蟲的群落結(jié)構(gòu)和時(shí)序動(dòng)態(tài)。北京動(dòng)物園內(nèi)的植物種類多樣,開花植物種類多、數(shù)量大,這對(duì)昆蟲有著很大的影響。
北京動(dòng)物園是一座城市動(dòng)物園,同時(shí)還是野生動(dòng)物保護(hù)場(chǎng)所,在植保工作中降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量,對(duì)動(dòng)物健康安全與游人游覽環(huán)境安全均具有重要意義。為進(jìn)一步加強(qiáng)北京動(dòng)物園有害昆蟲無公害防治工作,北京動(dòng)物園于2013―2015年開展了為期3a的昆蟲多樣性調(diào)查,在調(diào)查中,同時(shí)對(duì)全園的植物進(jìn)行了全面普查,以期摸清北京動(dòng)物園植物與昆蟲的活動(dòng)關(guān)系,在今后的園林景觀建設(shè)中更多的為形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。
1 材料與方法
1.1 北京動(dòng)物園基本情況
北京動(dòng)物園總面積約90hm2,其中水面面積約9hm2,獸舍及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)面積約46.7hm2,公共綠地面積約34.3hm2。
1.2 調(diào)查范圍
將覆蓋園區(qū)全部公共綠地。按照道路及獸舍分布空間,將園區(qū)公共綠地劃分為18個(gè)區(qū)域。
1.3 調(diào)查方法
通過實(shí)地勘察及查閱工程圖紙資料與植物養(yǎng)護(hù)管理資料,對(duì)全園公共綠地植物進(jìn)行調(diào)研。對(duì)植物群落內(nèi)喬木、灌木、地被、草坪及水生植物的種類與配植情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理。
1.4 數(shù)據(jù)處理方法
用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多樣性分析[2]。
2 結(jié)果與分析
2.1 北京動(dòng)物園植物多樣性調(diào)查
通過調(diào)查統(tǒng)計(jì),北京動(dòng)物園的常植植物種類184 種,隸屬于63 科126 屬,根據(jù)園林植物的生活習(xí)性將其分為落葉喬木、常綠喬木,落葉灌木、常綠灌木,藤本以及竹類和草本植物(含水生植物)7類,其中落葉喬木65 種,常綠喬12種,落葉灌木52種,常綠灌木11種,落葉藤本3種,草本37 種,竹類4 種。喬灌木比例接近 1:1.2,常綠樹和落葉樹比例接近1:5.5(詳見表1、圖1)。
分析可知,在物種多樣性方面,喬木(77 種)>灌木(66 種)>草本(37種)>竹類(4 種)>藤本(3 種),喬木在北京動(dòng)物園的植物群落中具有物種優(yōu)勢(shì),灌木次之,藤本及地被植物(含水生植物)再次之。
在數(shù)量方面,灌木的數(shù)量差不多是喬木的數(shù)量的14.8倍,特別是常綠灌木的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他幾種類型,這主要與園區(qū)綠化使用了大量大面積的綠籬色塊有關(guān)。常綠喬木中油松、檜柏為優(yōu)勢(shì)樹種,落葉喬木中柳樹、楊樹、槐樹、構(gòu)樹、欒樹、銀杏為優(yōu)勢(shì)樹種。常綠灌木中大葉黃楊、小葉黃楊為優(yōu)勢(shì)樹種,落葉灌木中珍珠梅、金銀木、丁香為優(yōu)勢(shì)樹種。
2.2 北京動(dòng)物園植物群落調(diào)查
植物群落是由生長(zhǎng)在一定地區(qū)內(nèi),并適應(yīng)于該區(qū)域環(huán)境綜合因子的許多互有影響的植物個(gè)體所組成,它有一定的組成結(jié)構(gòu)和外貌,它是依歷史的發(fā)展而演變的。在環(huán)境因子不同的地區(qū),植物群體的組成成分、結(jié)構(gòu)關(guān)系、外貌及其演變發(fā)展過程等就都有所不同[3]。
通過調(diào)查,植物種類超過5種的有薔薇科、忍冬科、木犀科、虎耳草科、蝶形花科、禾本科、木蘭科、楊柳科、菊科和松科,這10科的植物種類占北京動(dòng)物園全部植物種類的51.1%。其余各科共90種植物占植物種類總數(shù)的48.9%,隸屬于53科70屬。另外,北京動(dòng)物園的野生地被植物種類也較為豐富,早春開花的紫花地丁、二月蘭等為越冬的天敵提供食物。詳見表2。
2. 3 北京動(dòng)物園植物群落分析
植物的多樣性程度決定了群落抵御環(huán)境脅迫能力的高低,也反映出生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[4]。北京動(dòng)物園植物群落多樣性詳見表3。
由表3可知,植物群落物種豐富度喬木層>灌木層>地被層,香農(nóng)-維納指數(shù)為喬木層>灌木層>地被層,優(yōu)勢(shì)性指數(shù)喬木層>地被層>灌木層,均勻度指數(shù)喬木層>地被層>灌木層。北京動(dòng)物園植物群落的香農(nóng)-維納指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)較高,說明植物群落的多樣性較高,有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。但北京動(dòng)物園的植物群落整體的均勻度比較低,不利于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的因素。需要指出的是,為了保證數(shù)量的準(zhǔn)確性,地被植物只統(tǒng)計(jì)了人工栽培的宿根花卉,因此,其多樣性指數(shù)應(yīng)酌情提高。
3 結(jié)論與討論
3.1 結(jié)論
北京動(dòng)物園植物群落中喬木具有優(yōu)勢(shì)地位,薔薇科等10科植物構(gòu)成了北京動(dòng)物園植物種類的優(yōu)勢(shì)科。北京動(dòng)物園的植物群落多樣性指數(shù)較高,這為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡提供了很好的先決條件。
3.2 討論
通過調(diào)查分析,可知北京動(dòng)物園植物群落的多樣性程度較高,有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,但植物群落整體的均勻度比較低,是不利于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的因素。在今后的植物景觀建設(shè)中,應(yīng)繼續(xù)增加植物的種類和數(shù)量,特別是要增加灌木的種類。
大量的研究表明,植物多樣性影響害蟲多樣性,進(jìn)而影響天敵的多樣性與生產(chǎn)力,增加植物的多樣性有利于減少害蟲的發(fā)生[5-7]。植物多樣性的提高可為天敵提供更多的庇護(hù)場(chǎng)所和食物資源,天敵在植物多樣性高的生境中種類和數(shù)量更豐富,因而在多樣化的生境中,天騁種坪Τ娣⑸的作用更強(qiáng)。應(yīng)持續(xù)引種開花灌木和地被植物的種類,增加早春、夏季及秋天開花的植物的數(shù)量。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞] 阿莫西林;替硝唑;泮托拉唑鈉;消化性潰瘍
[中圖分類號(hào)] R975+.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1674-4721(2011)11(c)-063-02
Efficacy analysis of many drug joint in the treatment of peptic ulcer
YU Wei
The Traditional Chinese Medicine Hospital of Xishui County, Huanggang City, Hubei Province, Xishui 438200, China
[Abstract] Objective: To explore the clinical efficacy of many drug combination therapy for the chronic peptic ulcer. Methods: 70 cases who were chronic peptic ulcer from December 2010 to April 2011 were collected, and were randomly divided into observation group and control group, each group 35 examples, the control group were given amoxicillin and tindazole treatment, the observation group were given pantoprazole sodium on the basis of the control group. The clinical efficacy and rate of two groups were compared. Results: The total effective rate of the observation group was 97.1% and 94.3% in control group, there were no significant differences between the two groups, P>0.05. But the observation group of 1, 3 days in pain relief was significantly higher than that of the control group, P
[Key words] Amoxicillin; Tindazole; Pantoprazole sodium; Peptic ulcer
消化性潰瘍是一種常見的疾病,與現(xiàn)代都市人群的工作生活節(jié)奏有很大的關(guān)系,在消化內(nèi)科中其發(fā)病率較高,主要表現(xiàn)是上腹疼痛,而且伴有惡心等不適癥狀,病程較長(zhǎng),一般還有反酸,噯氣、上腹脹滿等[1]。隨著人們生活節(jié)奏的加快和生活壓力的增大,消化性潰瘍發(fā)病率逐步上升,且發(fā)病率和病死率隨年齡增長(zhǎng)而增高。迅速?gòu)?qiáng)有效地抑制胃酸是促進(jìn)十二指腸潰瘍愈合,緩解疼痛,防止復(fù)發(fā)的關(guān)鍵。本院2010年12月~2011年4月采用多種藥物治療消化性潰瘍患者35例,療效滿意,現(xiàn)將報(bào)道如下:
1 資料與方法
1.1 一般資料
70例均為本院收治的消化性潰瘍的患者,均經(jīng)胃腸鏡檢查并經(jīng)組織病理確診,在胃鏡檢查前2周內(nèi)未服用過抑酸劑、胃黏膜保護(hù)劑、抗Hp藥物。無食管疾病、十二指腸炎癥和潰瘍,無消化道大出血和幽門梗阻、穿孔等并發(fā)病,排除復(fù)合型潰瘍、消化道腫瘤,懷孕或哺乳婦女;排除胃惡性潰瘍出血、胃食管靜脈曲張、合并有嚴(yán)重心、肝、腎等疾病及全身出血傾向者,其中51例為男性患者,19例為女性患者,年齡18~65歲,平均(43.1±5.3)歲。這些患者的病程相差懸殊,最長(zhǎng)的25年,最短的僅3個(gè)月,平均(8.2±2.5)年。胃潰瘍50例,十二指腸潰瘍20例。將該組患者隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組,每組35例,兩組患者在年齡、性別等一般資料方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P>0.05,具有可比性。
1.2 治療方法
兩組均口服阿莫西林克拉維酸鉀625 mg+替硝唑0.5 g。對(duì)照組:采用法莫替丁治療,注射山東羅欣藥業(yè)有限公司生產(chǎn),批號(hào):9809010的法莫替丁鈉20 mg,先將其在10 ml 0.9%氯化鈉中放置到溶解,再添加0.9%氯化鈉溶液進(jìn)行稀釋,并且用帶過濾器裝置的輸液器靜滴,2次/d,每次大約20 min。觀察組:采用泮托拉唑鈉治療,每日早餐后晨服泮托拉唑片(泮托洛克,德國(guó)百科頓藥廠,40 mg/片,批號(hào):29611)40 mg,2次/d,兩組治療過程中均不用其他制酸劑及止痛劑,均治療4周。
1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)
比較兩組患者的臨床療效及疼痛緩解率。痊愈:消化潰瘍基本或是完全愈合,不適癥狀已經(jīng)明顯消失;好轉(zhuǎn):潰瘍面積已經(jīng)縮小到了50%左右,不適癥狀消失;無效:潰瘍?cè)羁s小在50%以下,癥狀沒有改善。統(tǒng)計(jì)中,將愈合率統(tǒng)計(jì)為痊愈+好轉(zhuǎn)[2]。潰瘍疼痛的程度分為:0級(jí)、Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí),級(jí)別越高,疼痛越劇烈。以疼痛消失或疼痛減輕至Ⅰ級(jí)定為疼痛緩解。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)數(shù)資料采用百分比描述,計(jì)數(shù)資料比較用χ2檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 兩組患者臨床療效比較
觀察組痊愈29例,好轉(zhuǎn)5例,無效1例,總有效率為97.1%;對(duì)照組痊愈28例,好轉(zhuǎn)5例,無效2例,總有效率為94.3%;兩組療效差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P>0.05。
2.2 兩組患者疼痛緩解情況比較
觀察組1、3 d內(nèi)的疼痛緩解率顯著高于對(duì)照組,P0.05。見表1。
表1 兩組患者疼痛緩解率比較[n(%)]
注:與對(duì)照組比較,*P
3 討論
消化性潰瘍的治療主要應(yīng)用抑制胃酸分泌、保護(hù)胃黏膜和抗HP的藥物。理想的HP感染治療方案應(yīng)具有根除率高(超過90%),療程短,且不良反應(yīng)少等特點(diǎn)[2-3]。泮托拉唑?qū)儆诘谌|(zhì)子泵抑制劑,目前抑酸作用最強(qiáng)的藥物,其半衰期長(zhǎng),在中性和弱酸性條件下相對(duì)穩(wěn)定,經(jīng)吸收入血液再分布到壁細(xì)胞內(nèi)的分泌小管后,在強(qiáng)酸性條件下迅速活化[4],可選擇性地抑制胃壁細(xì)胞中的H+-K+-ATP酶(又稱質(zhì)子泵、酸泵),從而阻斷胃酸分泌的最終過程,具有較高的生物利用度,能有效促進(jìn)潰瘍愈合[5-6],且其很少依賴肝細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞色素P450同工酶系統(tǒng)代謝,法莫替丁的機(jī)制與泮托拉唑的機(jī)制基本一致,但是其在中性或弱酸(pH 3.5~7.4)條件下沒有泮托拉唑穩(wěn)定[7],且與肝細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞色素P450親和力較強(qiáng),與許多其他藥物間能夠相互影響。本研究結(jié)果表明,采用泮托拉唑治療后,觀察組與對(duì)照組的潰瘍愈合率分別為97.8%、95.6%,兩組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P>0.05,但觀察組1、3 d內(nèi)的疼痛緩解率顯著高于對(duì)照組,P
[參考文獻(xiàn)]
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關(guān)鍵詞:丹霞地貌;苔蘚植物;α多樣性
中圖分類號(hào):Q949.35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2016)13001004
1引言
四川福寶地區(qū)是黔北丹霞的一部分,“黔北丹霞”是一個(gè)生物地理學(xué)區(qū)域,主要包括四川、貴州和重慶三省區(qū)接壤處附近的丹霞地貌地區(qū)。在大地貌單元上,屬于云貴高原與四川盆地的過渡帶,是貴州高原和四川盆地差異性抬升與多種外動(dòng)力綜合作用的產(chǎn)物[1]。“丹霞地貌”這個(gè)專業(yè)術(shù)語起源于中國(guó),我國(guó)針對(duì)丹霞地貌的研究是最早的。目前對(duì)于黔北丹霞植被的研究較少,并且主要以竹類等維管植物為主[2~4],對(duì)苔蘚植物的研究較少。苔蘚植物主要營(yíng)無性生殖,遺傳信息比較穩(wěn)定,所以苔蘚植物的分布情況基本上可以真實(shí)反映分布區(qū)的環(huán)境條件,所以研究某一地區(qū)的苔蘚植物,對(duì)研究當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、地質(zhì)等自然條件有著重要意義。
2研究地區(qū)和研究方法
2.1研究地區(qū)自然概況
福寶地區(qū)地處長(zhǎng)江上游,東與重慶市四面山風(fēng)景區(qū)接壤,南與貴州省黔北毗鄰,地勢(shì)南高北低,東南部和西南部為中低山地,中部和西北部為平壩和丘陵地帶,主要河流有長(zhǎng)江、赤水河、大小漕河等。地屬亞熱帶溫濕型氣候,年平均氣溫17.8 ℃,年降雨量1040 mm,區(qū)內(nèi)有地球同緯度地區(qū)唯一存在的原始常綠闊葉林帶,氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)氣候區(qū),日照充足,雨量充沛,四季分明。
2.2研究方法
2.2.1野外調(diào)查及樣方設(shè)置
樣地的設(shè)置采用典型取樣法,根據(jù)收集的相關(guān)資料,兼顧各種生境條件,并考慮到苔蘚植物生長(zhǎng)的小生境及海拔高度、水分條件、植物豐富程度等諸多因素,選取天堂壩、轉(zhuǎn)龍山、桃子巖、承露谷、玉蘭山5個(gè)樣點(diǎn),共設(shè)置12個(gè)樣地,樣方的設(shè)置采用隨機(jī)取樣法,在10 m×10 m的樣地范圍內(nèi)隨機(jī)設(shè)置9個(gè)1 m×1 m的樣方,樣地基本情況見表1。樣方內(nèi)不同種類苔蘚植物的蓋度用網(wǎng)格法測(cè)定,采集樣方內(nèi)的苔蘚植物,帶回實(shí)驗(yàn)室鑒定到種[5~20]。
2.2.2分析方法
采用以下4種多樣性指數(shù)對(duì)群落α多樣性進(jìn)行評(píng)估和分析[21,22]。
Dahl豐富度指數(shù):
D=(S-)/InQ(1)
(1)式中,D表示物種多樣性指數(shù);S表示樣方內(nèi)的物種數(shù);Q表示樣方數(shù)目。
Shannon多樣性指數(shù):
H′=-∑(Pi×InPi)(2)
Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù):
D=1-∑P2i(3)
Pielou物種均勻度指數(shù):
Jgi=(1-∑P2i)/(1-1/S)(4)
(4)式中,S表示物種數(shù),Pi是在樣方或群落中i物種蓋度占全部物種S總蓋度的比例。
2016年7月綠色科技第13期
楊冰,等:四川寶地區(qū)苔蘚植物物種多樣性研究植物與植被
3結(jié)果與分析
12個(gè)樣地共采集標(biāo)本397份,對(duì)這些苔蘚植物標(biāo)本進(jìn)行鑒定和統(tǒng)計(jì),共得到108種苔蘚植物,隸屬于35科55屬。
3.1樣方中的優(yōu)勢(shì)種
將在樣方中出現(xiàn)次數(shù)大于3的種列為優(yōu)勢(shì)種,樣方中優(yōu)勢(shì)種情況如表2所示。
樣方中優(yōu)勢(shì)種隸屬于11科14屬,有些科屬在中國(guó)或世界上的種類本身就較多,例如青蘚科(Brachytheciaceae)、灰蘚科(Hypnaceae)、真蘚屬(Bryum)、灰蘚屬(Hypnum)等,這些科屬是各個(gè)苔蘚植物區(qū)系中常見的優(yōu)勢(shì)科屬。而在樣方中的優(yōu)勢(shì)種中,有些種所屬的科屬在世界范圍內(nèi)分布的種類就少,例如,溪苔(Pelliaepiphylla)和小蛇苔(Conocephalumjaponicum)等,這些科屬極少可能是某苔蘚植物區(qū)系中的優(yōu)勢(shì)科屬,但由于這些種適應(yīng)能力較強(qiáng),對(duì)生長(zhǎng)基質(zhì)的要求不局限于一種類型,受人為干擾因素不大,分布范圍廣,會(huì)在某些苔蘚植物區(qū)系中形成優(yōu)勢(shì)。樣方中的優(yōu)勢(shì)種情況更能反映取樣點(diǎn)的苔蘚植物狀況。
3.2樣方中苔蘚植物α多樣性分析
α多樣性是指某個(gè)群落或生境內(nèi)部的種的多樣性,筆者研究的是局域均勻生境下的苔蘚植物物種多樣性,所以進(jìn)行α多樣性分析。對(duì)區(qū)域內(nèi)12個(gè)樣地的4個(gè)α多樣性指數(shù)進(jìn)行了運(yùn)算得出結(jié)果見表3。
為了更直觀地反映各樣方α多樣性的關(guān)系,運(yùn)用Excel將各樣方的α多樣性數(shù)據(jù)制成線形圖(圖1)。
由表3和圖1可知,樣地3的種數(shù)和Dahl豐富度指數(shù)都是最高的,因?yàn)闃拥?位于轉(zhuǎn)龍山,轉(zhuǎn)龍山幾乎無人為干擾,環(huán)境良好,苔蘚植物種類較多,蓋度也大。樣地10的Shannon多樣性指數(shù)最高,說明樣地10中苔蘚植物群落的復(fù)雜程度高,群落所含信息量大。樣地9的種數(shù)、豐富度和多樣性都是最低的。樣地9和樣地10都位于玉蘭山的竹林下,但是其海拔高差將近100m,且樣地9的人為干擾較為強(qiáng)烈,這兩方面的因素對(duì)苔蘚植物多樣性有一定影響。
在圖1中可看出,12個(gè)樣地中苔蘚植物Dahl指數(shù)曲線和Shannon指數(shù)曲線趨勢(shì)一致,Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)也呈現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性。為研究α多樣性的4個(gè)指數(shù)的關(guān)系,對(duì)12個(gè)樣方中苔蘚植物α多樣性的4個(gè)指數(shù)和樣方所含種數(shù)運(yùn)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果如表4所示。
通過分析可知,12個(gè)樣地中的種數(shù)與Dahl豐富度指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù),關(guān)系極其顯著,相關(guān)系數(shù)都達(dá)到0.9以上,而12個(gè)樣地中的種數(shù)與Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)關(guān)系相關(guān)性較小,說明樣地中的苔蘚植物的種數(shù)對(duì)樣地苔蘚植物的豐富性和多樣性起決定性作用。Shannon優(yōu)勢(shì)度指數(shù)與Simpson均勻度指數(shù)之間也極顯著的關(guān)系,因?yàn)闃拥胤N苔蘚植物的優(yōu)勢(shì)度和均勻度都與各種苔蘚植物的在樣方中的蓋度有關(guān)。Dahl豐富度指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)之間也有極其顯著的影響,高達(dá)0.907,由于Dahl豐富度指數(shù)是用樣地內(nèi)的種數(shù)計(jì)算出來的,而Shannon多樣性指數(shù)與樣方中苔蘚植物的蓋度有關(guān),所以研究中所選的12個(gè)樣地中苔蘚植物的蓋度沒有出現(xiàn)很大或很小的極端現(xiàn)象。
3.3不同生境樣方的苔蘚植物α多樣性分析
12個(gè)樣地包括了石壁、毛竹林兩個(gè)典型丹霞地貌生境,另外還有闊葉林和河灘生境,將這4個(gè)生境樣地中的苔蘚植物進(jìn)行α多樣性分析,結(jié)果見表5。
由于苔蘚植物的優(yōu)勢(shì)度和多樣性與樣方種苔蘚植物的種數(shù)密切相關(guān),樣地?cái)?shù)量的多少又對(duì)種數(shù)有重要影響。石壁和竹林的樣方數(shù)量多于闊葉林和河灘的樣方數(shù)量,所以在豐富度和多樣性的分析上把樣方數(shù)目相等的景觀歸為一類進(jìn)行分析。
由表5可知,石壁和竹林這一組中,石壁的苔蘚植物豐富度和多樣性都高于竹林的,這是因?yàn)槭诰坝^中,高大的喬木都生長(zhǎng)在石壁的頂端,這樣喬木層即起到了遮蔽陽光、給苔蘚植物創(chuàng)造陰濕環(huán)境的作用,又不會(huì)與苔蘚植物搶奪生長(zhǎng)地和養(yǎng)分;而在毛竹林中,由于毛竹的葉面積較小且其它喬木分布較少,郁閉度普遍較小,環(huán)境較為干燥,不利于苔蘚植物的生長(zhǎng)。在闊葉林和河灘這一組中,闊葉林中苔蘚植物豐富度較大但多樣性較小,這是因?yàn)殚熑~林中雖然有高大喬木、灌木的遮蓋,環(huán)境陰暗,有利于苔蘚植物的生長(zhǎng),但是在土壤、水分資源的利用上存在著一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,所以闊葉林下的苔蘚植物雖然種類較多但蓋度不大;在河灘景觀中,河岸周圍雖然會(huì)有高大喬木、灌木的遮蔽,但它們是不會(huì)生長(zhǎng)在河灘上,不會(huì)與苔蘚植物爭(zhēng)奪空間和養(yǎng)分,所以河灘上的苔蘚植物蓋度普遍較大。
在優(yōu)勢(shì)度和均勻度方面,雖然石壁-毛竹林組和闊葉林-河灘組有一定的差別,但這種差別也是由樣方數(shù)量的差別造成的,因?yàn)樵?2個(gè)樣地中苔蘚植物α指數(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析中,雖然種數(shù)對(duì)優(yōu)勢(shì)度和均勻度的影響較小,但也存在一定的正相關(guān)性,因此也將兩組分別討論。在石壁景觀和毛竹林景觀中,苔蘚植物優(yōu)勢(shì)度和均勻度差別均不大;在闊葉林-河灘組中,闊葉林景觀中苔蘚植物的優(yōu)勢(shì)度和均勻度都較小,這是因?yàn)樵陂熑~林中,苔蘚植物被喬木或灌木在空間或養(yǎng)分分布上分隔成小斑塊,造成苔蘚植物群落均勻的度降低。而在優(yōu)勢(shì)度方面,由于其它植物(主要指高大喬木、灌木)參與空間和養(yǎng)分的分配,苔蘚植物的種數(shù)會(huì)受其影響而減少。
綜合α指數(shù)的各項(xiàng)指標(biāo),在福寶丹霞地貌地區(qū)中,苔蘚植物α多樣性,巖石基質(zhì)生境(石壁、河灘)高于土壤基質(zhì)生境(毛竹林、闊葉林)。這主要是因?yàn)閹r石基質(zhì)土壤較少,不適合其它植物生長(zhǎng),所以在巖石基質(zhì)上苔蘚植物在種類上和蓋度上都會(huì)具有一定的優(yōu)勢(shì),這也體現(xiàn)了苔蘚植物在生態(tài)演替上的先鋒作用。
4結(jié)論
對(duì)四川寶丹霞地貌地區(qū)苔蘚植物的調(diào)查研究表明:該區(qū)內(nèi)的苔蘚植物比較豐富,對(duì)該區(qū)12個(gè)樣地,采集到的397份苔蘚植物標(biāo)本進(jìn)行鑒定和統(tǒng)計(jì),共得到苔蘚植物108種,樣地中有16個(gè)出現(xiàn)次數(shù)大于3的優(yōu)勢(shì)種,隸屬于11科14屬。對(duì)該區(qū)12個(gè)樣方苔蘚植物的α多樣性各項(xiàng)指數(shù)進(jìn)行分析得出:樣方內(nèi)苔蘚植物的多樣性指數(shù)主要是受樣方內(nèi)物種種數(shù)的影響。人為干擾、海拔高度等環(huán)境因素對(duì)苔蘚植物的分布有影響。對(duì)12個(gè)樣方中按照生境的不同歸類,并進(jìn)行α多樣性計(jì)算,結(jié)果顯示苔蘚植物α多樣性方面,巖石基質(zhì)生境(石壁、河灘)高于土壤基質(zhì)生境(毛竹林、闊葉林)。
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Study on Bryophytes Species Diversity in Fubao District of Sichuan
Yang Bing1,Zhang Xuxian2
(1.Guizhou Academy of Forestry,Guiyang Guizhou550011;
2.GuizhouPublic Welfare Forest Management Center,Guiyang Guizhou 550001)
關(guān)鍵詞:喀斯特;石灰性草地;植物多樣性;
中圖分類號(hào): P931.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932005
我國(guó)西南喀斯特地區(qū),生態(tài)環(huán)境脆弱,人為活動(dòng)影響劇烈,植被破壞嚴(yán)重,喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化問題嚴(yán)重。而草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展、草地生產(chǎn)力的維持和生態(tài)服務(wù)價(jià)值的實(shí)現(xiàn),在很大程度上依賴于草地植物的多樣性。圍欄封育作為一種低投入、 經(jīng)濟(jì)的退化草地修復(fù)措施, 在國(guó)內(nèi)外天然植被保護(hù)和恢復(fù)中廣泛應(yīng)用。本研究旨在通過對(duì)貴州中部不同圍封年限的喀斯特草地為對(duì)象,分析喀斯特石灰性草地植物群落數(shù)量特征、物種豐富度、多樣性、均勻度等特征,以完善喀斯特石灰性草地現(xiàn)有植被資料,旨在為區(qū)域草地植被恢復(fù)提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
研究區(qū)位于黔中腹地龍里縣,境內(nèi)丘陵、低山、中山與河谷槽地南北相間排列,呈波狀起伏。樣地選擇在貴州龍里縣哪縵綣缺村,地處26°34′26″N和107°02′11″E,海拔1490m,屬于中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,年均氣溫14℃,年均降水量1100mm,年度間降水量和熱量變幅不大。該區(qū)地帶性植被為亞熱帶暖性草叢草地,建群種為白健稈、金茅、野古草和十字苔草,伴生種為矛葉藎草、細(xì)柄草、野青茅、飄拂草等。
1.2 樣地設(shè)置及取樣
分別在植被生長(zhǎng)狀況一致的草地示范區(qū)域設(shè)圍封 1a、 2a 、3欄樣地,圍欄面積30 m×50 m,并設(shè)30 m×50 m放牧對(duì)照樣地,自由放牧采食,放牧強(qiáng)度中等。于2010 ~2012年對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行植被數(shù)量特征測(cè)定,在 7月中旬即地上生物量最高時(shí) ,分別選取典型樣地布置樣方12 個(gè),樣方面積1m×1m,分種統(tǒng)計(jì)植物的高度、 蓋度、密度、產(chǎn)量,將按植物種類齊地面刈割稱重。
1.3 群落結(jié)構(gòu)豐富度指數(shù)與多樣性指數(shù)
1.4 種落分布均勻性指數(shù)
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與整理,采用SPSS 13.0軟件和Microsoft Office Excel 2003軟件完成。
2 結(jié)果與討論
2.1 圍封對(duì)草地植物數(shù)量特征的影響
喀斯特石灰性草地植物群落密度分析發(fā)現(xiàn),無論在圍封還是放牧條件下,群落中白健桿、金茅、野古草和矛葉藎草一直占據(jù)著優(yōu)勢(shì)地位,優(yōu)勢(shì)度為20.87% ~ 26.99%,9.25% ~ 11. 87%,7.86% ~ 13.22%和9.35% ~ 11.44%,而十字苔草和小飛蓬的優(yōu)勢(shì)度受圍封影響較大,其余草種則零星出現(xiàn)(表1)。不同年度所調(diào)查的植物種類存在一定差異性,但總體上表現(xiàn)為,圍封會(huì)引起草地群落物種數(shù)出現(xiàn)增加趨勢(shì)。
2.2 圍封對(duì)草地植物功能群多樣性的影響
結(jié)果表明,圍欄封育對(duì)草地群落植物物種多樣性具有明顯的影響。封育和放牧草地植物功能群多樣性指數(shù)隨著封育年限變化趨勢(shì)不同,圍封均表現(xiàn)為緩慢上升趨勢(shì),放牧則為先下降,后增加,再下降(圖1)??λ固厥倚圆莸刂参锶郝湮锓N多樣性分析發(fā)現(xiàn),群落多樣性指數(shù)隨圍封年限升呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)(表2)。對(duì)照草地植物群落Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2.315;圍封1a草地植物群落Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2.237;圍封2a草地植物群落Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2.184;圍封3a草地植物群落Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2.375。
2.3 圍封對(duì)草地物種豐富度及均勻性的影響
喀斯特石灰性草地植物群落豐富度分析發(fā)現(xiàn),群落豐富度指數(shù)隨圍封年限升高逐漸增加。對(duì)照草地植物群落豐富度為3.549;圍封1a草地植物群落豐富度為3.879;圍封2a草地植物群落豐富度為3.872;圍封3a草地植物群落豐富度為4.216。
喀斯特石灰性草地植物群落均勻性分析發(fā)現(xiàn),群落均勻性指數(shù)隨圍封年限升高呈下降趨勢(shì)。對(duì)照草地植物群落均勻度為0.876;圍封1a草地植物群落豐富度為0.795;圍封2a草地植物群落豐富度為0.737;圍封3a草地植物群落豐富度為0.768;這一結(jié)果表明,喀斯特石灰性草地植物群落豐富度指數(shù)隨圍封年限升高逐漸增加, Shannon-Wiener多樣性指數(shù)隨圍封年限升高呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì),Peilow均勻性指數(shù)隨圍封年限升高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
3 結(jié)論與討論
喀斯特石灰性草地植物群落密度隨圍封年限逐漸增加,在本研究中,無論在圍封還是放牧條件下,群落中白健桿、金茅、野古草和矛葉藎草一直占據(jù)著優(yōu)勢(shì)地位,而十字苔草、 杜鵑和小飛蓬的優(yōu)勢(shì)度受圍封影響較大,其余草種則零星出現(xiàn)。不同年度所調(diào)查的植物種類存在一定差異性,但總體上表現(xiàn)為,圍封會(huì)引起草地群落物種數(shù)出現(xiàn)增加趨勢(shì),可能是由于長(zhǎng)期放牧采食引起草地面積增加,主要表現(xiàn)在密度、蓋度上,喀斯特石灰性草地植物群落豐富度指數(shù)隨圍封年限逐漸增加,Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)隨圍封年限呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì),Peilow均勻性指數(shù)隨圍封年限呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此,適度圍欄封育有利于喀斯特草地自然修復(fù),是維持草地可持續(xù)利用和發(fā)展有效措施,但更長(zhǎng)圍封年限對(duì)喀斯特草地生物多樣性的影響還有待進(jìn)一步深入研究。
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關(guān)鍵詞:蠶豆(Vicia faba L.);種質(zhì)資源;鑒定; 形態(tài)多樣性
中圖分類號(hào):S643.6;S326 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2013)23-5700-05
蠶豆(Vicia faba L.)又稱胡豆、佛豆、川豆、倭豆、羅漢豆。一般認(rèn)為蠶豆起源于亞洲西南和非洲北部,公元1世紀(jì)時(shí)由歐洲傳入我國(guó)。據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)生產(chǎn)年鑒統(tǒng)計(jì),全世界有51個(gè)國(guó)家生產(chǎn)干蠶豆,栽培面積較大的5個(gè)國(guó)家依次為中國(guó)、埃塞俄比亞、澳大利亞、摩洛哥和埃及;全世界45個(gè)國(guó)家生產(chǎn)青蠶豆,栽培面積較大的5個(gè)國(guó)家依次為中國(guó)、玻利維亞、阿爾及利亞、秘魯和摩洛哥[1]。廣闊的栽培范圍和多樣化的自然生態(tài)環(huán)境造就了豐富的蠶豆種質(zhì)資源和遺傳多樣性。
搜集、引進(jìn)和評(píng)價(jià)蠶豆種質(zhì)資源,對(duì)拓寬我國(guó)蠶豆種質(zhì)資源遺傳多樣性,加大蠶豆種質(zhì)資源材料間的交換利用,加快優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)新和利用步伐等都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值[2,3]。2012-2013年對(duì)從非洲引進(jìn)的10份蠶豆種質(zhì)資源進(jìn)行了田間生物學(xué)表現(xiàn)和主要農(nóng)藝性狀的鑒定,擬通過分析外引蠶豆種質(zhì)資源的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)和形態(tài)性狀遺傳多樣性,科學(xué)評(píng)價(jià)外引蠶豆種質(zhì)資源的真實(shí)表現(xiàn),提高外引蠶豆種質(zhì)資源的利用效率,為最終篩選出具有相關(guān)優(yōu)良性狀的蠶豆種質(zhì)資源提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
供試蠶豆種質(zhì)資源共計(jì)10份,均為2012年從非洲埃塞俄比亞引進(jìn),編號(hào)分別為CDAS101、CDAS102、CDAS103、CDAS104、CDAS105、CDAS106、 CDAS107、CDAS108、CDAS109、CDAS110。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)于2012-2013年在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)采取順序排列,每個(gè)種質(zhì)資源材料種植3行,行長(zhǎng)2 m,行距0.5 m,株距0.2 m,小區(qū)面積3 m2。試驗(yàn)田土壤肥力中等,基施復(fù)合肥375 kg/hm2,2012年10月15日播種,11月20日定苗,按常規(guī)栽培技術(shù)進(jìn)行田間管理。在每小區(qū)中的中間行從第3株開始連續(xù)取樣生長(zhǎng)正常的10個(gè)植株進(jìn)行田間觀察記載和室內(nèi)考種。
1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查方法
按照《蠶豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[4]中相關(guān)性狀的描述,對(duì)22個(gè)性狀進(jìn)行了田間調(diào)查和室內(nèi)考種。調(diào)查的性狀分為質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀,數(shù)量性狀可直接參與統(tǒng)計(jì)分析,而質(zhì)量性狀因不能直接參與統(tǒng)計(jì),因此對(duì)非數(shù)值型性狀分別賦值,包括粒色、粒形、臍色、種子平滑度等,各性狀賦值大小依表現(xiàn)型間的差異而有所不同,詳細(xì)賦值方法見表1。
1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析
多樣性指數(shù)在生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué)研究中廣泛應(yīng)用,具有加權(quán)性,可以用來合并不同性狀、位點(diǎn)或者不同地區(qū)材料的變異,能較好地比較某一作物、某一物種或某一地區(qū)的遺傳變異性。參加統(tǒng)計(jì)的所有數(shù)據(jù)為各材料種植小區(qū)的各性狀平均數(shù)。計(jì)算數(shù)量性狀的多樣性指數(shù)的方法是:先計(jì)算參試材料總體平均數(shù)(x)和標(biāo)準(zhǔn)差(δ),再對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行10級(jí)分類:1級(jí)xi
式中,S指小區(qū)中的類型數(shù),i指其中第i個(gè)類型,Pi指第i個(gè)類型所占的比例[5]。
基本數(shù)據(jù)處理采用Excel(Microsoft office 2003)數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行。各農(nóng)藝性狀間的多樣性指數(shù)參考文獻(xiàn)[6]用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 開花時(shí)間及生育期比較
開花時(shí)間的長(zhǎng)短是蠶豆對(duì)光溫敏感程度的最重要指標(biāo),供試埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的開花時(shí)間為109~133 d,平均為115 d(表2)。低于115 d的種質(zhì)資源有8份,開花時(shí)間較長(zhǎng)的種質(zhì)資源為CDAS103和CDAS107,其開花時(shí)間分別較平均值長(zhǎng)18 d和12 d。這兩份種質(zhì)資源開花較遲、花期較長(zhǎng)等表現(xiàn)可能是由于武漢的生態(tài)條件與種質(zhì)資源來源地光溫條件的差異而導(dǎo)致的。埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源在武漢的成熟期比較一致,生育期為194~198 d,平均為196 d,極差為4 d,沒有發(fā)現(xiàn)極早熟和極晚熟種質(zhì)資源。蠶豆生育后期武漢氣溫上升較快,且雨熱同期,易引起蠶豆根部早衰,進(jìn)而導(dǎo)致灌漿到成熟時(shí)間縮短,這可能是埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源生育期變異范圍較小的主要原因。
2.2 埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源主要數(shù)量性狀分析
株高是蠶豆重要的數(shù)量性狀之一,它對(duì)于構(gòu)建合理株型、增強(qiáng)抗倒伏性及產(chǎn)量形成具有重要意義。對(duì)埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的株高進(jìn)行差異顯著性分析發(fā)現(xiàn),CDAS107的株高最矮,為120.1 cm,與CDAS108的株高差異顯著,與CDAS101、CDAS102的株高呈極顯著差異。CDAS102的株高最高,為151.8 cm,顯著高于CDAS105的株高,極顯著高于CDAS104、CDAS106、CDAS110的株高。CDAS101的株高也較高,與CDAS104的株高呈顯著差異,與CDAS106、CDAS110的株高呈極顯著差異(表3)。
埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的單株分枝數(shù)最多的是CDAS109,田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)該種質(zhì)資源的分枝能力較強(qiáng),平均單株分枝數(shù)為3.0個(gè)。單株分枝數(shù)最少的是CDAS101,平均單株分枝數(shù)為0.9個(gè),其余種質(zhì)資源的單株分枝數(shù)為1.6~2.8個(gè)。對(duì)蠶豆種質(zhì)資源的單株分枝數(shù)進(jìn)行差異顯著性分析可知,CDAS101的分枝數(shù)顯著低于CDAS105、CDAS108的單株分枝數(shù),與CDAS109的單株分枝數(shù)呈極顯著差異(表3)。
埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的單株實(shí)莢數(shù)為7.2~33.2莢,單株實(shí)莢數(shù)的多少依次為CDAS105、CDAS109、CDAS108、CDAS104、CDAS107、CDAS106、 CDAS102、CDAS110、CDAS101、CDAS103。對(duì)蠶豆的單株實(shí)莢數(shù)進(jìn)行差異顯著性分析發(fā)現(xiàn),CDAS105的單株實(shí)莢數(shù)與除CDAS109外的其他種質(zhì)資源均呈極顯著差異(表3)。
埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源中CDAS110的莢長(zhǎng)最長(zhǎng),為9.7 cm,除CDAS108和CDAS102外,CDAS110的莢長(zhǎng)與其他7份種質(zhì)資源的莢長(zhǎng)都呈極顯著差異。莢長(zhǎng)最短的是CDAS105,為6.1 cm,除CDAS104外,CDAS105的莢長(zhǎng)與其他8份種質(zhì)資源的莢長(zhǎng)都呈極顯著差異(表3)。
埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的莢粒數(shù)差異較大。莢粒數(shù)最少的是CDAS103,為2.2粒,極顯著低于CDAS101、CDAS102、CDAS104、CDAS105、CDAS107、 CDAS108、CDAS109、CDAS110的莢粒數(shù)。CDAS110的莢粒數(shù)最高,為4.1粒,顯著高于CDAS101的莢粒數(shù),極顯著高于CDAS103、CDAS104、CDAS105、CDAS106、CDAS107、CDAS109的莢粒數(shù)(表3)。
埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的單株產(chǎn)量最高的是CDAS109,為38.6 g,單株產(chǎn)量最低的是CDAS103,為14.9 g,其余種質(zhì)資源的單株產(chǎn)量為17.2~28.7 g。多重比較分析表明,CDAS109的單株產(chǎn)量極顯著高于其他蠶豆種質(zhì)資源的產(chǎn)量,CDAS105的單株產(chǎn)量也較高,與CDAS104和CDAS110的單株產(chǎn)量有顯著差異,與CDAS101、CDAS103、CDAS107的單株產(chǎn)量有極顯著差異(表3)。
2.3 埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源子粒外觀特征比較
埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的子粒外觀形態(tài)類型分析和統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。粒形是蠶豆子粒的外觀形態(tài),因種質(zhì)資源不同,形態(tài)呈現(xiàn)出多樣性。供試埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的粒形有窄薄和窄厚兩種類型,其中窄薄粒形的種質(zhì)資源占40%,窄厚粒形的種質(zhì)資源占60%。從種皮光滑度上看,種皮光滑度較好的種質(zhì)資源比例達(dá)60%,另外4份蠶豆種質(zhì)資源干子粒表面光滑度較差,其中3份種質(zhì)資源的種皮呈褶皺狀,1份種質(zhì)資源的種皮有凹坑。蠶豆子粒的顏色是由種皮內(nèi)色素含量多少?zèng)Q定的,色素含量多,子粒顏色就深。供試埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的粒色主要為淺綠色和淺褐色兩種,其中粒色為淺褐色的種質(zhì)資源占40%,淺綠粒色的比例為60%。種臍是種子成熟后從胎座上脫落后留下的痕,其大小和顏色隨種質(zhì)資源種類而有所不同。埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的臍寬變幅為1.5~2.5 cm,平均值為1.8 cm,臍色以黑色居多,有8份,其余埃塞俄比亞蠶豆的臍色為褐色,這兩份種質(zhì)資源分別為CDAS101和CDAS105。蠶豆種皮破裂率是蠶豆子粒的外觀形象的一個(gè)重要指標(biāo),對(duì)品種的商品性影響較大。供試10份蠶豆中,有6份種質(zhì)資源無明顯的種皮自然開裂情況,其余4份種質(zhì)資源中,CDAS110的種皮破裂率較高,達(dá)44%,CDAS106的種皮破裂率次之,為22%。
2.4 埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源形態(tài)多樣性分析
對(duì)蠶豆4個(gè)質(zhì)量性狀和15個(gè)主要數(shù)量性狀進(jìn)行分析,結(jié)果見表5。
質(zhì)量性狀是能觀察描述而不能測(cè)量的屬性性狀,它由少數(shù)起決定作用的遺傳基因所支配,較穩(wěn)定,不易受環(huán)境條件的影響,它們?cè)谌后w內(nèi)的分布是不連續(xù)的,因此通過給分法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表5)。對(duì)幾個(gè)質(zhì)量性狀的離散程度進(jìn)行分析可知,埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源粒形的變異系數(shù)為11.23%,相對(duì)單一,變異程度不及其他質(zhì)量性狀。埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的4個(gè)質(zhì)量性狀中,種皮光滑度的變異程度較大,變異系數(shù)達(dá)55.80%,變異類型較為豐富。臍色和粒色的變異系數(shù)分別為23.42%、48.41%。
變異系數(shù)反映的是各性狀的變異范圍,分析表5可知,埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的15個(gè)主要數(shù)量性狀的變異程度各不相同,其中以百粒重的變異范圍最廣,變異系數(shù)最大,達(dá)55.08%。變異潛力較高的數(shù)量性狀還有單株實(shí)莢數(shù)、單株果節(jié)數(shù)、單株產(chǎn)量、單株分枝數(shù),變異系數(shù)分別為43.11%、37.66%、31.36%和31.31%,這些性狀上豐富的遺傳變異性表明這些性狀的表達(dá)易受多方面因素的影響,蘊(yùn)藏著豐富的遺傳信息和選擇潛力。埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的數(shù)量性狀中變異程度較小的有主莖節(jié)數(shù)、株高、每果節(jié)莢數(shù)、節(jié)間長(zhǎng)度、莢長(zhǎng)、莢寬、莢粒數(shù)和臍寬等,變異系數(shù)分別為8.01%、8.99%、10.28%、10.92%、14.45%、17.05%、17.73%和19.42%,表明埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的這些性狀相對(duì)穩(wěn)定,遺傳變異性較小。
變異系數(shù)反映了描述性狀的變異情況,而形態(tài)多樣性指數(shù)則主要反映出各性狀的豐度和均勻度,埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的形態(tài)性狀存在一定的多樣性。埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的19個(gè)主要性狀的多樣性指數(shù)為0.67~0.95,其中百粒重的多樣性指數(shù)較低。多樣性指數(shù)在0.8以上的性狀有每果節(jié)莢數(shù)、莢寬、臍寬、單株分枝數(shù)、種皮光滑度、莢粒數(shù)、臍色、節(jié)間長(zhǎng)度、粒形9個(gè)性狀。
3 結(jié)論與討論
種質(zhì)資源是在長(zhǎng)期演化過程中由于基因突變、基因交流和生態(tài)遺傳分化,并經(jīng)自然選擇和人工選擇而形成的一種重要自然資源,它蘊(yùn)藏著自然和人為引起的極其豐富的遺轉(zhuǎn)變異,是生物多樣性的重要表現(xiàn)形式,是農(nóng)業(yè)資源的重要組成部分和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[7,8]。豐富的植物基因存在于多種多樣的品種(包括古今中外的品種)及其野生親緣植物中,對(duì)選育人類所需的作物新品種起決定性作用,是極其寶貴的自然財(cái)富。因此,引進(jìn)和征集大量的作物遺傳資源,并通過鑒定、篩選和遺傳多樣性的研究了解和掌握其特點(diǎn),對(duì)種質(zhì)資源的合理開發(fā)和充分利用具有重要意義[9,10]。
2012-2013年對(duì)從埃塞俄比亞引進(jìn)蠶豆資源的農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀和植物形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行了記載和評(píng)價(jià)。供試埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源的開花時(shí)間為109~133 d,生育期為194~198 d,分析不同資源對(duì)光周期反映的差異,認(rèn)為CDAS103和CDAS107對(duì)武漢生態(tài)條件下光照條件的適應(yīng)性較差,并導(dǎo)致開花時(shí)間延長(zhǎng)。對(duì)埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源干子粒的特征特性進(jìn)行分析可知,窄薄粒形占40%,窄厚粒形占60%;粒色主要為淺綠和淺褐兩種;臍寬為1.5~2.5 cm,臍色以黑色居多,臍色為褐色的種質(zhì)資源有2份;4份蠶豆種質(zhì)資源干子粒表面光滑狀況較差,其中,種皮有凹坑種質(zhì)資源1份,種皮呈褶皺狀種質(zhì)資源3份,其余種質(zhì)資源子粒表面光滑;種皮破裂率較高的兩份種質(zhì)資源分別為CDAS110和CDAS106。
對(duì)10份蠶豆種質(zhì)資源的15個(gè)主要數(shù)量性狀的變異程度和形態(tài)多樣性指數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),變異系數(shù)較高的農(nóng)藝性狀是百粒重,其變異系數(shù)為55.08%,變異潛力較高的數(shù)量性狀還有單株實(shí)莢數(shù)、單株果節(jié)數(shù)、單株產(chǎn)量、單株分枝數(shù)。不同蠶豆種質(zhì)資源間的主莖節(jié)數(shù)、株高、每果節(jié)莢數(shù)、節(jié)間長(zhǎng)度、莢長(zhǎng)、莢寬、莢粒數(shù)和臍寬等性狀的變異系數(shù)偏小,表明這些性狀相對(duì)較穩(wěn)定,遺傳變異性較小。分析各性狀的豐度和均勻度可知,埃塞俄比亞蠶豆種質(zhì)資源性狀的多樣性指數(shù)為0.67~0.95,每果節(jié)莢數(shù)的多樣性最高,百粒重的多樣性最低。
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關(guān)鍵詞:老芒麥;干旱脅迫;SSR;UPGMA聚類
中圖分類號(hào):S 543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):10095500(2014)02001108
水分脅迫是植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中最易遭受到的生態(tài)脅迫因子[1]。研究報(bào)道,植物的抗旱性包括系統(tǒng)抗旱性和細(xì)胞抗旱性,二者都是由于植物體內(nèi)相關(guān)基因表達(dá)的結(jié)果[2]。小麥對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)過程包括脅迫感受、滲透調(diào)控反應(yīng)、激素反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)調(diào)控、氣孔運(yùn)動(dòng)、形態(tài)及生長(zhǎng)速率變化等多個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同作用,是一個(gè)多途徑、多水平的調(diào)控過程。這個(gè)過程同時(shí)也是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中經(jīng)過自然選擇與人工選擇而獲得的對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性過程[3]。植物抗旱性和遺傳多樣性是環(huán)境選擇的結(jié)果,評(píng)價(jià)植物的抗旱性和遺傳多樣性可以了解它們的生態(tài)適應(yīng)性,為研發(fā)和推廣抗旱品種提供理論依據(jù)。
有關(guān)植物種質(zhì)資源抗旱性的評(píng)價(jià),國(guó)內(nèi)外已有許多報(bào)道,但大多側(cè)重于植物形態(tài)及生理生化特性等方面。曾怡[4]以川西北高原的野生老芒麥種質(zhì)資源為供試材料,通過對(duì)萌發(fā)期、苗期至開花期干旱脅迫條件下的生理生化、生長(zhǎng)特性、生物量等指標(biāo)的觀測(cè),探討了干旱脅迫對(duì)老芒麥的影響,篩選出鑒定老芒麥抗旱性的重要指標(biāo)。對(duì)以色列野生二粒小麥的研究發(fā)現(xiàn),不同生態(tài)區(qū)干旱脅迫環(huán)境造成非編碼區(qū)的微衛(wèi)星序列的遺傳變異和分化,致使其重復(fù)次數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化[5]。Esmaeilzadeh等[6]以AFLP分子標(biāo)記和某些農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)面包小麥基因型耐旱的遺傳多樣性,發(fā)現(xiàn)AFLP分析的聚類結(jié)果與農(nóng)藝性狀的聚類存在相關(guān)性。對(duì)棉花耐旱相關(guān)種質(zhì)的遺傳多樣性分析表明,高抗材料之間的遺傳關(guān)系較遠(yuǎn),其抗旱性來源于不同的遺傳基礎(chǔ),而不抗旱材料之間的遺傳關(guān)系較近[7]。韓瑞宏等[8]研究了干旱條件下草坪草的生態(tài)適應(yīng)性,細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、葉綠體超微結(jié)構(gòu)的變化,草坪草對(duì)干旱脅迫的生理生化反應(yīng),以及提高草坪抗旱性的途徑。至于干旱脅迫對(duì)老芒麥遺傳多樣性的影響,國(guó)內(nèi)外報(bào)道較少。從干旱脅迫下遺傳特性響應(yīng)機(jī)制方面,研究不同生境下老芒麥耐旱的遺傳特性,為篩選高抗旱性材料,合理開發(fā)老芒麥種質(zhì)資源和遺傳育種提供理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 供試材料
供試材料老芒麥均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所提供,所有材料均采自野外,經(jīng)異地?cái)U(kuò)繁及農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià),從中篩選出20份性狀優(yōu)異的老芒麥,其物候期較長(zhǎng)、穗大、牧草產(chǎn)量高、抗逆性較強(qiáng)(表1)。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 基因組DNA提取
稱取每份材料100 mg,液氮研磨至粉狀后,采用改良的CTAB法提取老芒麥基因組DNA[9,10],以0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),置于-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>
2 結(jié)果與分析
2.1 老芒麥基因組DNA提取及電泳鑒定
以改良的CTAB法提取的老芒麥基因組DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),大部分材料的基因組DNA純度較高、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)殘留較少,可用于SSR標(biāo)記分析。
2.2 SSR分子標(biāo)記檢測(cè)
用PEG6000模擬自然狀態(tài)下的干旱環(huán)境,對(duì)20份地理距離遠(yuǎn)且形態(tài)學(xué)差異較大的供試?yán)厦Ⅺ湶牧线M(jìn)行脅迫處理,然后篩選出多態(tài)性高、條帶清晰、重復(fù)性好的10對(duì)引物進(jìn)行SSRPCR擴(kuò)增,總擴(kuò)增帶數(shù)115條,大小多集中在500~2 000 bp,平均每個(gè)引物對(duì)擴(kuò)增出11.5條(圖2),其中,多態(tài)性帶數(shù)為103條,占總條帶數(shù)的89.57%,平均每個(gè)引物對(duì)產(chǎn)生10.3條(表2);多態(tài)性信息含量(PIC)為0.255~0.473,平均為{0.368}),SSR標(biāo)記效率(MI)為3.87(表2);多態(tài)性條帶百分率在70%~100%,表明老芒麥有很豐富的遺傳多樣性。
2.3 供試材料的遺傳距離分析
擴(kuò)增產(chǎn)物采用Nei[13]的計(jì)算方法得到供試材料的遺傳距離矩陣,20份老芒麥的遺傳距離值在1.03~9.97(表3);由矩陣圖可以看出,來自內(nèi)蒙錫盟太旗崩崩山試驗(yàn)地的13號(hào)材料和來自新疆伊犁州特克斯縣城北種牛場(chǎng)的14號(hào)材料之間的遺傳距離最小,表明二者親緣關(guān)系較近;而來自新疆博州溫泉縣西阿拉套山口的3號(hào)材料和來自新疆伊犁州昭蘇縣城北的4號(hào)材料之間的遺傳距離最大,說明二者親緣關(guān)系較遠(yuǎn),這也反映了同一產(chǎn)地的老芒麥材料之間親緣關(guān)系并非較近,產(chǎn)地距離較遠(yuǎn)的老芒麥材料之間親緣關(guān)系也并非較遠(yuǎn),這一趨勢(shì)與干旱脅迫之前的結(jié)果一致。
2.4 干旱脅迫前后的聚類分析
2.4.1 以NTSYSpc 2.1軟件處理的聚類圖與三維圖
干旱脅迫前的聚類圖表明,在遺傳距離為0.57處20份供試材料被聚為兩類,來自的18,19號(hào)材料聚為一類,其余的材料聚為一類,在遺傳距離為0.62處第1大類又被分為2類(圖2),即1,2,3,14,4,5,15,16聚在一起,6,9,10,8,7,11,13,17,12聚在一起。
脅迫處理后的老芒麥,在遺傳距離為0.36處分為兩類,即Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ兩大類,除7號(hào)材料外其余材料歸為一類,在遺傳距離為0.50處第Ⅰ大類又被分為Ⅰ和Ⅱ兩類(圖2B),1,10,2,3,4,5,8,13,14,15,16,6,9,12聚為一類。
以相同軟件構(gòu)建的老芒麥材料的三維聚類圖可以非常直觀地反映所測(cè)試居群的整體結(jié)構(gòu)(圖3)。但脅迫前后的三維圖差別比較明顯。
2.4.2 以POPGENE 32軟件處理的聚類圖 由圖4可以看出不同軟件處理的聚類結(jié)果基本一致,且脅迫前的聚類結(jié)果明顯不同于脅迫后的聚類結(jié)果。
2.4.3 干旱脅迫前后的聚類結(jié)果比較
比較干旱脅迫前后的聚類結(jié)果發(fā)現(xiàn),脅迫前來自新疆的4、5號(hào)材料聚為一類,而干旱處理后4號(hào)卻與同樣來自新疆的2、3號(hào)聚在一起,5號(hào)材料與來自甘肅的8號(hào)材料聚為一類;脅迫前來自內(nèi)蒙的7號(hào)和13、17號(hào)聚在一起,而處理后7號(hào)卻單獨(dú)聚為一類;脅迫前來自內(nèi)蒙的10號(hào)材料與來自新疆的6、9號(hào),甘肅的8號(hào)材料聚在一起,而脅迫處理后10號(hào)卻與來自新疆的1號(hào)聚在一起,這表明干旱脅迫前后聚類結(jié)果差別較大。
3 討論
3.1 脅迫處理前材料的遺傳多樣性分析
干旱脅迫處理前聚類(圖2A)表明,采自新疆的1,2,3,14,4,5號(hào)材料聚在一起,采自內(nèi)蒙的7,13,17號(hào)材料聚在一起,采自的18,19號(hào)材料聚在一起,表明產(chǎn)地相同的材料大多聚為一類,但同樣是采自青海的12和15號(hào)材料,同樣是采自內(nèi)蒙的10號(hào)和16號(hào)材料卻不聚在一起,表明聚類結(jié)果與其地理來源并非完全一致。其原因可能有兩方面,一是有些地區(qū)采集的樣本數(shù)量有限,例如山西和青海地區(qū)僅采集了一份樣本,這在一定程度上使得聚類結(jié)果精確性降低,研究報(bào)道表明遺傳多樣性水平和群體樣本數(shù)量間存在明顯的相關(guān)性,為此,未來在采樣時(shí)應(yīng)充分考慮樣本數(shù)量和采集地范圍的大小,減小因材料數(shù)量太少、來源過于集中對(duì)研究結(jié)果造成的影響[14-16]。二是基因突變,不同產(chǎn)地的樣本在異地?cái)U(kuò)繁多年,受擴(kuò)繁環(huán)境的影響程度不同,以及對(duì)不利環(huán)境的耐受性不同,可能引起耐受性低的材料有關(guān)基因發(fā)生突變,并且這種變異能夠遺傳。
3.2 脅迫處理后材料的遺傳多樣性分析
20份老芒麥的SSRPCR分析顯示多態(tài)性條帶百分率在70%~100%,而不同地域居群間的遺傳距離介于0.160 0~0.894 8,差異比較大,說明其遺傳分化程度較高,遺傳多樣性豐富,遺傳變異較廣。多態(tài)性信息含量(PIC)為0.255~0.473,平均為0.368,SSR標(biāo)記效率(MI)為3.87,說明運(yùn)用SSR分子標(biāo)記能夠較好地揭示野生老芒麥的遺傳多樣性及親緣關(guān)系。
試驗(yàn)研究中,供試材料的Nei’s 遺傳多樣性指數(shù)(He)為0.332 4,明顯高于單子葉植物Nei’s 遺傳多樣性的平均值0.190[17],Shannon’s 信息多樣性指數(shù)Ho為0.492 6,同樣表明老芒麥不同居群間的遺傳多樣性較高。從DNA分子水平上證實(shí)了老芒麥遺傳多樣性豐富,有大量可供選擇利用的優(yōu)異性狀和種質(zhì)資源[16]。因此,應(yīng)深入研究和合理開發(fā)利用老芒麥遺傳種質(zhì)資源,提高其產(chǎn)量和擴(kuò)大種植范圍,提高其利用率。
脅迫處理后的聚類圖(圖2B)表明,第Ⅰ大類中1,2,3,4,5,14,6,9均采自新疆,但6號(hào)和9號(hào)與其他6份材料遺傳距離仍然較遠(yuǎn),15和12號(hào)材料均采自青海,但二者遺傳距離也較遠(yuǎn),其原因與脅迫前相同,主要是耐受異地環(huán)境影響的能力不同。
脅迫后原來與新疆6號(hào)和9號(hào)聚在一起的內(nèi)蒙10號(hào)材料卻與新疆的1,2,3,4,5號(hào)材料聚在一起,之前與內(nèi)蒙13,17號(hào)材料聚在一起的7號(hào)材料在干旱處理后卻單獨(dú)聚為一類,脅迫前內(nèi)蒙13,17號(hào)材料遺傳距離較近,經(jīng)干旱處理后遺傳距離變得較遠(yuǎn),推測(cè)其原因可能是采自內(nèi)蒙的供試材料由于適應(yīng)了特定的生境條件,對(duì)干旱模擬較為敏感,造成非編碼區(qū)的微衛(wèi)星序列的遺傳變異和分化或微衛(wèi)星不穩(wěn)定等,致使其重復(fù)次數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化[5],由于干旱脅迫下信號(hào)傳遞和基因表達(dá)及其調(diào)控非常復(fù)雜,對(duì)干旱敏感的基因和抗干旱基因的突變分析仍比較困難,因此,必須在此領(lǐng)域進(jìn)行深入廣泛的研究[18]。
3.3 脅迫前后聚類結(jié)果的比較
POPGENE軟件比NTSYS軟件運(yùn)行簡(jiǎn)便、快捷,且可以測(cè)多種遺傳多樣性參數(shù),包括等位基因數(shù),Nei’s遺傳多樣性指數(shù),Shannon’s多樣性信息指數(shù),多態(tài)位點(diǎn)百分率,遺傳分化值,基因流等。試驗(yàn)使用兩個(gè)軟件處理遺傳多樣性參數(shù),所得聚類結(jié)果基本一致。
基于干旱脅迫前后老芒麥的聚類結(jié)果,比較發(fā)現(xiàn)脅迫前后差異較大。有兩方面原因:(1)適應(yīng)特定生境的老芒麥對(duì)干旱模擬較為敏感,造成非編碼區(qū)的微衛(wèi)星序列的遺傳變異和分化或微衛(wèi)星不穩(wěn)定等,致使其重復(fù)次數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化[5];(2)由于老芒麥?zhǔn)苌硹l件的影響較大,在地理距離較小時(shí),干旱產(chǎn)生的差異性較為突出;隨著地理距離的增大,地理位置產(chǎn)生的差異超出干旱引起的差異,這與一些學(xué)者的研究結(jié)果一致。通過研究氣候效應(yīng)對(duì)以色列二粒小麥微衛(wèi)星多樣性的影響,發(fā)現(xiàn)在地理范圍較大時(shí)小氣候的選擇作用阻礙了基因漂移,從而造成較大的遺傳分化[19]。在研究歐洲鹽沼披堿草屬的種群遺傳結(jié)構(gòu)時(shí),發(fā)現(xiàn)在小地理范圍(
干旱脅迫處理的20份不同居群的老芒麥遺傳多樣性豐富,多態(tài)性比例為89.565%,SSR標(biāo)記效率(MI)為3.87,Nei’s遺傳多樣性指數(shù)(He)為0.332 4,Shannon指數(shù)(Ho)為0.492 6。脅迫處理材料與同批材料脅迫前的聚類結(jié)果差異較大。脅迫前后UPGMA聚類都表明產(chǎn)地相同的材料大多聚為一類,但不完全一致,其中來自內(nèi)蒙古的材料脅迫前后差異較大。
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Assessment of genetic diversity in droughtstressed
Elymus sibiricus using SSR markers
CHEN Yun1,YAN Weihong2,WU Hao1,QU Zhicai1
(1.College of Life Science of Qufu Normal 1.University,Qufu 273165,China; 2.Institute Grassland
Research of CAAS, Hohhot, Inner Mongolia 010010,China)
Abstract:In order to explore the influence of drought stress on genetic diversity of Elymus sibiricus 10 primer pairs which have higher polymorphic were selected from 20 primer pairs to analyze 20 accessions of droughtstressed Elymus sibiricus by simple sequence repeat (SSR) markers.The result indicated that a total
關(guān)鍵詞 物種多樣性;調(diào)查分析;福建永定;鳳山公園
中圖分類號(hào) S718.54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2014)13-0193-03
生物多樣性是地球生命的基礎(chǔ),是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。物種多樣性是群落生態(tài)狀況可測(cè)定的特征之一,是生境中群落環(huán)境優(yōu)劣的重要標(biāo)志。群落的復(fù)雜性可以用多樣性指數(shù)來衡量,植物群落的多樣性是群落中所含的不同物種數(shù)和它們的多度函數(shù)。永定縣鳳山公園占地面積224.687 1 hm2,其中林地面積(均為有林地)191.563 0 hm2,非林地33.124 1 hm2,共布設(shè)59個(gè)樣地,其中森林植物群落典型樣地55個(gè),本文通過對(duì)永定縣鳳山公園森林植物群落55個(gè)典型樣地進(jìn)行調(diào)查與分析,結(jié)果表明:公園內(nèi)天然群落共有植物32種15科30屬。其中,喬木層植物主要有馬尾松、木荷、杉木、樸樹、楓香、香樟、閩楠、毛竹、綠竹等19種;灌木層植物主要有小葉赤楠、桃金娘、油茶、孝順竹、慧竹等9種;草本層植物主要有蕨、鐵芒萁、五節(jié)芒、箬竹等4種。對(duì)公園內(nèi)森林植物群落結(jié)構(gòu)特征與多樣性指數(shù)(H)、均勻度(E)及物種豐富度(S)等進(jìn)行分析,闡明永定縣鳳山公園植物群落的生態(tài)結(jié)構(gòu)特征,提出了森林景觀提升改造的思路[1-3]。
1 區(qū)域概況與調(diào)查分析方法
1.1 調(diào)查區(qū)概況
1.2 野外調(diào)查方法
2 結(jié)果與分析
2.1 植物種類組成及其特征分析
森林植物群落共有植物32種15科30屬,其中蕨類植物1種1科1屬,裸子植物2種2科2屬,被子植物29種12科27屬。可見,園內(nèi)森林植物群落物種組成中被子植物最為豐富,其種數(shù)占園內(nèi)物種總數(shù)的90.6%。永定縣鳳山公園植物種類組成及其特征情況見表1,植物群落物種組成見表2。
根據(jù)群落結(jié)構(gòu)特征分析(表3)表明,永定縣鳳山公園內(nèi)喬木層群落物種組成以馬尾松(Pinus massoniana Lamb)、木荷(Schima superba Gardn. et Ch amp.)、杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)等3種陽性樹種為主,它們的重要值均大于10%,3個(gè)樹種重要值超過其他14個(gè)樹種的總和,而馬尾松又占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),重要值為36.0%,比木荷、杉木2個(gè)樹種之和還多;灌木層群落物種組成以小葉赤楠(Syzygium buxifolium Hook. & Ar)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)、油茶(Camellia oleifera Abel)、孝順竹(Bambusa multiplex(Lour.)Raeusch. ex Schult)、慧竹(Pseudosasa hindsii(munro)S.L.Chen et S.Y.Sheng)等5種陽性樹種為主,它們的重要值均大于10%;草本層植物中重要值大于3%的物種有鐵芒萁(Dicranopteris dichotoma(thunb.)bernh)、烏毛蕨(Blechnum orientale L)、五節(jié)芒(Miscanthus floridulus(Labill.)Warb. ex Schum. et Laut)等3種,主要由被子植物和蕨類植物構(gòu)成。其中鐵芒萁是草本層植物中最具生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和分布最廣的物種,相對(duì)頻度(25.15%)和重要值(16.95%)均位居第1位[7-9]。
2.2 鳳山公園物種多樣性分析
通過分析森林植物群落的喬、灌、草層物種多樣性(表1、圖1、圖2、圖3)可得,物種豐富度表現(xiàn)為喬木層>灌木層>草本層,Shannon-Wiener指數(shù)表現(xiàn)為灌木層>喬木層>草本層,而均勻度表現(xiàn)不一;另外,從圖中也可看出,園內(nèi)物種多樣性指數(shù)之間的聯(lián)系,不管是喬木層還是灌木層或草本層,各群落的Shannon-Wienner指數(shù)與均勻度指數(shù)均呈正相關(guān),而兩者均與豐富度指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。表明森林植物群落物種多樣性變化趨勢(shì)與群落優(yōu)勢(shì)種的明顯程度有直接關(guān)系。
3 結(jié)論與討論
(1)植物群落結(jié)構(gòu)。園內(nèi)森林植物群落共有植物32種15科30屬,其中蕨類植物1種1科1屬,裸子植物2種2科2屬,被子植物29種12科27屬。可見,園內(nèi)森林植物群落物種組成中被子植物最為豐富,其種數(shù)占園內(nèi)物種總數(shù)的90.6%。喬木層群落物種組成以馬尾松、木荷、杉木等3種陽性樹種為主,其重要值均大于10%,馬尾松占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),重要值為36.0%,比木荷、杉木的總和還多;灌木層群落物種組成以小葉赤楠、桃金娘、油茶、孝順竹、慧竹等5種陽性樹種為主,其重要值均大于10%;草本層植物中重要值大于3%的物種有鐵芒萁、烏毛蕨、五節(jié)芒等3種,主要由被子植物和蕨類植物構(gòu)成。其中鐵芒萁是草本層植物中最具生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和分布最廣的物種,相對(duì)頻度25.15%)和重要值(16.95%)均位居第1位。
森林景觀改造提升思路:鳳山公園森林景觀類型為亞熱帶針葉林、針闊葉樹混交林,由于長(zhǎng)期以來人類活動(dòng)過于頻繁,破壞了原有地帶的森林植被,原本豐富的森林景觀類型已演替為天然次生林或人工純林,不僅林分稀疏、林相破碎,而且觀賞價(jià)值差,讓植物景觀本應(yīng)有的疏密相間、季相變化的森林景觀消失。為提高園內(nèi)森林植物群落的物種多樣性,加快促進(jìn)其向南亞熱帶常綠闊葉林演變,有必要對(duì)稀疏林分、人工林進(jìn)行間伐和疏伐,同時(shí)補(bǔ)植地帶性常綠、落葉闊葉樹種,如地帶性優(yōu)勢(shì)物種樟科植物(樟樹(Cinnamomum camphora)、黃樟(Cinnamomum porrectum(Roxb.)Kosterm.)、閩楠(Phoebe bournei(hemsl.)Yang)等)、木蘭科植物(深山含笑(Michelia maudi-ae)、福建含笑(M.fujianensis Q.F.Zheng)等)、金縷梅科植物(楓香樹(Liquidambar formosana Hance)等),達(dá)到綠化、彩化、花化、美化“四化”目的。
(2)植物群落豐富度。本次調(diào)查結(jié)果顯示,園內(nèi)森林植物群落喬木層物種豐富度集中在4~16種,灌木層物種豐富度集中在2~8種,草本層物種豐富度集中在1~4種。其中喬木層具有亞熱帶針葉林、針闊葉樹混交林物種水平即喬木層物種變化為4~19種,灌木層物種變化為2~8種,而草本層植物則明顯偏少。園內(nèi)森林植物群落物種豐富度和Shannon-Wiener指數(shù)均表現(xiàn)為喬木層>灌木層>草本層,而均勻度表現(xiàn)不一,不管是喬木層,還是灌木層或草本層,各群落的Shannon-Wienner指數(shù)與均勻度指數(shù)均呈正相關(guān),而兩者均與豐富度指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。表明森林植物群落物種多樣性變化趨勢(shì)與群落優(yōu)勢(shì)種的明顯程度有直接關(guān)系。
(3)森林景觀改造提升思路。為提高鳳山公園森林植物群落物種豐富度,在保護(hù)好原有闊葉樹的基礎(chǔ)上,進(jìn)行森林景觀改造時(shí),按照“造林大苗化、樹種多樣化、品種鄉(xiāng)土化、色彩季相化”的要求,采取喬、灌、草(花)相結(jié)合,選擇多種闊葉樹、珍貴樹、觀葉或觀花樹種(品種),對(duì)鳳山公園實(shí)施綠化補(bǔ)植,進(jìn)一步提升鳳山公園森林生態(tài)景觀效果,充分展示生態(tài)景觀林建設(shè)成果,推進(jìn)森林永定、生態(tài)永定、美麗永定建設(shè),促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:昆蟲;園林;生物多樣性;復(fù)層結(jié)構(gòu);指數(shù)
1研究對(duì)象和方法
1.1綿陽人民公園概況
選擇綿陽人民公園作為研究場(chǎng)地,綿陽人民公園建成時(shí)間已有70多年,其生態(tài)群落已達(dá)到穩(wěn)定,昆蟲的遷入和遷出種變化不大,其主要綠地群落格局已經(jīng)形成,具備進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)和研究的條件。
1.2綠地概況
根據(jù)綠地不同的復(fù)層結(jié)構(gòu)及其與水體的關(guān)系,共選擇7塊綠地進(jìn)行觀察,其綠地編號(hào)的概況如下表:
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1時(shí)間選擇。昆蟲種類的發(fā)生盛期在7月初~8月下旬,因此本試驗(yàn)的調(diào)查時(shí)間選擇在2010年7~10月,每半月調(diào)查1次。
1.3.2調(diào)查方法。在公園內(nèi)選取7塊不同綠地類型進(jìn)行試驗(yàn),采用隨機(jī)取樣法,定時(shí)對(duì)綠地內(nèi)的昆蟲進(jìn)行調(diào)查、捕捉、鑒定,掃網(wǎng)所選地的上、中、下3處,記載捕捉到的昆蟲種類和數(shù)量,對(duì)照昆蟲原色圖譜進(jìn)行鑒定,并分析其數(shù)量。
2結(jié)果與分析
2.1計(jì)算所需公式
本試驗(yàn)采用豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)這3種指數(shù)作為指標(biāo),并選擇以下3種指數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算:(R:豐富度指數(shù);D:優(yōu)勢(shì)度指數(shù);E:均勻度指數(shù);N:昆蟲總個(gè)體數(shù);S:昆蟲種數(shù);Ni:第i種昆蟲的個(gè)體數(shù))
2.2昆蟲種類分析
試驗(yàn)過程中,共觀察、捕獲昆蟲計(jì)10目,26科,33種,記錄如表2:
由表2可以看出,昆蟲個(gè)體數(shù)和種數(shù)均較多的是林地2;近水綠地的昆蟲種類較同類型綠地的多,數(shù)量也較多,這表明昆蟲的種數(shù)在一定程度上受到溫濕度的影響,受綠地的復(fù)層結(jié)構(gòu)的影響不大。
2.3不同綠地類型昆蟲指數(shù)分析
草坪和疏林草地2的優(yōu)勢(shì)度高,則表明該綠地的物種的集中性強(qiáng);當(dāng)綠地群落的優(yōu)勢(shì)度低時(shí),均勻度相對(duì)較高;由豐富度指數(shù)可以看出,疏林草地1的物種密度較高。
2.4昆蟲群落相似度分析
由表4可以看出,近水綠地的昆蟲群落結(jié)構(gòu)與林地較為相似,這表明,昆蟲群落的分布不僅受植物數(shù)量的影響,同時(shí)也受綠地復(fù)層結(jié)構(gòu)以及溫濕度的影響。
3結(jié)論與討論
(1)公園綠地的昆蟲分布受人為的影響和干擾的因素很大,與同類型的自然綠地相比,其昆蟲種類和數(shù)量較少,形成了獨(dú)有的人工生態(tài)群落。
(2)從均勻度和豐富度指數(shù)來看,同樣是喬灌草結(jié)構(gòu),近水綠地的昆蟲生態(tài)多樣性沒有遠(yuǎn)水綠地好。但是,近水綠地群落昆蟲種類較多,且分布均勻,因此仍是不少昆蟲生息繁衍的最佳生境。
(3)在調(diào)查的7塊綠地中,根據(jù)計(jì)算的多樣性指數(shù)結(jié)果,昆蟲對(duì)生境的選擇依次為:疏林草地1(喬灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)),林地2(喬草復(fù)層結(jié)構(gòu)),林地1(喬灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)),與近水綠地2(喬灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)),近水綠地1(喬草復(fù)層結(jié)構(gòu)),草坪,疏林草地2(灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)),可見綠地植物結(jié)構(gòu)與昆蟲多樣性關(guān)系密切。
南方紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)及次生代謝研究
紅豆杉資源非常有限且紫杉醇含量極低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足市場(chǎng)的需求。植物細(xì)胞培養(yǎng)具有繁殖速度快,培養(yǎng)條件易于優(yōu)化,培養(yǎng)過程易于人工控制,不受時(shí)間、地域等因素的限制等優(yōu)點(diǎn)。因此,采用紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇以及對(duì)紫杉醇合成代謝途徑進(jìn)行調(diào)控來提高紫杉醇的產(chǎn)量已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題之一,并已取得了較大進(jìn)展。對(duì)其細(xì)胞培養(yǎng)、紫杉醇合成與代謝調(diào)控、擴(kuò)大培養(yǎng)及分離純化[16-19]等方面開展了廣泛深入的研究,研究發(fā)現(xiàn),營(yíng)養(yǎng)調(diào)控[20-23]、物理控制[24-26]、前體飼喂[27]、添加抑制劑[28]、誘導(dǎo)子調(diào)控[20-21,29-33]、雙液相培養(yǎng)[34]、兩步法培養(yǎng)[35]等一系列技術(shù)均能影響南方紅豆杉的次生代謝。細(xì)胞離體培養(yǎng)縮短了培養(yǎng)周期,這樣不僅有利于培養(yǎng)條件的優(yōu)化,也為通過多種誘導(dǎo)途徑來提高細(xì)胞中次生代謝產(chǎn)物的含量成為可能,南方紅豆杉組培體系的不斷完善為進(jìn)一步研究次生代謝產(chǎn)物的合成與代謝奠定了良好基礎(chǔ)。細(xì)胞培養(yǎng)的最終目的是為了提高紫杉醇的產(chǎn)量,因此利用生物反應(yīng)器替代搖瓶進(jìn)行紅豆杉細(xì)胞規(guī)模培養(yǎng)以及工業(yè)化生產(chǎn)就成為另一個(gè)研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。目前,喜馬拉雅紅豆杉[17]、中國(guó)紅豆杉[36-37]、歐洲紅豆杉[17]、曼地亞紅豆杉[38]和云南紅豆杉[39]等均實(shí)現(xiàn)了生物反應(yīng)器的大規(guī)模培養(yǎng),部分并已投產(chǎn)[38]。但南方紅豆杉細(xì)胞懸浮培養(yǎng)尚未實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)器的大規(guī)模培養(yǎng),還正處在研究階段。另外,近幾年來,國(guó)內(nèi)外利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)紫杉醇的研究報(bào)道也不少,但目前利用內(nèi)生真菌來產(chǎn)生紫杉醇的產(chǎn)量并不高,尚未能進(jìn)行工業(yè)化。
南方紅豆杉分子標(biāo)記研究
近年來,隨著分子生物技術(shù)的迅速發(fā)展,植物在蛋白質(zhì)和DNA水平上的遺傳多樣性研究取得了突破性的進(jìn)展,并在物種鑒定和瀕危物種保護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代以來,分子標(biāo)記技術(shù)被廣泛用于動(dòng)、植物遺傳育種、基因診斷、居群遺傳學(xué)、生物系統(tǒng)學(xué)與進(jìn)化研究上,如RAPD標(biāo)記技術(shù)和ISSR分子標(biāo)記技術(shù),這2種分子標(biāo)志均可揭示種間與種內(nèi)的遺傳多樣性及其進(jìn)化的親緣關(guān)系(但后者比前者穩(wěn)定性和重復(fù)性要好),可進(jìn)一步為開展植物分子輔助育種、遺傳轉(zhuǎn)化及其轉(zhuǎn)基因等方面的研究提供有價(jià)值的理論依據(jù)。2000年,王艇等[40]采用RAPD技術(shù),在分子水平上對(duì)南方紅豆杉的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)行了探討。2003年,張宏意等[41]通過隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性方法對(duì)廣東、湖南、江西3省的12個(gè)南方紅豆杉自然居群進(jìn)行了基因組DNA多態(tài)性分析,分析表明南方紅豆杉居群間的遺傳距離與這些居群的地理分布相關(guān),相同或相鄰產(chǎn)地的居群間的遺傳距離較小,不同產(chǎn)地個(gè)體間的遺傳距離較大。2005年,王貴榮等[42]通過對(duì)6個(gè)紅豆杉種進(jìn)行RAPD遺傳多樣性分析和染色體鑒定,得出南方紅豆杉與中國(guó)紅豆杉的遺傳距離最小,紅豆杉與曼地亞紅豆杉的親緣關(guān)系最遠(yuǎn),6個(gè)紅豆杉種染色體數(shù)均為2n=24,為進(jìn)一步保護(hù)和利用中國(guó)的紅豆杉資源提供進(jìn)化分子遺傳學(xué)方面的依據(jù)。2007年,李振宇[43]根據(jù)cpDNA基因間隔區(qū)對(duì)南方紅豆杉的種群遺傳結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)地理進(jìn)行了研究,同年,黃麗潔[44]采用葉綠體SSR技術(shù)對(duì)南方紅豆杉的遺傳多樣性和遺傳距離進(jìn)行了研究,并認(rèn)為南方紅豆杉具有中等水平遺傳多樣性,不同地區(qū)間遺傳分化小,種群和地區(qū)間基因流較大。2008年,茹文明等[45]通過RAPD技術(shù)對(duì)南方紅豆杉8個(gè)自然種群的遺傳多樣性進(jìn)行了分析,得出南方紅豆杉種群瀕危的主要原因不是其遺傳多樣性,而可能是由其本身生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性及其生存環(huán)境破壞所致的。為進(jìn)一步探討南方紅豆杉瀕危原因和對(duì)該物種的保護(hù)、進(jìn)化潛力及種質(zhì)資源利用等方面提供分子遺傳學(xué)數(shù)據(jù)。2009年,張蕊等[46]利用ISSR分子標(biāo)記對(duì)來自10省區(qū)15個(gè)南方紅豆杉代表性種源進(jìn)行了種源遺傳多樣性及地理變化、種源遺傳分化等方面的研究,得出了與上面相一致的結(jié)論。同年,張玲玲[47]通過RAPD和ISSR2種分子標(biāo)記對(duì)福建省的南方紅豆杉遺傳多樣性進(jìn)行了初步研究,并對(duì)其RAPD和ISSR2種指紋圖譜進(jìn)行了比較分析。2010年,李乃偉等[48]采用ISSR標(biāo)記技術(shù)對(duì)南方紅豆杉遷地保護(hù)小種群及其衍生自然種群小斑塊(小居群)的遺傳多樣性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,南方紅豆杉遷地保護(hù)各自然小居群間的遺傳距離與其地理生境有關(guān),而與其地理距離并無顯著的相關(guān)性。2011年,李乃偉等[49]又對(duì)南方紅豆杉野生種群、遷地保護(hù)栽培種群及遷地保護(hù)衍生種群的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行ISSR分析和比較,得出南方紅豆杉遷地保護(hù)衍生種群的遺傳多樣性與野生種群接近,這為南方紅豆杉的物種遷地保護(hù)提供了有力依據(jù)。