生物多樣性調查范文
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導語:如何才能寫好一篇生物多樣性調查,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
野性中國攝影師,曾任《中國國家地理》雜志編輯,《博物》雜志創刊人之一;2006年,BBC自然歷史部高清紀錄片《美麗中國》節目組任調研員,歷屆“中國野生動物攝影訓練營”的指導老師。徐健的鏡頭聚焦于中國的生物多樣性,目前正致力于通過“影像生物多樣性調查”的方式,搶救性地拍攝那些中國受人關注很少的物種,并力圖通過他的影像和行動推動對這些中國寶貴自然遺產的保護。
徐健是位自由攝影師,他幾乎走遍了全中國的每一個角落,拍攝了無數照片。在他拍攝的照片中,自然風光和風土人情只占極少的一部分,更多的時候,他的鏡頭所捕捉的是那些中國特有的、最瀕危的、很少受人關注的野生物種。通過自己的影像和行動來推動人們對這些中國寶貴自然遺產的保護。
于是,在徐健的鏡頭下,人們看到了三娘灣的中華白海豚、西雙版納的亞洲象、思茅的鸚鵡、廣西的蛤蚧、云南的木蘭、貴州務川的臭蛙、斑鱉……這些生物大都是瀕危的或不為人們所熟知的,有的甚至至今都沒有詳細的影像記錄。通過之前仔細的案頭工作,徐健去那些曾經有過記載出現過這些生物的地方找尋它們,觀察它們的生活環境和習性,拍攝它們。之后,將拍攝成果變成報道。
通過雜志、網絡、報紙、講座等多種形式讓公眾了解和關注;同時向當地政府相關部門提交報告并提出保護建議。
從2008年開始,以徐健為首的多位資深野生動物攝影師和保護工作者共同發起成立“影像生物多樣性調查所”(IBE),他們開創了一種用拍攝帶有科學數據的照片來進行生物多樣性調查的方法,他們已經用這種IBE方法,為TNC、FFI、西雙版納保護區、廣西環保廳等多家機構,開展了對八個區域的15次IBE調查,拍攝了大量生物多樣性圖片和視頻,其中不少物種都是國內首次拍到,這些影像正在對這些地區的生物多樣性保護發揮著重要作用。
這就是徐健的工作內容,幾年前,他辭去了《中國國家地理》雜志的工作,放棄了優厚的收入待遇,專門從事野生動物的拍攝和保護工作,并成立了機構,希望通過團隊的拍攝和保護行動,推動對中國生物多樣性的保護。在他看來,這樣的工作“更加有意義”。
篇2
關鍵詞:生物多樣性;多樣性功能評價;濕地保護;衡水湖濕地
biodiversity 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 biodiversity,this study conducted a diversity function evaluation on species diversities and ecosystem diversities in the wetland.according to the wetland biodiversity criteria,the hengshui lake wetland biodiversity is at a general level.biodiversity function evaluation of the wetland we can provide scientific basis for the wetland protection.
key words: biodiversity;diversity 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?;蚨鄻有源砩锓N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??傊?,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?;蚨鄻有允巧锒鄻有缘膬仍谛问?,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。
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。
參考文獻:
[1] 于貴瑞.全球變化與陸地生態系統碳循環和碳蓄積[m].北京:氣象出版社,2003.(yu gui-rui.global change and terrestrial ecosystems carbon cycle and carbon deposition [m].beijing:china meteorological press,2003.(in chinese))
[2] 歐陽志云,王如松,趙景柱.生態系統服務功能及其生態經濟價值評價[j].應用生態學報,1999,10(5):635-640.(ouyang zhi-yun,wang ru-song,zhao jing-zhu.the function of ecosystem services and ecological economic value evaluation [j].1999,10 (5):635-640.(in chinese))
[3] 張學知.衡水湖濕地生態系統恢復原理與方法[j].南水北調與水利科技,2010,8(1):122-125.(zhang xue-zhi.the hengshui lake wetland ecosystem restoration principle and method [j].south-to-north water transfers and water scinenes & technoiogy,2010,8(1):122-125.(in chinese))
[4] 馬克平,錢迎倩.生物多樣性保護機器研究進展[j].應用于環境生物學報,1998,4(1):95-99.(ma ke-ping,qian ying-qian.biodiversity protection machine research progress [j].journal of applied biological environment,1990,4 (1):95-99.(in chinese))
[5] 黃富祥,王躍思.試論生物多樣性保護理論與實踐面臨的困難及現實出路[j].生物多樣性,2001,9(4):399-406.(huang fu-xiang,wang yue-si.try to biodiversity conservation in theory and practice,and the practical way to face the difficulties [j].journal of biodiversity,2001,9(4):399-406.(in chinese))
[6] gb/t 14529-93,自然保護區類型與級別劃分原則[s].(gb/t 14529-93,the types and levels principle of nature reserve [s].(in chinese))
[7] 鞠美婷,王艷霞,孟偉慶,等.濕地生態系統的保護與評估[m].北京:化學工業出版社,2009.(ju mei-ting,wang yan-xia,meng wei-qing,et al.protect and evaluation on wetland ecosystem [m].beijing:chemical industry press,2009.(in chinese))
篇3
生物多樣性一直是個熱門詞匯,因為它緊密聯系著我們的日常生活。袁隆平利用我國豐富的野生和種植品系水稻進行雜交,選育出超級雜交稻,畝產超過900千克。這對我們13億中國人來說意義多么重大!試想,如果沒有我國水稻的生物多樣性,“巧婦難為無米之炊”,再偉大的袁隆平,也會因為沒有構建超級雜交稻的遺傳基礎而慨嘆。在我們這個車輪滾滾高速前行的時代,輪胎是我們周游世界的關鍵部件。它的發明源于發現橡膠樹能產生樹膠,樹膠可以加工制成既有強度又有彈性的“橡膠輪胎”,這才使汽車跑得飛快。試想,如果沒有橡膠樹這個物種,人類可能至今還坐在與古代戰車差不多的轱轆上。可見生物多樣性是人類賴以生存和發展的基礎。因而,盡管到目前為止我們所知的絕大部分物種還沒有“物盡其用”,人類探知地球物種及其多樣性的渴望卻越來越強。
上世紀七八十年代,人們還認為地球的動植物不過160多萬種。這個數字隨著人類生產和探測技術的提高,不斷被刷新。最近,美國夏威夷大學的莫拉教授依據海洋生物普查數據,再經過科學的計算,得出的理論動植物種類是870萬種!
然而,這個數字還有人認為是太過保守了。有人估算僅深海海底的物種就超過這個數。深海是指深海底區或深淵底區的海洋深層,一般在海面4000米以下。在這個深度,光線無法透過,一直暗無天日,植物無法進行光合作用。之前人們一直認為這樣的區域動植物不可能生存,是個毫無生氣的“沙漠”地帶。然而,1992年,日本科學家乘坐深海載人潛水器在鳥島海域4146米深處發現在古鯨遺骨上附著寄生的小型貝類和深海蝦群。1994年,俄羅斯科學家在大西洋水域的熱液場探測時,發現了多種熱液生物,如蝦類、貽貝類、鰻類等。1995年,美、日科學家聯合對大西洋、太平洋深海調查中,在奧尻島海域驚奇地發現了日本海的深海系依賴化學合成而生活的生物群。近年來,科學家們在僅對大約萬分之一深海世界進行的生物多樣性調查中,就顯示出海底可能有高達1000萬種生命存在,分屬于各種獨特的深海生態系統——熱液出口、冷液出口、海山、海底峽谷、深海平原、海洋對流層和瀝青火山等。
不過迄今為止,科學家在深海區域調查到的物種中,還只鑒定了17650種,包括蝦類、珊瑚、星魚、蟹類等。其它物種人類從未見識過,如在亞特蘭大東南部海底收集到的680個細小的甲殼動物樣本中,只辨識出了其中的7個。在南極深海采集的674種等腳類生物樣本,包括長達兩米的蠕蟲,80%以上的物種人類從未見過。對有些未知的物種科學家不得不臨時取名,例如在美國加利福尼亞州蒙特里灣死亡鯨魚的骨骼里發現的兩種人類從未見過的怪蟲,它們沒有眼睛、沒有胃,甚至連嘴巴都沒有,科學家將之認定為新種,命名為“食骨蟲”。在深海熱液噴口區發現的500種左右的動物,竟然不需像陸地生物那樣直接或間接靠陽光和光合作用獲得能量,也不用消化系統,而是依賴對大多數其他動物都是致命的物質——硫化氫維持生活,我們不妨暫且稱它們為“享臭蟲”,因為硫化氫是一種惡臭的化合物。這些數不勝數的怪物說明,海底是生物多樣性的寶庫。
深海海底生物處于獨特的物理、化學和生態環境中,尤其熱液噴口區的生物在高壓、劇變的溫度梯度和高濃度的有毒物質包圍下,形成了極為獨特的生物結構、代謝機制,體內產生了特殊的生物活性物質,例如嗜堿、耐壓、嗜熱、嗜冷、抗毒的各種極端酶。這些特殊的生物活性物質功能各異,是深海海底生物資源中最具應用價值的部分,可能在未來的工業、醫藥、環保等領域發揮重要作用,扮演像野生水稻或橡膠樹那樣的角色。
比如,石油一直是工業社會高速運轉的“血液”,石油的勘探與開采既費時又費力,前不久我國渤海灣石油鉆井平臺就出現了嚴重的漏油事故,污染了海洋生態環境。現在發現深海就有一種可噴射石油的管蟲,它生活在墨西哥灣海平面下990米深處,以海底石油為食物。在深潛器機械臂從海床的坑洞中捕獲它
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們時,它們竟能向外噴出石油。說不定哪天科學家就能開發出干凈環保的“海上管蟲石油開采平臺”。
城市的下水道,有機垃圾浸泡在水中,會產生大量有毒的硫化氫毒氣,散發惡臭氣體。下水道一旦發生阻塞,其硫化氫積累越多,臭氣越大,常常給進入下水道工作的環衛工人帶來生命危險。前面說到的“享臭蟲”,說不定哪天就被科學家改造成清理下水道惡臭的“工人”。
篇4
關鍵詞:植物; 多樣性; 保護
中圖分類號:Q948
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2017)12017403
1引言
伴隨著全球自然生態環境的持續惡化,森林對自然環境的保護和修復功能日益凸顯,健全的森林生態系統對自然環境的修復起著至關重要的作用。植物多樣性豐富程度是反映森林生態系統是否健全的重要標志,主要包括4個層次的內容:遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性[1]。漕澗林場轄區地處被認為是世界3個生物多樣性熱點地區交匯帶上,即喜馬拉雅地區、中國西南山地、印度―馬來的交匯帶上[2],林區內山高谷深,坡度較陡,隱域環境眾多,植物多樣性豐富,還有許多地區的植物多樣性還未得到充分認識。為更好的發揮森林的生態效益,對林區植物多樣性進行深入調查和搶救性保護成為生態文明建設的關鍵環節。
2研究地自然概況
2.1自然地理概況
漕澗林場位于云南省大理州西部云龍縣境內,在大理、保山、怒江三地州交界處,東經98°58′~99°15′,北25°29′~26°04′之間,林區最高海拔3655.9 m,最低海拔2300 m,轄國有林面積21731 hm2,是中國地勢第一階梯向第二階梯過渡帶的邊緣位置(圖1),林區河谷切割深刻,全為山地,氣候冷涼,最冷月為1月,年平均溫度8.8℃,雨量豐沛,年平均降雨量1500~2000 mm之間,屬溫涼性氣候帶,利于植物生長,森林覆蓋率84.85%。
2.2生態區位概況
漕澗林場林區位于橫斷山脈南緣滇西縱谷區,“三江并流”世界自然遺產區末端,瀾滄江和怒江的分水嶺上。林區西隔怒江與高黎貢山國家級自然保護區相望,東臨瀾滄江與云龍天池國家級自然保護區毗鄰,林區位置見圖2,分屬怒江和瀾滄江流域,印度洋和太平洋水
系,處在喜馬拉雅地區、中國西南山地、印度―馬來等3個被公認為世界生物多樣性熱點地區的交匯帶核心區,林區生態區位尤為重要,林分結構完整,植物種類豐富。
3植物多樣性保護背景
3.1林區植物多樣性現狀
漕澗林場林區范圍內森林植被類型多樣,從海拔2300 m的集體林交界處到海拔3655.9 m的山頂,植被類型包括:Ⅰ暖性闊葉林(2300~3000 m)、Ⅱ暖性針葉林(2300~2800 m)、Ⅲ溫涼性針葉林(2600~3000 m)、Ⅳ寒溫性針葉林(3000~3655.9 m)、Ⅴ竹林(2500~3655.9 m)[3]。云南省范圍內分布的野生植物種類中有1/3以上物種在林區內有天然分布,目前已查明的木本植物種類達74個科283種,其中大量分布的有杜鵑花科(Ericaceae)植物分布31個種、薔薇科(Rosaceae)植物分布29個種、樟科(Lauraceae)植物分布17個種、槭樹科(Aceraceae)植物分布10個種、殼斗科(Fagaceae)植物分布9個種、山茶科(Theaceae)植物分布9個種、木蘭科(Magnoliaceae)植物分布8個種、松科(Pinaceae)植物分布8個種、五加科(Araliaceae)植物分布8個種、忍冬科(Caprifoliaceae)植物分布8個種、冬青科(Aquifoliaceae)植物分布7個種、??疲∕oraceae)植物分布7個種。林區內分布有滇藏木蘭(Magnolia campbellii(Hook.f.et Thoms)D.L.Fu)、長喙厚樸(Magnolia rostrata W.W.Smith)、云南紅豆杉(Taxus yunnanensis Cheng et L. K. Fu)、云南榧木(Torreya fargesii Franch.var.yunnaneasis(Cheng et L.K.Fu)N.Kang)、水青樹(Tetracentron sinense Oliv)、十齒花(Dipentodon sinicus Dunn.)、領春木(Euptelea pleiosperma Hook.f.et Thoms)、延齡草(Trillium tschonoskii Maxim)、云南黃連(Coptis teeta Wall)等多種國家Ⅰ、Ⅱ級保護的野生植物,其中被劃入《中國植物紅色名錄》的受威脅植物種類在林區有40種之多[4],這些瀕危物種在林區內均長勢良好。漕澗林場林區位于世界杜鵑花科植物的中心分布區域,林區內集中分布有31個杜鵑花科植物品種,云南的名花,即山茶花、杜鵑花、玉蘭花、報春花、百合花 、龍膽花、蘭花、綠絨蒿,在林區內都能尋到蹤跡。林區內良好的生態環境和多樣的森林類型,為野生動物提供了良好的棲息繁衍場所,林區鳥獸資源較為豐富。
3.2林區植物多樣性保護的意義
漕澗林場林區與被譽為“世界生物多樣性最豐富地區”的高黎貢山國家級自然保護區僅一江之隔,由于過渡地帶獨特的自然地理位置和氣候條件,形成了林區內物種分布的奇特布局,各種珍稀瀕危植物在林區呈“斑塊狀”分布在林區各個位置,形成各自穩定的森林生態系統。近年來,由于氣候干旱,火災頻發和交通便利,林區人為活動頻繁,畜害嚴重等各種因素,導致部份物種出現分布范圍縮小,自然更新困難,群落逐漸衰退的趨勢。為保護森林生態系統的安全穩定,對林區植物多樣性進行保護顯得尤為重要,它不僅是生態環境保護的基礎,還是實現森林生態、經濟和社會效益不斷提升的前提,也是林場最終實現可持續發展戰略的根本保證。
4植物多樣性保護的研究方法和保護措施
4.1植物多樣性保護的研究方法和關鍵步驟
4.1.1植物多樣性保護的研究方法
在研究區內對林分群落結構和植物種類進行樣地調查,在每個林班內沿海拔梯度選擇樣地,每100 m海拔區間內設3個樣地,針對喬木群:在20 m×25 m樣地內設置5個2 m×2 m灌木樣方和5個1 m×1 m草本樣方;針對灌木群落:在10 m×10 m樣地內設置5個2 m×2 m灌木樣方和5個1 m×1 m草本樣方;針對草本群落:在10 m×10 m樣地內設置5個1 m×1 m樣方做草本調查[5];灌木和草本樣方位置均設置在樣地4角和中心位置。通過群落調查,對樣地中喬木進行每木檢尺,詳細記錄喬、灌、草種類和數量,以重要值為基礎,計算出各個群落的多樣性指數。
相對多度=(一個種的個體數量/全部種的個體數量)×100%,
頻度=(某物種出現的樣方數/樣方總數)×100%,
相對頻度=(一個種的頻度/全部種的頻度之和)×100%,
相對優勢度=(一個種的基面積之和/全部種的基面積之和)×100%,
重要值=相對多度+相對頻度+相對優勢度[6],
多樣性指數: S=出現在樣地的物種數,
Pielou指數(均勻度指數):J=(-∑PilogPi)/logS,
Simpson指數(優勢度指數):D=1-∑〔Ni(Ni-1)/N(N-1)〕,
Shannon-Weiner指數(H′):H′=-∑PilogPi。
式中,Ni為第i個物種的重要值,N為群落(樣地)中所有物種重要值之和,S為物種i所在樣方的物種總數,既豐富度指數。運用Sigmaplot軟件對多樣性指數進行回歸分析,統計分析植物種類及分布范圍,找出種群分布及群落演替規律,分析導致種群退化的原因,有針對性的加以保護。不同種群保護方法見表1。
4.1.2植物多樣性保護關鍵步驟
第一步:設施和硬件配置。要更好的保護好林區植物多樣性,對珍稀植物的跟蹤觀測和苗木擴繁培育必不可少,配備相關的觀測設備和育苗設施等硬件是做好保護工作的前提。
第二步:人才隊伍建設。培養一支熱愛林業工作,有多樣性保護經驗的專業技術人才隊伍,定期開展相關技術培訓,是做好保護工作的關鍵。
第三步:植物多樣性調查與規劃。對林區植物多樣性進行系統調查分析,并合理規劃保護范圍,制定保護措施,是做好植物多樣性保護的基礎。
第四步:構建植物多樣性信息平臺。信息平臺建設是系統開展遺傳、物種、生態及景觀多樣性研究的基礎,也是實現植物多樣性規劃與保護的重要途徑[7]。
4.2植物多樣性保護措施
4.2.1種質資源保存
采集種子對植物遺傳資源進行存儲,可以在最大限度上對植物的多樣性進行保護。采集植物種子,依托設施齊備的科研院所進行種子保存,是植物多樣性保護最經濟最直接的方法。
4.2.2加強宣傳教育
植物多樣性保護中必不可少的一個重要環節,就是加強全民的保護意識,通過各種宣傳手段和科普活動,宣傳植物多樣性保護和人民生活的密切聯系,強化群眾的保護意識。加強監督和法律體系建設,通過政府引導,在全社會營造保護生態環境的氛圍,讓植物多樣性保護意識扎根在群眾心中。
4.2.3就地封育保護
針對林區范圍內更新情況正常,種群生長穩定的珍稀保護樹種,通過封山育林和劃定保護區域的方式,采取就地保護,主要植物種類包括:滇藏木蘭、貢山厚樸、水青樹、十齒花、領春木、小果垂枝柏、蒼山冷杉、云龍箭竹和槭樹科、杜鵑花科等植物種群。
4.2.4建園遷地保護
針對林區內種群數量較少,易遭受人、畜破壞的珍稀植物種群,以及觀賞價值、藥用價值較高,易遭到人為采挖的植物,結合林場管護站點分散在林區的便利條件,采取建園遷地保護的方法,通過育苗種植擴大種群數量,在分布區管護站附近集中建園進行遷地保護。主要植物種類包括:云南黃連、延齡草、云南大百合、綠絨蒿、黃花獨蒜蘭等植物種群。
4.2.5瀕危植物人工繁育保護
針對林區內野外種群數量稀少、更新困難的瀕危植物種群,通過人工育苗繁殖,進行遷地保護和野外回歸種植,擴大野外種群數量,提高種群穩定性,主要植物種類包括;紅豆杉、榧樹等保護等級較高的植物。
2017年6月綠色科技第12期
5結語
植物作為全球生物多樣性中至關重要的一部分,在維持生態系統基本功能方面發揮著關鍵作用。由于植物多樣性自身面臨的生存危機,在現代林業生態建設中,植物多樣性保護已經成為森林生態系統穩定和健康發展的前提。根據林場多年來的保護經驗和成效分析:加強基礎調查數據收集、建立植物多樣性信息共享平臺、針對林區環境特征采取常規方法和探索新技術相結合的保護方法,針對林區植物多樣性動態跟蹤分析和瀕危物種評估結果制定科學的保護措施,是做好植物多樣性保護工作的關鍵環節。植物多樣性保護工作,是一個需要全社會共同參與的長期而艱巨的歷史任務,只有改變觀念、細化責任、強化落實,才能推動植物多樣性保護工作的有序開展,政府和相關職能部門要強化主體責任,制定嚴格的監管措施,提高全社會的保護意識,才能最終抓好植物多樣性保護工作,更好的服務于生態文明建設,實現植物多樣性和生態環境互相促進的良性循環。
參考文獻:
[1]
孫志勇,季孔庶.植物多樣性研究進展[J].林業科技開發,2012(4):2.
[2]陳麗,董洪進,彭華.云南省高等植物多樣性與分布狀況[J].林業科技開發,2013,21(3):359~363.
[3]龐承昭,瞿仰全,吳健全.云龍縣漕澗林場森林資源二類調查報告[R].云龍:云龍縣林業局,1989.
[4]孫衛邦,文香英,周元,等.云志本山常見植物(國際合作)[R].云龍:云龍縣林業局,2009.
篇5
公元16世紀以前,已有關于生態學知識的記載,但沒有形成系統、成文的科學。生物一出現就與環境有著緊密的聯系,人類在生產和生活實踐中注意到了這種關系,積累了有關生物習性和生態特征的生態學知識。
公元前1200年,我國《爾雅》一書中有草、木兩章,記載了176種木本植物和50多種草本植物的形態與生態環境。公元前200年的《管子?地員》中敘述了植物分布的生態現象:植物的生長與土壤的性質有關,不同質地的土壤,適宜生長的植物各不相同;植物的分布與地勢的高低有關。公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地,還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類,按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性4類。之后出現了介紹農牧漁獵知識的專著,如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要術》等均記述了樸素的生態學觀點。
二、生態學的建立時期
公元18世紀初到19世紀末,生態學開始發展成為一門相對獨立的學科,雖然在學科理論、方法和結構上并不成熟。
曾被推舉為第一個現代化學家的波義耳在1670年發表了低氣壓對動物效應的試驗,標志著動物生理生態學的開端。1792年德國植物學家魏德諾在《草學基礎》一書中,詳細討論了氣候、水分與高山深谷對植物分布的影響,這本已表現出近代植物地理學的雛形,說明了近代植物地理學的種屬植物地理學、生態植物地理學和歷史植物地理學三個部分(李繼侗,1958)。1807年德國植物學家洪堡在《植物地理學知識》一書中,提出植物群落、群落外貌等概念,并結合氣候和地理因子描述了物種的分布規律。1798年,馬爾薩斯《人口論》的發表,促進了達爾文“生存斗爭”及“物種形成”理論的形成,并促進了“人口統計學”及“種群生態學”的發展。
進入19世紀之后,生態學得到很快發展并日趨成熟。1859年達爾文的《物種起源》促進了生物與環境關系的研究,使不少生物學家開展了環境誘導生態變異的實驗生態學工作。1866年,海克爾提出ecology一詞,并首次定義了生態學。1895年丹麥植物學家瓦明的《植物分布學》(1909年經作者本人改寫,改名為《植物生態學》),和1898年德國施姆普的《植物地理學》兩部劃時代著作,全面總結了19世紀末以前生態學的研究成就,標志著生態學已作為一門生物科學的獨立分支而誕生。
三、生態學的鞏固時期
20世紀初到20世紀50年代,動植物生態學并行發展,出版了大量生態學著作和教科書。20世紀50?60年代,傳統生態學開始向現代生態學過渡。
動物生態學方面,主要是關于生理生態學、動物行為學、動物群落學和種群研究,尤其是種群調節和種群增長的數學模型研究。1937年,我國費鴻年的《動物生態學綱要》出版,是我國第一部動物生態學著作;1949年,阿里等合著的《動物生態學原理》標志著動物生態學進入成熟期。植物生態學方面,主要研究生理生態與群落生態。
這一時期,生態學已基本成為具有特定研究對象、研究方法和理論體系的獨立學科。生態學由植物群落研究向生態系統研究方向邁進。1935年,坦斯利提出生態系統的概念是生態學發展史上一次理論上的重大突破。生態系統的結構和功能的研究都有了最基本的發展,如埃爾頓的能量金字塔和林德曼的生物營養及十分之一定律?;镜纳锷鷳B學學科體系已建立,歐德姆在《生態學基礎》中明確提出了個體生態學、種群生態學、群落生態學和生態系統生態學的學科體系。
四、現代生態學時期
20 世紀60 年代以后,生態學蓬勃發展。生態學的定義也由“研究生物體與其周圍環境相互關系的科學”,發展為“從生物與環境相互作用的視點,研究生物多樣性各種機理的科學”,其研究內容已經從單純的生物生態學發展到關心人類未來的科W;現代數學、物理學、化學和工程技術的滲透,使生態學從定性走向定量,從部門走向綜合與交叉;廣泛應用電子計算機、高精度的分析測定技術、高分辨率的遙感儀器和地理信息系統等技術,生態學獲得了新的研究條件。現代生態學發展的主要趨勢如下:
(1)生態系統生態學
國際生物學計劃(IBP,1964-1974)是有97個國家參加,包括陸地生產力、淡水生產力、海洋生產力、資源利用和管理等7個領域的生物科學中空前浩大的計劃,其中心是全球主要生態系統的結構、功能和生物生產力研究。近年來,生態系統服務功能是生態學的研究熱點。生態系統服務功能指生態系統形成和所維持的人類賴以生存和發展的環境條件與效用,其研究重在認識生態系統服務功能形成、演變、調控的機制及其空間格局、尺度特征、評估方法。目前的研究主要集中在生物多樣性與生態系統服務功能、生態系統服務功能的時空尺度特征、生態系統服務功能的時空格局變化及驅動機制等。
(2)系統生態學
系統生態學的發展是系統分析和生態學的結合,它進一步豐富了本學科的方法論,歐德姆甚至稱其為生態學發展中的革命。Patten等(1971)的《生態學中的系統分析和模擬》、Smith(1975)的《生態學模型》,Jorgenson(1983,1988)的《生態模型法原理》和H. Odum(1983)的《系統生態學引論》等為這方面的主要專著。
(3)群落生態學
上世紀70年代以來,群落生態學有明顯發展,由描述群落結構、發展到數量生態學,包括群落的排序和數量分類,并進而探討群落結構形成的機理。如 Strong等(1984)的《生態群落》、Gee等(1987)的《群落的組織》和Hastings(1988)的《群落生態學》文集。Tilman(1982,1988)則從植物資源競爭模型研究開始探討群落結構理論,如《資源競爭與植物群落》和《植物對策與植物群落的結構和動態》,Cohen的《食物網和生態位空間》(1978)、《群落食物網:資料和理論》(1990)和Pimm的《食物網》(1982)等著作,使食物網理論有明顯發展,特別是提出一些統計規律和預測模型(如級聯模型cascade model)。Schoener(1986)則明確提出《群落生態學的機理性研究:一種新還原論?》。
(4)應用生態學
上世o70年代以來應用生態學迅速發展,涉及多個領域,與其他自然科學和社會科學有很多結合。生態學與環境問題研究相結合,是70年代后期應用生態學最重要的領域。主要著作如:Anderson(1981)的《環境科學用的生態學》,Park(1980)的《生態學與環境管理》、Polunin(1986)的《生態系統的理論與應用》、IUCN(1980)的《世界保護對策:生物資源保護與持續發展》等。
生態學與經濟學相結合,產生了經濟生態學。雖然這是還未成熟的學科,但國內外都給以相當重視。它研究各類生態系統、種群、群落、生物圈的過程與經濟過程相互作用方式、調節機制及其經濟價值的體現。
生態工程是根據生態系統中物種共生、物質循環再生等原理設計的分層多級利用的生產工藝。我國在農業生態工程應用上廣為群眾按受,創造了許多不同形式,已引起國際上重視,雖然其理論發展還落后于實踐。Mitsch(1989)等的《生態工程》是世界上第一本生態工程專著。
人類生態學是應用生態學基本原理研究人類及其活動與自然和社會環境之間相互關系的科學。雖然70年代已有人類生態學專著出現,如 Sargent(1974)、Ehrlich(1973)和 Smith(1976),以后有Clapham(1981)的《人類生態系統》,但尚未見公認而比較系統的專著。馬世駿(1983)提出的“社會-經濟-自然復合生態系統的概念與人類生態系統很接近,而前蘇聯的《社會生態學》(馬爾科夫,1989)大致與人類生態學相一致。人類生態學近年主要研究人體和人群的生理和心理生態健康、不同類型生產和生活活動的物質能量代謝過程的健康、區域自然和人文生態服務功能的健康,從涉及人類和動物公共衛生實踐到自然資源保護、生態系統管理、城鄉發展統籌規劃等各個接點,應用生態系統原則應對人類健康與可持續發展的挑戰。
此外,農業生態學、城市生態學、漁業生態學、放射生態學等都是生態學應用的重要領域。
(5)恢復生態學和保護生物學
恢復生態學是研究生態系統退化的過程與原因、退化生態系統恢復的過程與機理、生態恢復與重建的技術與方法的科學。近年在森林、草地、土壤、濕地、礦區、農業、城市等退化生態系統及極端退化生境恢復與重建的理論與技術等研究中取得了一定進展。
保護生物學主要研究如何保護生物物種及其生存環境,從而保護生物多樣性。主要研究領域是生物多樣性的生態系統功能、起源/維持/喪失、編目與分類、監測/保護/恢復/持續利用,目前進展較快的研究方向是生物多樣性現狀評估和保護生物地理學、生物多樣性的生態系統功能、宏生態學、譜系生物地理學、全球變化對生物多樣性的影響、DNA條形碼技術和生物多樣性調查/編目/監測等。
(6)產業生態學
篇6
關鍵詞 陜西黃河濕地自然保護區;生態系統;保育恢復;問題;對策
中圖分類號 S759.93 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)07-0270-02
Problems and Countermeasures of Ecosystem Conservation and Restoration of Shaanxi Provincial
Yellow River Wetland Nature Reserve
WANG Bao-xing 1 WANG Bao-qin 2 GUAN Yan-wen 1
(1 Shaanxi Provincial Yellow River Wetland Nature Reserve Management Office,Weinan Shaanxi 714000; 2 Leisi Village Forest Farm in Hancheng City)
Abstract According to current situation of the Yellow River wetland in Shaanxi Province,the significance of study on ecosystem conservation and restoration was discussed,foreign wetland research dynamic and wetland research progress in our country were analyzed,problems and countermeasures of ecosystem conservation and restoration of Shaanxi Provincial Yellow River wetland nature reserve were pointed out ,so as to provide important reference for the future study on wetland ecosystem conservation and restoration of Shaanxi Provincial Yellow River wetland nature reserve.
Key words Shaanxi Provincial Yellow River Wetland Nature Reserve;ecosystem;conservation and restoration;problems;countermeasures
作為“地球之腎”的濕地是一種獨特的生態系統類型,其對全球氣候變化有重要的影響。我國有著豐富的濕地資源,但由于過度開發等破壞濕地的人類活動越來越頻繁,我國濕地退化和消失的速度逐漸加快,使得該生態系統破壞嚴重,進而造成生態災害日益頻繁。
1 黃河濕地省級自然保護區生態系統保育及恢復的重要性
陜西黃河濕地自然保護區位于東經110°10′~110°36′,北緯34°36′~35°40′,總面積57 348 hm2,是中國黃河中游地區面積最大的濕地之一。陜西黃河濕地自然保護區是國際保護候鳥在中國中西部的一個重要的棲息地,也是中國候鳥遷徙的重要中轉站,是陜西省鳥類分布最集中、數量最多的地區。保護區內鳥類數量最多時達40萬只以上。有20余種國家一級、二級珍稀水禽在區內越冬棲息,其中有國家一級保護動物黑鸛(學名:Ciconia nigra)、東方白鸛(學名:Ciconia boyciana)、丹頂鶴(學名:Grus japonensis)、大鴇(學名:Otistarda)、白肩雕(學名:Aquilaheliaco)和金雕(學名:Aquilachrysaetos)等6種。陜西省級黃河濕地自然保護區建立以來,由于其重要的地理位置和龐大的濕地水禽種群匯集,一直受到國內外科學界的廣泛關注,國內許多科研機構、大專院校在區內進行考察研究。通過對濕地生態環境監測研究、野生動植物資源物種研究、候鳥遷徙規律研究以及基礎設施建設和保護措施的實施,生態環境明顯改善,保護區內濕地資源得到了有效保護,以此為遷徙驛站或在此越冬的候鳥種類及種群數量大幅度增加;陜西黃河國家級濕地自然保護區的建立,將會對保護濕地生物多樣性、保護珍稀鳥類、保護我國黃河濕地資源、全面構建和諧社會產生重大影響,并具有十分重要的意義[1-3]。
在國際上同類濕地中罕見的多樣性水生、濕生、中生、耐鹽植物群落,包括金魚藻(Ceratophyllumdemersum L.)、眼子菜(Potamogetonaceae)等水生植被,蘆葦(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)等草本沼澤、鹽生灌叢、落葉闊葉林、典型草甸和鹽生草甸;有包括野大豆(Glycine soja)等珍稀瀕危植物在內的植物物種220余種;另外,動物物種較植物物種多樣性更為豐富,達到了驚人的800 余種。這些豐富的動植物資源及多樣的植物群落,為全球氣候變化等方面的研究提供了大量的研究素材。目前全世界濕地退化面積仍在增加,大量的污染依然存在,研究和保護好陜西黃河濕地資源,有利于解決人類活動造成濕地的功能退化等問題,在全球生物多樣性保護中也占據相當重要的地位,對解決濕地生態系統保育和恢復的價值有重要的參考價值。
2 存在的問題
陜西黃河濕地是黃河流域面積最大的濕地之一,也是陜西省面積最大的河流濕地。但是人口眾多,資源利用長時間的消耗,對濕地的開發污染加劇,目前許多濕地功能劇減少,濕地的功能和效益承受著嚴重的威脅[4-5]。具體表現有以下方面。
2.1 對濕地盲目開發和改造
2011年7月渭南市林業局組織濕地管理處專業技術人員對全市濕地資源進行了一次摸底調查。調查結果顯示,近年來由于人為占用濕地資源進行養魚、造田,導致原生濕地面積減少1/3以上,灘涂面積減少2萬hm2左右。究其原因,主要是由于保護區內土地所有部門將大面積土地對外發包和區內農民為了獲取更多的經濟利益,大規模發展種養經濟產業,破壞了生態系統。原生濕地被人工濕地所替代,其生態功能被大大削弱甚至喪失。
2.2 濕地水資源的不合理利用
濕地是工農業和生活的主要水資源,但因過度地從濕地取水或開采地下水,使濕地的供水功能受到巨大威脅。保護區多家贏利單位從黃河取水和直接排水,不但消耗大量濕地水資源,影響了濕地水源補給,而且還造成局部嚴重的水質污染和空氣污染,使黃河水質變差。直接導致多種植物群落遭到破壞和濕地水文變化,功能下降,大量植被死亡。
2.3 濕地污染加劇
一是空氣污染。區內多家電廠和焦化廠,排放多種有毒氣體,如SO2、NOX、CO等,同時造成總懸浮物濃度增加,對鳥類的棲息環境造成了破壞。二是水質污染。河流上游工礦企業排污、居民生活排污,以及農民在農業生產中大量使用農藥、化肥,其隨地面徑流進入濕地水體,使黃河、渭河、洛河等河流水質均受到污染。源自各個方面的污染破壞了濕地的生態系統,使濕地喪失了原有的功能。
2.4 缺乏規劃,多頭管理,責任不實
地方政府對于濕地未制定統一的開發利用和保護規劃。由于缺乏統一的開發利用和保護規劃,導致濕地隨意開發和盲目開發,造成濕地系統的破碎化。濕地按照土地權屬,分屬于水利、林業、農業、環保、旅游、黃委等多個部門,各部門從自身利益的角度進行開發利用,而忽視了濕地的保護。
2.5 人員及工作經費難以落實
陜西黃河濕地總體規劃7個濕地保護管理工作站共20人。目前,各保護站機構已得到批復,但7個站編制批復僅19人(大荔規劃6人,批復5人),實到位專職人員7人,其余均屬兼職(其中韓城下峪口站兼職7人,屬自收自支)。由于人員工資及保護管理經費無法落實,使工作不能正常開展。
3 濕地保育恢復的對策
3.1 盡快完善機構建設,制定中長期發展規劃
相關縣市政府盡快解決人員編制,縣林業部門抓緊落實人員到位。同時,各縣、市區應當根據各轄區的實際情況,爭取地方政府對保護區建設管理工作的關心和支持,把保護區發展建設納入地方經濟社會發展規劃中,將濕地保護管理工作經費列入地方財政預算,進一步完善保護管理的基礎設施設備建設,以保證濕地保護工作的正常運轉。
3.2 建立濕地保護管理協作機制
各政府部門之間的協調合作是保證濕地保護目標實現的關鍵因素。建議各級政府部門做好濕地管理和保護的組織協調工作,使各相關部門各司其職,發揮各自優勢,共同協作做好濕地保護工作[6]。同時成立濕地保護領導小組,主要由政府牽頭組織協調全市濕地保護與各級部門間在濕地保護與利用共同合作的有效協調機制,通過部門間的聯合行動促使濕地的生態功能和生物多樣性的綜合效益提高。各部門切實做好各自管轄范圍的保護工作,逐步收回已被墾殖的天然濕地,采用人工輔助恢復的方式開展原生態恢復工作,使原生態濕地面積呈逐年遞增態勢。
3.3 建立濕地有償使用制度和占用補償制度
濕地有償使用制度和占用補償制度是基于對濕地的價值清楚認識之上的,目前我國《土地管理法》將土地類型分為農用地、建設用地和未利用地。而沼澤、河灘、灘涂水塘等天然濕地往往被視為沒有價值或者價值低廉的荒地荒灘而不加控制的利用,使天然濕地生態系統遭到嚴重破壞。各縣、市區在制定具體的管理辦法中,明確提出濕地有償使用和占用補償制度,按照“誰受益,誰補償”的原則,對所有在保護區范圍內受益于濕地生態效益的單位和個人征收生態補償費,以用于濕地保護和管理,從而提高濕地的利用效率,達到濕地的持續利用[7]。
3.4 加強濕地生態環境監測
各相關縣市要切實加強生態監測體系建設,建立濕地資源信息數據庫。根據濕地保護區的地形地貌、資源分布狀況、周邊居民點分布及交通、水電、通訊等綜合因素,在保護區人為活動較為頻繁的重點區域設立監測點,并配備監測設施、通訊器械等,進行正常監測工作。保護區應盡快建立完善資源監測系統和動態監測網絡,為保護區管護提供科學決策依據。
3.5 加強濕地保護與管理
濕地保護和管理并不是孤立的,不僅僅需要保護區內部進行管理和保護,同時也需要保護區以外的力量參與,通過跨區和全世界范圍內的合作,建立健全有關保護措施,嚴格執行濕地管理的相關規章制度,通過內外合作,齊抓共管,從整個生態系統和景觀范圍進行濕地保護和管理,才會真正產生實效[8]。
3.6 加強濕地生態過程與生物多樣性建設
包括養分循環過程對濕地生態系統的擾動變化等的影響,濕地水體等方面對濕地生態系統的物種多樣性的影響,以及水資源與生物多樣性和環境的協同變化等方面,加強濕地生態系統的生態過程以及豐富濕地生態系統的物種多樣性建設,進而增加濕地生態系統的穩定性,減少濕地生態系統變化的不確定性。
3.7 加強特殊濕地類型的研究
應該加強對特殊生態系統的研究,密切關注這些特殊濕地類型枯水區的濕地生態變化、鹽堿性等觀測數值變化,利用對特殊濕地類型的研究,尋找保護濕地系統的辦法和舉措,進而促進濕地生態系統的功能、系統恢復等方面的研究,更好地保護和培育生態優良的濕地[9]。
3.8 對陜西黃河濕地省級自然保護區進行保育
可以通過改良土質、增加繁殖體等技術途徑,加強對陜西黃河濕地省級自然保護區的保護工作。通過增加生物多樣性、恢復退化的植物種群等方式并利用建立人工群落,確立關鍵種群源的臨界面積及種群源、廊道的配制方案,以穩定現有的生態系統。
4 參考文獻
[1] 王華青,吳振海,呂江魚,等.陜西黃河濕地自然保護區綜合科學考察與研究[M].西安:陜西科學技術出版社,2006.
[2] 王太明,房用,蹇兆忠,等.山東省濕地現狀、存在問題及研究趨勢[J].山東林業科技,2001(6):14-16.
[3] 王仁卿,劉純慧,晁敏.從第五屆國際濕地會議看濕地保護與研究趨勢[J].生態學雜志,1997,16(5):72-76.
[4] 白軍紅.黃河三角洲濕地資源及可持續利用對策[J].水土保持通報,2000,20(6):6- 10.
[5] 國家林業局科技局.中國濕地保護研討會文集[C].北京:中國林業出版社,1998.
[6] 李國明,高志勇,汪涵,等.珠穆朗瑪峰國家級自然保護區退化濕地分布及影響因素研究[J].濕地科學,2010(2):9-13.
[7] 劉力維.江蘇鹽城濕地珍禽國家級自然保護區范圍調整研究[J].環境科學與管理,2013(10):99-103.
篇7
1.1自然保護區
1)靈空山國家級自然保護區,2013年經國務院批準成立,保護區總面積10116.8hm2,以溫帶地區典型地帶性植被油松森林生態系統及褐馬雞、金錢豹等國家重點野生動物為保護對象。2)綿山省級自然保護區,1993年經山西省人民政府批準成立,保護區面積17827hm2,以保護國家重點野生動植物金錢豹、獼猴桃及綿山人文、自然景觀、遼東櫟、白樺次生林生態系統濕地水資源為保護對象。3)霍山省級自然保護區,2002年經山西省人民政府批準成立,保護區面積17851.7hm2,以國家重點野生動植物褐馬雞、金錢豹、黑顴、金雕和油松天然次生林、核桃楸、水曲柳為主的森林植被為保護對象。
1.2國家森林公園
太岳山國家森林公園,1992年經原林業部批準成立,面積60000hm2。2014年7月,《山西省太岳山國家森林公園總體規劃》獲國家林業局批復,公園現規劃為綿山、紅崖峽谷、石膏山、七里峪、懸泉山、油盆峪、大南坪、興唐寺、靈空山、好地方10個景區。
1.3濕地公園
1)沁河源國家濕地公園,于2013年經國家林業局批準開展國家濕地公園試點工作,總面積248hm2。2)七里峪省級濕地公園,于2010年經山西省林業廳批準建立,總面積3066hm2。
2自然資源保護措施
2.1建設機構隊伍
太岳山國家森林公園利用太岳山林局的全套人馬,下設公園辦公室和10個景區管理處(林場)共11個管理機構,管理體制健全。其中靈空山、綿山、霍山等3個自然保護區管理局均為副處級建制。在隊伍管理方面,保護區、森林公園、濕地公園的管理、管護、技術人員均由太岳山國有林管理局進行招聘和調配。在經費方面,辦公經費、工資發放等費用,均由太岳山國有林管理局進行保障。
2.2科學編制規劃
《山西省太岳山國家森林公園總體規劃》于2014年7月通過了國家林業局的審批,《山西靈空山國家級自然保護區總體規劃》已提交國家林業局評審,《山西綿山省級自然保護區總體規劃》和《山西霍山省級自然保護區總體規劃》于2011年4月9日獲得省林業廳審批,《沁河源國家濕地公園總體規劃》于2013年通過了山西省林業廳和國家林業局組織的專家評審,同年12月經國家林業局批準,同意開展國家濕地公園試點。濕地公園已完成了《沁河源國家濕地公園保護與恢復可行性研究報告》,正待山西省林業廳組織評審,《山西七里峪省級濕地公園總體規劃》于2012年完成編制。
2.3合理調整森林功能區
對保護區范圍及功能區進行重新調整,將保護區內喪失保護區價值的區域劃分出去,將具有保護價值的區域劃分進來。對人為活動較為頻繁、影響野生動植物棲息地保護和野生動植物群體繁衍生息的、現有資源具備了晉升條件的進行了調整。調整后及時通過了山西省林業廳、環保廳組織的專家評審,使保護區功能區劃更加科學化、合理化。
2.4生物多樣性綜合保護
把森林防火、病蟲害防治、林地保護等經常性內容,擴大為對生物多樣性、物種生存環境、古樹名木、山石水景、花草灌木、古建筑遺址等廣泛內容的保護,拓展了林區保護工作的內涵。
3自然資源建設、保護、發展成效
3.1旅游功能凸顯
其一,保護區內綿山、石膏山、紅崖峽谷、七里峪、靈空山景區森林旅游基礎設施建設已初具規模,已逐步形成了以吃、住、行、游、購、娛系列服務格局,初步具備了接待游客的能力;其二,森林旅游產業鏈已初步顯現。據世界旅游組織測算,森林旅游每提供一個崗位,就可間接帶動4.3人就業。各大景區周邊的老百姓不離鄉、不離土,就能找到合適的工作和收入來源;其三,森林旅游的最終產品初步實現。森林旅游的最終產品是游客的身心滿足和精神愉悅,從這點來講,森林旅游為人們提供的陶冶情操、修身養性、舒緩壓力、愉悅心情、休閑保健、增進健康等森林旅游的最終產品,已經初步實現。
3.2科普宣教功能凸顯
在科普方面,山西師范大學、山西大學、北京林業大學等多所高校,在七里峪、靈空山和紅崖峽谷景區先后建立了科普基地,吸引了大批大學生旅游觀光、科學考察。大南坪景區伴隨生態旅游區興辦的礦泉水廠科普生產線,靈空山景區制作的動物標本以及古樹名木掛設樹木標簽,林局在文化宣傳溝內懸掛生態知識宣傳箱(內放宣傳單),沿步道掛樹牌讓游客取閱和認識樹木等,均提高了森林科普旅游效益和趣味性。在科研方面,靈空山保護區積極開展褐馬雞人工繁育試驗,2013年成功孵化出7只褐馬雞幼雛。與山西大學環境與資源學院合作建立了山西省森林生態監測站,對區內森林生態系統、生物多樣性、氣候、溫度、土壤等進行合作研究。綿山保護區配合南開大學生命科學學院鱗翅目研究室,完成了綿山自然保護區小蛾類昆蟲標本采集及昆蟲生物多樣性調查工作,建立了綿山保護區小蛾類昆蟲圖片庫;配合山西大學,完成了綿山保護區野生植物采集、整理、鑒定工作,建立了綿山保護區數字植物標本館。在宣教方面,連續3年開展了“建設生態文明保護野生動植物”、“保護野生動物防范禽流感”等大型執法宣傳活動;連續舉辦了“愛鳥周”、“食品安全周”等主題宣傳活動。通過宣傳,增強了社區居民保護野生動植物、保護大自然的責任意識和法律意識。
3.3文化功能凸顯
綠色是生命的象征,文化是文明的標志。綿山景區建成了“中國清明寒食文化博物館”,連續3年舉辦了“中國清明寒食文化節”,“公祭介子推大典”儀式,現已形成寒食清明、佛教、道教、儒家和軍事養生文化五位一體的文化格局。石膏山景區以龍、佛教、道教、儒家和紅色文化為載體,全力打造景區文化新形象。設計了區旗、區徽,聘請我國著名歌唱家閻維文創作、演唱了《神龍騰起的地方》、《石膏紅葉》區歌;編印了《石膏山景區視覺形象系統設計》一書,對景區文化發展進行了有力的規范。靈空山景區以龍文化、佛教文化以及紅色文化為抓手,與沁源縣政府合作,每年舉辦“靈空山避暑月”旅游活動,提升了景區文化形象。此外,紅崖峽谷景區打造的介公文化,興唐寺景區打造的禹文化、唐文化,懸泉山景區打造的“仙文化”都引起了強烈的反響。通過文化引領,森林旅游文化功能已凸顯,既傳承了本土文化和特色文化,拓展了文化內涵,又擴大了社會影響,拓寬了游客視野,切實塑造了森林旅游文化新形象。
3.4經濟效益顯著
篇8
Abstract: In Lvliang Mountains, Guancen Mountain in the northern section (38.5°N), Guandi Mountain in the middle section (37.5°N), and Wulu Mountain in the southern section (36°N) were selected as study areas in this research. Plant growth characteristics of arbor, shrub and herb were surveyed in the Lvliang Mountains in late July 2015 to study on the variations of plant growth characteristics with latitudinal gradients. The results showed that: ①the basal diameter and height of arbor showed unimodal trends with latitudes, increased at first and then decreased. Arbor grew better in the middle section of Lvliang Mountains, which was the same with the deciduous arbor, but the evergreen arbor tended to the northern section of Lvliang Mountains in growth well. ②Shrub species diversity trended to increase with decreasing latitudes. The species diversity was greater in the southern section of Lvliang Mountains where shrub has weaker competition and more steady community. For growing well, evergreen shrub tended to the southern section of Lvliang Mountains, whereas deciduous?shrub tended to the northern section of Lvliang Mountains. ③Herb species diversity increased at first and then decreased with latitudes. In different latitudes, the species diversity indexes of perennial herb were higher than annual herb. Annual herb was dominant in the middle section of Lvliang Mountains, while perennial herb was dominant in the northern section of Lvliang Mountains. As a whole, the distribution patterns of arbor and herb species diversity trends to be the largest in the middle section of Lvliang Mountains.
關鍵詞: 呂梁山;分布格局;緯度梯度;植物物種多樣性
Key words: Lvliang Mountains;distribution pattern;latitude gradients;plant species diversity
中圖分類號:Q948.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)20-0198-05
0 引言
生物多樣性是生態學研究的基本內容,也是全球變化研究的熱點問題,對于維持全球生態平衡、促進人類可持續發展具有重要意義[1]。100多年來,物種多樣性沿地理梯度的變化一直是生物多樣性研究的一個重要議題[2]。有研究認為物種豐富度隨緯度升高呈遞減趨勢[3,4],但也有研究表明物種豐富度隨緯度無顯著梯度變化[5]。對此,不同學者分別提出了不同理論或假說進行解釋,但得出的結論不盡相同。
山地以其復雜的地形地貌特征和生境的多樣性,造就了多樣的植被類型及復雜的生態系統復合體,因此是國內外學者研究的焦點[6]。對大興安嶺物種多樣性的研究表明,隨著緯度減小植物物種多樣性呈增大趨勢[7];對云南山區種子植物屬的研究發現,熱帶地區的種子植物屬多樣性與緯度梯度呈負相關關系,溫帶地區的植物屬多樣性與緯度呈正相關關系[8]??梢?,不同山地不同種類的物種多樣性及其空間分異的緯度格局存在差異,需要進一步探討植物多樣性沿緯度梯度分布的一般規律。
呂梁山本底自然環境屬性惡劣,溝壑縱橫,植被稀少,水土流失嚴重,森林覆蓋率僅為18.5%,是重要的生態功能區,研究呂梁山植被對促進呂梁地區經濟社會發展與人口資源環境相協調具有積極作用[9]。以往對呂梁山植被生長特征的研究,多是針對單個山體,而從系統論的觀點將呂梁山作為一個整體進行植被生長特征的緯度變化研究尚較少報道。因此,本研究在呂梁山同時將北部的管涔山、中部的關帝山和南部的五鹿山作為研究區域,進行氣候變化和人類干擾背景下呂梁山植被生長特征的緯度變化格局研究。
1 材料與研究方法
1.1 研究區概況
管涔山位于忻州市寧武縣東寨鎮(地理坐標為38°57′~39°03′ N,112°36′~112°37′ E),年均溫6~7 °C,年均降水450~500 mm;植被具明顯垂直分布:1300~1500 m為森林草原帶,1350~1700 m為落葉闊葉林帶,1700~1850 m為針葉混交林帶,1750~2600 m為寒溫性針葉林帶,2450~2772 m為亞高山灌叢草甸帶。關帝山位于呂梁市交城縣龐泉溝鎮(地理坐標為37°20′~38°20′ N,110°18′~111°18′ E),年均溫 3~4 °C,年均降水 830.8 mm;植被垂直分布明顯,劃分為4 個垂直帶:落葉闊葉林帶(800~1600 m)、針闊葉混交林帶(1600~1750 m)、寒溫帶針葉林帶(1750~2600 m)和亞高山灌叢草甸帶(2600~2831 m)。五鹿山位于臨汾市蒲縣和隰縣交界處(地理坐標為 36°23′~36°38′ N,111°2′~111°18′ E),年平均氣溫 8.7 °C,年均降水量500~560 mm;植被具明顯過渡性,地帶性植被為落葉闊葉林。
1.2 樣地設置
于2015年6月下旬,沿呂梁山南北走向選取實驗樣地。首先,在水平方向上沿不同緯度將呂梁山分為北部的管涔山、中部的關帝山和南部的五鹿山,其平均緯度分別為38.5°N、37.5°N和36°N,進行呂梁山植被生長特征的水平格局調查。然后,同一山體在垂直方向上分不同海拔高度進行呂梁山植被生長特征的垂直格局調查。管涔山上調查到5種自然植被類型:落葉闊葉林、針闊葉混交林、灌草叢、常綠針葉林和亞高山草甸;關帝山上調查到4種自然植被類型:灌草叢、針闊葉混交林、常綠針葉林和亞高山草甸;五鹿山上調查到3種自然植被類型:灌草叢、灌木林和落葉闊葉林。最后,根據植物生活型設置不同面積的樣方:落葉、常綠喬木的樣方大小為20m×50m,面積為1000m2,同一海拔高度處采樣1次;落葉、常綠灌木的樣方大小為10m×20m,面積為200m2,同一海拔高度處采樣3次;一年生、兩年生、多年生草本的樣方大小為1m×1m,面積為1 m2,同一海拔高度處采樣5次。本實驗共設置樣方108個,詳見表1。
1.3 植被調查
于2015年7月下旬,進行呂梁山植被生長特征調查,使用GPS記錄調查位置的地理坐標和海拔高度。喬木按株調查其種類、數量、基徑、胸徑和高度;灌木按株或叢進行調查,指標包括種類、數量、高度和冠幅,所用工具為5m高塔尺;草本按種進行調查,測量時每個物種視其數量取其平均值作為記錄數據,指標有種類、數量、高度、蓋度和頻度,其中高度的測量工具為3 m長鋼卷尺,頻度和蓋度的測量工具為自制1m×1m的鋁質樣方框(內部分100個10cm×10cm小格)。調查中的陌生種用標本夾采回在實驗室利用植物檢索表或由從事植物分類學研究的專家進行鑒定,不同物種生活型(落葉、常綠喬灌木和一年生、兩年生、多年生草本)的辨認,則由《中國植物志》查閱得到。
1.4 數據分析
采用α多樣性指數(Margalef指數、Simpson指數、Shannon-Wiener指數、Pielou指數)對呂梁山不同緯度灌木、草本植物的物種多樣性進行計算分析,公式如下:
式中,IV為重要值,ra為相對多度,rh為相對高度,rf為相對頻度,rc為相對蓋度;H′為Simpson指數;H為Shannon-Wiener指數;E為Pielou均勻度指數;i 為實驗樣地樣方框內的植物物種,S 為實驗樣地樣方框內所有植物種類的總和(即Margalef指數)。
用SPSS 16.0軟件和Origin 8.1軟件進行方差分析和繪制分析圖。
2 結果與分析
2.1 呂梁山不同緯度喬木植物的生長特征
呂梁山喬木植物的基徑和高度隨緯度呈現出先增后減的單峰變化格局(圖1A),其中37.5°N處的喬木基徑和高度顯著高于38.5°N和36°N(P0.05)(圖1B);落葉闊葉喬木的基徑和高度隨緯度降低表現為先增后減的變化趨勢,其中基徑在37.5°N處顯著高于38.5°N和36°N(P36°N>38.5°N(P
2.2 呂梁山不同緯度灌木植物的物種多樣性
呂梁山灌木植物的物種多樣性指數除Pielou指數外,均隨緯度降低呈現出增大的變化格局(圖2)。Pielou指數的最小值出現在37.5°N處,其變化趨勢表現為36° N>38.5° N>37.5°N,表明呂梁山中部的灌木群落穩定性最小,物種競爭最大;Margalef指數、Simpson指數、Shannon指數的最小值均出現在38.5° N處,最大值均出現在36° N處,表明物種多樣性隨緯度降低而增加。常綠灌木和落葉灌木的重要值隨緯度表現為不一致的變化趨勢(表2)。隨緯度降低,常綠灌木的物種數和重要值呈增加趨勢,落葉灌木的物種數表現為遞增,但重要值遞減。以上表明,呂梁山灌木植物生長趨向于南部。但就生活型而言,常綠灌木生長趨向于呂梁山南部,而落葉灌木生長趨向于呂梁山北部。
2.3 呂梁山不同緯度草木植物的物種多樣性
呂梁山草本植物的物種多樣性指數隨緯度呈先增后減的單峰變化格局,其最大值均出現在37.5°N處,且Margalef 指數和Shannon指數在36° N處出現較大幅度降低(圖3)。就物種重要值而言(表3),一年生草本的重要值與物種數在37.5°N處出現最大值;多年生草本的重要值在36° N處出現最大值,但該處的物種數大幅度低于37.5°N和38.5°N,這表明一年生草本在呂梁山中部占優勢,而多年生草本在呂梁山北部優勢明顯。但整體而言,不同緯度處的物種多樣性指數都是多年生草本高于一年生草本(表4),說明呂梁山的草本植物以多年生草本占優勢。一年生草本植物的物種多樣性指數的變化趨勢為37.5°N >38.5°N >36° N;多年生草本植物的Simpson指數和Shannon指數的變化趨勢為37.5°N >38.5°N >36° N,Pielou指數的變化趨勢為37.5°N >36° N >38.5°N??梢姡瑓瘟荷讲荼局参锏奈锓N多樣性分布格局傾向于中部最大。
3 討論
3.1 喬木植物基徑和高度的變化
喬木生長受立地條件等因素影響較大,其分布格局是不同尺度上地形、土壤、氣候等各種環境因子作用的結果[10]。本研究得到呂梁山喬木植物的基徑和高度均隨緯度升高呈現先增后減的單峰變化格局,在呂梁山中部喬木植物長得更為高大;喬木植物的緯度梯度結構異質性較強,落葉闊葉喬木多集中于呂梁山中部,而常綠針葉喬木生長趨向于呂梁山北部。這可能是由于緯度梯度和人類干擾影響了呂梁山喬木群落的分布。北部的管涔山位于呂梁山較高緯度,易受蒙古高原氣候影響,大陸性氣候特點明顯,處于暖溫帶落葉闊葉林與溫帶草原過渡區,廣泛分布有云杉(Picea asperata)、白e(Picea meyeri)、青e(Picea wilsonii)等天然針葉林[11];中部的關帝山和南部的五鹿山位于呂梁山偏中緯度和較低緯度,屬暖溫帶南部落葉闊葉林亞地帶向暖溫帶北部落葉闊葉林亞地帶的過渡地帶,多分布有遼東櫟(Quercus wutaishanica)、山楊(Populus davidiana)等天然或人工闊葉林[11]。同時,北部管涔山作為國家森林公園,游客眾多,盲目開發對喬木自然生長造成一定影響;中部及南部的關帝山和五鹿山開發條件良好,過度砍伐較為嚴重[12]。因此,在不破壞呂梁山自然形成的緯度梯度格局情況下,限制人類活動干擾是保護呂梁山喬木群落的有效措施。
3.2 灌木植物物種多樣性的變化
物種多樣性研究在整個生物多樣性研究中占有非常重要的地位,是群落生態學研究的重要課題[13]。Gentry等[14]研究了植物物種多樣性隨緯度梯度的變化規律,發現隨緯度降低植物群落物種多樣性和豐富度明顯增加。謝晉陽等[15]對溫帶森林植物物種多樣性的研究結果表明,隨著緯度不斷降低落葉闊葉林的灌木層物種多樣性指數不斷增加。本研究得到呂梁山灌木植物物種多樣性趨向于南部,結果與上述的緯度梯度變化特征相一致。影響呂梁山灌木植物物種多樣性變化的因素很多,導致多樣性緯向分異的因素主要有溫度、水分、土壤養分、演替進程等[16]。呂梁山南部地區水肥條件良好,較低的喬木層多樣性使灌木層得到很好發展,加之人類對灌木層干擾較少,因此灌木植物物種多樣性相對較高。本研究還得到呂梁山灌木植物不同生活型在不同緯度梯度呈現不一致的變化趨勢:落葉灌木趨向于呂梁山北部,常綠灌木趨向于呂梁山南部。在影響植物生長的環境因子中,溫度的變化是引起植物生活型改變的重要動力,由季節性差異引起的降水增加或減少對植物生長產生的負面影響,可能會由于溫度的提高而部分被抵消[17]。呂梁山由北部管涔山到南部五鹿山,年平均氣溫、1月平均氣溫、7月平均氣溫等指標都呈增高的變化趨勢[18]。由于常綠灌木對溫度的要求更高,其分布趨向于南部的五鹿山,而落葉灌木則趨向于北部的管涔山。
3.3 草本植物物種多樣性的變化
不同層次、不同生活型的植物對環境因子的響應程度存在差異,導致植物整體隨環境梯度表現出不同的分異格局[19,20]。巴圖娜存等[21]研究發現,草本植物物種多樣性呈現由北向南逐漸升高的態勢。孫菊等[7]研究也表明,隨著緯度降低草本層物種多樣性逐漸增大。本研究得到呂梁山草本植物的物種多樣性分布格局傾向于中部最大。這是由于位于呂梁山南部的五鹿山與管涔山、關帝山相比,其海拔明顯降低,且位于暖溫帶大陸季風性半濕潤氣候區,適合次生森林和灌叢植被生長,而草本層生長受到一定限制,導致呂梁山草本層多樣性中心偏移至中部的關帝山。本研究得到呂梁山草本植物不同生活型隨緯度梯度的變化趨勢不同:一年生草本在中部占優勢,而多年生草本在北部優勢明顯。草本植物不同生活型的出現主要受降水條件的影響,而在降水條件相似的情況下,還須考慮水、熱和光照條件[22]。呂梁山由北往南,年均降水量的增加使一年生草本的種類、成分增加[22],同時中部的關帝山水熱配合條件與北部的管涔山相比更適宜一年生草本植物的生長。但就整個山脈而言,呂梁山處于暖溫帶大陸性季風氣候區,四季分明,春季干旱多風,氣溫回升快,晝夜溫差較大,符合多年生草本的生境特征。因此,受緯度梯度影響的水熱分配狀況決定了呂梁山草本植物不同生活型的緯度分布格局。
篇9
[關鍵詞]大學生 科研創新能力 生態學 教學改革
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2015)06-0236-01
隨著人們對于人口、環境、資源等問題的日益關注,生態學這個術語已經廣為人知。伴隨科技進步和人類認識的提高,作為一門多學科交叉融合的前沿學科體系,生態學對可持續發展理念的普及和生態文明建設的推進具有重要的理論與實踐意義。
生態學本身是理論與實踐聯系極為緊密的學科,當中的理論觀點都是來源于生產生活實踐和科學研究的結果,因此,生態學教學在內容上不能僅限于書本知識,在形式上不能拘泥于傳統教學模式。對于生物科學專業本科學生應該在掌握專業基本理論的同時,掌握一些基本的科學研究方法,并具有一定的科學研究能力和實踐創新能力,以適應社會發展的客觀要求。而科研能力培養可以融入到課堂教學、專業實習、課題研究和畢業論文(設計)等教學環節。
一、科學設置教學內容,為培養創新意識提供基礎
生態學內容比較繁雜而且涉及領域廣泛,為了能夠獲得更好的成效,在教學內容的設計上要脈絡清晰、主干分明,便于學生掌握,為培養科學素質和創新能力做好鋪墊。生態學的知識體系脈絡總結概括為“123456”模式,即1個主題:生物與環境的相互關系;2個發展方向:宏觀和微觀;3種研究方法:野外調查、實驗研究和理論模型;4個組織層次:個體、種群、群落和生態系統;5方面全球問題:全球氣候變化、臭氧層破壞、污染問題、人口與資源問題以及生物多樣性保護問題;6個部分:個體生態學、種群生態學、群落生態學、生態系統生態學、應用生態學和現代生態學的發展。
二、體現知識的前沿性,為培養創新意識提供前提
生態學近年來飛速發展、日新月異,新的研究理論和實踐成果極為豐富,在教學過程中一定要不斷更新生態學研究領域的新概念、新理論,增加應用生態學和現代生態學的新進展等內容,介紹國內外發展的新動態、新熱點,有效地拓展知識的寬度和廣度,開拓學生的視野,培養學生的興趣,調動學習的積極性,有利于打下堅實的理論基礎和提供豐富的實踐素材。
三、加強野外綜合實習,為理論應用提供實踐
生態學是一門實踐性科學,實驗實踐是所有的理論成果的基礎,因此實踐教學是生態學教學中必不可少的內容,也是優化教學改革的核心部分。培養學生的科研創新能力,應構建以綜合性、探究性實習實踐為核心的實踐教學模式,加強實驗教材建設,創新教學方式,突出能力培養。例如,選擇較為恰當的實習地點,開展野外綜合實習,設計切實可行的實驗,如設計動植物物種分類方法,鳥類、嚙齒類等生物多樣性調查,嚙齒動物生境選擇,鳥類巢址選擇,鳥類繁殖行為研究,土壤動物的取樣、分離和鑒定等實驗內容,引導學生主動地開展科研試驗研究,為學生畢業設計、繼續深造和從事相關工作奠定良好的基礎。另外,還應該帶動學生積極參與教師的科研項目研究,這也是培養學生科技能力的一項重要措施。
四、用最新科研成果理解生態學原理,培養科研意識
生態學理論教學過程中,應多采用案例教學法介紹實踐應用的最新成就,使學生通過了解生態學領域的最新發展動態和研究熱點,分析實際問題的解決辦法,激發他們學習生態學和從事該領域科研工作的興趣,提高學生對生態學理論的直觀感悟與科研體驗,增強學習的興趣和積極性。圍繞一些熱點議題,布置相關研究課題,督促學生去查閱文獻,提高學習的探索性和主動性。
五、開展生態學專題演講與研討,提高學生研究和探索的積極性
開展課前演講活動,每名同學圍繞生態學的相關知識,自選主題與內容,進行5min的課前演講,鍛煉學生的綜合能力,營造良好的主動學習的氛圍。另外,圍繞一些熱點或與生活聯系緊密的領域,如生態入侵、全球氣候變暖、霧霾與PM2.5、種間關系等,設置專題研討。由學生分組構建小團隊,分工協作,準備進行主講匯報,解答其他小組同學提問,互相研討,教師進行補充、完善知識要點并給予點評。這種教學模式改變了傳統一言堂的方式,增加了課程的深度和靈活性,培養了學生查閱文獻、撰寫報告等科研能力,能夠鍛煉學生的團隊意識,有利于提高學生分析和解決具體問題的能力,有利于學生科研能力的提高。與此同時,授課教師需要做好充分的課前準備,掌握大量的相關信息,良好地駕馭課堂的節奏與秩序,以此促進教學相長。
篇10
關鍵詞 種子植物;藥用功效;組成特征;資源評價;利用建議;湘西南龍底保護區
中圖分類號 S567.024 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)01-0150-03
Effect Composition Characteristics and Resource Assessment of Medicinal Seed Plants in Longdi Nature Reserve in Southwestern Hunan
YANG Qing-an LU Ming-xin LU Qi-yong ZHANG Bi LU Qi-feng
(Forestry Bureau of Tongdao County in Hunan Province,Tongdao Hunan 418500)
Abstract The medicinal plants of the Longdi Nature Reserve from the seeds of medicinal plant species,medicinal function and picking parts of the plants,and the medicinal plant resources in Longdi Nature Reserve were analyzed and evaluated. The result showed:In the area,there are medicinal plant seeds in 879 species 579 genus 174 families,covering 92.55%,66.63% and 40.43% of the area flora respectively,covering16.16% of medicinal plant seeds of whole country. In the 879 species of medicinal plants,woody covers 47.90%. The medicinal effect covers 21 categories of medicinal prevention and treatment of disease and average for each type of plant has 5.31 medicinal functions. Therefore,medicinal plants have both specificity,but also a broad spectrum. 10 species of plant organs,such as branches,leaves,roots,root skin and the whole plant,can be used as medicinal materials,which take the largest proportion in the whole plant. The resources of medicinal plants is rich in genetic diversity,species diversity,medicinal use of diversity and the diversity of plant organs have a high medicinal value. It is an important raw material of Chinese herbal medicines brewed,but also an important industrial raw material medicine. Meanwhile,in this paper,the sustainable use of medicinal plants were also recommended.
Key words seed plants;medicinal effect;compositions characteristics;resource assessment;utilization suggestion;Longdi Nature Reserve in southwestern Hunan
自“神農氏(公元前約2728年)嘗百草”開始,先民們就致力于利用植物資源服務于人類健康。對一個地區藥用植物種類及功效的組成特征的認識,不但對中醫藥的利用開發有著積極的作用,同時對地區經濟的發展也具有重要的意義。龍底溝谷森林生態系統自然保護區(下稱保護區)位于湖南的西南邊陲,湘、桂、黔三省(區)交界山地的湖南一側。其山地是珠江水系融水支流潯水與長江水系沅水支流渠水的分水嶺。境內山高坡陡,河谷深切,地形多變,豐富的景觀多樣性和山地南北兩側氣候的差異,為生物多樣性的形成創造了優良的條件,使這里保存著極為豐富的植物資源。為保護生物多樣性,通道侗族自治縣人民政府于2002年建立自然保護區前和2008年申報萬佛山國家自然遺產和地質公園前2次組織調查了這里的生物多樣性[1-2]。根據這2次調查資料,試圖從分析土著野生藥用種子植物(下稱藥用植物)種類、功效與利用植物器官組成與資源評價入手,為植物資源的開發利用提供依據。
1 藥用植物形成的主要生態條件
保護區位于通道縣境內,是湖南也是湘桂黔交接山地森林植被保存很好的地區。地理位置約于北緯 25°52′30″~26°22′45″,東經 109°39′45″~110°0′15″。東鄰城步八十里大南山,南連廣西九萬大山北部山地,西接云貴高原東緣延伸地帶,北界雪峰山南部的青定山。調查涉及珠江流域潯水支流北部甘溪、坪陽2個鄉和長江流域沅江渠水支流的木腳、臨口鄉山地原生森林植被保護較好的地段(含中低山丹霞地貌)。區內以海拔1 607.7 m的牛皮界徑936 m的八斗坡至1 230.0 m的傳素山東西走向的山脊為分水嶺,分水嶺有海拔1 000 m以上山峰82座,相對高差1 404.7 m。區內地層主要為震旦系、寒武系和白堊系地層。巖石以板巖、頁巖、紅色砂礫巖為主,局部區域有石灰巖分布。地帶性土壤為紅壤(亞類)、黃紅壤(亞類)、黃壤和山地黃棕壤。氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候。年平均氣溫分水嶺以南為17.1 ℃,分水嶺以北15.3 ℃,1月氣溫為5.0~7.2 ℃,極端低溫-7.3~-3.1 ℃,年均降水量1 300~1 500 mm[3]。
2 藥用植物種類、功效與利用植物器官組成與特征分析
2.1 藥用植物種類組成與生長型分析
2.1.1 藥用植物種類組成。根據2002年和2008年2次生物多樣性調查資料及筆者平時深入保護區的調查材料與壓制收藏的標本,裸子植物按鄭萬鈞系統(1997),被子植物按哈欽松系統(1934)編制土著野生種子植物名錄。從野生種子植物名錄中提取野生藥用種子植物(本文均為土著野生種)。根據江蘇省植物研究所等單位編著的《新華本草綱要》[4-6],并參考相關資料[7-8],確定藥用植物種類、藥用功效與藥用植物器官部位。該區藥用植物種類有879種(含變種、亞種與變型),隸屬于174科579屬。藥用植物科、屬、種分別占該區土著野生種子植物188科859屬2 174種(含變種、亞種與變型)的92.55%、66.63%和40.43%,占《新華本草綱要》編錄種類的16.16%。《新華本草綱要》收集藥用植物6 000種[4],除去苔蘚植物24種、地衣植物16種、隱花植物80種、蕨類植物433種[6],種子植物為5 447種(其中裸子植物73種)[3],占全國種子植物29 214~29 537種(其中裸子植物800種)的18.44%~18.65%[6,9]。龍底保護區藥用植物占保護區種子植物的比例為該比例的2.17~2.19倍。保護區藥用種子植物在保護區植物區系,及其全國藥用植物資源中均占有較重要的地位。
2.1.2 藥用植物生長型。根據《中國植被》對生長型的劃分原則[10],保護區879種藥用植物中,木本植物421種,占47.90%,草本植物458種,占52.10%。木本植物中,喬木153種,占木本植物的36.34%,木質藤本(含木質寄生植物)植物83種,占19.71%,灌木185種,占43.94%。草本植物中,多年生草本182種,占草本植物的39.74%,一年生草本276種,占60.26%,其中草質藤本占3.62%。這種組成說明,保護區藥用植物分布于喬木、灌木、木質藤本、寄生植物,多年生草本、一年生草本、草質藤本等所有生長型中,利用面十分廣泛。從利用植物類型的角度提高了藥用種子植物開發利用的價值。
2.2 藥用植物不同功效組成與特征分析
2.2.1 藥用種子植物的多功能特征分析。衡量一個區域植物藥用價值的大小和開發利用的潛力,不但要考量其是否擁有對某些疾病有特效作用或治愈率很高的植物類群,同時也應考量其是否為具有大量的多藥用功效的植物類群。為探討保護區種子植物的藥用價值,根據植物的化學成分和藥物功效,將879種藥用植物按照功能與用途進行分類,分為滋補強壯類植物、治療皮膚外科疾病類植物、治療泌尿系統疾病類植物、治療呼吸系統疾病類植物、治療消化系統疾病類植物、治療心血管系統疾病類植物、治療五官口腔系統疾病類植物、治療婦產科系統疾病類植物、治療內分泌系統疾病類植物、治療神經系統疾病類植物、治療風濕關節疾病類植物、治療跌打損傷疾病類植物、治療毒蛇毒蟲咬傷類植物、驅蟲殺蟲類植物、抗癌抑癌類植物、治療肛瘺痔瘡疾病類植物、止血類植物、專用解毒類植物、抗菌消炎類植物、治療感冒(風寒感冒、清熱解毒、中暑)和特殊病防治類植物等21類,統計得到龍底自然保護區879種藥用種子植物出現于各防病治病功效的植物達4 667種次,平均每種植物具有5.31類防病治病功效,藥用植物具有多重功效的特點。
2.2.2 藥用植物的特有功效特征分析。為進一步分析各類功效植物數量組成及差異,將各種功效所含種數及其占藥用植物總數比重列入表1。由表1可知,各類藥用功效植物占藥用植物總數的比例分布在0.68%~32.76%,相差較大,種數在不同藥用功效類中的分布不均衡。為分析其分布規律,將各類藥用功效植物占藥用種子植物總數的比例進行分級,其中屬于Ⅰ級的為特有解毒類、抗癌抑癌類、特殊疾病類(瘧疾、漆瘡、小兒軟骨病等)、肛瘺痔瘡類、心血管系統類、滋補強壯類、驅蟲殺蟲類、內分泌疾病類、止血藥物類、神經系統類、毒蛇毒蟲咬傷類等11類;屬于Ⅱ級的有抗菌消炎類、泌尿系統疾病類、五官口腔系統疾病類、感冒中暑類、治療呼吸系統疾病類、婦產科疾病類等6類;屬于大比例級(Ⅲ級)的有風濕關節疾病類、跌打損傷類、消化系統疾病類、皮膚外科疾病類等4類。由此可以看出:Ⅰ級>Ⅱ級>Ⅲ級,3個級別中所擁有的藥用功效類數呈金字塔狀分布,占比例較大(52.38%)的藥用功效類植物所占藥用植物總數的比例均較?。á窦墸?,變化范圍為0.68%~7.05%,顯示出藥用植物具有較強的專用性;而占比例較?。?9.05%)的藥用功效類植物所占比例均較大(Ⅲ級),變化范圍為22.07%~32.76%,也顯示出該區的藥用植物中有許多具有較廣的適用性。
2.3 藥用植物器官組成特征分析
植物不同器官是中藥材和藥用成分提取的重要原料,同一類群的不同器官的化學成分是不完全相同的,其功效也往往存在很大差別[4-6]。同時,認識不同植物器官的藥用功效對藥用植物的開發利用,經營策略的制定也十分重要。為給藥用植物的開發利用提供依據,將879種藥用植物的利用器官分為全株利用、根及根皮、花(花朵、花粉、花蕾)、枝葉(枝、枝葉、葉)、果及種子(種子、種仁)、樹皮枝皮、莖(莖、根莖、塊莖)、藤及藤莖、木材(木材、材心、髓心)、節(材節、枝節、地下莖節)等10類藥用植物器官,將各類器官用途植物所占879種藥用植物的比例列入表2。由表2可知,藥用植物中,具藥用功效器官的植物種類占藥用植物種類總數的比例相差較大,變化范圍為0.80%~32.76%。如果也將其分為3個等級,則1級所含植物的器官有節(材節、枝節、地下莖節)和木材(木材、材心、髓心)、藤及藤莖、花(花朵、花粉、花蕾)、樹皮枝皮、莖(莖、根莖、塊莖)等6類,占器官總類別的60%;2級所含植物的器官有果及種子(種子、種仁)、果及種子(種子、種仁)等2類,占20%;3級有全株利用和根及根皮等2類,占20%。1級中除提供花器官的植物為可重復采摘利用的以外,其余5類器官均來自于木本,需采伐和損傷性環剝才能獲得。2級中提供的枝、葉和果,都為再生性的,其植物類群的器官可持續性經營利用。3級中提供的全株、根及根皮均為刈割后才能獲得。這些植物多為草本和灌木,其生長周期較短。這種組成特性表明,在藥用植物的開發利用中應制定不同的經營策略。
3 藥用植物資源評價與可持續利用建議
3.1 藥用植物資源評價
3.1.1 保護區藥用植物具有豐富的遺傳多樣性,為生產中醫藥原料提供基礎條件。龍底保護區被譽為湖南的綠色明珠和珍稀瀕危植物的基因庫,是植物資源十分豐富的地區[1]。而且藥用植物占區系植物種數的比例達40.43%,為全國藥用植物占全國植物區系植物種數比重的2.17~2.19倍。我國有藥用野生裸子植物10科25屬53種[3],保護區有8科14屬16種,分別占全國藥用裸子植物的80.00%、56.00%、30.19%;全國有藥用被子植物5 447種[4-6],保護區有879種,占全國藥用被子植物的16.14%。保護區藥用種子植物的豐富度高,有豐富的基因多樣性。
3.1.2 保護區藥用植物的藥用功效多種多樣,用途廣泛,具有很高的開發利用價值,是重要的中藥材制作的原料來源地。這里藥用植物涉及到21大類疾病防治,既有許多用于常見疾病的藥用植物,又有不少疑難雜癥疾病防治的植物。如:銀杏科的銀杏(Ginkgo biloba),杜仲科的杜仲(Eucommia ulmoides),檀香科的百蕊草(Thesinm chinense),木蘭科的辛夷(Magnolia liliflora)和厚樸(M officinalis),五味子科的黑老虎(Kadsura coccinea)和華中五味子(Schisandra sphenanth-era),樟科的無根藤(Cassytha filitormis),毛茛科的黃蓮(Coptis chinensis),蓼科的何首烏(Polygonum multiflorum),大血藤科的大血藤(Sargentodoxa cuneata),三白草科的蕺菜(Houttynia cordata),遠志科的遠志(Polygala tenuifolia),黃楊科的黃楊(Buxus sinica),瑞香科的芫花(Daphe genkma),傘形科的積雪草(Centella asiatica)和蛇床(Cnidium monnieri),唇形科的金瘡小草(Aiuga decumbens)、香薷(Elsholtzia cil-iata)、連錢草(Glechoma longituba)、益母草(Leonurus japo-nicus)、野薄荷(Mentha haolocalyx)、紫蘇(Perilla frutescens)、夏枯草(Prunella vulgaris)和丹參(Salvia miltiorrhiza),桔??频男尤~沙參(Adenophora axilliflora)、輪葉沙參(A tetraphylla)和桔梗(Platycodon grandiflorun),半邊蓮科的半邊蓮(Lobelia chinensis),鳶尾科的射干(Belamcanda chinensis),胡桃科的胡桃(Juglans regia),楓香科的楓香(Liqnidambar formosana),薔薇科的枇杷(Eriobotrya japonica)、金櫻子(Rosa laevigata)、野薔薇(R multiflora),鼠李科的枳(Hovenia acerba),葡萄科的烏斂莓(Cayratia japonia)和葛(Vitis flexucosa),千屈菜科的紫薇(Lagerstroemia indica),山茱萸科的山茱萸(Macrocarpium chinense),五加科的五加(Acanthpanax grac-ilistylus)和竹節參(Panax japonicus),木樨科的女貞(Ligns-trum delavayanum)和桂花(Osmanthus fragraris),蘿摩科的白薇(Cyna-nchum atratum)和白首烏(Cynanchum auriculatum),茄科的枸杞(Lycium chinense),玄參科的玄參(Scrophularia niugpoensis),忍冬科的忍冬屬(Lonicera spp.),菊科的黃花蒿(Artemisia annua)、艾(A argyi)、茵陳蒿(A capillaris)、千里光(Senecio scandens)和蒼耳(Xanthium sibiricum),澤瀉科的澤瀉(Alisma Plantago-aquatica var.orientale),禾本科的蘆竹(Arumdo donax),天南星科的菖蒲(Acorus calamus)、石菖蒲(A tatarinowii)、蘑芋(Amorphophallus rivieri)、天南星(Aris-aema beterophyllum)和半夏(Pinellia tarnata),莎草科的香附(Cyperus rotundus)和荊三棱(Scirpus yagare),蘭科的鐵皮石斛(Dendrobium candicum)、石槲(D nobile)和天麻(Gastrodia elata)等,都是常見的重要中藥材泡制及中成藥的加工材料。適用于疑難雜癥的藥用植物,如用于抗癌抑癌的紅豆杉科的紅豆杉(Taxus wallichiana)(含紫杉酚),三尖杉科的三尖杉(Cephalotaxus fortunei)和粗榧(C sinensis)(含三尖杉堿),毛茛科的大葉唐松草(Thalicturm faberi)(根含唐松草新堿),防己科的粉防己(Stephania tetrandra)(根含漢防己堿等多種生物堿),睡蓮科的莼菜(Brasenia schreberi)(類瓊脂粘液),衛矛科的雷公藤(Tripterygium wilfordii)(含雷酚內脂甲醚、雷酚酮內脂等),瑞香科的了哥王(Wikstroemia indica)(水煎劑),石蒜科的石蒜(Lycoris radiata)(含石蒜堿等),薯蕷科的黃獨(Dioscorea bulbifera)(民間用于防癌),蓼科的葒草(Polygonum orientale)(含牡荊黃素、東方廖黃素),珙桐科的喜樹(Camptotheca acuminata)(含喜樹堿),柿樹科的浙江柿(Diospyros glaucitolia)(根);用于物品(吡霜、磷化碎、雷公藤等)和食物中毒的解毒植物有積雪草,唇形科的細葉風輪草(Clinopodium gracile),石蒜科的忽地笑(Lycoris anrea)和石蒜(C radiata),千屈菜科的九芒(南紫薇)(Lagerstroemia subcostata),鼠李科的積和絳梨木(藤葉鼠李)(Rhamnus leptophylla),用于狂犬病的有鼠李科的馬甲子(Paliurus ram-osissimus),鉤端螺旋體病的有忍冬科的忍冬(Lonicera japo-nica)及同屬多種植物,用于漆瘡的石竹科的漆姑草(Sagina japonica),用于抗瘧的薔薇科青蒿(Artemisia annua)等植物。879種藥用種子植物是中醫藥材及中成藥生產的重要材料。
3.1.3 保護區還蘊藏著豐富的醫學工業原料植物資源。如薯蕷屬植物是合成可的松、避孕藥等甾體激素藥物的重要原料[9-11],該區產11種。其中粉背薯蕷(Dioscorea collettii var.hypoglauca)、三角葉薯蕷(D deleoidea)、參薯(D alata)、薯茛(D Cirrhosa)、日本薯蕷(D japonia)等均含薯蕷皂甙元(Dios-gtnin)[3],是激素藥物工業的理想原料。三尖杉屬所含的酯型生物堿可作為提制抗癌有效酯堿的原料來源,該區有3種,其中三尖杉、篦子三尖杉(Cephalotaxus oliueri)、粗榧(C sinensis)是脂型生物堿豐富的物種;紅豆杉屬含抗癌成分紫杉酚(taxol),該區有1種1變種[2],喜樹含抗癌成分喜樹堿(camptothecin)[4],該區有分布。酯型生物堿、紫杉酚和喜樹堿都是提制抗癌藥物工業的重要原料;小檗堿(berbrin)是一(下轉第154頁)
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種有效的抗菌消炎藥,因資源缺乏,多為人工合成。而該區小檗科植物有5屬10種。凡本科的木本種類以含小檗堿為其主要特征[3]。這里木本種類有黑果小檗(Berberis atrocarp impedita)、蠔豬刺(B jnlianae)、闊葉十大功勞(Mahonia bea-lei)、刺黃柏(M eurybracteata ssp.Ganpinensis)、北江十大功勞(M shenii)、南天竹(Nandina domestica)等3屬7種,均富含小檗堿。
3.2 藥用種子植物資源可持續利用建議
藥用種子植物物種的多樣性,藥用功效的多樣性,用途的多樣性和植物器官利用的多樣性,構成了保護區藥用植物的珍貴價值和可使用性。這些野生藥用植物是市場上的稀缺產品,同時又是重要的基因庫,基于這里是湖南省的重要林區,又位于自然保護區,需要在保護優先的原則下適度開采利用,不宜大量的采摘。應以保護其種質和基因為主,為這些資源的開發利用提供最珍貴的遺傳基因。建議保護核心區種質和基因,適度開發試驗區,運用藥用植物野外栽培技術,創辦藥用植物繁殖基地,生產中藥材原料。利用野生藥用植物的優良基因,定向培育新品種,提高藥用植物品質。對于可再生資源的植物器官可在不破壞植物植株構型的前提下,有計劃可持續性的采摘利用。
4 參考文獻
[1] 張海浪,劉國云,袁正科,等.湖南省通道縣龍底溝谷森林生態系統自然保護區自然資源研究[M].長沙:湖南科學技術出版社,2002:15-18.
[2] 李錫泉,袁穗波,袁正科.通道萬佛山丹霞地貌森林植被調查研究[J].湖南林業科技,2008,35(5):9-12.
[3] 張海浪,劉國云,袁正科.龍底自然保護區自然資源綜合科學考察報告集[M].長沙:湖南科學技術出版社,2000.
[4] 江蘇省植物研究所,中國醫學科學院藥物研究所,中國科學院昆明植物研究所.新華本草綱要(第一冊)[M].上海:上海科技出版社,1983:141,515.
[5] 江蘇省植物研究所,中國醫學科學院藥物研究所,中國科學院昆明植物研究所.新華本草綱要(第二冊)[M].上海:上??萍汲霭嫔?,1991.
[6] 江蘇省植物研究所,中國醫學科學院藥物研究所,中國科學院昆明植物研究所.新華本草綱要(第三冊)[M].上海:上海科技出版社,1990.
[7] 中華本草編委會.中華本草(苗藥卷)[M].貴陽:貴州科技出版社,2005.
[8] 江蘇新醫學院.中藥大辭典(上冊)[M].上海:上海科技出版社,1996.
[9] 祁承經,喻勛林.湖南種子植物總覽[M].長沙:湖南科學技術出版社,2002.