生物多样性研究范文篇1

【关键词】苔藓植物；分子生物学；DNA序列

苔藓是目前存在于地球表面较为低等的一种植物且分布广泛，被人们所认识的苔藓植物约有2万多种[1]。苔藓植物作为一种耐干旱盐碱胁迫的植物常常被用来荒漠治理中的先锋植物[2]，随着科学技术的日益发展，分子生物学技术也逐渐发展到苔藓植物的研究中。但是由于苔藓不像其他植物试验样品容易且可持续获得，对苔藓植物分类学的研究一直处于形态学方面，在分子及生理生化角度来研究苔藓植物的进展则较为缓慢[3，4]。关于苔藓植物分子生物学的研究主要集中在分子系统学、分子遗传、物种的分类鉴定以及资源的拓展及创新方面。

1.苔藓植物分子系统学的研究

苔藓植物的起源和演化在植物界中一直存在着一定的争议，特别是传统分类学在苔藓植物上的界定[5]，分子系统学的逐步发展成为苔藓分类新的道路。常用在苔藓分子系统上的研究手段主要有：随机扩增多态性DNA（RAPD）、限制性片段长度多态性（RFLP）、扩增片段长度多态性（AFLP）、序列特征扩增区域（SCAR）、微卫星（SSR）、DNA序列测定以及同工酶分析技术[6]。苔藓植物在分子水平上进行系统的研究起始于90年代初，对于植物分子系统学水平的研究大多起始于植物DNA序列，而苔藓植物在当时缺少DNA序列的研究[7，8]。直到1995年以后，关于苔藓植物分子DNA序列发展至1000个，包含250个类别[9]。

苔藓植物DNA探索是从叶绿体基因组、线粒体基因组以及核糖体基因组开始进行的。叶绿体基因组中，已经较成熟运用的基因片段为rbcL、trnL-F、rps4、trnL-trnF等，nad5、nad1、trnS和18S、ITS2等分别为线粒体和核糖体基因片段较为常用检测基因[10]。1999年，Beckert对苔藓植物门进行了大系统进化的分析，分析了47种苔藓植物中nad5基因内含子，研究结果支持将Hypnanae与Dictananae亚纲重组[11]。2009年，Miwa在蛇苔属（Conocephalum）对于环境的适应并且随之进化能力的研究中，将小蛇苔（Conocephalumjaponicum（Thumb.）Grolle）样本中的rbcL基因扩增并测序，比对后结合其他结论，说明了小蛇苔中发现了三种不同类型的rbcL基因，认为可将其作为系统进化和物种鉴定的重要手段[12]。2010年，KathrinFeldberg通过对rbcL，psbA，trnL-trnFregion，atpB-rbcLspacer，nrITS1-5.8S-ITS2标记基因在108个隐葫苔科新增成员的分析研究，研究结果支持将隐葫苔科分为Adelanthoideae和Jamesonielloideae两个亚科，亚科Adelanthoideae包括Adelanthus属、Pseudomarsupidium属、及Wettsteinia属，然而分子数据并不支持现代形态学体系对于Jamesonielloideae的划分，基于分子系统进化结果分析，Feldberg提出了Jamesonielloideae包括了在五个主要的进化枝中具有代表性的Anomacaulis属、Cryptochila属、Cuspidatula属、Jamesoniella属和Syzygiella属[13]。细鳞苔科（Lejeuneaceae）是苔类植物中的大科，它囊括了约90属，1000余种，Wilson利用134个细鳞苔科样品中的四种标记基因rbcL、psbA、源自cpDNA的trnL-trnF以及nrITS，运用最大似然贝叶斯分析法（即最大简约法）进行分析，分析数据支持将细鳞苔科分为两个亚科Ptychanthoideae亚科和Lejeuneoideae亚科，而把Lejeuneoideae亚科又分为Lejeuneeae属、Brachiolejeuneeae属和Symbiezidium属，然而根据形态分类并不符合以上Lejeuneoideae的分类，故需要更多实验进一步验证[14]。

2.苔藓植物分子遗传学多样性的研究

对于苔藓植物遗传多样性的研究从开始的形态学水平到细胞学水平，逐渐发展到现在的分子水平。分子水平研究遗传多样性分为生化和DNA水平，生化水平多使用酶学研究方法，利用同工酶或者等位酶方法。近年来，分子水平上对于苔藓植物遗传研究一般运用分子标记法，常用手段包括RAPD、SSR、AFLP、SRAP等。张安世等对11种苔藓植物的亲缘关系做了RAPD和SRAP的分析，结果显示RAPD多态性比率为100%，SRAP多态性比率为96.9%，对数据进行AverageLinkage法建立聚类树状图分析表示，两种方式均可将11种苔藓分为3类且牛角藓单独一类，与形态学分类一致，但是在3类中具体划分归属科以上单位RAPD、SRAP和形态学分类存在差异，此外，RAPD与SRAP在对大叶凤尾藓和小牛舌藓全缘亚种的划分上也存在差异[15]。墙藓（Tortulamuralis）是一个世界性分布的苔藓种类，Werner依据对49个墙藓新成员中叶绿体rps4基因序列数据分析后，表示18.53%序列符合区域间差异，81.43%认为是区域内差异，只有在日本区域内采集样本完全区别于其他区域，通过生物地理学系统发生分析表明，墙藓可能是一个并系，不确定的是墙藓中不同的进化枝是继续进化还是一个隐藏物种的典例[16].李晶采取20种东北地区的藓类植物对其进行RAPD分析，遗传多态性约占96.34%，同时利用数据分析建立UPGMA聚类图，结果显示遗传相似性系数为0.27可将样品分为泥炭藓类和真藓类；遗传相似性系数为0.42则可将样品分为四类，而聚类图的分类情况与苔藓植物经典分类系统表示结果一致[17].2002年，Skotnicki对黄瓜丝藓（Pohlianutans）中核糖体RNA18S-26SITS进行RAPD研究，研究结果表示黄瓜丝藓像梨蒴曲柄藓（Campylopuspyriformis）一样，表现出低遗传多样性[18]。魏海英等对采用邻接法和最大似然法对中国羽藓科12属25种植物rbcL和rps4建立了系统树，并结合DNA序列分析和形态学特征分析支持将牛舌藓科独立成科，山羽藓属归为羽藓亚科，不支持沼羽藓亚科独立成科[19]。

3.DNA条形码技术在苔藓植物物种鉴定的应用

苔藓植物分子水平的物种鉴定主要应用DNA条形码技术。DNA条形码技术主要是从样本材料基因组DNA中扩增适合的目的基因并且基因片段纯化后进行测序，提交到Genbank方便物种的鉴定和分类[20].本项技术在动物中已经得以使用并获得成效，少数高等植物中也有了一定的研究进展，而在苔藓植物鉴定中还需要大量实验工作。

DNA条形码中需要确定一个通用片段作为鉴定探针。动物的CO1已经较为成熟应用[21-22]，而在苔藓植物中，rbcL、rpoC1、rps4、trnH-psbA、trnL-trnF有很强的特异性且易获得，而被认为可以应用的苔藓植物DNA条形码[23-25]，但是在近年来对上述基因片段的遗传分辨率以及在鉴别亲缘关系较近的苔藓物种之间有一定的争论。其中的rpoC1基因，在植物物种鉴别中效率较低，而由Hollingsworth[26]在2009年发表的文章中表示，rpoC1基因进化速度较快，可以作为陆生植物的DNA条形码，在科级水平的鉴别中有很好的表现。

DNA条形码技术作为新兴物种鉴别技术，优势很明显，虽然已经在大部分苔藓植物基因中得以应用，但是因为缺乏亲缘关系较近的样本的鉴定和研究，所以在物种鉴别时用于亲缘关系近的样品的应用就有一定的误差。今后对于物种鉴别研究中，可致力于DNA条形码技术在近亲物种鉴别的研究和改进中。

4.总结

苔藓植物对环境有很强的适应性，耐旱抗寒，我国苔藓植物物种丰富，以上条件为我们更好的研究苔藓植物的系统发育及演化，以及遗传鉴定提供了基础，但是我国苔藓分子水平研究起步较晚，在这方面的研究与国外相比还较为落后。我们需要发展壮大苔藓植物分子研究的队伍，把更多分子手段运用到苔藓植物系统、遗传以及鉴定，有很大的发展空间，将会有更多可利用的研究价值。

参考文献：

[1]宋秀珍，李翠兰，李艳红.苔藓植物的分子生物学研究.生物学通报，2004，39（7）：1-3.

[2]TROITSKY.AV，IGNATOV.MS，BOBROVA.VK，etal.Contributionofgenosystematictocurrentconceptsofphylogenyandclassificationofbryophytes.Biochemistry，2007，72（12）：1368-1376.

[3]施定基.苔藓植物的生理生化，苔藓植物生物学，吴鹏程主编.北京：科学出版社，1998，102-122.

[4]施定基.苔藓植物的分子生物学，苔藓植物生物学，吴鹏程主编.北京：科学出版社，1998，122-130.

[5]勃，吴玉环.DNA测序在苔藓植物系统学研究中的应用.贵州师范大学学报，2010，28（4）：41-45.

[6]侯义龙，曹同.苔藓植物与分子生物学标记技术，生态学杂志，2005，24（1）：83-87.

[7]RippkaR.，DeruellesJ.，WaterburyJ.B.HerdmanM.etStanierR.Y.，Geneticassignments，strainhistoriesandpropertiesofpureculturesofcyanobacteria.Journ.GeneralMicrobiol，1979，111：1-61.

[8]汪小全，洪德元.分子系统学研究进展.植物科学研究进展，李承森主编.北京：高等教育出版社，1998，16-30.

[9]施定基，冉亮，宁叶，邵宁，等.苔藓分子生物学的一些进展.贵州科学，2001，19（4）：1-5.

[10]尹倩平，于晶.国外苔藓植物分子系统学研究新进展.生物技术，2011，2：17-20.

[11]BeckertS，SteinhauserS，MuhleH，etal.Amolecularphylogenyofbryophytesbasedonnucleotidesequencesofthemitochondrialnad5gene.PlantSystematicsandEvolution，1999，218：179-192.

[12]MiwaH，OdrzykoskiIJ，MatsuiA，etal.AdaptiveevolutionofrbcLinConocephalum（Hepatice，bryophytes）.Gene，2009，441：169-175.

[13]KathrinFeldberg，JirˇiVanˇa，DavidG.Long，etal.AphylogenyofAdelanthaceae（Jungermanniales，Marchantiophyta）basedonnuclearandchloroplastDNAmarkers，withcommentsonclassification，crypticspeciationandbiogeography.MolecularPhylogeneticsandEvolution，2010，55：293-304.

[14]RosemaryWilson，S.RobbertGradstein，HaraldSchneider，etal.UnravellingthephylogenyofLejeuneaceae（Jungermanniopsida）：Evidenceforfourmainlineages.MolecularPhylogeneticsandEvolution，2007，43：270-282.

[15]张世安，张为民，邢智峰，等.RAPD和SRAP标记技术在苔藓植物亲缘关系研究中的比较分析.中国农学通报，2010，26（3）：32-36.

[16]WernerO，GuerraJ.MolecularPhylogeographyoftheMossTortulamuralisHedw.（Pottiaceae）BasedonChloroplastrps4GeneSequenceData.PlantBiol，2004，6（2）：147-157.

[17]李晶，沙伟.东北地区部分大型藓类植物遗传多样性的RAPD研究.植物研究.2008，28（6）：689-692.

[18]SkotnickiM.L.BargagliR.NinhamJ.A.GeneticdiversityinthemossPohlianutansongeothermalgroundofMountRittmann，VictoriaLand，Antarctica.PolarBiol，2002，25：771-777.

[19]魏海英.中国羽藓科（Thuidiaceae）系统发育研究——基于形态和rbcL、rps4基因序列数据.南京林业大学.2005，6.

[20]陈娟，张安世，苔藓植物DNA条形码的研究进展.安徽农业科学，2012，40（5）：2561-2565.

[21]HajibabaeiM，SingerGA，HebertPD，etal.DNAbarcoding：howitcomplementstaxonomy，molecularphylogeneticsandpopulationgenetics.TrendsinGenetics，2007，23（4）：167-172.

[22]HebertPD，RatnasinghamS，WaardJR，etal.Barcodinganimallife：cytochromecoxidasesubunitdivergencesamongcloselyrelatedspecies.ProcRoySocB-BiolSci，2003，27（S1）：96-99.

[23]NewmasterSG，FazekaSAJ，RagupathyS.DNAbarcodinginthelandplants：evaluationofrbcLinamultigenetieredapproach.CanadianJournalofBotany，2006，84：335-341.

[24]KressWJ，EricksonDL.Atwo-locusglobalDNAbarcodeforlandplants：thecodingrbcLgenecomplementsthenoncodingtrnH-psbAspacerregion.PLoSONE，2007，2（6）：508.

[25]FazekaSAJ，BurgessSKS，KESANAKURTIPR，etal.MultiplemultilocusDNAbarcodesfromtheplastidgenomediscriminateplantspeciesequallywell.PLoSONE，2008，3（7）：2802.

[26]HollingsworthML，ClarkaA，ForrestLL，etal.Selectingbarcodinglociforplants：evaluationofsevencandidatelociwithspecieslevelsamplinginthreedivergentgroupsoflandplants.MolecularEcologyResources，2009，9：439-457.

作者简介：

生物多样性研究范文篇2

[关键词]桃儿七；内生真菌；高通量测序；群落组成；多样性

[Abstract]HighthroughputsequencingtechnologyisalsocalledNextGenerationSequencing（NGS），whichcansequencehundredsandthousandssequencesindifferentsamplesatthesametimeInthepresentstudy，thecultureindependenthighthroughputsequencingtechnologywasappliedtosequencethefungimetagenomicDNAofthefungalinternaltranscribedspacer1（ITS1）intherootofSinopodophyllumhexandrumSequencingdatasuggestedthatafterthequalitycontrol，22565readswereremainedClustersimilarityanalysiswasdonebasedon97%sequencesimilarity，whichobtained517OTUsforthethreesamples（LD1，LD2andLD3）AllthefungiwhichidentifiedfromallthereadsofOTUsbasedon08classificationthresholdsusingthesoftwareofRDPclassifierwereclassifiedas13classes，35orders，44family，55generaAmongthesegenera，thegenusofTetracladiumwasthedominantgenerainallsamples（3549%，6855%and1296%）TheShannon′sdiversityindicesandtheSimpsonindicesoftheendophyticfungiinthesamplesrangedfrom175～292，011～032，respectivelyThisisthefirsttimeforapplyinghighthroughputsequencingtechnologytoanalyzethecommunitycompositionanddiversityofendophyticfungiinthemedicinalplant，andtheresultsshowedthattherewerehyperdiversityandhighcommunitycompositioncomplexityofendophyticfungiintherootofShexandrumItisalsoprovedthatthehighthroughputsequencingtechnologyhasgreatadvantageforanalyzingecommunitycompositionanddiversityofendophtyeintheplant

[Keywords]Sinopodophyllumhexandrum；endophyticfungi；highthroughputsequencing；communitycomposition；diversity

doi：10.4268/cjcmm20160712

桃儿七Sinopodophyllumhexandrum又名鬼臼、小叶莲等，属小檗科Berberidaceae桃儿七属Sinopodophyllum多年生草本植物，我国珍稀濒危物种，属国家三级保护植物。桃儿七分布在海拔2700～4300m的林下或灌丛中，在我国主产于青海、甘肃、四川西部、、云南西北部、陕西等地，此外尼泊尔、不丹、印度北部、巴基斯坦、阿富汗东部和印控克什米尔等地也有分布[1]。桃儿七作为中国传统中药具有悠久的用药历史。藏医以桃儿七果实入药，可调经活血、保胎、消肿、止痛。中医以其根及根状茎入药，具有祛痰止咳，抗肿瘤，抗免疫等作用[2]。近年来国内外学者对其深入研究发现，桃儿七根茎内含有较高的抗肿瘤活性物质――木脂素类化合物，如鬼臼毒素、4′去甲基鬼臼毒素等。植物中获取天然活性化合物治疗人类疾病，在现代医学史上占据着重要的地位，但随着现代社会的高速发展，带来的一系列问题导致某些包括野生植物资源在内的自然资源日益枯竭。因此，许多的科研工作者将生产天然活性化合物的视角转向了微生物方向，桃儿七内生真菌即为当今的研究热点之一。

内生真菌是指其生活史的一定阶段或全部阶段定殖在宿主植物体内，而不引起植物发生明显病变的一类真菌总称[3]。目前认为，地球上生存的所有高等植物都有内生真菌的定殖，纯培养研究结果显示，定殖的内生真菌种类少则十几种多则上百种。内生真菌与宿主植物之间的相互作用也多种多样，如抗逆促生、抗虫害、抗病害、环境修复及产活性产物等等[4]，因此研究宿主植物体内的内生真菌群落组成和多样性对研究内生真菌与宿主间的相互作用具有重要的生态学意义。

高通量测序技术（HTS）起始于2005年，又被称为第二代测序技术[5]，此技术能够一次并行对几百万到上千万条的DNA序列分别进行测序，对于研究环境样品中微生物群落组成具有巨大的应用价值。目前高通量测序技术在水环境及土壤微生物群落研究领域已得到广泛应用。但此技术应用在植物内生真菌群落组成中的研究却少有报道[68]，尤其在民族药用植物宿主内的内生真菌群落组成的研究中尚未见报道。目前对于桃儿七植株内生真菌群落组成的研究仅局限于纯培养模式开展，取得了一些现有的结论[911]，但此方法具有一定的局限性，据统计利用培养基分离的内生真菌种类总数不超过全部真菌总数的1%，甚至更低，因此利用纯培养模式研究宿主植物内生真菌的群落组成，其结果将会低估不能培养分离的内生真菌对宿主植物的贡献[12]。本文通过第二代测序技术――高通量测序对桃儿七根内内生真菌的群落组成及多样性进行了研究，主要的目的有以下3个方面：①运用高通量测序技术掌握青海上北山林场桃儿七内生真菌的群落组成及多样性；②比较免培养测序结果与前人研究的纯培养分离结果之间的关联差异；③探讨桃儿七优势种内生真菌的生态学功能。基于以上研究目的，期许发现青海野生桃儿七宿主内新的有价值真菌资源，为抗肿瘤药物的获取开辟一条新途径，以期为其工业化生产奠定基础。

1材料与方法

11采样

于2014年9月初，样品采挖自青海省乐都区境内的引胜沟上北山林场（102°23′540′′，36°42′172′′），海拔2835m。采样时选取成年健康植株3株，根据随机取样原则，取样的株距在30～50m。样品采挖后连带根际土一并装入干净塑料袋，置入便携式保温箱中，编号标记后带回实验室备用。

12样品预处理

新鲜样品采回后，洗净桃儿七根部表面泥土，自来水下冲洗30min，取出样品置于无菌烧杯中用大量无菌水漂洗，待样品干燥后置于无菌操作台中。无菌操作台中的样品表面灭菌处理操作参照纯培养模式下[13]的灭菌过程，具体方法如下：将样品浸入70%乙醇1min，再浸入5%的次氯酸钠5min，无菌水漂洗3次，待样品干燥后剪切成小段置于无菌2mL离心管中保存在冰盒中送样。样品送至生工生物工程（上海）股份有限公司进行测序。

13DNA提取及引物筛选

样品中真菌总DNA的提取采用OMEGA公司生产的真菌提取试剂盒，依据生产商的说明提取。提取的DNA用Qubit20DNA检测试剂盒检测DNA浓度，琼脂糖凝胶检测DNA完整性。实验选取3对真菌特异性引物2F/2R[14]，3F/3R[15]，ITS1/ITS2[16]，分别对应扩增ITS区域的58S，ITS2，ITS1区。随机挑选一个样品LD1进行扩增，每对引物设置4个生物学重复，筛选出最佳引物。

14高通量平台测序

PCR扩增引物为真菌特异性引物扩增真菌的ITS1区，扩增时引物融合测序平台的通用标签序列以区分样品，引物序列为：前置引物5′CCCTACACGACGCTCTTCCGATCTNCTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA3′，后置引5′GTGACTGGAGTTCCTTGGCACCCGAGAATTCCAGCTGCGTTCTTCATCGATGC3′。其中，斜体序列为特异性引物序列，其他序列为添加的测序标签序列。PCR扩增产物用IlluminaMiseq2×300测序平台进行双端测序分析。

15数据处理

151序列质量控制对测序所得的序列进行质量控制，质量控制包括3个部分，首先根据标签序列区分样本后，将样本中所得的标签序列去掉；其次，去除较短的片段序列，短片段的定义为小于50bp；最后，应用Prinseq软件去除低复杂度的序列。最终得到的各样本序列长度均在200bp以上。

152OTU聚类及RDP分类根据质量控制所得的优质序列，将多条序列按其序列间的距离根据聚类软件Uclus对它们进行聚类，序列间的距离相似性阈值设置为097，聚类为不同的操作分类单元（OTUs）。随后应用RDPclassifier软件基于NaveBayesianassignment算法，对OTU聚类结果中的全部序列计算每条序列在属水平上的RDP分类阈值，一般设置阈值为08归类为一个属，依此对各样品中的菌群进行分类。

153群落组成分析在形成的OTU聚类结果基础上，对样品进行Alpha多样性分析，通过计算样本的丰富度指数、辛普森指数、香浓指数、Chao1指数、ACE指数来衡量样本的物种多样性。根据分类学分析结果，绘制样品菌群分布条形图，比较样品间的菌群组成差异。

2结果

21引物筛选

3对引物扩增结果见图1，1～4，5～8，9～12对应的引物分别为2F/2R，3F/3R，ITS1/ITS2（每对引物设置4个生物学重复）。比对Marker可知，引物2F/2R扩增出的条带均大于600bp，引物3F/3R扩增出的条带均小于200bp，引物ITS1/ITS2扩增出的条带有2条分别对应300，400bp。根据IlluminaMiseq2×300测序平台自身特点，引物2F/2R扩增出的条带过大，不能上机测序，引物3F/3R扩增的条带较短，测序结果可信度较差。引物ITS1/ITS2扩增区域为ITS1区，条带范围在300～400bp，符合IlluminaMiseq2×300测序平台的测序条件。因此，确定ITS1/ITS2引物为本研究的最佳引物，具体见14。

22质量控制

质量控制前共获得序列54856条，质量控制后共获得优质序列22565条，其中LD1，LD2，LD3分别为7194，6629，8742条，全部序列长度均大于200bp（=257bp）。

23OTU聚类及RDP分类

质控后获得的序列，依据97%的序列相似性获得的可分类操作单元（OTUs）517个。其中样品LD1，LD2，LD3获得的OTUs数目分别为305，253，138个。RDP分类全部OTUs可划分为13纲，35目，44科，55属。样品LD1可划分为10纲，20目，26科，31属，LD2可被划分为11纲，22目，25科，31属，LD3可被划分为9纲，17目，21科，27属。

24物种分布

在门和属2个层次上对3个样品进行群落组成分析。除去未鉴定出的真菌外，3个样品均为子囊菌门和担子菌门2个门，其中LD1，LD2样品中子囊

菌门占绝对优势分别为7608%，7294%，样品LD3中担子菌门占绝对优势为8039%。在属水平上进行分析，除去未鉴定出的真菌群落，所示样品中，见图2。排名前3的优势属真菌（所占比例之和超过全部的60%）LD1为Tetracladium，Hymenoscyphus，Pseudogymnoascus（3549%，1945%，1433%），样品LD2中优势属真菌为Tetracladium，unclassified_Sebacinaceae，Aspergillus（6855%，195%，122%），样品LD3中优势属真菌为unclassified_Sebacinaceae，Tetracladium，Pseudogymnoascus（8014%，1296%，273%）。3个样品LD1，LD2，LD3中共同的优势属真菌为Tetracladium属，所占比例分别为3549%，6855%，1296%（=3647%）。

25α多样性

3个样品Alpha多样性分析指数见表2。样品的香浓多样性指数在175～292，辛普森指数在011～032。其中样品LD3的辛普森指数高于样品LD1，LD2，样品LD1，LD2的香浓多样性指数高于样品LD3，各样品测序文库的覆盖率均达到98%以上。

3讨论

31青海野生桃儿七内生真菌群落组成及多样性

目前，高通量测序技术研究宿主植物和环境中内生真菌的群落结构及多样性趋势，呈现逐渐上升的势头[6]。本研究OTUs聚类多样性研究结果与前人的研究结果类似[68]，例如通过454测序仪高通量测序研究夏威夷地区的铁心木叶内内生真菌，不同生长环境类型下的大果砾叶内内生真菌及美国西海岸不同品系和生长类型的杜鹃属叶内内生真菌，结果显示，分别获得OTUs单元4253，689，488个。本研究通过应用IlluminaMiseq2×300测序平台共发现OTUs单元517个，表明青海上北山林场的野生桃儿七根内具有较高的真菌OTU丰度。

一般认为不同气候区域内的宿主植物内生真菌群落多样性存在差异。如ArnoldAE等[16]认为热带地区的宿主植物内生真菌的丰富度及系统发育多样性均高于温带和寒带地区。但ZimmermanNB等[6]对夏威夷处于不同海拔高度（100～2400m）同一宿主植物铁心木内生真菌454测序研究，结果表明低海拔地区与高海拔地区的内生真菌多样性并没有显著差异。李海燕等[17]通过对云南白马雪山5种优势种植物内生真菌进行研究，得出内生真菌的香浓多样性指数在125～270，表明在高海拔严寒地区植物内生真菌同样具有较高的多样性分布。青海上北山林场位于青藏高原东北部，属于高海拔、高辐射、年均温较低的高寒地区。研究结果显示，桃儿七根内内生真菌的香浓指数在175～292，与上述研究结果相类似，表明位于高海拔高寒地区的桃儿七植物内同样含有较高的内生真菌多样性丰度。有研究表明，传统的纯培养方法分离出的真菌类群低估了内生真菌群落的多样性[12]。本研究通过免培养高通量测序技术手段共获得OTUs单元517个，全部真菌可归类为13纲、35目、44科、55属。前人通过传统的培养基分离方法对桃儿七内生真菌的群落组成进行研究，取得了一定的结果，但分离到的真菌群落多样性普遍较低，如毕江涛等[9]对宁夏泾源县境内的野生桃儿七内生真菌纯培养分离，共得到可培养真菌49株，归属于2目、3科、9属。张琨等[10]对陕西太白山境内的野生桃儿七内生真菌分离培养，获得内生真菌26株归属于2目、3属。李海燕等[11]对云南中甸地区的野生桃儿七内生真菌分离培养，获得菌株28株可归属为5目、6科、9属。据目前所知，全部区域隶属于青藏高原的青海地区野生桃儿七内生真菌纯培养分离研究虽然未见相关报道，但本研究应用免培养高通量测序技术手段所得结果与前人纯培养分离其他地域的桃儿七内生真菌结果相比，免培养高通量测序技术得出的内生真菌类群无论种属和数量均远高于纯培养研究模式。这表明应用纯培养分离模式研究植物内生真菌的群落组成确实具有一定的局限性，桃儿七根内蕴含着丰富的内生真菌资源可供开发利用，免培养高通量测序手段对于研究植物内生真菌的群落结构组成具有显著的优势。

32优势属内生真菌生态学功能探讨

在属水平上，所有的真菌类群可以被分成4大类：3个样品中均出现、只在2个样品中出现、只出现在1个样品中及未鉴定出的类群。由表1可知，3个样品中所有真菌可被划分为55个类群。其中3个样品中均出现的有8个属，丰度为457%，只在两个样品中出现的有14个属，丰度为306%，只出现在一个样品中的有31个属，丰度为70%（其中Hymenoscyphus属真菌只出现在样品LD1中，单个样品中丰度1945%，占总体丰度645%，另外30个属，总体丰度为055%），未鉴别出的有2个属，丰度为167%。研究结果显示，在所有样品中均出现的8个属真菌类群却贡献了样品中接近一半的丰度值（457%）。前人研究表明，宿主植物能够显著影响内生菌的群落结构[1819]。宿主植物通过组织内的微环境与内生真菌发生相互作用，其能够通过分泌合成一些代谢产物来间接调控内生真菌的群落组成。同样，内生真菌群落中各真菌共处于同一生态位空间中，其相互竞争也是导致群落结构发生变化的内在因素[20]。本研究结果显示，8个优势属真菌占据群落中将近一半的丰度值，这种群落结构组成必然是真菌群落与宿主植物相互作用及菌群间相互竞争的结果，丰度值较大的优势种真菌可能在与宿主植物相互作用中扮演者重要的角色。只存在于一个样品中的30个稀有种真菌（055%）可能是偶然定殖到宿主植物体内的伴生种，它们的定殖可能具有一定的随机性。

本研究3个样品中共同的优势属真菌为Tetracladium。Tetracladium属真菌的记录多以水生丝孢菌居多[2122]，大多来源分离自水中的凋落叶及泡沫中，具有分解凋落物的功能[23]。也有一些学者从不同的宿主植物根部纯培养分离到Tetracladium属的内生真菌类群[2326]。如Nemec等[24]首次从草莓属的根部分离到一株Tetracladium属内生真菌Tmarchalianum。WatanabeT等[25]也从龙胆属植物和草莓属植物的根部分离到Tetracldium属的内生真菌新种Tsetigerum。此后，SatiSC等[23，26]陆续从不同的宿主植物根部分离到Tetracladium属的内生真菌。本研究通过高通量测序首次在桃儿七根部检测到Tetracladium属内生真菌，并且是作为优势属类群存在。目前关于此类内生真菌定殖在宿主植物内发挥的生态学功能尚不清楚。桃儿七生境喜阴，多分布在溪边沟渠的林下或稀疏灌木中，林下枯枝凋落物丰富，土壤水分含量大。有学者认为植物根部可能充当一个Tetracladium属真菌季节性周转的容器，当叶等凋落物不宜被分解利用时发挥降解功能[27]。本研究的采样时间为9月初，此时采样地包括桃儿七在内的各植物物种均处于生长末期，枝叶即将枯落。因此桃儿七根部可能季节性存储了此类具有降解功能的内生真菌类群，土壤微生物分解凋落物不力时，菌体进入环境分解腐殖质供次年生长循环利用，关于此点推论若条件允许将对桃儿七根内菌群的季节动态加以研究验证。

此外，研究中还发现了一些常见的内生真菌类群。如青霉属、木霉属、曲霉属等均为常见的内生真菌类群，曾被报道为不同环境群落中的优势属内生真菌[17]。油瓶霉属、外瓶霉属、短梗霉属、肉座菌属、Cadophorasp真菌以及一些粪壳菌目、柔膜菌目、炭角菌目、锤舌菌纲、座囊菌纲的真菌也作为不同地区不同宿主的内生真菌被广泛报道[20，2833]。研究中还发现一些可能是作为植物病原菌的一些真菌类群如白粉菌属和高氏白粉菌属等，这些类群真菌可能为桃儿七的病原性真菌被检测出来。值得注意的是，截盘多毛孢属真菌在应用纯培养分离时也被分离培养出来，对其初步的研究表明，其能够合成宿主桃儿七根部提取物抗肿瘤药物鬼臼毒素类化合物。

[参考文献]

[1]杨永昌藏药志[M]青海：青海人民出版社，1991：319

[2]李艳玲，宁t，徐文华，等桃儿七不同部位2种木脂素含量的动态研究[J]中国中药杂志，2015，40（9）：1837

[3]StoneJK，BaconCE，WhiteJFAnoverviewofendophyticmicrobes：endophytismdefinedMicrobialendophytes[M]NewYork：MarcelDekker，2000：3

[4]郭良栋内生真菌研究进展[J]菌物系统，2001，20（1）：148

[5]SchusterSCNextgenerationsequencingtransformstoday′sbiology[J]NatMethods，2008，5（1）：16

[6]ZimmermanNB，VitousekPMFungalendophytecommunitiesreflectenvironmentalstructuringacrossaHawaiianlandscape[J].ProcNatlAcadSciUSA，2012，109：13022

[7]JumpponenA，JonesKLMassivelyparallel454sequencingindicateshyperdiversefungalcommunitiesintemperateQuercusmacrocarpaphyllosphere[J]NewPhytol，2009，184：438

[8]NathanielLRaizenFungalendophytediversityinfoliageofnativeandcultivatedRhododendronspeciesdeterminedbyculturing，ITSsequencing，andpyrosequencing[D]Corvallis：OregonStateUniversity，2013

[9]毕江涛，何萍，吕雯，等桃儿七内生真菌分离及其抑菌活性初步研究[J]中草药，2013，44（12）：1667

[10]张琨，黄建新，曹莉，等桃儿七内生菌及产鬼臼类物质菌株的筛选[J]西北大学学报：自然科学版，2008，38（3）：431

[11]李海燕，曾松仁，张玲琪云南桃儿七植株地下茎内生真菌多样性及有价值菌株的筛选[J]西南农业学报，1999，12（4）：123

[12]ArnoldAE，HenkDA，EellsRL，etalDiversityandphylogeneticaffinitiesoffoliarfungalendophytesinloblollypineinferredbyculturingandenvironmentalPCR[J]Mycologia，2007，99：185

[13]SCPuri，AsiyaNazir，RamanChawla，etalTheendophyticfungusTrameteshirsutaasanovelalternativesourceofpodophyllotoxinandrelatedaryltetralinlignans[J]JBiotechnol，2006，122：494

[14]KendallJMartin，PaulTRygiewiczFungalspecificPCRprimersdevelopedforanalysisoftheITSregionofenvironmentalDNAextracts[J]BMCMicrobiol，2005，5：28

[15]SatoshiYamamoto1，HirotoshiSato1，AkifumiSTanabe，etalSpatialsegregationandaggregationofectomycorrhizalandrootendophyticfungiintheseedlingsoftwoQuercusspecies[J]PLoSONE，2014，9（5）：e96363

[16]ArnoldAE，MaynardZ，GilbertGS，etalAretropicalfungalendophyteshyperdiverse？[J]EcolLett，2000，3：267

[17]LiHY，ShenM，ZhouZP，etalDiversityandcoldadaptationofendophyticfungifromfivedominantplantspeciescollectedfromtheBaimaSnowMountain，SouthwestChina[J]FungalDivers，2012，54（1）：79

[18]SunJQ，GuoLD，ZangW，etalDiversityandecologicaldistributionofendophyticfungiassociatedwithmedicinalplants[J].SciChinaSerC，2008，51：751

[19]SunX，DingQ，GuoLD，etalCommunitystructureandpreferneceofendophyticfungiofthreewoodyplantsinamixedforest[J]FungalEcol，2012，5：624

[20]FlorN，RobertoA，ZoilaR，etalDiversityofendophyticfungiofTaxusglobosa（Mexicanyew）[J]FungalDivers，2011，47：65

[21]RCSinclair，AEickerTetracladiumapiense，anewaquaticspeciesfromSouthAfrica[J]BrMycolSoc，1981，76（3）：515

[22]余永年，李金亮，余锦勤四川水生丝孢菌[J]真菌学报，1988，7（3）：138

[23]SCSati，PArya，MBelwalTetracladiumnainitalensespnovarootendophytefromKumaunHimalaya，India[J]Mycologia，2009，101（5）：692

[24]NemecSSporulationandidentificationoffungiisolatedfromrootrotdiseasedstrawberryplants[J]Phytopathology，1969，59：1552

[25]WatanabeTTetracladiumsetigerum，anaquatichyphomycetesassociatedwithgentianandstrawberryroots[J]TransMycolSocJpn，1975，16：348

[26]SatiSC，BelwalMAquatichyphomycetesasendophytesofriparianplantroots[J]Mycologia，2005，97：45

[27]FisherPJ，PetriniO，WebsterJAquaticHyphomycetesandotherfungiinlivingaquaticandterrestrialrootsofAlnusglutinosa[J]MycolRes，1991，95：543

[28]JDZijlstra，PVHof，JBaar，etalDiversityofsymbioticrootendophytesoftheHelotialesinericaceousplantsandthegrass，Deschampsiaflexuosa[J]Mycology，2005，53：147

[20]王育菁，王秋红，陈璐，等龙眼内生菌的分离与脂肪酸鉴定[J]亚热带植物科学，2008，37（4）：22

[30]ZhaoJ，LiC，WangW，etalHypocrealixii，novelendophyticfungiproducinganticanceragentcajanol，isolatedfrompigeonpea（Cajanuscajan[L]Millsp）[J]JApplMicrobiol，2013，115（1）：102

[31]邓祖军，曹理想，VrijmoedLilianLP，等红树林植物桐花树内生真菌群落分布的研究[J]热带海洋学报，2010，29（3）：77

生物多样性研究范文篇3

关键词：抚育间伐；森林可持续经营；森林近自然经营；对策建议

森林为人类提供了木材或其他产品，更为人类能有一个良好的生存环境做出了不可替代的贡献。但是有限的森林资源已难以满足人类对森林产品和服务持续增长的需求，大力发展人工林就显得尤为重要。由于多年来单纯追求森林木质产品的利用，许多人工林质量低劣或健康状况不良，从而降低了其生态服务功能。科学的抚育措施是解Q问题的关键[1]。本文通过系统整理、分析国内相关文献，就抚育间伐对森林生态系统影响方面的研究现状进行了总结，并探讨了今后森林间伐研究的发展方向。

1森林抚育间伐的作用及目的

对于森林抚育在森林培育中的作用，奥地利著名森林培育学家汉斯・迈耶尔（1980）讲到：一个符合自然规律的健康而又富有生命力的森林，不仅可以生产优质木材，还可以发挥人们所期望的为社会公益服务的效能

对森林抚育间伐目的的传统认识

抚育间伐是科学培育和经营森林的重要手段。在传统认识中，抚育间伐的目的主要有4个方面：①改善林木品质，提高木材利用等级；②调整林分结构，淘汰非目的树种，扩大目的树种的生存空间，加速林木生长；③获得中小径材，提高木材利用量；④改善林分的卫生状况，减少病虫害和防止森林火灾，提高林分稳定性。

新形势下的新要求

随着人们对林业与环境关系认识的不断深入，可持续林业、近自然林业等森林经营管理新理论在发达国家林业实践中首先得到应用。新形势下，人们对林业提出了以下新的要求。

1）提高森林生物多样性。近自然林业强调多树种的混交，保证森林生态系统的生物多样性。通过适宜的抚育间伐，发展异龄复层混交林，人工诱导形成稳定、理想的群落结构，就能给更多的动物提供足够的食物，并且给许多特殊物种提供栖息地，从而增加森林生物多样性。

2）保证森林生态过程的连续性和独特性。发展的近自然林业的理论观点是：为了人类的需求，在保持森林自然结构的前提下允许作偏离自然的林业经营活动，通过人工手段促进天然林的恢复，使森林进入发展演替，在森林出现衰退前获取其损失的一部分以维持森林生物的总量[3]。因此，抚育间伐就要使林分能进行接近生态的自发生产，保持森林生物群落的动态平衡。

3）提高人工林的景观多样性和异质性。天然林组成复杂，结构层次多样，构成的景色绚丽多彩；而人工林组成单一，结构层次简单，景观单调平淡。因此，抚育间伐的目标就是形成多层次复层结构的、生物种类较丰富的、近自然的人工群落，从而提高森林的生态服务功能。

2森林抚育间伐对森林的影响

间伐强度是抚育间伐措施的一个重要指标，对后续林分有直接影响，对加速森林资源培育具有重要意义是抚育间伐研究的重点。人们以林木胸径、树高、单株材积、林分总蓄积量、生产力和生物多样性等为评价指标，研究和探索不同间伐强度的效果，总结相关规律，以作为制定间伐强度的依据。

2.1对林分基本测树因子的影响

对于商品用材林来说，胸径、树高、单株材积和林分单位面积、总断面积、蓄积量始终是评价间伐强度合理性的主要指标。对于间伐对胸径、树高和单株材积生长影响的研究有着较为一致的结论，即不同的间伐强度对林分平均胸径生长的影响差异极显著，但对树高影响不大，相应地能显著提高林木单株材积生长量。邵锦锋和魏柏松[7]对湿地松林的研究，雷相东、陆元昌等对落叶松云冷杉混交林的研究，林少华[9]对马尾松的抚育试验研究，宋庆安、李午平对马尾松天然次生林的试验研究，孙志虎、王庆成等对白桦天然林的研究以及张春锋、殷鸣放等对人工阔叶红松林生长的研究，都得到了相同的结论。但是由于这些研究在树种、立地条件、间伐模式、轮伐期、调查方法等方面存在差异，不同抚育间伐强度对林分总蓄积量（收获量）的影响目前还没有一致的结论。Knoebol等对美国鹅掌楸不同强度间伐试验分析表明，间伐会减少收获量；而吴际友等认为抚育间伐会增加湿地松林分的收获量；Clutter等则认为间伐对湿地松收获量基本无影响，这与林少华对马尾松的间伐强度试验，苏培正[16]对木荷纯林的试验，李克俭、王春红对侧柏人工林的间伐试验，还有姚克平[18]的马尾松人工

林抚育间伐强度试验所得出的结论相同。可见，间伐可使保留木生长空间扩大，促进林木生长，但也使单位面积内立木株数减少。因此，间伐对林分总收获量的影响取决于上述两种效应的相对大小，这也是间伐效应的细节上有许多不确定性而需要开展更多、更深入系列研究的原因。

2.2对森林生产力的影响

林分间伐后，虽然林木株数有所减少，但是间伐调整了密度，扩大了保留木的营养空间，改善了林内小气候条件，有利于提高林分的质量和生产力。方海波[19]在研究杉木人工林间伐后生物量的变化时发现，间伐后乔木层生物量减少17.90%，但连续几年的生长后，林分生物量有明显的提高。杨玉林、高俊波等[20]在研究抚育间伐对落叶松生长的影响时，也得出间伐10a后，林分总生物量随林分密度的增加而加大。Baldwin[21]在研究间伐对火炬松林分的影响时，认为所有的间伐都增加了树干、树叶、树枝和树冠的生物量，增加量随间伐强度的增大而加大。傅校平等[22]在研究间伐强度对杉木人工林林分的影响时认为，间伐可以显著提高林分平均单株生物量。现阶段的研究表明：人工林经间伐以后，林下空间环境发生显著改变，光照增强，从而有利于林下灌草层和地被物层的生长，促进其生物量的增加。方海波[23]在研究湖南会同杉木人工林间伐后的林下植被生物量时发现，间伐后的灌木、草本以及林下死地被物生物量都有显著增加；马履一，李春义等[24]研究不同间伐强度对北京山区油松林下植物影响时发现，林下植物总生物量随间伐强度的加大而增加；熊有强[25]在对江西分宜杉木林下植被生物量的调查研究中，李克俭、王春红[17]在对侧柏人工林的试验中，杨年友、李玲等[26]对日本落叶松人工商品林以及雷相东、陆元昌[8]等对落叶松云冷杉混交林灌草生物量的试验中都得到类似的结论。

2.3对林下植被的物种多样性的影响

对于抚育间伐对林下植被和灌木的生物多样性的影响，不同的学者得出的结论也不尽相同。许多研究认为，伐后物种的多样性比伐前高[27]。比如于立忠等[28]在探讨人为干扰（间伐）对红松人工林下植物多样性的影响时得出：人为干扰改变林下光照环境，促进植物生长，随着干扰（间伐）强度的增加，红松人工林下植物种类、数量明显增加；不同干扰强度红松人工林下植物种类的丰富度和多样性明显高于对照区；人为经营干扰改变了红松人工林下植物组成，随着干扰强度的增加，共有物种也会增加。上述结论与Smith和Miller[29]在研究间伐对生物多样性影响时得出的结论相似，他们认为集约间伐的林分比未间伐的林分有更高的植物丰度；随着收获强度的增加，地被和灌木的盖度也会增加。另外一些研究则认为间伐对物种多样性无显著影响。eader[30]认为草本物种的数量和频度随上层部分间伐强度的增加没有出现显著的变化。Gilliam[31]在研究间伐强度对物种丰富度和多样性影响时认为，间伐后的成熟林和皆伐后的幼林草本层的物种多样性无显著变化。雷相东、陆元昌[8]等在研究抚育间伐对落叶松云冷杉混交林的影响时得出，间伐虽然改善了林内的光照条件，促进了林下乡土植被的生长和发育，物种多样性略有增加，但总的来说间伐对物种多样性并未造成大的影响。还有一些研究者则支持“中度干扰假说”，认为中度间伐的林分由于资源水平适中（主要是光资源），因而有利于林下植被均匀度和多样性的提高。

2.4对森林土壤的影响

土壤质量不仅是自然属性，更是人为因素作用的结果[32]。唐效蓉、李午平等[33]对马尾松天然次生林研究后发现，间伐后土壤速效氮、速效磷、速效钾含量以及土壤含水率、有机碳、有机质含量都有明显提高。张鼎华等[34]的研究也发现，间伐后土壤微生物数量增加，土壤容重降低，总孔隙度、速效养分、土壤肥力都得到了改善和提高。也有研究者认为，移走间伐木带走了土壤养分，从而使土壤肥力降低，但适当的间伐对林地土壤肥力的负面影响是很微小的。

3面临的问题及解决对策

3.1面临的问题

林业的可持续发展依赖于森林资源的持续，森林资源的持续又依赖于森林的科学经营，森林生态系统经营已是21世纪森林经营模式的最佳选择，而抚育改造则是森林生态系统经营的关键性措施[36]。总结国内外在抚育间伐试验研究领域开展的大量研究工作，我们可以发现，面对21世纪林业可持续发展的要求有如下亟待解决的问题。

1）抚育间伐的理论还不够完善。抚育间伐虽是个经典话题，但基于我国森林面积广阔、资源丰富的实际情况，有许多树N、森林类型的间伐试验还未见研究；且随着森林经营目的的改变，究竟何种林分、树种在具体的间伐起始期施以何种间伐方式、多大的间伐强度以及间伐次数更为合理，目前还没有统一明确的答案，有待于进一步研究。

2）抚育间伐的评价指标还不够全面。在以往的试验中，对林分基本测树因子、总蓄积量及林下植被多样性的研究较多，对林地生产力、森林更新、景观生态、森林动物及病虫害等方面的研究还较为少见，而抚育间伐需长期干扰，短期内很难在这些林分技术指标上反映出来，这就需要加强此方面的研究。

3）抚育间伐是森林经营的措施，而不是木材生产的措施，必须充分认识抚育间伐的意义，既不能把抚育间伐作为木材生产的手段，又不能因为间伐导致生产亏损而忽视间伐工作的开展。因此，如何调整森林抚育间伐的生态效益和经济效益，使森林的总效益最大，也是正待解决的问题。

4）抚育间伐是一项技术性很强的工作，从具体的间伐技术要素的制定到间伐措施的实施，需要专业人士的指导和参与才能提高劳动强度和生产率。落后的理论指导和繁琐的抚育间伐工序都会降低间伐工作的质量。

3.2对策建议

为解决上述问题，提高我国森林可持续经营的能力，在森林抚育间伐理论与实践的试验与研究领域，应着重从以下几方面做一些切实有效的工作。

1）综合各抚育间伐的技术要素，在我国的森林资源中分地域、树种、森林类型进行科学完善的抚育间伐试验，通过比较不同的间伐效果来确定合理的间伐理论体系，为以后的间伐实践提供依据。

2）对抚育间伐的多种生态工艺指标、生态效益指标，我们应该加强时间尺度上的监测；对各指标体系进行长期定位监测。通过数据的大量积累，对抚育间伐的效益进行综合评价，以达到森林可持续经营的目的。

3）加大抚育间伐经济效益的调查研究工作，以保证森林生态服务功能不受破坏为前提、近自然森林经营为原则，在节省经营成本的同时增加林分的木材生产，使森林抚育间伐的综合效益达到最大值。

4）加强间伐施工人员的专业技术培训力度，把新的试验理论及时补充并反映到间伐技术规程中，增加其可操作性以便于掌握。在实施技术方面，应及时更新间伐设备，从而减少对林地的破坏。

参考文献∶

[1]郭晋平，马大华.森林经理学原理[M].北京：科学出版社

[2]汉斯・迈耶尔.造林学（第3分册）[M].北京：中国林业出版社，1989.

[3]邵青还.对近自然林业理论的诠释和对我国林业建设的几项建议[J].世界林业研究，2003，16（6）：125.

[4]张文臣，张俊佩.人工林存在的问题与对策[J].防护林科技，2004（3）：45246.

[5]郭浩，步兆东，陈国山，等.人工林培育技术与景观生态学[J].世界林业研究，2003，16（1）：629.

[6]王家军，张海涛.落叶松人工林抚育间伐主要技术指标及方法的研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2006，19（4）：24225.

[7]邵锦锋，魏柏松.湿地松林抚育间伐与修枝技术[J].南京林业大学学报（自然科学版），2005，29（5）：69272.

[8]雷相东，陆元昌，张会儒，等.抚育间伐对落叶松云冷杉混交林的影响[J].林业科学，2005，41（4）：78285.

[9]林少华.马尾松抚育间伐强度效应试验[J].林业调查规划，2006，31（1）：9210.

[10]宋庆安，李午平.马尾松天然次生林抚育间伐试验研究[J].湖南林业科技，2005，32（5）：25228.

[11]孙志虎，王庆成，梁淑娟.间伐和修枝对白桦天然林林木生长的影响[J].东北林业大学学报，2004，32（6）：11212，18.

[12]张春锋，殷鸣放，孔祥文，等.不同间伐强度对人工阔叶红松林生长的影响[J].辽宁林业科技，2007（1）：12215.

[13]KnoebelBC，BurkhartHE，BeckDE.Agrowthandyieldmodelforthinnedstandsofyellow2poplar[J].ForSci，1986，32（2）：27，62.

[14]羌视眩龙应忠，董云平.湿地松人工林间伐效果初步研究[J].林业科学研究，1995，8（6）：6302633.

[15]ClutterJL，JonesEP.Predictionofgrowthafterthinninginold2fieldslashpineplantations[R].US2DAForServ：ResPap，1980，SE2217：19.

[16]苏培正.木荷纯林不同抚育间伐强度对比试验[J].湖北林业科技，2005（2）：22224.

[17]李克俭，王春红.侧柏人工林抚育间伐效果的研究[J].山东林业科技，2002（2）：12214.

[18]姚克平.马尾松人工林不同抚育间伐强度的生长效应研究[J].湖北林业科技，2006（3）：10212.

生物多样性研究范文

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植物内生拟盘多毛孢的生物多样性韦继光，徐同

城市公园和郊区公园生物多样性评估的指标陈波，包志毅

全球转基因逃逸及其生态后果的最新研究动态卢宝荣

北京东灵山地区金龟群落物种组成及多样性变化于晓东，罗天宏，周红章

高榕小蜂群落结构及物种多样性的初步研究谷海燕，杨大荣

黄海和东海小黄鱼遗传多样性的RAPD分析蒙子宁，庄志猛，金显仕，唐启升，苏永全

楚科奇海及白令海大型底栖生物初步研究李荣冠，郑凤武，江锦祥，郑成兴，黄心光，黄翔玲，徐惠洲

西双版纳山黄麻林鸟类群落结构及功能分析王直军，曹敏，李国锋

水盾草在中国的分布特点和入侵途径丁炳扬，于明坚，金孝锋，俞建，姜维梅，董柯锋

云南高黎贡山怒族对植物传统利用的初步研究刀志灵，龙春林，刘怡涛

外来种入侵的生物学与生态学基础的若干问题黄建辉，韩兴国，杨亲二，白永飞

食果动物传播种子的跟踪技术肖治术，张知彬

自然保护区的缓冲区:模式、功能及规划原则于广志，蒋志刚

水杉孑遗居群AFLP遗传变异的空间分布李作洲，龚俊杰，王瑛，黄宏文

孑遗植物银杏群体遗传多样性的ISSR分析葛永奇，邱英雄，丁炳扬，傅承新

中国三种水韭属植物的地理分布与生境特征庞新安，刘星，刘虹，吴翠，王晶苑，杨书香，王青锋

长白山阔叶红松林结构多样性的初步研究郑景明，罗菊春

山西五鹿山褐马鸡不同季节的空间分布与栖息地选择研究张国钢，张正旺，郑光美，李晓强，李俊，黄雷

广东省豆科植物结瘤固氮及根瘤菌资源的初步研究周丽霞，蚁伟民，丁明懋，陈炳辉，曹洪麟，易志刚

土壤生物多样性与微量气体(CO2、CH4、N2O)代谢韩兴国，王智平

杂交产生的遗传危害--以植物为例王峥峰，彭少麟

种群生存力分析:准确性和保护应用李义明

生物多样性与生态系统功能:最新的进展与动向张全国，张大勇

物种分布区研究进展张文驹，陈家宽

新一代分子标记--SNPs及其应用邹喻苹，葛颂

关于物种濒危等级标准之探讨--对IUCN物种濒危等级的思考蒋志刚，樊恩源

中国长臂虾总科的动物地理学特点李新正，刘瑞玉，梁象秋

家养动物多样性研究要素和成就陈幼春，马月辉，王端云

中国鸡形目鸟类的现状与保护对策张正旺，丁长青，丁平，郑光美

海南岛吊罗山蕨类植物的多样性及其保育董仕勇，陈珍传，张宪春

南京市秋季外来杂草定量调查研究吴海荣，强胜

千岛湖生态保护与建设对景观格局的影响研究丁立仲，卢剑波，徐高福，邬建国

仙姑弹琴蛙蝌蚪对陌生捕食者克氏原螯虾的反捕反应戴强，戴建洪，李成，刘志君，王跃招

藏原羚集群行为的初步研究连新明，苏建平，张同作，曹伊凡

鸟类和蚂蚁对桃金娘种子传播的初步研究韦明思，陈章和，任海，邹发生，殷祚云

内蒙古中西部草原主要植物的丛枝菌根及其结构类型研究包玉英，闫伟

兰科紫纹兜兰的保育生物学研究刘仲健，张建勇，茹正忠，雷嗣鹏，陈利君

多叶重楼遗传多样性的RAPD分析张金渝，虞泓，张时刚，丁长春

云南白尾梢虹雉的分布与保护韩联宪，黄石林，罗旭，杨红军

微卫星分子标记在濒危动物保护遗传学研究中的应用黄磊，王义权

物种濒危状态等级评价概述成克武，臧润国

生物多样性评价软件BiodiversityMapping的设计与实现赵海军，纪力强

自然保护区管理的博弈分析吕一河，陈利顶，傅伯杰，徐建英

生物多样性数据集成模式初探乔慧捷，韩艳，李诺，纪力强

青弋江芜湖段轮虫群落结构和物种多样性的初步研究温新利，席贻龙，张雷，陆星家，陈发扬

黑龙江省森林景观多样性动态王天明，王晓春，国庆喜，孙龙，桂广东

高寒草甸不同草地类型功能群多样性及组成对植物群落生产力的影响王长庭，龙瑞军，丁路明

不同坡向人工油松幼林下地表苔藓植物层片的物种多样性与结构特征雷波，包维楷，贾渝，刘俊华

濒危植物秦岭冷杉地理分布和生物生态学特性研究张文辉，许晓波，周建云，孙玉玲，谢宗强

西双版纳社区旱稻品种多样性与就地保护初探龚志莲，郭辉军，盛才余，周开元

我国北方农田土壤中AM真菌的多样性盖京苹，冯固，李晓林

浙江东部牛蛙的自然种群及潜在危害武正军，王彦平，李义明

表型可塑性与外来植物的入侵能力耿宇鹏，张文驹，李博，陈家宽

土壤管理措施及环境因素对土壤微生物多样性影响研究进展钟文辉，蔡祖聪

蕨类植物的化感作用及其对生物多样性的影响张开梅，石雷，李振宇

稻田及其毗邻杂草地寄生蜂群落结构与特征徐敦明，李志胜，刘雨芳，尤民生

铁矿开采对褐马鸡种群的影响张国钢，郑光美，张正旺

野生扬子鳄种群动态变化及致危因素丁由中，王小明

江苏常熟虞山土壤动物群落多样性研究苏永春，勾影波，郁达，王继元

广东古兜山自然保护区蕨类植物多样性对植被不同演替阶段的生态响应严岳鸿，易绮斐，黄忠良，邢福武

中华水韭遗传多样性的RAPD分析陈进明，王晶苑，刘星，张彦文，王青锋

森林群落复杂性分析:以广东黑石顶森林为例覃林，余世孝

濒危植物太白红杉种群年龄结构及其时间序列预测分析张文辉，王延平，康永祥，刘祥君

中国东部栗疫病菌dsRNA群体的多样性徐陈贤，刘福秀，周晓云，王克荣

水杉的保护历程和存在的问题王希群，马履一，郭保香，葛继稳，范深厚

三峡库区稀有植物裸芸香的遗传多样性和保育策略宋卫华，李晓东，李新伟，黄宏文，李建强

贡嘎山海螺沟冷杉群落物种多样性与群落结构随海拔的变化沈泽昊，刘增力，方精云

海南石梅湾青皮林最小取样面积与物种多样性研究颜文洪，胡玉佳

热带季节雨林凋落叶分解过程中的中小型土壤节肢动物的群落结构及动态杨效东

华北盐渍化改造区农田步甲群落及其动态研究:以河北省曲周县为例谷卫彬，宇振荣，胡敦孝

濒危植物元宝山冷杉的遗传多样性研究王燕，唐绍清，李先琨

外来植物黄顶菊的入侵警报及防控对策高贤明，唐廷贵，梁宇，郑天翔，桑卫国，陈艺林

米草属植物入侵的生态后果及管理对策陈中义，李博，陈家宽

热带森林植物多样性及其维持机制项华均，安树青，王中生，郑建伟，冷欣，卓元午

夏季黄海一断面底边界层动物多样性初步研究章飞军，张岩松，张晓凌，郭学武，梁振林

中国受胁鸟类的分布与现状分析赵洪峰，高学斌，雷富民，刘昕扬，郑宁，尹祚华

海南五指山猪遗传多样性的微卫星分析王希龙，欧江涛，黄礼光，郭春华，钟金城，李小成，王峰，郑心力

濒危物种巴东木莲的等位酶遗传多样性及其保护策略何敬胜，李作洲，黄宏文

野生罗汉果遗传多样性的ISSR分析彭云滔，唐绍清，李伯林，刘燕华

茂兰喀斯特森林林隙的植物多样性与更新龙翠玲，余世孝，熊志斌，魏鲁明

云南省香格里拉大峡谷藏族神山在自然保护中的意义邹莉，谢宗强，欧晓昆

云南松林野生食用菌物种多样性及保护对策于富强，刘培贵

边际多样性方法及其在绵羊品种保护中的应用马月辉

新疆苦豆子根瘤菌的数值分类研究龚明福，韦革宏，刘江华，苏鹏，曹鹏

中国自然保护区网络现状分析与优化设想唐小平

云南横断山区蚤类物种丰富度与区系的垂直分布格局

四川无尾两栖类的繁殖模式

长江流域爬行动物物种多样性大尺度格局研究

珠母贝属的系统发育:核rDNAITS序列证据

南亚热带森林片断化对厚壳桂种群遗传结构的影响

密度对濒危物种疏花水柏枝幼苗存活与生长的影响

秤锤树属与长果安息香属植物的地理分布及其濒危现状

入侵种加拿大一枝黄花对土壤特性的影响

云南石林公园不同生境蚂蚁多样性研究

生物遗传资源的元所有权、衍生所有权和修饰权

生物群落的种-面积关系唐志尧，乔秀娟，方精云

物种分布区范围地理格局的Rapoport法则沈泽昊，卢绮妍

中域效应假说:模型、证据和局限性王襄平，方精云，唐志尧

群落构建的中性理论和生态位理论牛克昌，刘怿宁，沈泽昊，何芳良，方精云

植物群落物种共存机制:负密度制约假说祝燕，米湘成，马克平

局域和区域过程共同控制着群落的物种多样性:种库假说方精云，王襄平，唐志尧

物种多样性地理格局的能量假说王志恒，唐志尧，方精云

生态学代谢理论:基于个体新陈代谢过程解释物种多样性的地理格局王志恒，唐志尧，方精云

生物多样性分布格局的地史成因假说唐志尧，王志恒，方精云

神农架海拔梯度上的植物种域分布特征及Rapoport法则检验卢绮妍，沈泽昊

生物多样性研究范文1篇5

关键词：封山育林；生物多样性；稳定性；影响

在社会的发展进程中，对于林木的砍伐量也在逐渐的增多，这就使得我国的森林资源锐减，为了能够使得我国的绿化面积得到有效的增加，改善我国的生活环境和自然生态系统，我国大力开展了封山育林工作，而随着封山育林的开展，我国林区的生物多样性以及稳定性也发生了极大的变化，下面本文就主要以昆虫群落以及各种林木层次的变化情况来探讨封山育林对林区生物多样性以及稳定性的影响。

1封山育林对林区昆虫群落多样性的影响

就相关的调查数据可以了解到，封山育林的过程中，需要对林木进行区域的划分，而针对整个群落以及各个分群落来说，昆虫群落多样性的指数都相对较高，在各种昆虫群落中，采取封山育林后，昆虫数量以及种类多会随之增多，而不同的昆虫种类其增加的数量也会不同，而在众多的昆虫种类中，蜘蛛以及各种寄生类的昆虫群落会得到大幅度的增长，增长的量分别为28%以上、40%以上。从这一点就可以看出，封山育林对生物多样性具有积极的影响作用。昆虫群落及各类群的多样性在各类型林分中的变化趋势是，随时间的延续而趋于增加，9月为最高峰，10月突然下降。

昆虫群落多样性在时间过程中的这种变化，体现着昆虫群落复杂程度增加的情况。就变化的幅度来看，仍然是封山林分变化大，而未封山林分则相对较小。说明封山育林使昆虫群落随时间变化而更加复杂了，这与前面的分析是一致的。就各类群多样性的月变化来看，较突出的是天敌类群多样性在封山林分随时间的变化而稳定的增加，其中尤以寄生类群为甚，5月至9月平均增加了29.1%。而在未封幼林中天敌昆虫各类群多样性则增加不明显，而且在10月份下降的幅度又明显超过封山林分。说明了封山育林不仅使昆虫群落中天敌类群种类更加丰富构成更加复杂，而且在时间变化过程中种类数量更加均匀，从而使群落的稳定性增强。

2封山育林对林区昆虫群落稳定性的影响

在群落结构中，群落的稳定性是其中的主要特征之一，群落的稳定性，反映出了群落整体对于外界的抵抗性能，群落的稳定性，使得群落可以针对外界的各种干扰实现干扰，针对群落的稳定性进行分析的过程中，需要先对群落内部的种群之间的联系进行充分的了解，并针对群落种群之间相互制约的关系进行合理的分析，在此基础上，就可以总结得出群落所具有的稳定性和在实施封山育林后，林区的生物稳定性所受到的影响。根据相应的计算可以得出全年生物所产生的平均种类以及个体的数量，两者之间的比值为群落的稳定性研究奠定了良好的基础。本文以昆虫群落为探究的主要实例，以昆虫群落相对稳定性的变化来分析得出封山育林对林区生物稳定性的影响作用。

一般来说，昆虫群落具有相对的稳定性，相关的生物学家也在长期对这种相对稳定性进行研究和深入的探究。但是由于研究方向的不同以及研究侧重点的不同，使得昆虫群落相对稳定性的解释以及定义也不相同。如果将昆虫群落作为研究的重点，以昆虫群落的生活环境以及条件作为严重的辅助项目，则得出的全年昆虫群落种数以及总数两者的比值就可以用来表达昆虫群落的相对稳定性程度，另外，天敌昆虫群落种数与植食昆虫种数的比值也可以用来表达昆虫群落的相对稳定性程度。

每月都进行一次昆虫种数以及个体数量变化的调查，依据所调查的数据来对昆虫群落相对稳定性程度的静态比值进行合理的反映，同时也是对全年的昆虫群落的变化情况进行有效的反映。当昆虫群落种数与昆虫群落个体总数的比值较大的情况下，则反映出昆虫群落的种数较多，而昆虫群落的个体总数较少，这就说明了生物种类的增多受到数量的制约。而当天地昆虫群落种数与植食昆虫种数的比例较大的时候，则说明，生物群落内部的事物网络关系相对来说较为复杂，而这一复杂性会出现相互制约的情况。这主要是因为在群落中，个体数量的变化较为突出。

由此可见昆虫群落的相对稳定性在封山林分中明显地增强了。封山幼林和封山成林比未封幼林比值分别增加了127.85%和92.45%。这说明了封山林分中昆虫群落种类较多而个体数量相对较少，没有突发性；天敌类群所占比例增加，从而使得群落内网络关系更加复杂，内部制约机制更加深刻，进而使得群落增加了对外界扰动的缓冲能力，使稳定性增强。

3封山育林后植物多样性的变化

以某林区为例，对其封山育林后植物多样性变化进行研究，得出封山育林后乔木层辛普森指数、均匀度指数和香农-威纳指数的变化趋势一致。封山育林后乔木层辛普森指数、均匀度指数及香农-威纳指数的平均值分别为0.5164.0.5535及1.0568，而未封山育林林分对应的值分别为0.4206，0.5363及0.82400实施封山育林措施后乔木层辛普森指数平均值、香农-威纳指数平均值及均匀度平均值均出现增长。

总体来说，封山育林后乔木层的生物多样性有了一定程度的增加，这说明封山育林对乔木物种的定居、生长和繁衍有积极作用。封山育林后乔木层生物多样性下降，原因有待进一步探究，可能是由于群落中建群种的明显优势影响了其它树种的生长，同时未封山育林林分乔木层有轻微的砍伐现象，中度干扰使生物多样性提高，导致辛普森指数、均匀度指数及香农-威纳指数相对较高。

另外，封山育林后灌木层辛普森指数平均值、均匀度指数平均值及香农-威纳指数平均值均出现一定程度的增加。总体上来说，研究区封山育林后灌木层生物多样性有了一定程度的增加，这说明封山育林对灌木物种的定居和生长有一定的积极作用。

结束语

综上所述，封山育林对林区生物多样性、稳定性所带来的影响较为严重，本文主要是通过案例分析法来对封山育林所具有的影响作用进行探究，从昆虫群落以及植物的稳定性以及多样性的变化情况，来侧面反应出封山育林对林区生物多样性、稳定性的深刻影响。通过本文的研究可以了解到，实施封山育林，不仅能够有效的提升林区生物的多样性，而且还能够有效保障林区生物的稳定性。但是本文的探究依然存在很多的不足，还需要相关的人士能够进一步的对其进行补充，从而使得该课题能够更加具体和全面。

参考文献

[1]任立宗，王淑芬.马尾松林昆虫群落及其时空结构的研究[J].林业科学研究，2011（4）.

生物多样性研究范文篇6

封丘县位于河南省东北部，黄河北岸，是黄河下游农业区的典型地区之一（图1）。地处34°53′—35°14′N，114°14′—114°46′E之间，该区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温在13．5—14．5℃之间，年平均降水量615．1mm，土壤类型以潮土为主。地貌为黄河冲积平原，形态复杂，沙岗、平原、洼地兼有。是全国100个商品粮生产县之一。近年来，随着土地利用强度的加剧，景观类型发生了很大的变化。该区的农田是最主要的景观类型，总面积达81367．9hm2，约占全县总面积的66．4％；居民点广泛散落在区域内，大小不一，约占总面积的11．6％；林地多呈斑块状散布在农田中和居民点周边，以人工种植的杨树（Populusspp．）林为主，间有极少量的混交林和次生林，总面积约8672．6hm2［33］。

2数据来源与研究方法

2．1数据采集与处理研究数据为1984年（1∶5万）和2012年（1∶5万）封丘县土地利用现状数据。数据的处理和分析主要采用ArcGIS10．0等软件，景观指数的计算借助于Fragstats4．1等软件。依据研究区实际情况，在野外调查的基础上，将研究区分为：农业用地、林地、道路、城镇用地、农村居民点、工矿用地、河流、湿地、坑塘、滩涂、沟渠和裸地，共12种景观类型。在研究区选择一个典型样带，在该样带中选取了43片林地样地（图1），每片取样林地选取5个典型样点，相邻样点之间至少间隔10m。研究选取的43片林地中，最大的林地面积为231039．41m2，最小的林地面积为2870．44m2，标准差为46363．45m2。地表节肢动物的调查采用陷阱捕获法。陷阱的具体布设为：将PP塑料杯（口径7．8cm，底径6cm，深17．5cm，容积500mL）埋入土壤中，杯口与地表齐平，在杯中放置150—200mL20％浓度乙二醇和1滴洗涤剂。取样时间为2013年5月16日至22日，在野外布设6d后收回，立即将各陷阱中捕获到的物种按对应样点编号放入含75％酒精的10mL带盖离心管中保存，并尽快在实验室进行鉴定分类，物种的具体分类主要参照《中国土壤动物检索图鉴》、《昆虫分类》等分类系统［35⁃36］。在对地表节肢动物取样的同时，采集土壤分析样品。在每个样地内，按照蛇形采样法随机布设10个左右的采样点，每个样点采集100g左右的表层土壤样品（厚20cm），然后将其充分混合，按“四分法”舍弃多余土样，保留1kg左右的分析样品。取回的土壤样品先带回实验室进行风干，挑出植物残体和砖瓦块，用研钵磨碎，全部通过孔径1mm的土壤筛后备用。同时在每个样地对植被进行群落调查。

2．2数据分析方法2．2．1多模型推理方法研究采用多个假定的模型来代表生物的状态和进程，基于赤池信息量准则（AIC）的多模型推理（MMI）方法，对模型中每一个相关数据的强度进行评价［34］。MMI方法允许用户比较和排列多个竞争模型，定义最接近真实生态过程的模型，同时可以对所选模型进行定量分析［37⁃38］。MMI需要先定义一个多重假定竞争模型，假定竞争模型选取以下五个景观特性：生境特征（H1）、基质特性（H2）、生境变化（H3）、基质变化（H4）和土壤⁃环境条件（H5），每个景观特性均通过相对应的解释变量来代表一个特定的竞争模型（表1）。

2．2．2解释变量本文采用五个竞争模型相关的15个解释变量来分析与地表节肢动物的关系（表1）。根据地表节肢动物的生活习性，以每片林地采样点为中心，分别设置100m、250m、350m和500m四个不同半径的缓冲区，从中提取出所需的景观指数。其中，欧式最近邻近距离变异系数（EuclideanNearestNeighborDistance⁃CoefficientOfVariation，ENN＿CV）表征林地斑块之间平均最近相邻距离的变量系数，较大的变量系数指示林地斑块呈不规律和不均匀的分布。辛普森多样性指数（Simpson’sDiversityIndex，SIDI）是用来表征景观多样性的指数，它的取值范围在0—1之间，越接近1表明研究区的景观多样性越高。用1984年和2012年间景观指数的变化来计算生境变化和基质特性变化中的解释变量。其中，ENN＿CV变化测定从1984到2012年间斑块分布的变化，这可能影响基质的特性。它代表了在景观水平上（包括所有土地覆盖类型）ENN＿CV指数（ENN＿CV2012—ENN＿CV1984）的不同。若为负值指示后期景观中的斑块（土地覆盖类型）是低异质的或者不均衡的分布。路距是取样点和当地主干道之间的距离，距离的远近一定程度上代表了人类干扰的强弱。从取样点周围获得的土壤主要因子包括：全氮含量、有机质含量、pH值和活性碳（Activeorganiccarbon，AOC）含量。用样点附近植物的香农多样性指数（Shannon’sDiversityIndex，SHDI）和覆盖度来代表植物的多样性。

2．2．3响应变量选取地表节肢动物群落物种丰富度和香农多样性指数作为响应变量。

2．2．4统计分析本文对每个竞争模型中所有的解释变量分别进行了标准化，并用多元线性对解释变量之间进行Pearson相关性检验，每列变量的相关性检验结果都小于0．5。通过广义线性模型（GLM）来分析解释变量和响应变量之间的关系。物种丰富度采用Poisson误差分布和一个对数连接函数来对解释变量和响应变量的关系进行估算。对于香农多样性指数选用Gaussian误差分布和恒等连接函数来对解释变量和响应变量的关系进行估算。然后基于已定义的模型集合（表1），在每个空间尺度（100、250、350和500m）用线性指示变量（没有考虑转换或者相互作用）来完成模型拟合。由于样本量较少，故使用修正后的AIC，即AICc来比较和排列模型。以上操作是在R统计软件中进行的［40］。

3结果与分析

3．1林地中地表节肢动物多样性分布格局通过调查，研究区地表节肢动物共包括17个目、58个科，个体数量为2776头（图2）。膜翅目（Hymenoptera）、鞘翅目（Coleoptera）、端足目（Amphipoda）、蜘蛛目（Araneae）、圆马陆目（Sphaerotheiida）、等足目（Isopoda）、双翅目（Diptera）和半翅目（Hemiptera）的个体数量较多，分别占捕获的地表节肢动物总体个数的36％、16％、11％、10％、10％、8％、3％和2％，为研究区的优势和常见类群。同翅目（Homoptera）、蚰蜒目（Scutigeromorpha）、蜚蠊目（Blattaria）、直翅目（Orthoptera）、蜱螨目（Acarina）、弹尾目（Collembola）、石蜈蚣目（Lithobiomorpha）、地蜈蚣目（Geophilomorpha）和蜈蚣目（Scolopendromorpha）的个体数量均小于总体个数的1％，为该地区的稀有类群。图2中A图显示了研究区林地景观中的优势和常见类群的多度，B图显示了研究区林地景观中的稀有类群（多度小于总数1％的类群）的多度。物种丰富度和香农多样性指数呈显著的正相关（r＝0．51，P＜0．001）。

3．21984年到2012年间景观格局的变化生境和基质特性从1984年到2012年发生了很大的变化（图3）。样点周围林地面积大幅度增加。研究表明，近30年间该区ENN＿CV值的增加，代表了采样点附近的斑块异质性程度提高。在100m尺度上，1984年的ENN＿CV值大部分都为0，因为在1984年采样点周围100m的范围内主要是大面积的农田景观，而2012年的ENN＿CV值则普遍在30—50之间，说明研究区斑块的异质性显著提高。在100m范围内SIDI值呈现显著增加，原因是样点附近的景观在人类干扰下，大面积的农田转化为林地或者其他景观类型，其中林地面积大幅度增加。连接度（Connectivity，CONNECT）变化在100m尺度上的平均值在50左右，说明在该尺度斑块之间的连接度发生了很大的变化。而且随着尺度的增加，CONNECT变化的平均值逐渐减少。说明在较小的尺度范围内连接度受到的波动较大，随着尺度范围的增加，在较大的尺度范围内连接度受到的波动则较小。

3．3景观背景变化对林地地表节肢动物的影响

3．3．1最优模型中景观背景对香农多样性指数和物种丰富度的影响香农多样性指数和物种丰富度对景观背景的响应基本一致。生境特性（H1）是最能解释香农多样性和物种丰富度的，但是生境特性变化（H3）的影响也很明显。土壤⁃环境条件和基质特性（H5和H2）对地表节肢动物的解释量很小。AICc模型选择的结果显示，在100m的空间尺度上，生境特性模型是解释香农多样性指数的最优模型（表2和表3中加粗显示的模型即为在每个空间尺度上的最优模型）（H1，AICc＝47．74，ΔAICc＝0，R2＝0．32）（表2）。在该尺度上，能够解释物种丰富度的最优模型同样是生境特性模型（H1）（H1，AICc＝240．67，ΔAICc＝0，R2＝0．23）（表3）。

3．3．2景观背景对物种丰富度和香农多样性影响的尺度效应物种丰富度和香农多样性对景观背景的响应均具有强烈的尺度依赖性。AICc值显示了在100m的空间尺度生境特性（H1）对香农多样性指数和物种丰富度的影响均是最显著的（表2）。在该尺度基质变化（H4）的影响也是很明显的。但是随着尺度的增加，在250m（H3，AICc＝254．40，ΔAICc＝0）、350m（H3，AICc＝254．32，ΔAICc＝0）和500m（H3，AICc＝254．26，ΔAICc＝0）的尺度范围内均是生境变化（H3）对物种丰富度的影响最明显。同样的，随着尺度的增加，在250m（H3，AICc＝62．22，ΔAICc＝0）、350m（H3，AICc＝59．05，ΔAICc＝0）和500m（H3，AICc＝63．40，ΔAICc＝0）的尺度范围内也均是生境变化（H3）对香农多样性的影响最明显。景观背景对物种丰富度和香农多样性指数的影响具有很强的尺度依赖性，在100m的尺度范围内地表节肢动物的物种丰富度和香农多样性指数受景观背景的影响最大，在较大的尺度（250m、350m和500m）物种丰富度和香农多样性指数受生境变化（H3）的影响最明显。

4结论与讨论

生物多样性研究范文篇7

【Abstract】Paperintroducestheconstructiontechnologyandthedevelopmentresearchsituationof“theinformationmanagementsystemresearchofbiologicaldiversitybasedonwebGISinYellowriverdeltawetland”.Thissoftwaresystemhasthefunctionssuchasbrowsingtheremoteinformationdistributionofdeltabiological，statisticalanalysis，informationservicesandsoon.Theadvantageofconvenientoperation，strongapplicabilityandwidelyapplicationhavehighervalueforstrengtheningthenetworkmanagementandscientificdecisionofdeltabiologicaldiversityinformation.

【关键词】WebGIS；黄河三角洲；湿地；生物多样性；信息管理系统

【Keywords】WebGIS；Yellowriverdelta；biologicaldiversity；informationmanagementsystem

【中图分类号】TP79【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2017）03-0053-02

1概述

湿地生态系统是目前自然界生物多样性最丰富的生态系统[1-3]，也是人类最重要的生存环境之一。然而由于全球变暖、人口剧增以及不合理开发，湿地正面临着前所未有的干扰和威胁，湿地保护迫在眉睫[4]。

黄河三角洲湿地是世界少有的河口湿地生态系统，位于山东省东北部的渤海之滨。在气候变化、海岸侵蚀、风暴潮、入海河流断流、外来物种入侵等自然因素以及围垦、城市港口建设、海洋油气资源开采等人为因素的双重作用下，生物的生存环境发生巨大改变，生物资源不断减少，生物多样性面临极大的威胁[5-7]。因此，为了更好地保护湿地资源，就必须深入了解导致湿地生物多样性下降的原因，并积极探寻高效科学的保护措施。

国外很早就开展3S技术在湿地保护中的应用，国内目前也逐渐开展相关研究，张桂芹等[8]开展了基于3S的济南湿地资源调查及碳汇功能研究，姚慧敏等[9]利用RS和GIS技术对山东省盐碱类湿地资源进行了调查研究。

本研究应用WebGIS和数据库技术对黄河三角洲湿地生物的发生、分布等数据进行分析，可实现对湿地生物多样性的监测、管理和相关预防方法及防治技术的关联查询，并实时进行信息，为政府部门进行湿地生物多样性保护提供决策依据。

2系统设计

黄河三角洲湿地生物多样性信息管理系统是基于Window系统环境下开发的，使用C#，WEBGIS编程语言，使用MicrosoftVisualStudio2008作为开发工具，Oracle作为数据存储介质，基于B/S模式开发，选用面向对象开发方法，采用三层架构设计技术，将系统抽象成界面层、业务逻辑层、数据访问层。构建黄河三角洲湿地生物多样性信息数据库，实现对湿地生物的实时管理、查询和等功能。

3系统功能与实现

黄河三角洲湿地生物多样性信息管理系统主要包括下列六个子系统十八个模块：信息接收子系统、生物名录管理子系统、遥感影像管理子系统、分析与评价子系统、我的信息管理子系统和字典维护子系统。

3.1生物信息查询

生物信息查询功能模块包含着植物、野生动物、外来入侵生物、濒危和特有物种数据库等信息。通过对生物信息录入、整理和分析（见图1），并根据湿地生物多样性保护管理工作的实际需要，实现了生物信息的查询、遥感定位等功能。信息录入时按照数据表结构进行规范化填写，通过数据库直接导入，后台管理十分便捷。

3.2遥感影像管理

基于黄河三角洲生物空间数据的采集（见图2），主要提供用户对湿地内各种植物、水鸟等的发生分布情况的地图显示，实现实时观测。实现生物发生世代、分布区域、种群消长规律在数据库中的呈现和输出等，并对数据进行模拟分析并预测预报，同时可以利用遥感影像对黄河三角洲外来入侵生物进行动态监测。

3.3生物多样性分析与评价

根据生物类别动态提取生物评价指标信息，实现了对黄河三角洲湿地生物多样性的动态评价（见图3）。

3.4系统管理

系统设置了管理员权限和一般使用者权限，管理员负责整个数据库的维护和管理，可对系统具有完全管理权限，一般使用者根据需要对各数据库进行查询、补充和完善。

此外，根据各类生物数据信息呈现的不同，系统设置了各级用户可以对权限内的各类数据进行查询、录入、修改、删除等编辑功能，这使整个数据库系统的维护更加便捷和实

用。

4讨论

本研究建立了黄河三角洲湿地动物、植物、濒危物种、外来入侵生物的空间和属性数据库，提供湿地生物多样性的基础资料的实时更新和查询，将3S技术与湿地生物多样性信息结合，建立黄河三角洲湿地生物多样性保护信息化平台，实现对湿地生物多样性的实时监测和精细化管理。

同时，本研究将为山东省湿地生物多样性保护和管理专业化、信息化技术平台的建立提供技术支持，管理部门、相关科研事业单位网络用户可通过账户密码登录系统，实现资源共享。

【参考文献】

【1】李禄康.湿地与湿地公约[J].世界林业研究，2001，14（1）：1-7.

【2】林业部野生动物保护司.湿地保护与合理利用指南[M].北京：中国林业出版社，1994.

【3】杨永兴.国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望[J].地理科学进展，2002，21（2）：45-47.

【4】陶信平.略论中国湿地保护[J].长安大学学报（社会科学版），2004，6（4）：13-17.

【5】朱京海，刘伟玲，胡远满，等.辽宁沿海湿地生物多样性评价研究[J].气象与环境学报，2008，24（1）：27-31.

【6】张绪良，肖滋民，徐宗军，等.黄河三角洲滨海湿地的生物多样性特征及保护对策[J].湿地科学，2011，9（2）：125-131.

【7】张绪良，徐宗军，张朝晖，等.中国北方滨海湿地退化研究综述[J].地质评论，2010，56（4）：561-567.

生物多样性研究范文篇8

人口、粮食、能源和环境问题是当今人类所面临的四大难题，林业作为基础性公益行业，在解决人类发展所面临的重大问题中具有举足轻重的作用。虽然我国森林面积和蓄积持续增长，人工林保存面积和蓄积分别达0.62亿hm2和9．61亿m3，但是在我国现有人工林中，树种和林分结构单一，生物多样性差，森林质量低下，未能充分发挥出应有的效益和服务功能。如我国人工林中针叶纯林占2/3，在17个针叶造林树种中，杉木、马尾松、落叶松和油松四大针叶林的面积高达80%以上。因此，为了使人工林生态系统稳定、高效并创造更高的生态和经济效益，通过系统研究，阐明人工林生态系统生物多样性对生态系统生产力和生态功能的影响机制或明确二者的关系具有重要的理论和实践意义。1生物多样性与生态功能及生产力的关系国内外对植物群落物种多样性的研究主要集中在多样性随环境梯度和群落演替过程的变化，放牧对植物多样性的影响，以及植物群落多样性对自然因子和人为因子的响应等方面［1－3］。植物群落多样性特征研究大多是基于不同地区、不同群落天然林群落多样性特征的研究，对人工林群落多样性特征的研究大多为临时样方调查［4－6］，缺乏系统长期定位研究，特别是通过合理设计的人工林群落与生物物种多样性的关系研究鲜见报道。森林培育过程是最典型的人为干扰，它不仅能改变林分的组成、结构，而且也可改变立地环境资源和基质的有效性，从而对生物多样性产生深刻的影响。1．1生物多样性与生态系统功能围绕特定条件下生物多样性影响生态系统功能及作用机制，国内外多以草原生态系统为模式，以资源供给和干扰格局为实验手段的微宇宙试验［7－8］，研究生物多样性导致系统更高的群落生产力、抗逆性与稳定性［9－11］，其机制多从不同角度阐述，主要包括抽样效应(samplingeffect)、生态位互补(nichecomplementarity)、保险效应(insuranceeffect)、冗余机制(redundancy)、基因－环境互作、边际效应(edgeeffect)及中性理论(neutraltheo-ry)等;而面临的问题主要是种群多样性动态、系统功能、非生物因素三者交互关系的统一及如何定量。生产力被认为是受生物多样性影响的一个重要的生态系统功能特征。北美和欧洲大量的近期实验研究结果表明，生态系统的生产力随物种丰富度的增加而增加。这些实验包括大型的室外实验和在生长箱、温室或小型容器内进行的室内控制环境实验［12］。近期，欧洲和北美研究人员开始在实验内调查生物多样性的其他组成部分，如土壤微生物多样性对植物生产的影响，以及地上生物多样性和地下生物多样性的关系［13－16］。1．2生物多样性与生产力关于生产力和多样性之间的关系问题尚无定论，目前存在4种主要观点:第1种是冗余种”假说，即生态系统中，并不是所有种都在生态过程中发挥了作用，有些种是冗余的，损失一些物种不会降低他们生产物质的能力［17］，因此物种多样性与生产力不呈相关关系。第2种观点认为简单系统的生产力高于生物多样性高的复杂系统。主要证据为自然界的大米草沼泽、高纬度的海洋系统和人工的农业系统［18］。第3种观点认为生产力与多样性之间的关系是线性关系，即在生产力增加时多样性也在增加［11，19］。对于这种正效应的解释，主要有抽样效应和生态位互补两种机制，张全国等［8］通过水生微宇宙实验也得出类似的结论。第4种观点认为生产力和多样性呈钟形的曲线关系。即多样性在低水平时随生产力增加而增加，在生产力为中等水平时其多样性最大，但最终在达到足够高的生产力时反而下降，其中最有说服力的是生境异质性假说。综上所述，关于生物多样性和生态系统功能关系的研究虽然已经开展，但至今尚未找到普遍适用的理论来揭示二者之间的模式和作用机制，特别是在人工林生态系统中类似的研究尚鲜有报道，这说明生物多样性和生态系统功能之间的关系异常复杂。2人工林与生物多样性森林是陆地生态系统的主体，维持和保护着约80%的陆生生物多样性。然而，由于人类的过度利用，全球天然林的面积正以每年1300万hm2的速度持续下降，也给生物多样性带来毁灭性的影响［20］。与此同时，世界范围的造林和人工更新在某些地区和一定程度上弥补了森林面积的损失，使全球每年的森林面积净损失量减少到730万hm2［21－22］，这其中包括了1.391×109hm2的人工用材林［23］。目前世界人工林面积正以260万hm2/a的速度增长［23］，从全球规模来看，不足森林面积5%的人工林提供了超过15%的木材生产量［24－25］，甚至在某些地区，人工林可以提供约90%的木材供给［26］。在人工林发挥着其不可代替的木材生产功能的同时，越来越多的研究开始关注其在生物多样性方面的效应以及相应的生态功能的发挥及可持续性［4］。近年来，生物多样性与生态系统功能的关系已成为生态学与环境科学关注的前沿［27］，影响二者关系的非生物因素(环境资源)及调控机制也成为研究热点。由于人工林，特别是用材林多采用大规模、单一树种的短轮伐期集约经营，许多研究报道了其较低的生物多样性［28－30］，并将这种类型的人工林称之为生物荒漠(biologicaldeserts)”［31］，有些学者甚至认为人工林不是森林”［32］。但是，另外一些研究认为，人工林能够在生物多样性保护和森林物种恢复方面起到重要作用，尤其是当其经营目标从单纯的经济效益转向环境和经济效益相平衡之时［4，24－25］。在经营措施方面，可以通过采用本地树种造林［4，25，31］、混交造林［24，33］、阔叶树种造林［28］、延长轮伐期［34－35］等手段来提高生物多样性。人工林是否能起到维护生物多用性的作用是目前争论最多的问题。反对意见认为，与天然林相比，以木材生产为主要目的的人工林多为同龄纯林，并进行集约化的短轮伐期经营，对大多数原生物种造成极大干扰，而且生态系统在组成、结构和功能上极为单一，过度的人工林化容易导致生物多样性的丧失［24，36］，这也是迄今为止评价人工林生物多样性的主流认识。然而，近年来的一些研究中与此相反的意见逐渐增多。一方面认为人工林的增加可以减缓对天然林的压力，从而保证天然林在生物多样性维护及生态功能发挥方面的作用［26，33，37］;另一方面认为人工林自身也同样能够维护一定的生物多样性，以及在水土保持等方面的生态功能［33，38］。#p#分页标题#e#Bremer等［20］通过对近年来世界范围发表的36篇相关文献的126个调查结果进行综合分析，发现人工林的物种丰富度较天然林平均低35%，而导致生物多样性低的原因并不完全在于人工林本身，而主要是由于其经营措施造成的［4，28］。另外，与天然林分的接近程度也会影响到人工林生长过程中的种子来源及其生物多样性的发展［39］。与次生林及退化立地相比，人工林的物种多样性并没有明显的优劣之分［20］。人工林一方面可以快速形成森林结构给部分野生生物提供合适的生存空间，从而增加生物多样性［40］，而其经营过程中的强度整地、单一林分结构以及枯落物及其分解过程的改变也会对林下植被的形成造成不利影响［28－29，41］。最近日本的研究也报道了相对较高的人工林生物多样性和物种丰富度，并将其归功于一系列的经营措施［42］。Nagaike等［42］认为，与天然更新林分相比，对人工林进行间伐和除草等适度的干扰可以增加藤本、1年生草本、蕨类以及依靠重力散播种子的物种数量，但是却会降低乔木树种以及依靠鸟类散播种子的物种的种类和丰富度。综合一系列的分析可以看出，人工林通常可以维持中等程度的生物多样性。毁坏天然林来营造人工林可能会造成生物多样性的丧失，而在退化立地上营造人工林却不失为一个有效的选择。从生物多样性维护及生态功能发挥的角度看，重要的不在于是否能够营造人工林，而是需要决定应该营造什么样的人工林以及该采取怎样的经营措施。3经营措施与人工林生物多样性与天然林相比，人工林的生物多样性较低，这一点在很大程度上取决于林分结构的复杂性，因此，任何左右林分结构的经营措施都有可能对人工林生物多样性产生影响。3．1造林树种选择许多研究表明，落叶树/阔叶树人工林在生物多样性维护方面优于针叶树/常绿树［28，43］，主要的原因包括:(1)本地天然林多为落叶林分的地区，落叶树种人工林与天然林分有着极高的相似度［28］;(2)针叶林分的枯落物质量低，并呈酸性分解，而且通常林内光照条件差，限制了林下植被的更新［28，44］;(3)阔叶树种的林分结构通常比针叶林分更为复杂，可以增加传播种子的动物数量，以及小气候的不均一性［25，45］。在造林树种选择方面争论较多的是本地种和外来种的利用问题。Stephens等［31］通过总结前人的研究结果认为，与外来树种相比，利用本地树种营造的人工林在生境结构上更接近于天然林，因此也可以支撑更大的动植物多样性。Hartley［24］也在呼吁尽量利用当地树种造林，因为大量濒危的或尚未发现的无脊椎动物和微生物可能仅在当地种所构成的环境条件中才能生存。当然也有报道表明，一些由外来树种营造的人工林中也维持着可观的生物多样性，甚至包括一些濒危的动物种［4，46］。由于目前很多地区均采用速生的外来树种营造人工林以获得木材高产，其对生物多样性的长期影响需要加以重视。3．2造林地清理、间伐及造林密度造林整地、采伐剩余物清理及间伐在一定程度上对林地生境造成干扰。通常认为，适度干扰对生物多样性的维护有利［47］。Hartley［24］建议，为了增大人工林生物多样性，在造林地清理时应保留部分残留的本地林下树种和根桩;避免强度整地，可以适度整地以减少土壤障碍，增加有效养分和有机质含量，从而建立和维护多样的林下植被。林冠的开放程度是影响林下植被丰富度和生物多样性的一个非常重要的因子［24］。大株行距造林形成较大的林冠开放度，增强林内的光照，从而增加林下植被的丰富度［25，43］。在动物的多样性保护方面也有相应的研究加以证明［48］。对初期造林密度较大的人工林进行间伐也可以达到类似的效果。Taki等［49］研究发现，间伐明显改变了群落结构，增加了昆虫的多样性和丰富度。而在间伐时，通过对人工林的局部采用不同间伐强度，可以形成空地与非空地的嵌块结构，以促进本地种的侵入和群落形成［24］。3．3轮伐期林龄较长的人工林有相对充分的时间来形成其结构的多样和复杂性［34］、适合本地物种生存的理想的小气候以及有机物层［4，42］，从而可以支持较高的生物多样性。因此，从生物多样性维护的角度，可以根据需要允许部分人工林的砍伐时间超过其经济学上最优的轮伐期［24，50］。当然，也有一些研究结果发现林龄较小的人工林分出现较高的物种多样性，这一现象主要归功于一些喜光的杂草类，甚至是外来种的初期入侵，随着林龄的增大，本地森林物种的丰富度依然会逐渐增加［42，51］。3．4混交及林农复合经营与纯林相比，混交林或林农复合经营可以增加林分结构的多样性和复杂性，为要求不同生境的物种提供丰富的生存环境。精心设计的混交林其林分结构的发展接近于天然林，有利于生物多样性的提高和生态功能的发挥［33，52］。但到目前为止，仅有不足0.1%的人工林采用了混交造林［53］，混交造林的设计仍然存在着相当多的实际操作上的困难和研究点，如需要多少树种混交才可以满足多样性和生态功能发挥的要求，哪些树种的配合可以形成最稳定而高产的林分等［54］都需进一步探讨。4人工林生物多样性与生态功能精心设计和管理的人工林在生物多样性维护方面有其相应的贡献，但无论是天然林还是人工林，生物多样性的维护和提高是否能够驱动系统的生态功能尚缺乏深入的认识［55］。许多研究认为，生物多样性对系统生态功能的发挥存在正面作用，生物多样性的维持和提高可以增加和稳定生产力［27，56］、增加土壤碳汇［57］和养分固持［58］以及系统稳定性［59］等。但到目前为止，这一正向关系尚缺乏统一见解。Pfisterer等［60］通过对草地生态系统的研究发现，较高的生物多样性确实伴随着生物生产力的增大，但这种关系会导致系统的稳定性降低。与物种较为丰富的生态系统相比，物种较为贫乏的生态系统在受到干扰后生产力降低较少，在干扰结束后能够很快恢复到干扰前的水平;但是为提高生物多样性和生产力而人为制造的空间异质性会对系统中的珍稀濒危物种造成致命的打击［60］。此外，Nadrowski等［55］综合分析了森林方面的研究发现，虽然较高多样性的群落的确具有较高的地上部分生产力，但如果结合地下部分(包括根系生物量和枯落物产量)一起考虑时，生物生产力并不受多样性的影响或不存在统一的关系。因此，在进行人工林生物多样性和生态功能研究时，需要将二者相互结合，对林分本身或经营措施的效应进行深入、系统而全面的分析。#p#分页标题#e#5人工林经营研究方向5．1人工林物种配置与生态系统生物生产力的关系采用定位动态观测与野外典型样地调查相结合的方法，重点研究杉木、杨树、落叶松等主要人工林物种不同配置模式(造林密度、种植点配置、树种混交、林农复合经营模式)对林分生长发育过程、生态系统生物量、生物量层次分配(乔木层、灌木层和草本层)和器官分配(根、茎、叶、枝)的影响及其时空格局，确定不同物种配置人工林生态系统生物生产力的年际变异及其层次分配的相互平衡关系;研究不同物种配置人工林乔木层(主要目的树种)叶面积指数与生态系统物种丰富度和林下植被生物量的关系;探讨人工林物种不同配置模式对改变立地环境资源和基质的有效性。在室内和野外，通过模拟人工林群落结构等控制实验，重点研究不同配置人工林物种间的他感作用(allelop-arthy)和种间作用机制，阐明人工林生产功能形成的生物学基础和影响其生产功能的因素。5．2人工林物种配置对生态系统物种多样性时空格局的影响采用定位动态观测与野外典型样地调查相结合的方法，运用物种多样性测度方法(Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、种间相遇概率、物种均匀度、物种丰富度、生态优势度)，重点研究杉木、杨树、落叶松等主要人工林物种不同配置模式与人工林群落林下物种多样性特征、群落物种多样性的垂直空间分布和群落物种多样性的水平空间分布的关系，分析不同配置人工林群落物种多样性的差异程度，阐明人工林物种配置对林下物种多样性和群落物种多样性的影响机制;研究不同物种配置人工林乔木层(主要目的树种)叶面积指数与生态系统物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数的关系，探讨草本、灌木和乔木物种丰富度与群落优势种特征的关系，以及人工林群落物种多样性与立地环境资源的关系，找出影响人工林植物多样性的主要因素及其调控措施。5．3人工林植物多样性对土壤微生物多样性的影响和响应土壤微生物是植物－土壤系统中比较活跃的组成成分，土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性，对植物的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。在室内和野外，通过模拟人工林群落结构等控制实验和长期定位试验，采用PCR－变性梯度凝胶电泳(PCR－denaturedgradientgelelectro-phoresis，PCR-DGGE)等技术研究不同人工林配置模式对土壤微生物多样性的影响，从分子水平阐明人工林物种配置对土壤微生物群落结构多样性的影响及其时空分布。在此基础上，通过分析人工林生态系统中植物多样性、植物类型、植物不同生长发育阶段、同一植物不同基因型、植物根系分泌物和外来植物入侵对土壤微生物多样性的影响，探讨植物和土壤微生物多样性之间的内在联系，阐明人工林植物多样性对土壤微生物多样性的影响机制，尤其是人工林生态系统中优势树种或建群种下的土壤微生物群落多样性和相互作用关系;研究人工林不同物种配置模式对土壤的物理化学性质及土壤环境的影响，植被、土壤微生物和土壤生态系统过程三者之间的相互关系，在种群、群落和生态系统多个层面上探讨土壤微生物多样性的响应与适应。5．4人工林生物多样性对生态系统不同功能过程的效应生物多样性与生产力之间的关系是生态学界近来争论的热点之一，理论假说较多。针对我国主要人工林生态系统，应深入分析不同物种配置群落生物多样性和生产力的变化、林分不同发育阶段多样性与生产力的关系、群落内物种特征和组成对多样性及生产力关系的影响、植物物种生产力对其群落中多样性变化的响应，分析人工林生态系统植物物种多样性与生产力之间存在的相关关系;研究物种生物学特征和生态环境条件对物种多样性和生产力的影响，人工林生物多样性和生产力对立地环境(土壤类型、坡度、降雨、养分水平等)变化的响应，土壤微生物多样性在生态系统生产功能及系统弹性中的作用，生物多样性对生态系统不同功能过程的效应，以揭示不同尺度(群落内、群落间和区域尺度)上生物多样性与生产力的关系及其形成机制。

生物多样性研究范文1篇9

关键词数学方法生物学教学研究性学习总结应用

中图分类号G633.91文献标识码B

生物学是一门实践性强的学科，许多生物学知识的陈述与表达均要求具有较强的科学性与哲理性。除了运用生物学术语外，有时还必须用到相关学科的知识与方法，如：哲学思想、理化知识和数学方法等。下面就数学方法在生物研究性学结中的应用，浅说几例。

1取样调查法在生物研究性学结中的应用

研究实例1：表1是孟坝中学高二（9）班学生针对“镇原县农田油菜种群密度的调查”课题，采用五点取样法调查的原始记录数据。

方法运用：针对上述数据，教师在总结时，采用数学的取样调查统计法，先求每个小组调查的油菜种群密度，再求三类不同地形油菜的平均种群密度，依据数值比较得出结论。

结果呈现：通过统计的数据比较分析（表2），学生很容易得出结论。这种直观且科学地呈现，不仅使学生知道了不同地形的种群密度不同，而且明确了合理密植的重要性，同时也对油菜当年的产量和经济效益进行了较科学的预测，增强了调查研究的深刻性、实践性和创新性。

迁移点拨：取样调查法常在野生植物种群密度调查、土壤小动物丰富度的研究、微生物培养与生长等生物研究性学习探讨方面有广泛应用。

2坐标作图法在生物研究性学结中的应用

研究实例2：我校部分师生几年前组织的“乡村杏林带扩展的调查分析”研究课题的有关数据：调查活动涉及8乡镇163个自然村，杏林面积10350亩，村均63.5亩，其原始数据汇总见表3。

方法运用：依据有关调查项目和范围，笔者拟采用数据与时间的关系，建立坐标系，以坐标作图法来直观的表示杏林带面积、占耕地比例、年均增长率、年均经济效益随时间发展所呈现的变化趋势，更易得出合理的结论。

结果呈现：过去基于部分调查者的数学基础，采用表格对比，文字描述，也得出了合理的结论与预测。如今用坐标中的柱形图表示（图1），形象、直观、创新，一目了然。也可以用坐标中的折线图、条形图来表示。

迁移点拨：坐标作图法适用于探究光照、水分、温度、植物激素及类似物等因素对植物光合作用、呼吸作用、生根、生长、开花的生理活动的影响课题的总结与分析，也在研究动物、微生物活动规律及其他生活实践活动方面有着极广泛的应用。

3比例分割法在生物研究性学结中的应用

研究实例3：我校高二⑨班学生近期开展“乡村养老及保健实况的调查分析”课题，对孟坝镇城区65岁及65岁以上老人的调查，部分项目数据汇总见表4。

方法运用：在该项调查结束总结时，需要先归类分析求比例，多次用到分割法，使多项信息通过数据划归统一。

结果呈现：在上述的调查项目中，如归类对养老方式、2011年至现在的养老保险金实行的幸福感等分析结果见图2。这种的分割图示呈现，使有关信息统一化，数据理性化，使结论更细化，更准确，哲理性增强。

生物多样性研究范文

关键词人工湿地;桐花;海桑;木榄;微生物;种类;数量

中图分类号[TE99]文献标识码A文章编号1674-6708(2010)26-0097-02

0引言

人工湿地是由人工基质和生长在其上的植物组成,形成一个独特的基质――植物――微生物生态系统,将微生物和植物的净化能力结合在一起,成为一个高效的净化系统,它在保护生态环境和节约能源及投资方面具有传统二级生化处理技术难以比拟的优点,作为一项低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益的治理工程技术,它越来越多地受到社会的关注和欢迎。本文通过对人工湿地基质微生物类群数目进行了研究,为进一步深入研究人工湿地净化污水的机制提供了可能。

1材料和方法

1.1人工湿地概况

红树林人工湿地污水处理系统位于学校生物园,湿地池容积为3m×3m×0.6m(长×宽×高)。基质为石头,上层石头的直径为2cm,下层石头的直径为1cm,厚度皆为30cm。此人工湿地为潜流型人工湿地,尚未进行污水处理。

1.2样品采集

采用五点采样法,分别在人工湿地的4个角以及其中心位置采样,深度为15cm,每个样点取5个大小相近的小石头,共25个。装入无菌塑料瓶中,立即带回实验室,在无菌条件下加入50ml无菌水,在摇床上摇匀,制备悬液。

1.3微生物计数

所有微生物均采用28℃恒温培养。

1.3.1细菌数量测定

利用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基进行培养,取稀释度为10-5的悬液接种,2次重复,每一平板滴加0.05ml悬液,培养2d~3d。

1.3.2真菌数量测定

采用马丁氏培养基平板表面涂布法,取原液接种,2次重复,每一平板滴加0.1ml悬液,培养5d。

1.3.3放线菌数量测定

采用改良高氏1号合成培养基平板表面涂布法,倒平板时在无菌条件下每300ml培养基加另外灭菌的3%重铬酸钾溶液0.5ml。取原液接种,2次重复,每一平板滴加0.05ml悬液,培养5d。

1.3.4硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌数量测定

悬液配置成5个梯度,分别为103、104、105、106、107,3次重复,每一试管接种1ml悬液。培养7d。采用MPN法,进行显色测定。测定方法如下:

硝化细菌:先用格利斯试剂测定,若不呈红色,再用二苯胺试剂测试;若呈蓝色,表明有硝化作用。

亚硝化细菌:用格利斯试剂测定,若有亚硝酸存在呈红色,证明有亚硝化作用。

反硝化细菌:用格利斯试剂及奈氏试剂测定有无亚硝酸和氨存在,若其中之一或二者均呈正反应,均表示有反硝化作用。若格利斯试剂为负反应,再用二苯胺测试,亦为负反应时,表示有较强的反硝化作用。

2结论

2.1树植物中三大菌群的数量特征

试验条件下,处理污水前的人工湿地中红树植物基质中微生物三大种类构成为细菌、放线菌、真菌。细菌是土壤微生物中数量最多的一个类群。他们共同协作构成互利共生的系统,发挥整体作用净化污水。

从表1可以看出,细菌在数量上占绝对优势,桐花、海桑、木榄人工湿地污水处理系统细菌数量分别为2.05×108cfu/g(基质)、2.63×108cfu/g(基质)、2.06×108cfu/g(基质);放线菌数量分别为9.30×102cfu/g(基质)、14.8×102cfu/g(基质)、8.20×102cfu/g(基质);真菌分别为1.20×102cfu/g(基质)、2.15×102cfu/g(基质)、3.65×102cfu/g(基质)。可以推断,桐花、海桑、木榄对微生物的种类和数量具有某种选择作用。

出现此类现象的原因如下:

1)微生物的生态分布与各类微生物的生物学特性有关。一般情况下,细菌喜欢湿润,能耐受低氧水平;真菌耐干,不能耐受低氧水平;放线菌具有喜热耐旱的特性,只有当各类微生物竞争的压力减少时才出现,因而处于厌氧条件下的人工湿地中的微生物主要由细菌组成。

2)在红树林生态系统中也有出现放线菌、真菌数量稀少的现象,这也可能是其中一个原因,但对其机制尚未弄清,而且红树林生态系统处于潮间带,其土壤生境兼有海洋与陆地的性质而又不同于它们,与人工湿地的生境不相同,因此,对于两种系统会出现相似现象的原因尚待进一步研究和探索。

2.2硝化细菌、反硝化细菌的数量特征

从表2可以看出,桐花、海桑、木榄人工湿地污水处理系统中反硝化细菌数量分别为1.65×104MPN/g(基质)、9.1×104MPN/g(基质)、77.90×104MPN/g(基质);硝化细菌数量分别为2.75×102MPN/g(基质)、5.0×102MPN/g(基质)、10.79×102MPN/g(基质);亚硝化细菌数量为0.75×102MPN/g(基质)、2.82×102MPN/g(基质)、1.30×102MPN/g(基质)。反硝化细菌数量多于硝化细菌和亚硝化细菌。其原因如下:1)通常硝化细菌是自养型好氧微生物,依靠NH4+-N和NO-2的氧化获得能量生长,需要氧气作为呼吸的最终电子受体。反硝化细菌在缺氧和低溶解氧条件下利用有机物的氧化作为能量来源,以NO-3和NO-2作为无氧呼吸时的电子受体。所以,厌氧条件下的人工湿地中反硝化细菌繁殖快,生长迅速,硝化细菌繁殖慢,生长缓慢;2)硝化自养菌是专性化能自养细菌,它包括硝化细菌和亚硝化细菌两个亚群,硝化作用由两个阶段组成(阶段一:2NH4++3O2NO2-+2H2O+4H+,阶段二:2NO2-+O22NO3-):在亚硝化细菌的作用下,将NH4+-N转化成NO-2-N;在硝化细菌的作用下,将NO-2-N转化成NO-3-N。正是由于这种生态学上的偏利互生关系的存在,使得硝化细菌的生长总要晚于亚硝化细菌。

参考文献

[1]靖元孝,杨丹菁,陈章和,陈兆平.两栖榕在人工湿地的生长特性及其对污水的净化效果[J].生态学报,2003(3).

生物多样性研究范文篇11

同工酶作为基因产物的蛋白质，其结构的多样性在一定程度上反映出不同种群在不同污染历史条件下分化进化上DNA组成和生物体遗传多样性。同工酶之所以作为分化进化的重要研究对象，首先是因为它在品种间有丰富的多样性。目前一半以上的酶类存在同工酶类。其次，同工酶易于检测出。同工酶虽然由单拷贝基因编码，但通过酶染色放大作用同样易于检测出。

2.2RFLP技术

RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphisma,限制性内切酶片段长度多态性)作为第一代分子生物学标记自问世以来已广泛运用于多门生物学科研究中，但它运用于植物抗性研究还只是近几年的事。RFLP能对植物的抗性基因进行定位和分离，利用RFLP技术，对于核基因组或叶绿体基因组、尤其是后者，若能提取纯净DNA，则可直接从酶切后的电泳图谱看出其多态性，利用这一方法可以测定种群内、种群间不同水平的物种在污染环境下抗性分化进化水平上的差异。

与核酸序列分析相比，RFLP可省去序列分析中许多非常繁琐工序，但相对RAPD而言，RFLP方法更费时、费力，需要进行DNA多种酶切、转膜以及探针的制备等多个步骤，仅对基因组单拷贝序列进行鉴定。但RFLP又有比RAPD优越之处，它可以用来测定多态性是由父本还是母本产生的，也可用来测定由多态性产生的突变类型究竟是由碱基突变或倒位、还是由缺失、插入造成的[26]。

2.3PCR技术

PCR(PloymeraseChainReactions,聚合酶链式反应)自80年代中期问世以来，以其快速、简便、灵敏、特异等特点受到分子生物学界极大青睐，已广泛用于基因工程、临床检验、环境生物监测以及进化生态学中核酸水平的基因多态性等研究领域。

PCR由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸三部反应构成一个扩增循环，使目的DNA片段得以迅速扩增。这一技术能选择性富集一个特异DNA序列，并成106扩增。PCR扩增技术与RFLP结合使用其用途更为广泛，PCR技术主要优点有：①PCR与DNA测序结合，扩增后无需再克隆，纯化即可直接测序。②可扩增一个只知基因一侧或两侧碱基序列的基因。③可进行DNA多种突变的测定，如碱基互换、缺失、插入型突变[16]。PCR近几年已逐渐引入到植物抗污染进化研究领域中，并表现出强大的应用潜力。

2.4RAPD技术

RAPD在植物抗污染进化研究中具有重大推动作用。利用RAPD分析矿区不同重金属污染历史下作物DNA结构多样性，从中可试图找到对重金属污染具有抗性的DNA片段或基因组。这些研究虽然在国内外刚刚起步，但这些工作直接从分子水平上分析污染条件下种群遗传结构上的分化进化，在理论上具有广阔的研究前景和意义。

2.5核酸序列测定

核酸序列测定包括DNA和RNA序列的测定。由于rRNA基因较保守，因此分子生物学中更重视rRNA基因的测定。在植物抗污染进化研究中主要运用叶绿体4.5SrRNA、5SrRNA及胞质5SrRNA基因，然而，核酸序列的测定在植物抗性分化进化研究中尚未见报导，此项技术在实际操作和运用上还有待于进一步完善。

生物多样性研究范文篇12

一、明确学习目标是开展物理研究性学习的前提

任何学习活动，都必须有明确的目标指向，这是提高学习效率的前提。物理研究性学习既要有总目标，又要有具体每一学段的学段目标。这些目标内容还应体现以下特性：

第一，学科性。尽管物理研究性学习涉及自然、社会、生活等内容，但它的落脚点在于全面提高学生的物理素养，而不是为了让学生掌握其他学科和其他领域的知识。

第二，综合性。这主要体现在学习空间上，体现课堂学习与课外学习的有机整合；在学习内容上，体现自然、社会、人文领域与物理课程内容的综合；在学习方式上，体现实践性学习，探究性学习，合作性学习，体验性学习等多种学习方式的综合。

第三，实践性。物理研究性学习是培养学生物理实践能力的最有效的途径。从实践的过程来看，它要求学生不仅要认真阅读课内外书籍，还要求学生通过观察、模拟、调查访问等实践活动亲身去体验和感悟物理，学习物理，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

从实践的方式来看，学生可以根据自身实际和学习内容自主选择灵活多样的学习方式，可以是自主探究，也可以是合作交流。从实践的手段来看，可以让学生走进现实世界考察、调查访问，也可以借助现代信息技术，让学生走入网络虚拟世界，还可以引导学生通过讨论、交流，走进人们的心灵世界和情感世界。在具体的主题实践活动中，实践的方式和手段都是体现在实践过程之中的。

二、开展探究活动，是物理研究性学习实施的关键

开展物理研究性学习，仅仅明确学习的目标是不够的，还必须通过一个个具体的项目开展探究活动，这是开展物理研究性学习的关键。一项完整的探究活动，大致要经历“确定探究主题——制定学习方案、开展探究活动——交流与分享探究的成果”这样三个阶段。

1.引导学生确定探究主题。学生不是因为物理课程的存在而存在。物理研究性学习的主题设计，不是先决定教师该教些什么，学生该学些什么，而是先要考虑学生关心什么，对什么感兴趣。探究的主题设计要注重来自学生的问题。本人认为物理研究性学习探究主题的生成方式主要有以下三种：

生活诱发式。学生的生活每天都在发生这样那样的变化，教师要利用学生对周围事物的好奇心，引导学生仔细地观察、思考生活中各种各样的问题，促使学生从生活的诱发中产生探究的主题。

课堂拓展式。课堂教学是培养学生物理综合素养的主阵地。在物理教学中，教师要以教材为依托，拓展课堂教学的空间，引导学生确立探究的主题。

学科联系式。物理课具有鲜明的综合性特点，与其他学科之间有着千丝万缕的联系。因此，我们在引导学生确立物理研究性学习的主题时，必须打破僵化的学科框架，软化学科边缘，让学生从物理学科和其他学科的联系中发现物理研究性学习的主题。

2.引导学生制定学习方案、开展探究活动。探究的主题一旦确定下来，教师要引导学生围绕学习方案开展探究活动。这是物理研究性学习的主要部分。在引导学生开展探究性活动的过程中，必须体现以下几点：

主体性。学生是探究活动的主体，物理教师要鼓励学生参与课堂探究活动，积极发表自己的见解，通过活动培养学生学习物理的兴趣，帮助学生发现新的知识，掌握新的技能。

合作性。物理综合性探究活动离不开学生之间的密切合作。这种合作表现在“结对子”活动或小组活动之中，教师应注意学生的合理而又多样化的组合和搭配。

体验性。体验是物理研究性学习的重要方式。学生在理解和感受物理时以自己独特的经验，对物理形成个性化的认识，在这种体验过程中，学生往往需要对已有的知识进行改造或重组。改造或重组已有知识的过程既是学生认识能力的发展过程，也是丰富学生精神生活的过程。

3.引导学生交流与分享探究的成果。当某一阶段的探究活动结束之后，教师要及时引导学生交流与分享探究成果。交流的目的不是评判探究成果的多少与优劣，而是创造一个真诚倾诉和启迪思维碰撞的机会，通过倾听，分享他人的成果和心得感受。交流与分享时，可以在某小组发言的基础上，让其他同学对他们的发言内容提问或提出建议，使交流的过程成为全班同学共同探究、学习和反思的过程。

三、构建多元学生评价模式，是开展物理研究性学习的保证

对研究性学习的评价不在于结果的正确与否，而着重于形成性评价，强调评价的激励作用。主要看学生有无自己的创见，有没有独立的思考，独特的观察，独自获得的思考材料，符合规范的思考逻辑等。因此，对研究性学习的评价应具有以下特点：

评价的主体应多元化。如有教师对学生的评价，学生对学生的评价，社会对学生评价，家长对学生评价等等。

评价内容应具丰富性和灵活性。如对参与研究性学习态度的评价，对研究的方法、技能掌握情况的评价，对学生的创新精神和实践能力的发展情况的评价，对学生研究结果的评价等等。

评价的手段和方法应具有多样性。学生可以自评，也可以互评，小组之间互相评价，小组内对个人进行评价；可以口头评价，也可以书面评价；可以对活动和展示的内容评价，可以定性评价，也可以定量评价，当然应以定性评价为主。