植物多样性保护(精选十篇)
1 针对城市植物多样性方面的论述
1.1 城市植物的鲜明特色
由于城市经济的飞速发展, 使得人口逐渐增多并且人类的活动也逐渐的丰富多样化, 从而使得城市植物的组成结构以及动态发展趋势等都逐渐生成了相应的特征, 和自然植物中的特征有所不同, 久而久之城市植物就逐渐有了自身的鲜明特色。
首先体现在园林化的植物格局, 在城市逐渐变化发展的背景下, 使得城市中的植物格局也随之出现变;所以城市中的植物和自然环境中的植物分布等有所不同, 而是充分依照人类的自由意志来进行布局和配置, 同时是人工对其进行栽植和管理。可以通过自身进行具体的规划对城市中树木以及园林、灌篱等进行精细的设计, 从而城市植物中的园林呈现出相应的格局特色。
其次植物的结构方面简单化, 在城市中的植物结构基本上是人工建设的, 所需要的植物类型都受到了制约, 并且由于城市的植被对植物的欣赏成效性过于追求, 使得植物结构的生态效应方面没有被重视, 使得植物机构逐步的趋于简单化。所以在基本情况下城市中的植物结构的复合型结构不够丰富, 普遍情况下都是乔木单一的构建而成, 灌木等植物稀少, 所以植物结构过于简单化。
另一方面城市植物的生态环境过于特殊化, 伴随着城市的飞速发展, 城市的人口也逐渐的增多, 使得城市环境内部的发展也出现了各方面的变化。例如本有的自然地表植被已经被高楼大厦等所替代, 在城市经济的发展下, 其工业发展和农业发展都进一步的提高, 使得本来的自然环境受到了污染, 并且其湿度、空气以及大气等变化都逐渐的负面化, 使得城市的生态环境都逐渐的特殊化, 和自然生态中的植物环境全然不同。
1.2 植物多样性的分布特征
在地球的生态环境中, 人类和生物等都不能单一性的存在, 和其他的物种有着紧密的关联并互相作用影响。植物也是如此, 植物可以组合在一起从而构成植物的群落, 并且植物群落和植物的个体相比较而言其适应性能更强一筹。因此城市植物多样性的分布特征有着鲜明的特色, 因此城市中植物多样性的分布特点和城市中的植物群落类型等方面关联性极强。
城市中的植物群落是由于植物和城市生态环境互相作用而产生的, 植物的群落方面有着相应的植物类型以及数量, 并且其生存的生态环境和外貌结构等都具备着鲜明的功能特征。其中自然的植物群落以及人工的植物群落是植物群落的具体范畴, 从生态环境方面并不是由于各种类型的植物将植物群落堆积形成的, 从另一方面可以讲是按照相应的规律安排组织构建而成的, 在生态环境相同的背景因素下, 各种地域之间的植物群落都可以同一性的生存发展在一起。
城市植物群落中的主体分类主要是由人工植物群落构建而成, 其中所包含的自然植物群落分布的过于稀少;一般情况下城市的植物群落都是由城市绿地构建而成, 对城市中的绿地植被以及结构、功能特征等各方面都有着直接性的影响作用。
2 城市植物多样性的保护意义以及保护措施
城市的植物多样性可以将一个城市的地区特色明显的体现出来, 对城市生态平衡的维护以及生态环境的改善有着至关重要的作用, 其城市景观特色可以得到丰富, 从而城市的经济发展也能够更进一步。由于城市化经济的发展, 使得城市植物的多样性遭到了严重性的损坏, 并逐渐的降低减少;从而导致城市中的生态环境问题一直得不到有效的缓解, 所以城市植物多样性的保护意义显得尤为重要。
2.1 城市植物多样性的保护意义
第一, 对城市植物多样性的保护是城市生物多样性得以保护的基础所在。在城市生物多样性中的关键内容则是城市植物多样性, 因此对城市植物多样性采取保护措施才可以加强对城市中生物多样性的保护。城市植物的多样性得到丰富, 其城市生态环境才得以平衡, 并且得到进一步的完善;另一方面也使得城市中不同类型的生物都能够得到繁殖发展, 使得城市生物的多样性得到了保护。
第二对城市植物多样性加以保护可以将城市绿地景观的多样性加以丰富。由于城市化的发展步伐过于快速和人类的繁殖发展, 城市中大量的原生植物种类都遭遇了严重性的破坏;另一方面针对外来的新型植物有过度的引进, 使得城市中本身所具备的植物群落遭到破坏, 新型的植物因为引进时间过短, 生态功能特征都过于薄弱化, 植物群落的结构分布都过于单一化, 对城市植物多样性进一步的丰富, 可以使得城市中的绿地景观得到丰富。
第三则是对城市植物多样性加以保护是城市园林得以构建的重要基础。在城市园林的所有要素之中, 植物是最为关键的要素之一, 一旦离开了植物, 那么城市园林的建设就得不到充分的建设和发展。在四季的景观变化中, 植物可以制造出不同的外貌特征, 进一步的丰富城市园林建设。在城市的绿化方面园林的绿化有很大的丰富作用, 可以将城市中的生态环境进一步的改善, 使得城市中生物多样性得以提升, 并且可以得到进一步的健康发展。
2.2 城市植物多样性的保护措施
首先则是就地保护的措施。为了对某一植物加强保护力度, 将相应的植物以及生态环境进行分类保护, 开展原地保护的管理工作。这在城市植物多样性的保护措施中是最常见的, 能够将城市中的植物多样性以及群落的多样性加以保障, 有效地稳定维护了城市的生态环境;生态系统中的生存水平等能够得到提升, 其繁殖能力也得到加强, 城市中植物以及生物的生态平衡等都得到了全面的维护。
另一方面则是迁地保护, 有部分植物的物种在原本的自然环境中生存能力低下, 随时都有消亡的危险。迁地保护可以为其提供相应合适的生态环境, 来维护其稀有物种的生存繁殖。
3 结论
在对城市的园林进行建设的过程中, 城市植物多样性的保护措施是关键环节之一。加强对城市植物多样性的保护, 能够维护城市中生态环境的发展平衡, 促进城市的可持续健康发展。
摘要:在当前城市化经济的飞速发展下, 使得人口方面得到了进一步的增长, 从而造成了城市中植物的多样性发展得到抑制。由于城市植物多样性的降低进一步导致了城市内部的生态环境受到长期性的负面影响, 其生态系统的生态平衡性也遭遇破坏, 使得城市的稳定发展受到了各方面的阻碍制约。所以不难发现, 在城市的可持续健康发展中城市植物的多样性是重要的前提保障, 另一方面在国家建设园林城市的环节中有着至关重要的作用。
关键词:城市植物多样性,城市生态环境,保护研究
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鲁敏1,刘顺腾
1(山东建筑大学 艺术学院,山东 济南 250101)
摘要:建设生态园林是城市建设发展的必由之路,在生态园林建设中加强植物多样性保护,不仅可以改善城市环境,提高城市生态绿地系统的稳定,而且对优化城市生态结构,实现城市的可持续发展起着不可替代的作用。文章阐述了生态园林建设中植物多样性保护的重要性,分析了济南生态园林建设中植物多样性保护存在的问题,提出了济南生态园林建设中植物多样性保护的措施和途径。关键词:生态园林;植物多样性;保护途径
中图分类号:S731.2文献标识码:A
Jinan ecological garden construction plant diversity conservation
approach and strategy
LU Min, LIU Shun-teng
(School of Art,Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China)
Abstract: Build an ecological garden is the only way for urban construction and development, strengthen the construction of the eco-garden plant diversity, not only can improve the urban environment, improve urban green space system of ecological stability, but also optimize the urban ecological structure, to achieve the sustainable development of the city plays irreplaceable role.Paper describes the construction of ecological landscape importance of plant variety protection, analysis of the ecological garden construction in Jinan plant variety protection problems, proposed the construction of Jinan ecological garden plant variety protection measures and means.Keywords: Eco-garden;plant diversity;protection means
0 引言
绿化植物是生态园林中唯一的生产者,是社会进步、城市可持续发展的重要基础,是城
[1]市文明程度、生态园林综合服务功能的重要标志。济南在城市化进程中,原有的自然景观
和生境逐渐被破坏消失,生物多样性受到威胁,市域内的植物多样性不断降低,其中又以乡土植物多样性的表现最为明显。植物多样性降低带来的直接影响是城市生态功能失调,市民赖以生存的生态环境越来越恶劣,公共景观缺乏观赏性和艺术美。在发展经济的同时保护生态环境,建立一种循序渐进的演进过程,实现城市的可持续发展与自然复合生态系统的整体协调已成为城市发展的必然趋势。因此,在城市生态园林建设中保护植物多样性,谋求城市发展达到良性循环,是当今济南发展的主导方向,并以此作为衡量城市文明程度和现代化水平的标准。收稿日期:
基金项目:国家自然科学基金重点项目(20337010);建设部科技计划项目(2011-K6-30);山东省科技计划项目(2011YK023)作者简介:鲁敏(1965-),女(满族),辽宁沈阳人,博士,教授,主要从事生态园林和生态城市、生态设计规划的研究。E-mail:lumin118@163.com [2]生态园林建设中植物多样性保护的重要性
1.1生物多样性是衡量生态园林的重要指标
[3]建设生态园林是当代城市园林绿化发展的必然趋势。生态园林虽然是以建设生态绿地
系统为主体,但其本质仍然是包含动植物的自然界。根据生态学上“种类多样性导致群落稳定性”的原理,要谋求城市稳定协调发展,实现建设生态园林城市的目标,就必须保护自然界中的生物多样性。生物多样性是人类赖以生存的物质基础,是城市正常发展的根本条件。丰富的生物多样性对建设生态园林,维持区域可持续发展具有决定性影响。由此可见,生态园林建设应以保护和重建生物多样性为工作重点,并以此作为判断生态园林完善与否的重要指标。
1.2植物多样性是生物多样性的前提和保障
绝大部分学者认为,增加植物的种类和数量是实现生物多样性的主要途径。植物多样性是实现生物多样性的前提和保障,保护和充实城市中的植物多样性,有利于促进能量、物质循环,维持区域生态系统平衡。植物多样性还可以突出季相变化,丰富园林景观层次,进而营造多样化的城市景观。植物多样性对促进生物多样性,维持生态系统平衡,丰富园林景
[5] 观具有如此重要意义,因此应作为衡量城市生物多样性和城市绿地质量的重要指标。
1.3植物多样性是建设城市生态园林的基础
城市化带来的建筑垃圾和工业废弃物破坏了原有的自然生境,导致不同地段的土壤肥
[6]力、酸碱程度等立地条件条件都有不同幅度的变化。园林植物作为生态园林的主题和基础,只靠少数的植物种类,已经很难适应不同环境下的生长条件,单调物种建立起来的生态绿地系统很难在当今的环境条件下生存在。无论从景观丰富程度还是城市生态平衡出发,都需要丰富植物种类,维护植物多样性。研究表明,植物的环境保护作用是和叶面积成正比的,植物的叶面积越大,摄取太阳光能的能力就越高,植物叶形越多样,降低噪音的功能也越明显
[7]。利用植物的这一特性建立生态园林,可以为人们提供更高层次的园林景观以及优美的生活环境。[4]
2济南生态园林建设中植物多样性保护存在的问题
2.1外来入侵树种威胁乡土植物多样性
济南在生态园林建设中引入了大量外来树种,调查表明,济南中心城区的植物多样性与周边地区相并比不处于劣势,反而会高于周边地区,这种现象主要是由大量引进外来树种所造成的。由于安监疏忽引进了一些具有入侵的树种,对乡土植物多样性构成了威胁,导致一些具有本地特色的植物品种正逐渐消失。外来入侵树种容易发展成单一优势群落,改变和破坏当地自然景观,迫使植物多样性降低,威胁生态系统平衡。一些入侵性树种不但能够破坏当地生态平衡,还为治理带来困难,造成经济损失。截止到目前,山东省入侵植物有65种,涉及23科46属,其中多为无意引进物种,极少部分为有意引进物种,最多的是菊科(Asteraceae)和禾本科(Poaceae),都占总种数的10%以上。
2.2复杂的植物配置违背了树种正常生长规律
济南市绿地中的植物配置大多是人为设计的,这种偏离自然规律的主观性导致形成了复杂的植物配置方式,即便相同绿地类型间也会有不同的植物种类。由于植物多样性是在人为的干预下构成,所建立的生态植物群落反映的也往往是人的主观意愿,并不能符合植物之间相生相克的原理,甚至没有考虑植物与环境能否和谐相处。
2.3园林绿地植物多样性丰度低、景观单调
济南当前的生态植物群落虽然强调由单一树种过渡到多树种混合,但建立的群落更加注重乔木的选择,对灌木和草本植物的选择却过于简单,目前济南地被植物多以扶芳藤[8,9]
(Euonymus)、酢浆草(Oxalis corniculata Linn)、麦冬(Ophitopogin japonicum)及单一草本为主,有的甚至被破坏严重,绿化效果差强人意。为增加局部区域的植物丰富度,没有将植物树种多样性与均匀性相结合,即便是植物多样性最丰富的“乔灌草复层混交林”模式也只是形式上的乔、灌、草空间层次,群落稳定性及景观丰富度还有待加强。济南市生态园林建设中植物多样性保护的措施与途径
3.1建设多样化斑块类型,保护城市植物多样性
斑块面积和物种多样性呈正相关,斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平,而且影响能量和养分的分布;斑块种类越多,物种多样性就越丰富,生物多样性就越复杂稳
[10]定。因此,保护植物多样性首先要建设不同类型的城市斑块,按照生态园林构建方式可将其分为:观赏型人工植物群落、环保型人工植物群落、保健型人工植物群落、科普知识型人工植物群落、生产型人工植物群落、文化环境型人工植物群落、综合型景观绿地的人工植物群落七大斑块类型。在生态园林建设中加大对各类型斑块的投入,保护各类型斑块演替阶段的生态系统,为保护植物多样性提供现实依据。
3.2保护城市绿道中的植物多样性
绿道是连接各类型斑块的主要通道,能有效提高斑块间的连通性。在城市外围建设区域性绿道,对维护市域内生态园林安全发挥着重要作用,合理的绿道可以使区域内植物多样性得到保护与恢复,并且能控制城市的无限制扩张。目前济南市境内已建成绿道主要包括黄河、小清河两大河流绿道,国道104、国道202、国道309、京沪高速公路、济青高速公路等道
[12]路绿道以及经十路、经一路、历山路、花园路等城市性绿道。此类绿道都具备了相当宽
度,构成了济南绿道网络体系。在此基础上还可以构筑南部山区环城绿道,在尽量不破坏原生态环境的前提下加强对乡土树种的保护,适当扩充外来优秀灌木和地被类植物,形成疏密有度、高低错落的生态绿道。
此外,还应注意绿道和蓝道的有机结合,加强对水生植物多样性的保护,利用不同廊道增进各类生态园林斑块连通,构建一个协调、整体、一致的绿色生态网络。以此为缺乏空间扩散的劣势物种提供一个连续的栖息地,增加乡土物种重新迁入的机会,从而丰富城市植物多样性。
3.3建立地域性生态园林体系,保护乡土植物多样性
乡土物种经过长期自然演变和环境适应,在管理养护方面更粗放,同时还可以体现一个城市的地方特色和历史韵味,因此植物多样性保护应坚持乡土树种优先的原则,以济南丰富的植物资源为依托,建立城乡一体化的生态园林体系,促进本地区植物多样性的发展。济南市在重点保护黄河、小清河等流域防护植物群落的同时,还要加快中心城区绿地建设,扩大城区绿地面积,合理利用建成区的植物资源,模拟南部山区及红叶谷等本地区良好的植物种
[14-15]群,建立有济南特色的生态园林体系。城乡一体化的园林体系有助于提高单位面积内
植物多样性指数,促进城市植物多样性,取得整个市区环境的可持续发展。
3.4保护城市半自然植被的植物多样性
济南周边分布众多的破损山体,其生态系统已遭到严重破坏,植物多样性易遭受冲击。为此,可以通过封山育林或引进适应性强的外来物种扩充其群落结构,增加半自然植被的植物多样性,增强其生态系统自我恢复能力。天桥区和槐荫区周边缺乏管理的厂院或道路附近,地方物种在城市化过程中受到人为破坏程度小,为研究城市化对城市植物多样性影响提供了便利条件,因此要加大保护力度,及时调研和处理潜在威胁的外来物种,确保植物多样性安
[16]全。与此同时合理的规划工业区附属绿地,加强工业区防护带建设,恢复利用并创建新的生境,增进城市景观与自然生态的融合,降低工业污染对城市环境不利影响。对有可能恢复生态平衡的次生生境采取适当保护,增加植物物种及群落多样性,加速自然、半自然风景 [13][11]
林地群落结构的自然演替进程。
3.5提高植物配置及植物多样性的基础研究
对于城市植物多样性的维持,俞孔坚等认为,景观规划设计在植物多样性保护中起着决定性的作用,赋予生态理念的植物配置无论在营造城市景观还是维持生态平衡都有显著效果
[18]。在生态园林建设中要深入挖掘生态学的思想,摒弃植物是美化城市的工具这一观念,确立植物多样性是城市发展的基础,应作为城市发展的主体结构,重视植物多样性所需要的栖息地。传统的园林植物配置方式已经不能适应城市化的需要,生态园林建造方式也不能按照传统园林的营造方式,而应与时俱进,科学发展。
近年来济南对本地区的植物多样性开展过多次调查工作,但能够提供科学借鉴的植物多样性数据库还不完善。因此,可以按照实际需要建立多个观测点,加强对植物多样性信息系统的长期监测,加强对南部山区野生植物品种的研究与驯化,网集丰富的野生植物资源,若条件允许还可以开展实地探究实验。
此外,苗圃基地是植物多样性的基础,是提高苗木质量的关键所在,在生态园林中植物多样性的保护同时需要加强苗圃基地的建设。
3.6控制入侵性物种在生态园林中的应用
在生态园林建设中,具有入侵性的外来物种对植物多样性产生的影响最大,如曼陀罗(Datura stramonium Linn)、牛膝菊(Galinsoga parviflora)、飞机草(Eupatorium odoratum L)等我们习以为常的外来物种都具有极强的入侵性。因此,在在生态园林建设中要避免此类物种的应用,防止因缺乏人为控制而自由发展成单一优势群落,破坏当地植物多样性。[17]4 结语
综上所述,在城市化加快的背景下提出建设生态园林是城市建设发展的必由之路,在生态园林建设中加强植物多样性保护,不仅可以改善城市环境,提高城市生态绿地系统的稳定,而且对优化城市生态结构,实现城市的可持续发展起着不可替代的作用。因此城市化过程中应根据城市生态园林建设的要求,探寻济南生态园林建设中园林植物多样性保护的不足,采取多种切合实际的保护措施维护城市植物多样性,推动济南建设“森林城市”目标的实现。参考文献:
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关键词:青藏高原;生物多样性;保护措施;濒危原因
植物是生物圈中最基本的组成部分,占整个生物圈有机体的95%[1],是人类和动物赖以生存的物质基础。然而,由于历史因素和人类活动的干扰,地球上的植物多样性正在减少,大量的植物物种已经处在濒于灭绝的危险之中。如果一个物种生存受威胁,与它有关的物种同样也受到不同程度的威胁,因此,每灭绝一个物种,将会引起更多的物种陷入危机之中[2]。
青藏高原所特有的生态环境,孕育了特有的植物资源。这些种群主要分布于高山草甸、灌丛、高山流石滩等植被类型中[3]。常见植物的形态特征多为植株矮小,呈垫状、莲座状、匍匐状,常被厚的绵毛、绒毛或腊质,根系发达、平展。其植株耐冷冻,干物质有效积累高,活性成分亦高[4]。青藏高原的植物资源生长于青藏高原,由于长期进化适应的结果,生长期短,生长缓慢,一般为多年生植物,生长环境特殊,生长周期长,种群更新和增殖慢,植物资源极易破坏。其生长的生态环境脆弱,一旦破坏,难以恢复[5]。因此,很有必要对其进行保护方面的研究。
1.濒危植物的概念
濒危植物是人类依据植物受危程度对保护植物进行的分类,这一分类可使人们对植物的受危程度有一个比较明确的认识,进而有针对性地对保护植物采取相应的保护措施。国际上一般将那些由于任何外界因素所造成的使其生存繁衍受到威胁的物种称为受危种。按受危程度可分成灭绝种、濒危种、易危种、未定种、非详实种[6]。我国保护植物类型的标准是依据国际上通用标准,再结合我國保护植物受危程度的具体情况而划分的,共4个类型:灭绝种、濒危种、渐危种、稀有种。
2.青藏高原的物种多样性
根据中国生物学工作者在青藏高原进行数十次生物考察的结果,已知整个高原(包括喜马拉雅山和横断山侧坡)有维管植物1500属,12000种以上,种数占中国维管植物总数的40%。若仅计海拔平均4000m以上的高寒地区,那么维管植物有955种,分别占青藏高原总数的8%和全国总数的3.2%。初步统计,整个青藏高原有60余个特有维管植物屑。至于有多少特有种,尚无精确统计。
3.濒危原因
3.1生物学特性和气候特征
青藏高原南侧潮湿多雨、森林繁茂,海拔一般为3000~5000m。降水量由东南向西北逐渐下降,东南部为500~1000mm,西北部为200mm。由于高原地域辽阔,自然条件复杂,从而导致植被差异较大,物种分布悬殊。一般而言,东部和东南部植物资源丰富,依次向西北部递减,西北部植物物种资源少而单调。
3.2过度采挖、盗猎造成很多植物资源濒危
随着人口的倍增和社会的发展,一方面人类自然资源需求量越来越大;另一方面人类从自然资源索取的手段也越来越贪婪和高效,使资源的再生的能力受到严重的损害。在高原北部高寒草原及其毗邻的高寒荒漠生态系统中——如可可西里山地区,自80年代后期起,每年有成千上万淘金农民涌进该区掘地淘金,造成被翻挖的泥坑在沟谷两旁星罗棋布,数以万计。不仅破坏了原野地的自然景观,原始植被也被新土掩埋。另一方面,在淘金者所到之处,生活垃圾废品到处堆积污染环境,并留下一道道数十或上百公里长的车道,车道上植被荡然无存,对生物多样性造成很大破坏。例如在西藏康西瓦谷地和斑公湖畔,原有的大片秀丽水柏技(Myricaria elegans Royle)已被砍伐殆尽,所剩无几。在许多地区,砂生槐(Sophora moorcroftiana(Benth)Benth.Ex Baker)和驼绒藜被大片连根挖掉,供作薪柴。
3.3 盲目发展牲畜头数,使草场超载过牧,引起草场退化
青藏高原共有牧场150多万km2,近40多年来,家畜总头数增加将近2倍,造成严重超载,使大片草场退化,生物多样性降低。例如,高原东部的苦尔盖牧场已出现沙化,面积由70年代的1100hm2扩展到80年代的2900多hm2以上。此外,牧民不断迁入高原北部无人区,带去大量家畜,对天然植被也造成一定破坏。在各种破坏因素的综合影响下,已知有些物种数量趋于减少,走向濒危。据初步统计(包括边缘山区),植物方面已知受威胁或濒危的有35种,如雨蕨(Gymnogrammitis dareiformis(Hook).Ching apud Tard.-Blot et C.Chr.)、巨柏(Cupressus gigantean Cheng et L.K.Fu)、全绿冬青(Ilex integra Thunb)、西藏八角莲(Dysosma tsayuensis Ying)、西藏梨头尖(Typhonium austrotibeticum H.Li)、宽果丛菔(Solms-Laubachia eurycarpa(Maxim.)Botsch)、藏瓜(Indofevillea khasiana Chatterjee)、藏豆(Indofevillea khasiana Chatterjee)和青海茄参(Mandragora chinghaiensis Kuang et A.M.Lu)等。
从以上可以看出,导致青藏高原植物资源灭绝、生物多样性的丧失,或者使其处于受威胁地地位的因素主要有两大类:一是内部因素,即植物在长期进化适应中逐渐形成的不利于自身发展繁衍的因素,包括遗传力、生殖力、生产力、适应力的衰竭。由这一因素导致植物灭绝一般在有外力干扰条件下,可与植物新种的产生达到一种动态平衡;二是外界因素,即外界条件给植物生长发育造成的压力胁迫,形成不利于植物发展和繁殖的因素,包括自然灾害(如天文、气象、地质、生物等造成的毁灭性的灾害)和人为灾害(如过度采伐、采收、刈割、放牧、开垦,以及人为火灾等灾害与人类活动所诱发的多种自然灾害或环境灾害)。这些灾害往往能使植物生态受到威胁或大量灭绝,在致危因素中起主导作用。
nlc202309012145
4.青藏高原濒危植物保护现状
青藏高原的濒危植物多样性保护起步较晚,因此缺乏必要的科学研究和资料积累,资源不清,变化难以掌握,使得濒危植物的保护和开发利用存在盲目性;缺乏统一的保护规划,尚未形成全面的保护网络;虽然加入了一些国际组织,但参加的活动很少,合作项目不多,主动性不够,使得现有的重点植物资源得不到及时、有效保护,更的不到科学合理的开发利用。
5.保护对策
5.1加强立法,强化西藏植物资源保护意识
当前西藏资源保护意识、法制观念比较薄弱,野生植物资源乱采滥伐的状况比较严重,造成对自然资源的不合理利用和生态环境的破坏。因此,加强植物资源保护的立法,提高植物资源保护意识,使人与大自然和谐共处、协调发展,是解决植物资源保护的根本途径。除了贯彻执行《濒危动植物种国际贸易公约(CITES)》、《野生药材资源保护条例》、《国家野生植物保护条例》、《国家重点保护动植物名录》、《中国珍稀濒危植物》等法规外,还应根据藏药资源实际,制定《藏药资源保护条例》、采取多种形式,如电视台、电台、宣传车、报刊、板报、领导电视讲话等,进行宣传,提高植物资源保护意识,全面推进青藏高原植物资源可持续发展战略。
5.2保护与开发并重
青藏高原的生物十分独特,高原上许多部分仍保持着当今地球上难得的原野地(Wilderness),不仅从科学和旅游的价值看应该好好加以保护,从经济价值看也有它的特殊意义,例如,天麻(Gastrodia elata)、贝母(Fritillaria spp.)、红景天(Rhodiola spp.)、多种雪莲(Saussurea spp.)等药用植物。高原上有数百种可作蜜源的野生植物,其中特别是菊科的风毛菊属(Saussurea),其养蜂价值极大,仅在西藏就有80余种,广布于海拔4000m以上的高寒草原。风毛菊泌蜜丰富,能生产大量优质商品蜜,是高原上价值很高的资源。
5.3加强濒危植物物种的调查与研究
针对濒危植物资源底数不清和最新发展变化,系统调查濒危植物资源现状、濒危原因与发展趋势,编制濒危植物资源目录,为制定保护发展规划提供依据。调查的重点应为处于濒危境地的植物物种,调查内容包括资源现状(种类、分布范围、数量、质量、濒危原因、发展趋势、采取措施)和应用现状。
5.4建立濒危植物资源的保护区(片)
通过建立濒危植物资源的保护区,可使野生植物材资源休养生息,繁育更新,永续利用。根据某些植物资源生物学特性、分布特点和青藏高原自然条件,在资源相对集中、有保护价值的地域,建立一些保护区。对一些生境特殊、价值高的濒危品种,可建立个别品种的保护地,使濒危植物资源得到有效的保护。
5.5建立濒危植物物种种质资源库
通过建立低温、低湿的人工种质资源库,可对植物种子、果实、花粉、无性繁殖体等进行保存。美国在50年代就投巨资建种质资源库,抢救了大量珍稀种质,为美国的农业现代化作出了重大贡献。七五期间,我国在浙江建立了第一个药用植物种质库,在保护药用植物资源方面迈出了第一步[8]。青藏高原很多植物资源的保护可利用和借鉴这些成功的经验。
实践证明,无论对濒危物种的保育或持续利用,都需要开展研究,没有研究,一切将束手无策,对青藏高原的植物资源来说,更值得考虑这一点。大量的保护区建立后,摆在人们面前的最迫切需要的就是解决这个问题。濒危动植物物种国际贸易公约正是基于这一点来制订其实施的办法。保育的目的就是为了持续利用,而要做到真正的持续利用就必须加强保育和研究。两者不是对立的,而是一个问题的两个方面,而研究在其中起着关键的作用。保育和挽救濒危物种,意味着要采取得力措施保护基因、物种和生态系统。通过保护生境,例如建立保护区,防关键的生态系统退化,同时也应在植物园、繁殖场、基因库来保存和有效管理、研究濒危物种。要弄清它们受威胁的程度,通过了解其遗传多样性,种群组成和生态,以及在生态系统中的作用,确定险入濒危的原因,以制定挽救措施。持续利用濒危物种要在上述基础上,通过合理利用和人工栽培以及其它的方法进行开发,从而促进青藏高原植物资源与经济社会的良性协调发展。
参考文献:
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[4]罗达尚.论藏药资源的开发与保护.拉萨国际藏医药学术会议论文集[G].2000,767
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[6]解焱,汪松.国际濒危物种等级标准[J].生物多样性,1995,3(4):234~239
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[8]李隆云.药用植物品种资源的收集、保存和研究[J].中国中藥杂志,1991,16(7)
作者简介:金增涛(1980—),男,汉族,山东临清人,硕士,工程师,主要从事林业调查、规划方面的工作。
1.1 修正开发自然景致
利用原有的自然景致进行修正开发, 开辟通行路径, 布置装饰性建筑。即是自然特性占比多的园林。这其中的代表有:湖南大庸县的张家界与四川松潘县的九寨沟。这类园林又称自然风景区, 由此, 泰山, 黄山, 武夷山等风景名胜, 从广义的角度上讲, 也可以称为自然风景园林。
1.2 人工园林
在一定的地域范围内, 为满足休憩和文化生活需要而创造的人工环境。中国古典园林在世界上久负盛誉, 这其中的代表有著名的四大名园:北京颐和园, 承德避暑山庄, 苏州拙政园与留园。狭义上的中国园林, 单指人工园林。园林除了使用开发方式来区分种类以外, 也以其他的方式进行种类区分。按占有者的身份区分:皇家园林, 私家园林。按园林所处的地理位置区分:北方类型园林, 南方类型园林, 岭南类型园林。
2 中国园林植物的特点
园林的种类决定了园林内部所栽种植物的不同。中国传统园林中的植物栽种, 主要表现出3个特征。
2.1 重视植物与环境的协调性
植物置于环境中, 要求在尺度, 姿态和寓意上与环境相协调。例如, 北方冬天颜色单调, 建筑物的颜色相对丰富, 植物所承载的装点功能比例相对较小。南方冬季相对较短, 建筑物颜色相对单调, 植物所承载的装点功能比例相对较大。
2.2 注重植物所表现出来的动态美感
松桃竹韵, 桐雨蕉霏, 残荷听雨, 柳廊闻莺是瞬间的动态美, 而烟霞出岫, 倦鸟归林, 则是亘古不变的美感。历经百年沧桑而生命顽强不息的美感, 通常由园林中的长青树木来承载意象如:松柏。
2.3 中国传统文化中对植物的审美寄托了人生理想与期许
野菊寓意隐士, 梅花寓意老者, 松柏寓意勇士, 杨柳寓意怨女, 牡丹寓意富贵, 兰花寓意优雅, 槐竹寓意忠节, 植物暗示祥瑞, 表现人格, 承载文化。
2.4 种类丰富
中国出产的木本植物有7500多种, 总数约占世界的1/3, 独有的乔木有50多种, 本土出产的树木种类繁多, 适当加以引进, 构建了中国传统园林中纷繁的植物组合特征。常见的构景植物有:山茶、丁香、石楠、油杉、杜鹃、海棠、木犀等。
3 中国园林中树木的配置法
3.1 枝叶型配置法
主要表现树的枝干与冠叶的组合, 视觉上多为直线或弧线, 图案相对较为复杂。
3.2 轮廓型配置法
主要表现树的外轮廓, 视觉上多为线条勾画, 图案简洁明快。
3.3 分枝型配置法
主要表现树的生长特点, 视觉上多为弧线与直线, 图案较为复杂。
3.4 质感型配置法
主要表现树木枝叶的质感, 视觉上以树木叶子为主, 图案较为复杂。在植物造景过程中要考虑的问题。
4 中国园林文化性格的消失
4.1 造景植物的文化属性被忽略
在造景植物的选择上, 不再侧重于植物的文化特征, 而是单纯的追求视觉效果, 外来植物的大量种植产生了植物与传统文化不想对称的局面。在植物的种植上, 忽略个体只追求整体效果的问题突出, 西方的规则式园林在中国现今园林建设中大量引用, 破坏了传统中国园林的意境。
造景植物文化属性被忽略, 传统园林文化受到冲击。
4.2 园林文化的形式和功能发生了变化
中国传统的园林主要以私家园林为主, 面积相对较小, 适合进行植物的孤植和丛植, 传统的园艺布置方法并不能满足现代园林大规模建设的需要, 只能采用片植的方法进行植物移栽, 移栽植物的种类由此大规模减少。
4.3 栽培技术相对落后, 在已有品种退化的情况下没有新品种的具体研发
作为种植大国的中国却不是培育大国, 部分成品和种源严重依赖进口。盲目学习国外园林的制式, 阻碍中国从传统园林模式到现代园林模式的发展, 影响植物文化含义。
4.4 缺乏相关的生态和文化保护意识
园林植物文化性格保护的方法, 在现代园林产业发展的过程中, 加强对中国园林植物性格的保护, 有助于传统文化的传承与复兴。
4.5 强调民族传统文化的传承性
传统园林作文民族文化的一个分支, 承载着传统建筑学与传统形式美学的传承重担, 让园林植物保持自身的文化特性, 有助于传统文化的发展与传承。
4.6 加大中国园林植物文化性格的研究和宣传
通过新兴媒体与传统媒体共同宣传中国园林植物文化性格的特质倾向, 文化上宣传力度的扩大, 可以有效的宣传中国园林植物文化的多样性与形式美。
4.7 适当的引种外来植物, 提高植物的栽培技术
中国园林文化是传达中国传统文化的重要手段, 保护园林植物文化多样性的同时, 也保护了植物的多样性。
参考文献
在实施新课程改革以来我们一直本着“全面提高每一个学生的科学素养”为核心理念来上好每一节课。“被子植物的有性生殖”就是在这一理念指导下完成的,这节课上好已经有一段时间了,但我认为有许多问题值得拿来和大家共同探讨。
说教材:
本课的内容来自浙教版《科学》第二册第三章“代代相传的生命”第6节“植物生殖方式的多样性”第1课时。教材第3章是以生命周期为框架,主要讲述了人的生殖和发育、动物生殖方式的多样性、动物新老个体的更替、植物的一生和植物生殖方式的多样性等知识,主要体现生命的周期性和生命代代相传的原理。
所以本节课内容是第3章的一个重点。前面几个知识点的教学是学习植物生殖的多样性基础,而且在学习植物的一生时课文中就留下伏笔:“花开放后,花粉落到柱头上,经过一系列复杂的变化,子房就发育成果实,胚珠就发育成种子”。于是在这节课上教师与学生共同探究来揭开它神秘的面纱。
说教学目标:鉴于对教材的上述理解,根据新课标对学生学科学、用科学的要求及本课特点,我在知识、情感和技能三方面都确立了具体的目标,同时突出重点。在知识目标中重点强调被子植物受精过程的基本情况,技能目标重在通过讨论题培养学生应用知识解决实际问题的能力,拓展学生的思维,培养学生综合分析的能力;观察现象和提出问题的能力。情感目标是养成爱护植物、热爱大自然、珍惜劳动成果的良好情操
说教法:学生是学习的主体。学生对科学知识的学习始于他们在生活实践中对自然界的认识,而不是单纯对书本知识的记忆和接受。因此,在教学过程中必须关注学生原有认识对科学学习的影响,尽最大可能借助各种教育资源,引导学生认识原有经验的局限性,主动构建科学知识,学习科学方法,发展科学探究能力,培养态度、情感与价值观,了解技术与社会的关系。因此本堂课主要采用多媒体演示创设情景、师生双向交流、观察与探究、学生讨论等多种学习方法。鼓励每一个学生充分参与整个教学过程,重视师生、学生间的交流与合作学习,在学习过程中获得真实的体验。
说教学程序:
第一步:创设情境,整体感知
好的开头是成功的一半,恰当的导入能激发学生的兴趣,为新课教学创造最佳的学习氛围,新课伊始,我从“春天来了,许多植物会开出鲜艳的花,大自然会出现繁花似锦的美丽景色。”将学生们引入春天。紧接着问:“根据你平时的观察,说说植物开花时节,花会发生什么变化?”这一问题一提出,学生们便热烈的讨论起来。由于观察的局限性,学生们只能看到表面的现象,如:含苞待放,蜜蜂采蜜等。这时我适当加以引导、点拔提示花结构会发生什么变化。继尔引导学生读图比较豌豆花和棉花的传粉方式有什么不同,带着问题,让学生自学、自主分析得出,发展学生观察思维能力。
第二步:提出问题,难度适当,引导学生,积极思考
“在课堂教学中,教师的引入是要把教学引向学生的主动学习、或是探究的开始,提问也不再是要求学生直接回答,而是能激发学生自主地提出更多有价值的问题。”因此在接下来的教学中提出了一些难度适当并有一定开放性的问题,如:(1)你认为哪种传粉方
式比较普遍?(2)你认为异花传粉的途径主要有哪些?等。希望通过这些问题能使他们在想象、思维和表达的过程中,切实锻炼分析综合能力,增强他们参与学习的积极性。在这里多媒体帮了大忙,通过录像剪辑让这些对城里的孩子来说比较陌生的知识生动展现。我们知道并不是每一堂科学课都需要多媒体课件,但是这一节内容我认为就适合于多媒体课件来展示丰富多彩的植物界,或者展示我们平时无法见到的自然事物,加深学生的认识。学生的求知欲望非常强,我们班有同学这样问:“梅花开在冬天,这时天气寒冷没有昆虫,它是虫媒花吗?”同学们七嘴八舌讨论开来,“是啊!腊梅花很鲜艳,也很香应该也会吸引昆虫吧!”还好我早早地查阅了这方面的资料要不然对同学们可无法交待。学生们在学习新知识的同时,又能发现新问题,提出新观点,这便是我们最大的收获。孩子们反璞归真,他们渴求知识,他们积极思考,他们举起小手想要知道有关世界的所有“为什么?” 第三步:仔细观察,大胆猜想,积极表达
在这一步同样用多媒体动态展示微观世界的变化,提出问题:传粉后花会发生什么生理变化?通过读图和动画让学生在进一步了解胚珠结构的基础上理解受精的过程。由于被子植物有性生殖知识的准确性和精确性,对于设置开放性题难度较大,只能通过观察让学生去理解和掌握这一知识点。最后小结“花是被子植物的生殖器官。”此话一出。有个男同学迫不及待的举起手来问道:“竹子也会开花,竹子的花是它的生殖器官吗?”这一问倒让我一愣,因为在上课前我真没想到学生会问出这样的问题,于是我把这个问题给了同学们。学生们一下子热烈的讨论起来,有同学说:“老师,竹子开了花就死掉了,肯定不是它的生殖器官。”另有一名学生也说:“我们吃的竹笋是从地下长上来的,花肯定不是它的生殖器官。”聪明的学生忙从自己手头资料上查起来,有同学在“教与学”上找到了答案,便念给大家听。当学生们得到满意的答案时,脸上洋溢着开心的笑。
接下来我提出了许多可以让学生自由发挥和表达的问题,如讨论并交流:(1)果实的结构是怎样的?它各部分是从花的什么部分发育而来的?(2)为什么桃子中只有一粒种子而西瓜有很多种子?(3)根据你的经验想想看萼片掉还是不掉?(4)请你说说人们利用植物的花、果实和种子的情况等。“在中国由于我们的文化比较强调求同和服从权威,不太注重尊重孩子本身的思考和自决的权利。”而新课程的实施旨在改变这种现状,重在放开学生的手脚,放开他们的思想,作为教师就应适当给程度不同的每一个学生创造机会,让所有学生参与进来,去想象、去自由表达属于他们自己独特的情绪、情感,同时获得成功的体验和满足感。
第四步:课外延伸,知识升华、激发兴趣。
让学生了解我国古代科学的发展史,并意识到由于世界人口大量增加,粮食紧缺已成为全球性的大问题。介绍“水稻之父”袁隆平,激发学生兴趣,因为学生对科学的兴趣是学习科学最直接和持久的内部动力。
课后反思:
【关键词】城市;园林绿化;植物多样性
无论是生态系统还是生物群落,只有当其达到多样化之后才具有稳定性,城市绿化中植物的多样性也是如此。多样的生态系统及物种构成使城市的园林绿地具备了较好的稳定性和自我调节能力,而单调的生态系统及物种构成使城市园林自我调节能力变差,一旦遭遇不可抗拒的自然灾害,园林可能失去其应有的形态及功能。
我国植物数量和种类繁多,原产种子植物有3万余种,木本植物大约有192科1300属8000余种,连同亚种、变种、变型、品系等一并估计约有10000余种,其中乔木树种2000余种,灌木树种6000余种,是世界园林植物重要发祥地之一。我国国土跨越寒带、温带和亚热带,南北方气候差异、土壤差异、水文差异非常大,植物的形态、结构、生活习性以及对环境的适应性,决定了植物的多样性。我国南方高温多雨,土壤显红色,呈酸性至强酸性反应,有机质含量低,养分不高;北方地处温带,土壤呈黑色,土壤有机质含量不高,矿质养分较丰富。南方气候温暖、降水丰沛,北方地区年降水量多在400-800mm,降水集中在七八两月,且多暴雨,每年的春季少雨。这些都决定了我国植物种类的多样性,为园林绿化植物多样性提供了有利的条件。
1.我国城市园林绿化多样性存在的问题
随着经济的快速发展,园林绿化受到了广泛的关注。城市园林绿化作为提高市民的生活品质和城市的品味的重要手段,得到政府的广泛重视与支持。但是,不可否认,园林绿化在备受追崇的今天也存在许多的问题:第一,植物种类单一。在西方发达国家,一般城市的园林绿化中使用的植物都在千种以上,以保证园林绿化的植物生态平衡和稳定。而在我国绝大多数城市使用的植物种类只有三四百种。近年来大规模引进的外地绿化植物,主要集中在少数品种,跟风和盲从的现象表现突出。植物种类的单一,造成了我国城市园林绿化千篇一律,缺乏自己的风格和特点。第二,乡土植物比例少。目前,我国的城市园林绿化,过于青睐外来物种,忽视了乡土植物。许多人认为外来的就是好的,见的多了就不新鲜了。外来种的无序引进可能会导致一些不良的后果,排挤本土植物、微生物和小动物,使其生存环境发生变化,不利于丰富生物多样性格局的形成和构建地域特色的绿地景观。第三,植物引种缺乏安全性认识和措施由于各种形式的国际间植物材料交流相当频繁,使城市绿化植物引种成为最有可能造成生物入侵的途径之一。我国目前在植物引种上,不仅在引种安全上意识薄弱,也缺乏科学有效的措施,不利于生物入侵的防范。第四,植物功能单一。园林植物具有观赏、庇荫、防尘、隔音、净化空气和保持水土等诸多功能。但当前园林绿化中普遍重视观赏功能,而忽略其它功能。
2.我国城市园林绿化多样性对策
2.1增加植物种类
现阶段我国大部分的城市园林生态系统结构简单,自我调节能力较差,容易遭受病虫害的袭击,需要使用大量的化肥农药来维持其稳定,成本高,而且容易对环境产生危害。增加植物种类,提高城市园林生态系统的稳定性,是我国园林绿化的唯一出路。我国园林植物资源十分丰富,为城市园林绿化实现植物多样性提供了条件,同时我们还可以引进一些适合种植的优良植物,增加植物种类。需要注意的是,城市绿化植物的选择和引进是一项科技含量高、技术要求高和生态风险大的工作。有些单位和个人为了追求个人的利益,盲目的引进一些所谓“优良”品种,导致本地生态系统被破坏。因此我们应遵循自然生态规律,在进行相应的适应性试验和风险评估之后,才可以引进新品种。同时还要完善物种引进的相关规定,从法律的角度来保护生态系统的稳定和平衡。
2.2注重体现城市特色
城市园林绿化要体现城市特色,首先要加强设计水平。设计师要充分了解生态园林的内在含义,城市绿地系统规划、设计、建设都应当按照生态城市建设的要求,以全新的理念来进行,全面提升园林设计艺术水平和文化内涵等,体现生态与美学的和谐统一,创造出体现地方特色的园林精品。保住地域特色底线选择的园林植物一定要有地域代表性,这样才能有利于营造具有当地特色的园林风貌。本土植物的使用量及其與外来植物的比例是城市园林实现其特性的重要环节。如果一个城市的基调树种是外来树种,那么这个城市的园林风貌很难体现其地域特征;而如果这个城市完全使用乡土植物,又显得缺乏内涵,无法给人惊喜的感觉。城市园林设计要根据本地的气候、土壤、降雨、城市文化氛围、功能等进行物种选择,以乡土植物为主,适当引进外地物种,丰富城市绿化设计。同时,城市园林绿化植物引进除需考虑其自身适应性、功能性外,还需要与所在城市的性质与定位相协调,注意其功能性。如文化型城市在树种选择上主要考虑物种的景观效果,植物要能给人一种友好和容易亲近的感觉。而工矿型城市在物种选择上主要需要考虑对特定污染物的忍耐能力和净化能力等。例如夹竹桃具有很强的抗二氧化硫作用,在发电厂和钢铁厂周围种植,能够清除空气中二氧化硫。法国珊瑚具有抗燃烧的功能,在易燃的房屋和设施周围种植,可以起到防火的作用。城市园林绿化要着力于改善城市自然生态环境,提高市民生活质量和缓解城市热岛效应,创造出多样性的生态系统及物种构成,保证城市园林的稳定性,营造出一个富有地方特色与文化底蕴的现代园林城市景观。
2.3注重乡土植物的应用
注重乡土植物的应用,首先要注重本地野生资源的开发利用。本地区野生资源是长期自然选择的结果,能全面反映所在地带的气候环境,具有最大的适应性和稳定性。开发和利用本地的野生资源可在增加生物多样性的同时减少外来生物入侵的威胁。其次要开展以乡土树种为主线的多品种绿化种植混交林和杂交林等多品种种植,降低病虫害的威胁。植物病虫是植物生态系统中一个伴生的重要组成部分,这种以能量和营养物质形成的各种生物间的联系是一条客观存在、相互依存和互相制约的生物链。物种较多的园林风景区之所以比城市病虫害少,原因就在于封闭区有一个相对稳定的生态系统,在病虫害发生时有较好的自我调节和自我修复能力。选择本地特有、珍贵和有发展前途的植物与区域特色的建筑和景物合理配置,形成鲜明的地方特色,提升绿化效果和品位。最后还要积极开展园林植物资源调查和加快对野生观赏植物的驯化,着力丰富城市园林植物多样性,加强绿化植物的规划和培育,引导苗木生产者和绿地建设者开发应用多样的植物品种,建立种类丰富、批量较大和供应稳定的苗木基地。
我们要遵循生态性、系统性、多样性原则,以生态效应为核心,完善绿化生态功能,丰富植物群落层次、种类,强化地域特点,品种选择,正确认识到城市绿化的首要功能是维持城市自然生态系统,使城市成为生态多样性、物种多样性的定位区,让城市园林绿化在促进城市经济,推动经济发展和社会繁荣方面发挥更加重要的作用。■
【参考文献】
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1 森林植物多样性遭受破坏的原因
1.1 自然原因
自然原因是一个客观的原因, 跟很多森林植物本身具有的生物学特性有一定关系。物种的形成和灭亡, 都是遵循一定自然规律的。在生物进化的过程中, 物种对环境的适应能力的变化不同, 对环境的适应能力不足, 当遇到一些比较严重的自然灾害时很难应对, 有可能导致一些植物物种的灭绝。加上有环境灾害现象的存在, 比如地震、火灾、暴风雪等, 都有可能会对森林植物资源的多样性产生很大影响。
1.2 人为的原因
人类的行为是造成森林植物多样性破坏的一个主要原因, 比如因经济利益而对森林资源的过度采伐甚至是掠夺式开发, 因经济建设而大量使用林地造成林地资源的大量流失, 人类生产活动产生的环境污染等, 都会导致森林资源的多样性遭受严重的破坏。
1.2.1 对森林的过度开发是引起多样性损害的重要原因。
随着经济的不断发展, 人们对森林植物的需求也越来越大, 比如纸张的使用、房屋建设等都需要树木资源, 人们的经济建设需求加大了对植物资源的开发和利用, 从而影响了森林系统的生态性。再如森林中的一些植物是十分珍贵的药材, 如人参、天麻、罗汉果等这些野生的植物随着人们的开采变得越来越少, 如果对人类的行为不加以限制, 将会导致非常严重的后果。
1.2.2 经济建设使用林地导致森林资源的大量流失是森林植物多样性遭受破坏的另一个重要原因。
随着经济社会的发展和人口数量的不断增长, 人类在不断地以牺牲环境为代价来拓展自己的生存空间, 生态环境为经济建设让路的现象普遍存在, 大量的建设项目海量蚕食森林和林地资源, 随着建设项目的进行, 林地上的森林植物遭到无情的清除, 部分森林植物失去了自己赖以生存的自然环境, 森林植物的多样性遭到破坏是显而易见的结果。
1.2.3 人类活动带来的一些环境污染, 也会影响森林植物的多样性。
比如土壤污染会导致植被生长的退化, 使得很多植物根本不能存活, 导致一些森林中植物绝迹。如在一些矿区、垃圾掩埋的地区, 植物是很难生长的。除了土壤的污染, 人类活动排放到大气中的一些有毒的气体, 造成的空气污染也会对森林植被的生长和繁衍带来很大的影响。比如一些有毒的气体可以直接进入到植物体内, 或者在空气中形成酸雨、引发温室效应等, 对植物的生长带来很大影响, 损害植物的多样性。
1.2.4 人类活动导致的森林片段化现象对森林植物的多样性也有很大影响。
在片断化森林中, 植物的多样性受到很多方面因素的影响, 主要有森林内部和外部2个方面。对于森林内部而言, 影响片断森林中植物多样性的因素主要有片断森林的面积、形成片断森林的时间。而影响植物多样性的外部因素则主要是片断森林所在的景观格局, 比如森林的隔离程度、森林周围的生态系统等。片断森林之间具有边缘效应、瞬时取样效应等多种效应的影响, 对片断森林中植物的多样性有较大的影响。
此外, 当前对于森林植物资源的多样性进行保护的相关制度和法律法规也不够完善, 不能发挥很好的保护效果。另外, 随着经济发展, 各种城镇化建设、旅游等活动的拓展, 对森林资源的多样性也构成了很大的威胁。
2 如何加强森林植物资源多样性的保护
2.1 完善相关的法律法规
当前我国对森林资源的保护, 设立自然保护区是一个方面, 但是自然保护区的保护仍然需要一定的法律法规作为支撑。在当前的背景下, 急需解决的一个问题就是制定一部相关的法律法规, 如《自然保护区法》, 利用法律的强制手段对森林植物资源进行保护、管理、开发、利用等, 对原有的法律法规中的一些条款, 需要根据时代的特征进行调整和修改, 比如森林资源开发的审批制度、森林资源管理制度等, 在对原有法规进行完善的基础上, 加入分类性保护和管理制度、投入保障制度等相应的管理制度, 借鉴一些先进的经验进行森林资源多样性的保护。
2.2 加强对人类活动的限制
人类活动对森林资源的多样性带来了很严重的破坏, 因此在日常工作中, 应该要加强对人类活动的控制, 比如限制人类对森林植物的过度开发利用、控制各类建设项目使用林地资源的范围和规模、管控各种生产活动的废弃污染物的排放等, 不断提高森林植物资源生存的各种自然环境的质量, 保护植物多样性。此外还需要不断加强环保
教育。国民的素质高低对植物生存的生态环境以及植物多样性有十分重要的影响, 就植物多样性而言, 是一个可持续发展的问题, 因此需要加强对人们的环保教育, 利用各种方式开展文化教育、法律宣传等, 加强人力对森林植物资源保护的意识, 减少对森林植物资源的破坏和过度的开采利用, 以保护生物多样性。
2.3 加强合作
对于森林植物多样性的保护, 不是一个人或者一个国家的事情, 而是全球化的, 因此要在世界范围内建立一种植物多样性保护的意识。联合国有关组织、世界科学界等都应该意识到森林资源保护的重要性, 团结各国进行森林资源多样性的保护。各国都应该积极响应号召, 针对本国的具体情况采取相应的措施进行森林资源多样性的保护。
2.4 在保护的前提下对植物资源进行利用
森林植物资源的多样性保护中, 适当的开采有助于植物的生长。但是在对植物进行开采的过程中, 应该以植物多样性的保护为基本前提, 在保护中进行合理的开发利用, 促进森林资源多样性的发展。比如在森林旅游开发中, 可以设定保护区, 防止游人进入践踏植物。这就是将植物的多样性保护和经济效益进行有效结合的方式。另外, 也可以积极地鼓励其他部门, 如农业、林业、渔业等进行合作, 制定森林资源多样性保护的方案, 促进各种方案的落实, 保护森林植物资源的多样性。
3 结语
森林植物资源的多样性对于生态系统的平衡有十分重要的意义, 随着经济的不断发展, 人们的经济需求逐渐提高, 对森林资源的开采日益严重, 加上一些自然原因导致森林植物的多样性受到很大损害。为此要加强对人类活动的控制, 加强国民的环保意识, 以植物保护为前提进行植物的开发利用等, 不断保护森林资源的多样性。
参考文献
[1] 王丰年.论生物多样性减少的原因[J].清华大学学报, 2004 (03)
1 我国光纤光缆发展的现状
1.1 普通光纤
普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展, 光中继距离和单一波长信道容量增大, G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化, 表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。
1.2 核心网光缆
我国已在干线 (包括国家干线、省内干线和区内干线) 上全面采用光缆, 其中多模光纤已被淘汰, 全部采用单模光纤, 包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过, 但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量, 它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤, 不采用光纤带。干线光缆主要用于室外, 在这些光缆中, 曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构, 目前已停止使用。
1.3 接入网光缆
接入网中的光缆距离短, 分支多, 分插频繁, 为了增加网的容量, 通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中, 由于管道内径有限, 在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量, 是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用, 目前在我国已有少量的使用。
2 光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言, 超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标, 而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
2.1 超大容量、超长距离传输技术
波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量, 在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛, 目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用, 同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用 (OTDM) 技术, 与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同, OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量, 其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。
仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限, 可以把多个OTDM信号进行波分复用, 从而大幅提高传输容量。偏振复
(上接227页) 4讷谟尔河湿地植物群落多样性保护对策
该区气候变化无常, 干旱与洪灾交替发生, 湿地生态环境极为脆弱, 该区绝大多数湖泡积水较浅, 受气候影响较大, 干旱年份湖水消失, 湿地变干。因此, 合理利用洪水资源, 对于湖泊湿地及湿地生物多样性的保护具有重要意义。
近年来, 国外学者提出了一种基于生态区的生物多样性保护理论 (Ecoregion-Based Conservation) , 对于生物多样性的保护具有重要意义, 从长远的生物多样性保护的角度来看, 划分生态区也可帮助我们有效地选择保护植物群落多样性的最佳地域。因此, 目前松用 (PDM) 技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零 (RZ) 编码信号在超高速通信系统中占空较小, 降低了对色散管理分布的要求, 且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散 (PMD) 的适应能力较强, 因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。
2.2 光孤子通信
光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲, 由于它在光纤的反常色散区, 群速度色散和非线性效应相互平衡, 因而经过光纤长距离传输后, 波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信, 在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。
2.3 全光网络
未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段, 也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化, 但在网络结点处仍采用电器件, 限制了目前通信网干线总容量的进一步提高, 因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。
全光网络以光节点代替电节点, 节点之间也是全光化, 信息始终以光的形式进行传输与交换, 交换机对用户信息的处理不再按比特进行, 而是根据其波长来决定路由。
目前, 全光网络的发展仍处于初期阶段, 但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看, 形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层, 建立纯粹的全光网络, 消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势, 更是未来信息网络的核心, 也是通信技术发展的最高级别, 更是理想级别。
结束语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台, 在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”, 但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看, 光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。
参考文献
[1]辛化梅, 李忠.论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报 (自然科学版) , 2003, (4) .
[2]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学, 2006, (8) .
嫩平原湖泊湿地分区虽有保护区的存在, 也应对全区进行生态区划分, 这是进行生物多样性保护的最有效措施之一。生态区的划分可以使人类用最少的人力和财力, 最的环境空间来保护尽可能多的植物群落, 有利于解决人类利用湿地资源与保护湿地生态环境之间的矛盾。
该区多种多样的植物受湖水的深度, 水质和水流动性等影响, 形成了适应于水生态环境的各种生态类别, 如挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物等。各种生态类别的植物, 组成了挺水植物群落、浮叶植物群落、沉水植物群落和漂浮植物学群落, 形成了植物群落的多样性。
3.2.1 挺水植物群落
芦苇群落。芦苇群落广泛分布于淡水和微咸湖泡的常年或季节性积水地段, 在盐碱湖边也有分布。由于水分状况不同, 芦苇长势和植物组成有差异。以向海的碱地泡湖边的芦苇群落为例。该群落分草、金鱼藻、狐尾藻等。马来眼子菜是鱼的天然饵料。
小茨藻群落。该群落分布于湖水清而静, 水深>1m的半咸水湖中, 以向海湿地的碱地泡子心底部发育典型。小茨藻 (Najas minor) 的植物体细弱, 多分枝叶线状与龙须眼子相似, 但叶缘有小棘状刺, 常呈丛状生长。在碱地泡子湖的水底, 为单优势种纯群落, 盖度100%, 伴生植物数少, 偶有穗状狐尾藻。
3.2.4 漂浮植物群落
有浮萍群落和紫薄群落, 分布于风平浪静的湖湾水面或静水的小洼地、芦苇群落, 植株常呈小群散生、随水飘动。 (下转82页)
摘要:讷谟尔河湿地有高等植物148, 隶属于38科77属;有16种植物群落, 分属于挺水植物群落、浮叶植物群落、沉水植物群落、漂浮植物群落四大类;湿地植物群落多样性现状, 提出了生物多样性保护对策;提出了相关的湖泊湿地植物群落多样性保护对策。
学校内有一座现代化的植物园、一个喷泉池、还有4个不同的植物景观园、2000多平方米的草坪和1多处绿化带, 并有一位专业的种植课程教师指导, 学生们的种植兴趣非常高。学校自2005年起开设了特色校本课程《科学种植》, 作为初中必修课程, 课程以实践为主, 利用学校植物园, 进行各种各样植物的种植活动。学生还可以在《科学种植》活动后, 在全校性的家长观摩活动中, 告诉父母和朋友们他们在这里所学到的知识和技能, 并把自己在学校中种植的各种植物带回家, 绿化和美化自己身边的环境。基于这些基础, 学校希望开展一些学生探索校园植物多样性的综合实践活动, 使学生能花些时间和精力进行调查实践, 并通过此活动形成一定成果, 让广大同学了解天天生活和学习的校园植物环境, 并学会如何以一种健康、和谐的方式相处, 培养学生们“亲近自然、热爱自然、利用自然、创造自然”的意识, 并锻炼学生的创新、实践能力。
为此, 在2012耀2013学年度, 我们选定了石家庄外国语学校所在的暖温带大陆性季风气候下, 校园常见植物的形态、生长和分布情况及常见植物的种植方法活动专题。在这个实践活动中, 每个班级都要运用一定方式, 如无土栽培实验、标本制作、植物图鉴制作等, 来展现暖温带大陆季风气候下的我校植物生态、分布和种植方法。通过这个实践活动, 在本学年结束时, 初一年级和高二年级的学生共同配合制作完成了《石家庄外国语学校植物图鉴》一书, 书中对校园里分布的103种300多个品种的花卉、树木、野草等进行了详细的介绍, 包括提供每种植物的学名、英文名、原产地、习性、形态、繁殖要点等, 成为我校学生及植物爱好者喜爱的工具书。在活动中我们按照学校的“四环节”教学模式 (项目设置、完成项目、交流展示、评价激励) 展开活动, 效果比预想的要好, 并且在此过程中我们还获得了很多扩展延伸机会, 如每年都可以使用和更新校园植物图鉴, 或者向其它类的实践活动延伸。
以下是我们活动的纪实。
一、项目设置
学生们受《科学种植》课程和校园丰富多彩的花卉植物影响, 对于植物的识别和种植方法有着非常浓厚的兴趣, 一直想对校园内的植物进行一次全面的识别和统计。同时受学生非常喜欢的智力游戏《植物大战僵尸》中僵尸图鉴和植物图鉴启发, 开展有目的、有计划地对我们校园内的植物进行识别和统计活动:包括确定植物在学校的生长位置、学名、科属、英文名、原产地、彩图、种植方法等。
二、完成项目
学生对校园植物环境进行了全面观察, 并制作了学校平面图, 把调查统计的植物在学校平面图上进行定位登记, 针对植物情况采访园林工人和后勤校长等。
在学生开展实践活动之前, 指导教师首先设计了一个小培训和测试, 以弄清学生对植物的了解程度、主要植物术语的掌握情况。学生要给本土植物 (乡土植物) 、外来植物 (引种植物) 、乔木、灌木、一年生草本、多年生草本、繁殖方法 (播种繁殖、扦插繁殖、分株繁殖) 等下好定义。我们还要求学生讨论本土植物的好处并尽可能多地列举出它们的名称。
在校园植物实践活动调查过程中, 学生们分享所知, 在实践日志上做记录, 并初步考虑想重点研究哪种植物。我们一起讨论灌木、开花植物、野花和树木, 对那些校园没有刻意种植, 但自己生长起来的乡土性自生植物和我们有目的种植的植物进行区分。有一些植物我们也不太熟悉, 因此在实践活动中还会向园林工作者、后勤校长、保安人员寻求帮助。
在校园实践活动结束后, 学生们还利用其它时间继续进行讨论, 通过手机照片或者网络QQ等工具, 分享他们知道或者识别出来的植物信息。他们还会谈到和植物有关的各种趣事、故事或者相关的回忆。例如很多学生都能认出桑树, 因为它的果实桑葚是他们小时候最爱吃的果实, 桑树的叶子也是他们喂养蚕宝宝必要的食料。一位同学还讲了种植落地生根植物的故事, 因为那是他从家里移植到校园植物园的, 夏天它的叶子上会长出很多落地生根的小苗, 轻轻一晃就会掉落一地, 然后就会神奇地长出很多的新植株, 这使很多同学感到非常有趣。一些同学喜欢分享他们在植物园中种植那些迷迭香植物的经历。迷迭香植物有着毛绒绒的叶子, 用手一碰就会发出迷人的香气, 还是做西餐的常用材料, 它可以采用扦插的方法种植成活, 是放在书桌上陪着同学们学习不错的植物。有的时候学生们还把自己在种植实践中种植成活的迷迭香草送给好朋友们, 是非常棒的馈赠礼物。
参观校园植物活动之后, 学生们开始选定他们要重点研究的植物。学生们可以根据漂亮、熟悉程度、有趣性或者个人喜好等来选定要研究的植物。不同的学生会选择同一种植物, 例如, 我们校园水池中有3株莲花, 就被不同的学生选为研究对象, 他们可以通过竞争和共享得到更多的知识。我们还在课堂上对学生学习过的有关植物的生物、地理知识进行复习, 如叶序、叶的形状、茎的形态、根的形态和地理分布等, 并制作出叶、茎、根形态的示例图表, 方便进行对照, 我们还向学生示范如何采集标本。学生们以6个人为一小组, 根据对示例图表的对照来确保自己能够辨认出植物和叶、茎、根形态的差异。通过这些练习, 推动学生调查探究的开展, 有助于让学生知道在观察植物形态时需要记录哪些内容。
学生的最重要的任务是画出植物草图和制作标本, 并记录下观察结果。在这个过程中老师要检查、确认学生采集植物时不会受到毒害, 并讲解一些植物有关的谚语, 如“又大又红的蘑菇不能吃, 因为是毒蘑菇”等来帮助学生们识别有毒植物, 并且懂得用一定的保护方法采集带刺的蔷薇、红叶小蘖等植物。
学生在实践活动的采集中还配有工具包, 装有铅笔、彩笔、手持放大镜、小剪刀、尺子、指南针、胶带、小铲子、塑料收集袋、纸。在教师的允许下对植物进行采集和制作标本, 测量植物, 记录他们的发现。也可在教师的允许下挖取数量比较多、植株比较小的整株植物, 观察它们的根系。一些学生负责记录下他们所研究的植物在校园中的位置, 并在学校平面图上标出植物的位置坐标。调查采集活动后, 还要将采集的标本尽可能快地放入标本夹中, 使其尽快干燥并防止霉烂。
三、交流展示
学生调查、采集活动结束后, 小组间交流和展示自己采集、制作、统计的植物资料, 并开展讨论决定哪些植物词条可以纳入学校植物图鉴中, 并能了解所调查的植物在石家庄暖温带大陆性季风气候环境中生长情况, 参考专业的有关本区域的植物图鉴了解更多的信息, 然后制定自己的一套植物图鉴词条选择标准。在课堂讨论中, 学生们列举出:学名、别称、原产地、生长条件、种植要求、繁殖方法、植物照片和插图等, 作为植物图鉴的主要词条。最后, 每人提交一份包括植物照片、插图和相关信息在内、篇幅为一张A4纸的植物图鉴词条。
通过对植物的调查研究、小组讨论和班级讨论, 学生们理解了校园中的这些植物为什么能适应石家庄的暖温带大陆季风气候环境。他们发现生长最好的植物大部分都是本土物种或者是适应本地环境的引种植物。我们还讨论了石家庄的滹沱河冲积平原的土壤类型和每年的降水量对植物的影响。学生们还发现校园里没有热带水果植物、大型仙人柱、苔藓。学生们还讨论哪些植物上可以发现天牛或者蚜虫, 蚯蚓最喜欢呆在哪种植物环境里, 哪些环境能找到蝴蝶。
一些学生因为统计不全, 他们调查的植物没有被收录在图鉴词条中, 我们会及时通知他们需要完善自己调查的植物情况, 并通过网络或者请教专业人员, 不断完善。学生们还认为像野生牵牛花可以保留, 因为它的花确实很漂亮, 只要数量在控制以内, 不会对它攀援的植物形成太大危害。
四、评价激励
在评价激励中, 除了对学生进行评价, 还要对植物进行更深入地研究。为了对学生们提交的图鉴词条进行科学的量化评比, 我们制作了一个评价量化表 (基于学生们讨论的标准) , 包括实践调查的事实、图片、标本部分、补充信息, 以及清晰和整洁制作等内容的评价。根据量化表进行学生的互评和自评。学生统计的植物词条也可以从图书馆资料、植物书籍或者在网络上寻找资源作为参考补充。这个阶段, 还可以由一位老师带领学生给统计定位的植物进行拍照。照相水平高的家长志愿者也可以在这个阶段发挥作用, 同时还可以把拍照作为一次班级浏览活动。另外一种选择是在学生刚开始选定登记植物的时候就进行拍照。
成果阶段学生将收集到的信息进行整合, 制作标本图、插图并着手准备最终的植物词条。需要准备的材料:白纸、胶带、植物照片、压好的标本、胶水和画笔、剪刀、档案盒。我们使用了质量比较好、彩色的纸张来制作图鉴标本和词条记录, 为保证制作精美, 学生们要先在标本纸张上打草稿, 看看需要多少空间。在把最终标本粘上之前, 可以让同学来帮助设计排版。标本要在各种版面设计都完成后才能粘上去。然后, 标本收纳到图鉴词条档案盒子中, 或者在教室专设的标本墙进行展示。编辑能力强的高中同学负责把图鉴整理成电子稿, 在计算机上输入, 并注意排版的美观, 尽量达到书籍的标准。把有代表性的植物图片进行选择, 录入统计确认过的植物名、别名、生物学特征、繁殖方法、实物照片、在平面图上的位置等。整理成电子版书籍后, 通过学校办公室或者家长的资金支持, 把植物图鉴打印成小样, 经进一步修订后印刷出版, 整个植物图鉴制作活动就完成了。
我们使用评价量化表让学生进行自评和互评。学生在调查活动后对制作、整理的植物图鉴词条进行自评, 再进行互评和教师评价, 并最终定稿词条。学生们在制作过程中, 通过相互交流知识, 有助于加深对一些概念和定义的理解, 也有利于老师评价他们的学习程度。学生还可以做小导游, 在家长观摩课和展示活动中给家长们和朋友们做介绍。学生可以重点对自己在植物园种植的植物和重点调查的植物给家长做更为详细的介绍。在观摩、展示活动中, 学生们会为家长、老师和其他班级的学生做“真正的小导游”, 这种导游活动也可以检验学生是否真正掌握学来的知识, 并能正确的表达它们。
我们在实践活动中也遇到几类挑战:一是如何保持学生较长时间参与植物观察与材料收集、整理、分析的兴趣;二是植物的辨认问题;三是植物图鉴打印成书问题。有一些植物我们认识, 但找不到任何与之相关的信息, 还有一些植物我们无法辨认, 解决这个问题的办法是列出一个植物清单, 请一些专家协助辨认并做好记录。我们在参展和观摩活动中, 可以将植物图鉴复印几份使学生用来做导游讲解材料, 并带回家。但是我们发现黑白复印不能很好地展现出植物图鉴的彩色图片和植物照片。所以下一学期我们计划开展一个种植植物拍卖活动, 利用学生在种植实践中种植成活的有趣植物进行拍卖, 也可用学生喝过的矿泉水瓶、饮料瓶进行物品交换, 学生们可以用20个塑料瓶换一盆绿色植物, 然后将塑料瓶送到回收站换取奖金, 用以筹集彩色打印《植物图鉴》一书的经费, 同时提高学生的环保意识。另一个问题是如何保持学生较长时间的参与植物图鉴的制作和调查的兴趣, 因为在活动过程中, 总会有些学生会因为这样那样的原因渐渐丧失兴趣, 所以要在活动过程中穿插一些有趣的活动:如品尝桑葚果实, 制作植物书签等活动, 并做必要的思想工作, 如介绍科学家全心全意、耐心投入实验获得成功的故事等。
五、拓展反思
在植物图鉴制作实践活动过程中, 我们还产生一个想法, 如果学校没有绿地, 又该如何把制作图鉴与学校课程结合呢?虽然这对于我们来说不构成问题, 但我们可以提一些解决的想法:
1.将附近的公园作为研究场所。
2.让学生带一些家庭种植的花卉植物作为研究对象。
3. 研究在本地区具有很长种植历史的植物品种, 可以在本地农田、植物园、季节性花展中寻找素材。
4.对附近的菜市场进行调查研究, 参观并采集标本, 调查我们食用的蔬菜种类, 开展绿色食品的调查等。
1 内生真菌的分布特点
内生真菌的种类极其广泛,在各大门类的真菌中都有分布。其中,子囊菌是最主要的内生真菌类群,其次是担子菌和接合菌。几乎所有的植物都能检测到内生真菌的存在,甚至在海藻和苔藓中都发现了内生真菌。研究表明,内生真菌能在所有的植物组织中生长,如种子、花、茎、叶、叶鞘和根,并在组织细胞间蔓延。菌丝含量最多的是叶鞘和种子,而叶片和根中含量则相对较少[1]。
不同植物体中存在的内生真菌的种类、数量与植物种类、生长环境、生长阶段、营养供给等因素密切相关。一般来讲,在热带、亚热带地区的植物,比生长在较干燥、寒冷环境下的植物内生真菌的数量和种类多;生长速度快的植物比生长速度慢的植物中内生真菌数量多;生长时间长的植株比生长时间短的植株中内生真菌数量多。在热带雨林环境条件下,植物种类丰富,生长条件适宜,植物生长迅速,上述特点表现的更为明显。因此,内生真菌在热带地区最为丰富,这一地区树木的内生真菌种类占据了内生真菌多样性的相当大的比重。通常,在一种植物中能发现几种到上百种内生真菌种类,其中至少4~5种具有寄主专化性。Arnold等在巴拿马中部的热带雨林中的2种植物健康叶片中分离到大约418个形态种,其中大部分是比较稀有的种类,从而提出了热带内生菌具有高度多样性和特殊的遗传性[2]。
2 内生真菌的传播与进化
不同种类植物中内生真菌的传播方式有很大不同。在草本植物中,尤其是牧草,内生真菌通常是垂直传播的,也就是通过种子传递到下一代,定殖的植物通常只含有1种主要的内生真菌类型,这些垂直传播的内生真菌常常具有相当重要的生理功能,如产生有毒物质,为植物提供各种抗逆性。而在一些热带木本植物中,内生真菌则是水平传播的,Arnold通过对热带植物可可树的研究认为,内生真菌在它们中间的传播是水平进行的[3]。水平传播方式是受外部竞争以及寄主体内化学物质调节的,这也提示人们内生真菌与植物的共生方式具有了更广泛的多样性。
一般来讲,植物病原真菌并不纳入内生真菌的范畴。分子系统发育研究表明,内生真菌是由病原菌发展进化而来的,在植物病原真菌与寄主植物长期的协同进化过程中,内生真菌的变异可能来自于拮抗平衡或者基因突变。Freeman发现一种能导致葫芦科植物炭疽病的病原菌Colletotrichum magna,这种菌的野生型基因组的某个位点发生突变就会变成非致病性的内生菌。这种突变株能在寄主植物中进行系统性的扩展而不会导致症状的出现,但是仍旧能保持野生型在体外的萌发、孢子附着、形成芽管、侵染以及寄主特异性等一系列特点[4]。因此,寄主识别和内生真菌定殖的机理可能与植物病原真菌极为相似。
3 内生真菌的来源
自然界中的植物种类大概有50万种,其中高等植物有20余万种,这就决定了在研究工作中必须要有目的地选择分离寄主,主要可以从以下几方面进行考虑:(1)生长在特殊环境下的植物,比如能在严酷的环境下生存的植物,这种环境下可能具有特殊的生物学特性及代谢产物;(2)有地方特色的植物,如在一些少数民族地区被当地人沿袭使用的一些有特殊功效的植物;(3)在生物多样性丰富地区的植物,那里可能蕴含着比其他地方更具多样性的内生真菌。
来自于特殊环境的植物是发掘具有独特内生真菌和分泌独特化合物的最有前景的来源,因为它们具有很多不寻常的生物学特性。例如,有一种来自于委内瑞拉西南部的溪流地带的水生植物Rhyncholacis penicillata,这种植物要经受湍急河水的冲刷、石块的撞击等一系列严酷的水生环境的考验,这些外部的各种破坏作用给一般的植物病原菌,尤其是卵菌提供了可供侵染的条件。但事实上,这种植物仍旧能够保持健康状态,可能就是由于体内含有特殊的内生菌产生的物质从而保护植物免受侵染。结果,从Rhyncholacis penicillata中发现了一种潜在的能产生抗真菌活性物质的菌株Serratia marcescens,这株菌可以产生一种新的抗卵菌的化合物Oocydin A,S.marcescens分泌的这种化合物可能是与它的高等植物寄主抗病性相关的,这个研究结果对于防治农业上的卵菌类植物病害提供了一个新的思路。这是应用环境生物学线索来选择植物,进行相关内真生菌研究的一个成功的例子[5]。
有一些具有古老历史传统的民族,会使用一些特殊植物提取的物质来作为药物。例如,在澳洲北部,土著人收获一种叫做蛇藤的植物后,经过压榨和其他手段处理后从中分离的物质具有治疗伤口愈合和防止感染的作用。后经研究发现这是因为这种植物中含有一种新的内生菌Streptomyces sp.strain NRRL 30562,它可以产生一种叫做Munumbicins的抗菌肽[6]。这就使研究者们受到了一些启发:就是从具有民族地域特色的植物中提取化合物,但是从保护物种资源的角度来讲,人们更多地是考虑从植物中的内生菌提取化合物。
热带和亚热带的雨林地区是地球上陆地生态系统中最具多样性的地区,这些只占陆地表面1.44%的地区拥有60%的生物种类。这一地区种类丰富的植物中可能也含有具有特殊功能的微生物种类。生物多样性也包括化学多样性,因为在进化竞争过程中,植物需要不断的产生各种化学物质应对生存的需要。热带雨林地区就是一个典型的环境类型。生物之间激烈地竞争有限的资源,巨大的选择压力使得雨林地区植物可能产生新的分子结构和生物活性的化合物。Bills做过一项统计数据,来比较从热带和温带地区植物中分离出的内生菌的自然产物的生物活性,统计结果表明:热带地区的植物不仅比温带地区的植物分泌更多种类的代谢产物,而且热带植物内生真菌产生的活性代谢产物要多于来自于土壤中的真菌,这一结论证明了寄主植物在影响内生真菌产生一般的代谢产物中的重要作用。另外,在分析植物材料时会发现各种真菌和细菌,有些真菌是寄主植物特有的,而细菌则不然,目前还没有证据表明内生细菌具有寄主专化性[7]。
4 内生真菌与寄主植物的共生互作
内生真菌生活于植物的各种组织和器官中,吸收利用寄主植物中的营养成分,进行生长繁殖,但是它们并不对寄主造成伤害。与此同时,在寄主体内生长的过程中,内生真菌通过各种方式为寄主植物的生存提供有利的庇护,如增强抗旱能力、减少动物的侵害、增强寄主植物对病原菌的抗病性、提高对重金属的耐受性等,从而保护和促进植物的生长。有化石证据表明:植物与内生真菌和根围菌的相互关系的建立至少有4亿年的历史,似乎这种关系的建立在植物出现伊始就已经存在了,因此,长期以来,内生真菌对推动陆生植物的进化发挥着重要的作用[8]。
草本植物中的内生真菌会产生有毒的植物碱类物质,从而阻止食草动物的取食[9]。Webber发现内生真菌Phomopsis oblonga能保护榆树免受甲虫的侵害,这可能是由于内生真菌产生有毒的化合物对甲虫产生作用。后来经Claydon研究证实了这种有毒次生代谢产物的存在[10,11]。Kanda报道了以不含内生真菌的植物黑麦草和高羊茅为食的毛虫进行的实验,如果用Acremonium感染植物,那么这种毛虫的幼虫就会饥饿死亡,如果不含有Acremonium就会被毛虫严重危害[12]。另外,又有研究者研究证实了某些牧草中的内生真菌可以分泌抗线虫物质[13]。
内生真菌对寄主植物生态适应性的提高,体现在提高植物对环境的耐受性,如抗旱性。含有内生真菌的禾草可以提高抗旱能力,Read通过系列试验证实,内生真菌感染后的高羊茅产草量明显高于未受感染高羊茅产量,尤其是在夏季干旱高温时期,未受感染的高羊茅产量减少54%,而受感染的仅减少4%,后者表现出在干旱条件下更强的存活能力[14]。
在木本植物中,内生真菌也扮演着独特的防御者角色,最常见的功能是抵御病害的入侵。此外内生真菌还与菌根真菌一起,形成一个系统完整的向外延伸的与植物的共生群落。Findlay从黑云杉中分离到一株内生真菌Conopleae legantala,其液体发酵产物中分离的2个新的苯并吡咯类活性成分对由丝核菌和镰刀菌引起的植物病害有极高防效[15]。Kavroulakis从番茄根部分离的一株内生镰刀菌Fs-K,能抑制由致病性镰刀菌FORL引发的根部病害,同时又可以激发诱导番茄的系统抗病性,抵御番茄叶部病害Septoria lycopersici[16]。此外,有些内生真菌可以产生IAA和其他生长因子,或者促进植物营养物质的吸收,例如N、P等[17]。
内生真菌与寄主植物的共生体系,除了人们常见和偏重研究的对植物的偏利共生方面,也有二者不可分割的互惠共生的实例。例如Curvularia protuberata是定殖在Dichanthelium lanuginosum中的一种内生真菌,当二者分离,非共生生长时,都不能在高于40℃的条件下生存,而二者共生生长时则可以耐受65℃的高温[18]。
5 存在的问题与前景展望
实际上人们现在对内生真菌数量的估计数是相对保守的。就目前的研究来看,实际分离出来的内生真菌只是其中一小部分,分离的数量受许多方面的因素影响,如采样的地点、宿主部位、季节、甚至是分离培养时切割样品的大小都影响分离的数量和种类,90%~99%的真菌没有办法用常规的方法培养出来[19]。
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