植物學(xué)

人參藥材中人參皂苷與生態(tài)因子的相關(guān)性及人參生態(tài)區(qū)劃

賈光林，黃林芳，索風(fēng)梅，等

摘要：目的：人參素有百草之王的美譽(yù)，已有幾千年的藥用歷史，在國(guó)內(nèi)外中藥領(lǐng)域占有極其重要的地位。目前對(duì)人參生理、生化、分子、藥理及臨床等方面的研究已相對(duì)深入，而人參品質(zhì)與生態(tài)因子的相關(guān)性研究多停留在單因素水平，鑒于環(huán)境的復(fù)雜性以及生態(tài)因子間的多重相關(guān)性，單因素水平的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很難客觀地反映問題的實(shí)質(zhì)。該研究旨在探討人參皂苷與生態(tài)因子之間的相關(guān)性，為栽培優(yōu)質(zhì)人參提供相應(yīng)的理論指導(dǎo)。方法：根據(jù)對(duì)角交叉法采集來(lái)自遼寧、吉林和黑龍江省的 16個(gè)人參種植基地的5年生人參樣品，人參皂苷（Rg1、Re和Rb1）的測(cè)定采用超高效液相（UPLC）色譜法測(cè)定。各生態(tài)因子通過(guò)“中藥材產(chǎn)地適宜性分析地理信息系統(tǒng)”（TCMGIS）平臺(tái)獲取。生態(tài)因子的權(quán)重采用主成分分析（PCA）法確定。人參生態(tài)適宜性分析首先是根據(jù)人參生態(tài)適宜性分析基點(diǎn)的生態(tài)數(shù)據(jù)值，將每層生態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，并進(jìn)行相似系數(shù)計(jì)算，根據(jù)上述確定的權(quán)重值計(jì)算多指標(biāo)空間距離，并對(duì)產(chǎn)生的距離數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類，形成不同生態(tài)相似度的空間區(qū)域，然后與行政區(qū)劃數(shù)據(jù)相交運(yùn)算，輸出人參適宜分布區(qū)域。結(jié)果：因子分析結(jié)果表明，第一因子為熱量因子，第二因子為水分因子，第三因子為地理因子，第四因子為光照因子。熱量因子貢獻(xiàn)率為 60.7%，其他因子貢獻(xiàn)率分別為12.96%、10.40%和7.33%，上述4個(gè)公因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到91.39%，大于85.00%。結(jié)論：熱量因子對(duì)人參的分布影響最為顯著，多個(gè)溫度因子與人參皂苷含量呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明熱量因子對(duì)人參皂苷活性成分的累積起主要作用，水分因子、地理因子和光照因子的影響較弱，與人參皂苷含量呈弱相關(guān)關(guān)系。以因子得分最高的吉林和遼寧人參基地為基點(diǎn)區(qū)域，分別對(duì)3種人參皂苷進(jìn)行單成分生態(tài)適宜性區(qū)劃以及綜合區(qū)劃，得知3種人參皂苷成分積累的最佳區(qū)域主要分布在黑龍江和遼寧東南部、吉林南部等長(zhǎng)白山南麓區(qū)域，該區(qū)域靠近日本海，更適宜人參對(duì)陰涼濕潤(rùn)的要求。

來(lái)源出版物：植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2012, 36(4): 302-312

入選年份：2016

山西靈空山小蛇溝林下草本層植物群落梯度分析及環(huán)境解釋

余敏，孫建新，周志勇，等

摘要：目的：退耕還林工程和森林管理的許多措施都是從喬木選育、栽種技術(shù)和林冠結(jié)構(gòu)的改造等森林的冠上層方面進(jìn)行的，通常忽略了對(duì)林下層植物群落的保護(hù)。該文旨在探討林分尺度上，草本層植物分布的決定因子以及地形對(duì)草本物種空間分布的作用。方法：通過(guò)對(duì)山西靈空山小蛇溝集水區(qū)的26個(gè)樣方進(jìn)行林下草本層植物的發(fā)生和分布進(jìn)行調(diào)查，采用雙向指示種分析（TWINSPAN）對(duì)群落類型進(jìn)行了劃分，并應(yīng)用典范對(duì)應(yīng)分析（CCA）探討草本層物種分布和多度隨環(huán)境梯度的變化規(guī)律。運(yùn)用前向選擇和蒙特卡羅置換檢驗(yàn)篩選出對(duì)草本層物種分布影響顯著的環(huán)境因子。最后，采用偏典范對(duì)應(yīng)分析（P-CCA）對(duì)影響物種格局變化的生境因子與生物因子進(jìn)行變量分離。結(jié)果：根據(jù)上層喬木樹種的不同，可將所調(diào)查的26個(gè)樣方劃分為6種群落類型，體現(xiàn)了該地區(qū)地帶性植被類型為暖溫帶森林的特點(diǎn)。CCA排序的結(jié)果揭示了草本層植物群落結(jié)構(gòu)與所選取的環(huán)境變量之間的關(guān)系。CCA排序的結(jié)果與TWINSPAN對(duì)群落類型的劃分結(jié)果相吻合。CCA排序軸第一軸突出反映了林分類型與土壤養(yǎng)分梯度，第二排序軸與坡度、坡位顯著相關(guān)。前向選擇和蒙特卡羅檢驗(yàn)結(jié)果表明，林分類型、土壤養(yǎng)分和坡度是影響林下草本植物分布的最主要的環(huán)境因子。P-CCA分析結(jié)果表明，生境因子與生物因子共解釋了物種格局變化的42.9%，其中生境因子占31.8%，生物因子占7.9%，生境因子與生物因子交互作用解釋部分占3.2%。利用P-CCA進(jìn)行變量分離的結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了生境因子對(duì)林下草本植物分布的重要性。然而，對(duì)于一半以上未能解釋的變異部分，可能歸咎于未被選取的因子，如人類活動(dòng)或隨機(jī)過(guò)程。結(jié)論：地形和上層喬木樹種對(duì)于草本層物種的存在和分布起著至關(guān)重要的作用。喬木樹種決定了林下草本群落的組成，而地形在一定程度上影響林下草本群落的分布。在海拔梯度較小的山區(qū)，坡向等小地形因子能較好地指示局部生境的氣候條件，對(duì)林下植物的分布有較好的解釋力。

來(lái)源出版物：植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 37(5): 373-383

入選年份：2016

葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀及其生態(tài)學(xué)意義

李樂，曾輝，郭大立

摘要：葉脈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是葉脈系統(tǒng)在葉片里的分布和排列樣式。早期葉脈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究主要集中在其分類學(xué)意義上。近年來(lái)葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀及其在植物水分利用上的意義已成為植物生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)，但中國(guó)的相關(guān)研究較少。該研究對(duì)葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的生態(tài)學(xué)研究進(jìn)行了較全面的綜述，以方便國(guó)內(nèi)讀者及時(shí)了解該研究方向的發(fā)展動(dòng)態(tài)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的研究進(jìn)程。通過(guò)查閱近10多年來(lái)關(guān)于植物功能性狀的中英文文獻(xiàn)資料，該研究分別從葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的指標(biāo)體系、葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀與葉脈系統(tǒng)功能的關(guān)系、葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀與葉片其他功能性狀的關(guān)系、葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀隨環(huán)境因子的變化規(guī)律等方面歸納總結(jié)葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的國(guó)際研究前沿。葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀是體現(xiàn)葉脈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與葉脈系統(tǒng)功能之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)性狀。葉脈系統(tǒng)是葉片里重要的水分輸導(dǎo)系統(tǒng)，也是運(yùn)輸養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的通道；葉脈系統(tǒng)最大化地展開葉片，也在應(yīng)對(duì)蟲害等方面起到防御的功能。依據(jù)葉脈系統(tǒng)的主要功能（包括物質(zhì)運(yùn)輸、機(jī)械支撐和蟲害防御等），該研究提出了針對(duì)這三大主要功能的葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的指標(biāo)體系，主要包括葉脈密度、葉脈直徑、葉脈之間的距離、閉合度等。葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀與葉片其他功能性狀存在相關(guān)關(guān)系，這體現(xiàn)了葉片不同功能之間的匹配和權(quán)衡關(guān)系。葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀也與葉片的大小有關(guān)系。但研究者就葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀與葉片光合性狀（如比葉質(zhì)量、葉氮含量、葉壽命和光合速率等）的關(guān)系看法不一致，這是未來(lái)研究的一個(gè)重要方向。葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀反映了葉片對(duì)環(huán)境條件（包括水分、溫度、光照等）的適應(yīng)，一是環(huán)境對(duì)葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的影響，主要反映在不同生物群區(qū)不同物種葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的變異；二是葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)和適應(yīng)，表現(xiàn)在同一物種在不同環(huán)境條件下葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的變異，體現(xiàn)了植物在自然選擇壓力下形成的生態(tài)適應(yīng)對(duì)策。環(huán)境因子的作用具有綜合性，不同環(huán)境因子往往是共同起作用，而不同植物葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀隨環(huán)境梯度的變異及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)規(guī)律是環(huán)境因子與葉片蒸騰等生理過(guò)程綜合作用的結(jié)果。葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀的研究成果也被應(yīng)用于古環(huán)境重建、城市交通規(guī)劃、流域規(guī)劃及全球變化研究中。葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀是環(huán)境因子與系統(tǒng)發(fā)育共同作用的結(jié)果，未來(lái)開展分子—葉片—植物—生態(tài)系統(tǒng)等多尺度的葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀研究，厘清葉脈網(wǎng)絡(luò)功能性狀與氣孔失水—莖干導(dǎo)水—根系吸水等植物水分利用的關(guān)系，可為預(yù)測(cè)植物及生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化的響應(yīng)提供新的啟示。

來(lái)源出版物：植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 37(7): 691-698

入選年份：2016