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研究生物多样性的意义

时间:2023-12-06 11:13:15

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研究生物多样性的意义

第1篇

[关键词]湿地 生态旅游 生物多样性 保护

[中图分类号] X176 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-234-2

1湿地生物多样性面临的威胁及保护对策研究

1.1我国湿地生物多样性面临的威胁

1.1.1污染严重

随着工业的发展,大量污水随意排入河流。使得我国各类水体受到了不同程度的污染,河水是我们日常生活及工、农业生产的命脉,但是大多的河流已经受到了严重的污染。沿河的工厂所排出的工业废水大多都没有达到国家废水处理要求便直接排入大小河流,尤为严重的是许多河水已经成为了黑水臭水。湖泊受到了严重的污染,水体的富营养化使得河水内的鱼虾水产业大量死亡,以前的大规模渔业生产纷纷停产。

1.1.2盲目开发利用对湿地生物多样性造成严重破坏

随着农业后备资源的不断开发,围湖造田的现象也日趋严重,所导致的后果就是原有的植被结构造成了严重的破坏,造成了新的水土流失,也让当地的生物多样性受到了破坏。以汾河上游的宁武县华北屯段为例,20世纪80年代沙棘丛生,草丰水清,各种野生鸟类成群出没,是林中各种野生动物生活的优良场所。但是在90年代末我们看到的却是水体污染,林木砍伐严重,周围都是新开垦的农田,很难再看到动物出没。农田的开垦造成了严重的水土流失,大大加大了汾河水库的淤泥囤积量。

1.1.3过度猎取导致资源难以恢复

我国的湿地拥有着大量的水生动物,而且也是候鸟栖息过冬的重要歇脚场所,因此拥有丰富的动物资源。然而近年来由于人类不合理的开发利用和过度的猎取以及非法捕杀,导致许多野生动物遭到了毁灭性的的破坏,目前渔民捕鱼的工具无奇不有,没有节制的捕捉水生动物使得湿地水生动物种量骤减,使得来此过冬的鸟类食物匮乏。在20世纪90年代初期,一些不法商贩每年冬季在候鸟迁徙的时候大量的捕捉来此过冬的鸟类,捡拾鸟蛋,让许多的候鸟选择更改迁徙路线,这一资源很难得到恢复。

1.2湿地生物多样性保护对策

1.2.1合理开发湿地资源

人们盲目开发湿地资源是造成湿地生态环境恶化、功能下降的重要原因,因此,合理开发湿地资源是我们今后在开发利用中必须严格遵守的基本员额。首先,对河滩、湖泊、沼泽的发展,要在保持原有属性的基础下,因地制宜,根据“宜农则农,宜林则林,宜渔则渔,宜牧则牧”的原则!尽可能避免单一模式的开发。同时要考虑到以湿地为生存环境的动植物的生活和生长习性,给这些野生动植物留一片生存的空间。对于一些稀有野生动物栖息的湿地,应该禁止一切开发和破坏的行动。

其次,在城市化发展与工农业生产进步中也应该合理用地,比如:可以通过改变湿地开发的方式来补偿用地面积减少的局面,尤其是野生动物的栖息地更是要严禁开发工作,从而确保湿地动物有足够的生存空间。

1.2.2大力开展湿地生态环境建设

首先,各级政府部门在加快经济发展的同时,必须有可持续发展和保护环境的意识和认知,在湿地面积不多,而且分布较散,十分脆弱的情况下认识到一旦湿地遭到破坏,将很难得到恢复,只有有了这样的觉悟才会有科学合理的保护措施。其次,根据一些重要湿地的分布,政府主管部门应该分配专职人员进行定点定时的监测。检测内容包括:湿地自然环境改变的原因、湿地生物的多样性的动态、以及周边经济发展的情况等。通过这些检测情况,制定合理有针对的保护措施。再者,结合退耕还林还草工作,对原本属于湿地的范围应该开展退耕还湿工程,尤其在一些尚还保留部分芦苇沼泽、香蒲沼泽的地方,应该优先实施退耕还湿工程,使原有的湿地得以尽早的恢复。另外,湿地生态环境的建设应切实贯彻《环境保护法》、《野生动物保护法》等法律法规,通过法律和经济手段,对非法开采湿地资源、猎取倒卖野生动物等行为进行严厉打击,尤其是某些部门和个人的非法收购现象,切实落实好防止生物多样性受到破坏的问题。

1.2.3加大资金投入,深入研究生物多样性

对湿地保护和监测会产生长远的生态效益和社会效应,是一种公益性事业,所以和大程度的要依靠政府的投入,应该尽快将湿地保护的话费纳入当地政府的财政预算,每年应该拨部分专款用于开展对湿地的监测和保护管理,使现有湿地类型自然保护区尽快运转,并快速的建立起一批新的重要湿地保护区。鉴于湿地生物资源的重要性,我们还可以通过加大资金投入,建立起一恶搞湿地生物多样性系统,并通过生物多样性的调查、保护、评价等方面获取详细的数据资料,走出一条“保护开发利用”的新路子。

2湿地生态旅游的开发

2.1湿地生态旅游开发原则

2.1.1承载力控制原则

在旅游开发和利用的过程中,我们应该遵循生态规律,维护大自然原有的生物链,具体体现在遵循生态承载力这一基本规律上。生态旅游资源及环境对其开发和利用都有它一定的承载范围,一旦超出了这一范围,旅游区的动植物资源及其生态环境就会受到不同程度的破坏。因此,应该严格控制旅游活动的强度和游客进入的数量,使其不会超过当地资源环境的“生态承载力”的范围。

第2篇

关键词:科研项目;实验教学改革;课程实验

中图分类号:G642.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2013)37-0207-02

近年来,随着我国社会经济的不断发展及日益严峻的就业形势和研究生招生规模日益扩大,对研究生的创新能力和实践能力提出了更高的要求。21世纪是海洋世纪,是人类全面认识、开发和利用海洋的新世纪。党的十报告明确提出“提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国。”这对海洋水产人才的培养提出了新的要求。如何在培养计划的实施过程中,提高学生的创新能力和实践能力值得思考与探讨。搞好研究生课程实验建设,是提高研究生培养质量,使我国的研究生教育走上一个新台阶的重要组成部分。本文以浙江海洋学院水产硕士点“渔业生物遗传多样性保护及其应用”课程实验教学改革为例,从实验教学内容的设计、实验教学方法的改进、实验效果评价等方面谈了一些体会,以取得更好的实验教学效果,培养研究生的创新思维。

一、实验教学内容设计

浙江海洋学院在2010年开设了“水产动物遗传多样性保护与应用”研究生选修课程,该课程面向水产行业发展的实际和学科发展的前沿,系统讲述了遗传多样性的检测方法和在水产动物保护中的应用、水产经济动物种质资源保护的必要性和存在的问题等,受到了学生的欢迎。但由于该课程涉及过多分子标记技术,缺乏实验环节,部分学生在学习上存在一定的难度,为此从2011年开始,该课程增加了16学时的实验课程,压缩了理论课程的时间。经过近两年的实验教学实践,形成了适合我校水产专业特色的实验教学模块,该课程实验包括必选模块和选修模块,必选模块包括海洋动物DNA提取与电泳检测、线粒体DN段PCR扩增与纯化、DNA序列和种群遗传结构分析3项实验;选修模块为重要种类DNA条形码建立、海洋动物AFLP标记分析和海洋动物SSR标记分析项实验,选修模块每个学生至少选1项实验项目。实验项目基本涵盖了目前国内外常用的遗传多样性的检测方法。

二、以科研项目为纽带,改进实验教学模式和方法

传统实验教学模式都是以教师按照实验名称、实验目的、实验原理、实验操作、实验结果与讨论的程序讲授实验各个环节,然后学生按实验指导手册完成实验操作。这种教学模式主要是教师讲授、指导、学生参与的一种被动式知识灌输,不利用创新思维和人才的培养,学生的主观能动性得不到大的提高。此外,传统实验教学在开设的实验中仍以验证性、示范性实验多,综合性实验、设计性实验少,学生主要是按照指导老师安排的实验材料和步骤从事规定的实验项目,动手能力和创新意识未得到充分培养。实验只是为了验证理论,实验设计和教学都是围绕着“教”而进行,学生都处于接受式被动学习,导致不少学生以应付实验为主,操作技能得不到提高,参加实验的兴趣不浓,其主观能动性得不到激发,创新思维得不到培养。同时,由于专业面的变窄,研究生的主要学习方向受到导师研究课题的引导,不再是泛而广的大体了解,而是要求精益求精的学习理解,以期在某个领域能很快产生有一定水平的研究成果。因此,很多研究生认为课程实验对将来的课题不一定实用,学习兴趣不浓。针对上述问题,我们结合我校水产学科的科研优势,以科研项目形式组织实验教学过程。在我校“海洋渔业科学与技术”这一省重中之重学科和校研究生教改项目的支持下,引导研究生根据实验必须模块和选修模块,自我设计课程科研项目,从样品的采集到最后的数据分析,让研究生以承担一个科研项目的形式完成实验项目,锻炼研究生的自主创新能力。具体做法如下。

1.实验选取题。遗传多样性是生物多样性的核心,保护生物多样性最终是要保护其遗传多样性。通过理论课程学习,学生基本了解了遗传多样性的研究意义和我国海洋动物遗传多样性的现状及需要解决的问题,同时掌握了常用分子标记如线粒体DNA、RAPD、AFLP和微卫星等的原理及优缺点。在此基础上,指导学生结合我校靠近舟山渔场的优势,阅读相关文献,选取舟山渔场重要经济种类为实验材料,形成实验选题报告。在选题报告中,要求学生阐明目标种类的国内外研究现状,研究目的和需要解决的相关问题,让研究生学会如何去发现科学问题。

2.实验方案设计。在确定实验选题基础上,要求学生根据本课程实验提供的实验模块设计实验路线。指导学生准备实验器具,理清实验方法与操作步骤,包括实验的技术路线,实验的进程安排,具体操作过程,可能遇到的困难、问题及解决方法等,完成课程实验项目书。指导老师对课程实验项目书进行审查,最终确定实验方案

3.实验方案实施。按实验项目书,老师指导学生采集实验材料,开展相关实验项目,进行数据分析,最后形成课程实验项目结题报告,并进行答辩。利用课余时间,我们带学生到舟山的主要鱼市场、码头和潮间带进行采样,让学生学会如何采集样品,样品拿回实验室后,如何进行样品保存。在实验室,学生按实验路线,进行样品的DNA提取、PCR扩增和相关分子标记分析等实验工作,完成必须模块和选修模块的实验工作,同时利用相关软件进行数据分析,形成课程实验项目结题报告。

三、实验效果评价

传统的课程实验考核主要以实验结果和撰写的实验报告为主。在本课程实验中,考核以项目验收的形式进行,学生撰写结题报告,进行结题答辩;考查学生是否完成课程实验项目书所预期的内容,结题报告是否全面、翔实,实验数据分析是否到位等。通过此形式的考查,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考、综合运用和科研组织的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度、实事求是的科学作风和团队合作精神等。

从2011年以来,共有8名同学选修了本门课程,共分为4个小组承担了课程实验项目,选取了小黄鱼、蓝点马鲛、单齿螺、锈凹螺4种为实验材料,组织学生到沈家门渔港、朱家尖和象山港潮间带进行了采样,在实验室学生开展了DNA提取、线粒体DN段PCR扩增与电泳检测、DNA序列分析、AFLP标记分析等相关实验,完成了课程实验结题报告。在实验结束后,以答辩形式,对各小组实验情况进行了考核。通过两年的实践,研究生的学习积极性极大提高,在动手能力、思维能力、综合分析和解决问题能力方面都得到了很好的锻炼,激发了研究生学习的能动性,同时也进一步体会到在科学研究中实验设计的重要性,极大提高了研究生对科研的兴趣,打破了科研的神秘感,对于研究生下一步进行学位论文选题、开题提供了重要的训练。2011年以来,在课程实验的基础上,学生已发表2篇学术论文。

四、经验与展望

通过科研项目的形式开展“水产动物遗传多样性保护与应用”课程实验的教学改革取得了较好的效果,既使研究生掌握了实验技能,又锻炼了研究生的科研组织能力和团队协作精神,该项改革的成功,离不开下面的因素。

1.良好的政策和充足的实验经费是该课程实验改革得以实施的重要保障条件。为提高研究生培养的质量,浙江海洋学院出台相关政策支持研究生创新能力培养,同时课题组所在的“海洋渔业科学与技术”是浙江省重中之重学科,每年有专门经费用于水产硕士点研究生创新能力训练。充足的经费保障使相关野外采样和室内大量实验工作得以顺利进行。

2.先进的实验设备是该项教改得以实施的重要硬件条件。2010年以来,浙江海洋学院水产学科实验室受省财政和中央财政支持,投入1000余万元用于仪器设备的购置,目前水产学科实验室拥有PCR仪、高速冷冻离心机、垂直电泳系统、凝聚成像系统和遗传分析系统等一批仪器可用于研究生教学工作,保证了课程实验的顺利进行。

3.良好的科研基础是该项教改得以实施的重要软件条件。本课题组教师近五年来主持了有关遗传多样性和种质资源学方面的3项国家自然科学基金和1项国家科技支撑项目,相关分子标记技术已应用多年,积累了丰富的经验,在海洋生物遗传多样性方面发表SCI收录论文10余篇。

今后,在“水产动物遗传多样性保护与应用”课程实验中我们将进一步深入研究和探索,努力使相关实验与水产行业实际相结合,发挥我校水产学科的科研优势,积极尝试将科研课题应用到课程理论教学中的方法,进一步优化实验模块设计,完善课程实验项目设计,设计出更好的具有设计性、综合性的实验。

参考文献:

[1]曹德超,金晔.中国渔业的发展与水产研究生教育的需求[J].高等农业教育,2001,(6):6-9.

[2]李贺,阮成江.把科研引入遗传学实验教学的探索与实践——以沙棘种质遗传多样性的分子标记分析实验为例[J].高校实验室工作研究,2012,114(4):28-31.

第3篇

【关键词】城市生态公园设计方法特点与不同

中图分类号: [TU985.12+1] 文献标识码: A 文章编号:

近几年来,我国的城市建设日新月异,随着百姓生活水平的提高,对城市建设规划的需求也越来越高,城市生态公园建设也随之成为各市建设重点。城市公园的发展经历了由一般公园到更具观赏及环保价值的生态公园的演变,其中,生态公园的环保价值以及为城市带来的经济利益、社会效益不可忽视。了解生态公园的发展历程与特点是设计出既合理又具有特色的生态公园的前提,下面我们先了解下城市生态公园的发展历程。

城市生态公园的发展历程

城市生态公园是利用市区的荒地或废弃地以及城郊地区,运用生态学原理和技术,借鉴自然植被的结构和过程进行公园绿地设计、建设和管理,是以城市生态保护和恢复为目的的一种城市绿地类型。生态公园是在一般公园的基础上,借鉴其经验进行进一步的设计发展,以生态学与生态链发展为设计出发点,设计出的多功能、多结构、多层次、更科学的城市动植物生态系统。从构成公园绿地的山石、水体、建筑、植物四要素出发,结合生态设计理念对城市的各类园林绿地进行生态建设,建成能够最大限度地发挥其生态效益、经济效益和社会效益的城市公园。

1、20世纪60年代了震惊世界的公害事件引发了社会对环境问题的思考,国际社会对城市化工业化导致的生态和环境问题空前重视。西方“绿色城市运动”的兴起,使得城市自然保护与生态重建活动广泛开展起来,城市生态公园的模式和设计方法得到了推广。

英国是最早开始探讨用生态学原理来指导城市生态公园建设的国家。1977年就在伦敦塔桥附近建立了生态公园。

80年末90年代初“以1990年国际生态城市会议、1992年联合国环境与发展大会为标志”城市生态建设再起。将城市原有的工业或商业废弃地环境改造成一种良性发展的动态生态系统,使公园处在衰败和更新的动态过程中保留了“历史的记忆”又恢复了生态环境,为地区更新与发展提供了良好的基础。

城市生态公园最早在我国90年代出现,并在最近两三年达到。

城市生态公园与一般公园的不同之处

1、最根本区别在于生态公园的“生态性”。它的生态过程、能源和物质的使用是有利于全球生态系统平衡发展的;它的环境建构是符合生态原则的;生态公园考虑与到包括人在内的生物个体的互动关系,能唤起人对于生态意象的文化体验和美学感受。

2、在植物选择、栽培和管理上,生态公园采用适应当地气候、抗逆性强的乡土植物和地带性植物。

3、生态公园是将城市空置地转化成自然化的公园,以生态途径改善城市景观。其实质是城市生物多样性的合理利用和拓展,发挥自然系统自我有机更新能力,实现外源资源投入的减量化、再利用和再生性,维持公园绿地生态系统的健康和高效。

三、城市生态公园的功能

1、生态作用。主要是指改善环境,依靠的是植物的光合作用、蒸腾作用和吸收作用,防尘挡风,降低噪声,调解区域气候,净化空气和水体,减少有害物质。

2、美化作用。因为生态公园具有高度的艺术价值和可观赏性,呈现给人们宜人的自然景观,提供了休闲、游览的好场所。

3、生态公园有着不可替代的社会效益和经济效益。生态公园所带来的社会效益不仅是能够在其中开展更多的文体活动,最主要的是能让常年远离自然的城市居民重新回归到自然当中,能促进人与自然之间的和谐共处。此外,普通的城市绿化维护需要耗费大量的人力、物力和财力对绿化植物进行栽培与维护,而生态公园的建设因为其形成了完整的生态系统与生态链,植物与动物之间形成了一种自我调节与自我修复,不需要太多的人工进行刻意的维护与栽培,大大节约了绿化管理成本。而且,城市生态公园也可以进行其他领域的开发,带来巨大的经济利益。

4、生态公园的自然性能吸引野生生物,特别是鸟类、蝴蝶和小型哺乳动物,形成城市生物多样性保育和自然保护的关键地。

四、生态公园的设计原则

1、选址。城市生态公园的布局应在城市生态规划和城市绿地系统规划中予以充分考虑。城市中有许多具有重要生态意义的关键地点( 如对生物多样性保护或景观多样性保护具有重要意义的地点、生态脆弱的敏感地点、生态濒于恶化的地点),这些关键地点的生态环境对于整个城市生态系统的保护或改善具有重要意义。

2、规模与功能。城市生态公园的规模与功能是密切相关的,对于生态护和修复而言,当然面积越大越好,但这往往与城市用地紧张形成矛盾。城市生态公园设计需正视生态与经济的矛盾。

3、自然式设计。是指: 通过在城市的自然景观基础上进行造园或仿照自然景观及其分类系统进行设计,将自然引入城市公园的设计形式。设计应当遵循自然,科学利用与保护土地;把自然看作风景园林艺术美的源泉,防止生态环境破坏。

4、保护性设计。公园建设需要尊重和保护自然,且公园规划应尊重一切生命形式所具有的基本特征,尽量不改变地形和自然环境,尽可能保持自然美,使其与人工美融合。

5、依靠科学的配置,建立具备合理的时间结构、空间结构和营养结构的人工植物群落,为人们提供一个赖以生存的生态良性循环的生活环境。

6、充分利用绿色植物,将太阳能转化为化学能,提高太阳能的利用率和和生物能的转化率,调节小气候,吸收环境中的有害气体,衰减噪声,调节生态平衡。

7、遵从其美学理念,充分遵从在设计时利用旋律、节奏、协调、对比、统一和位差等没学原则,让色彩与艺术完美融合。让植物的寓意和联想来创造一种结合的境意,让情感寄托其中。充分发挥植物在生态公园中的建造功能、环境功能、观赏功能。

五、国外生态公园建设给我们带来的启示

1、树立科学的城市生态可持续发展观。中国的城市应该坚定不移地采用可持续发展模式,探索和研究生态城市建设之路,不能再走高能耗、高污染、低产出的发展道路,应该寓自然环境保护、社会生态和谐于经济发展之中。

2、实行城乡一体化规划,促进城乡平等协调发展。我国很多城市规划中片面强调城市周围地区的发展,忽视城市与区域的联系,造成城乡矛盾。因此,我们应带动农村经济和社会发展,增加农民收入,逐步地缩小城乡差距,实现城乡平等协调发展。

3、加强公共教育,加强文化建设,普及生态文化,引导公民广泛参与。与国外相比,我国教育发展总体水平还不高,教育观念比较陈旧,因此,我们应大力发展公共教育,普及生态文化,以提高全民族的生态文明意识,使越来越多的公民自觉自愿的加入到生态城市的建设中来。

4、用生态学来指导城市规划。其重点是在规划过程中对自然体系整体性和生态过程健全性的保护与恢复。

生态公园作为城市的有机组成部分,对改善城市日益恶化的环境,为城市中的人类提供一个安全、舒适、健康的生活、工作的环境,实现城市生态系统良性循环发展,推进城市的可持续发展有重要意义。

参考文献:

[1] 张庆费.城市绿地系统生物多样性保护的策略探讨[J]. 城市环境与城市生态. 1999(03)

[2] 郑宾.人类制造物种灭绝危机 联合国公布《第二次全球生物多样性展望》[J]. 科学生活. 2006(06)

第4篇

关键词:生态规划;理念;园林;景观设计

中图分类号:K928文献标识码: A 文章编号:

园林设计, 作为一个应用性很强的综合性学科, 会涉及多种学科的知识, 而设计中的生态理念, 也是园林设计发展的必然趋势。在具体项目中, 需要园林设计师、生态学家、建筑师、规划师等的团结协作才能共同完成。我们应当重视生态系统空间关系的研究, 把握住空间结构与生态过程相结合这个核心, 促进协调发展, 还应当注意自然科学与社会科学的交叉, 为创造人类理想的家园而共同努力。

一、.园林景观的生态特性

绿色植物将太阳能转化成化学能贮存于植物体内,这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节,也是生物圈赖以生存的基础。在城市生态系统中,既有自然的组成要素,又有高度人工化的组成要素,而园林系统则是其唯一具有自净功能的组成成分,在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化景观等方面起着十分重要的作用。园林设计目的是为了创造人类理想的家园。无论是人工建造的园林,还是大自然赐予我们的天然财富,都可以看成是一种生命的存在,能够借助大自然的力量自我控制、自我调节、自我循环。近年来,人类在园林景观的规划、设计中越来越多地考虑园林这一生态特性。生态园林,是根据植物的共生、循环、竞争等生态学原理,因地制宜地将乔木、灌木、藤本、草本植物,相互配置在一个群落中,使具有不同生物特性的植物各得其所,共同构成一个和谐、有序、稳定的复层混交的立体植物群落。

二、生态规划理念下园林景观设计的基本原则

1、因地制宜,考虑地方性因素

设计应尊重传统文化和乡土知识,根据场所的现有条件采取适宜的生态设计,首先要了解当地的传统文化或者居民的生活习惯,为设计者提供参考,起到一定的启示作用。设计要考虑场所的自然过程,依据场所中得地形、水、风、土壤、植被等因素,将这些因素合理的搭配到场所的设计之中,保证景观的和谐发展。植物和建材的使用生态设计的重要方面,根据生物区域选择适宜的树种,尽量多的使用乡土树种,以减少管理和维护的成本。

2、保护和节约自然资本

自然资源包括可再生资源和不可再生资源,为保证环境的可持续发展,就有保护和节约使用不可再生资源。尽可能的减少土地、水、生物等资源的使用,尽量提高其使用效率。不同的配置方式其资源的耗费量不同,例如在园林设计中用林地取代草坪,乡土树种取代外来品种,便可减少灌溉用水、化肥、除草剂等的使用。

三、生态规划理念下园林的景观设计策略

1、保留原有植被

尽可能保留场地的原有植被,这是小绿地建设中常常忽略的一个问题,保留原有植物,并非不加选择地将所有原有植物加以保留,而是要依据植物的生长状况、景观效果加以评价,当留则留。通常在城市中,经历了若干年的开发经营,几乎很难有原生的植物尤其是群落保留下来,比较常见的是次生群落及人工植被,由于这些植物与环境间,已建立相对稳定的关系,故而一般情况下应尽可能保留。

2、弃其糟粕取其精华

保护人文古迹及老园林设计,主要是人工景观,在环境资源拼块和残存拼块的基础上引进新的拼块,长时间高强度的人为干扰,使残存景观逐渐消亡,进而形成以引进拼块为特色的人为干扰景观。这种景观的持久性和稳定性弱,它们的存在源于人类的大量引进拼块和努力维护,依赖于持续而有目的的经营管理,而老的自然景观尽管粗糙不堪却历经多少年月,有着自己的自然群落,更可以自我修复和自我生长,这种古代的园林景观应该保留,也必须保留,要遵循“互惠共生”原理,协调好植物之间的关系。

3、保护园林设计,提高全民文明素质

我们每到一处美景,总会或多或少发现“某某到此一处”的字样,或者有些情侣、游客的签名。可以看得出这些人对此处美景的眷恋和喜爱,殊不知这种破坏性的行为恰恰起了反作用,让本来天然而成,自然的景观大煞风景。因此,保护园林设计及提高全民文明素质是需要全国人民共同努力的事情,唯有提高每个人的自觉性,才能让这些古老的美丽的景观完整地存在下来。

4、 维持园林物种多样化,模拟自然群落结构

生物多样性是自然环境显著特征之一,是近年来生物学与生态学研究的热点,指的是“生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性”。生物多样性可以从3个层次上去描述,即遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性。遗传多样性是指所有生物个体所包含的各种遗传物质和遗传信息,既包括了同一种的不同种群的基因变异,也包括了同一种群内的基因差异。复杂的生存环境和多种生物起源是造成遗传多样性的主要原因。物种多样性是指多种多样的生物类型及种类,强调物种的变异性,物种多样性代表着物种演化的空间范围和对特定环境的生态适应性,是进化机制最主要的产物。生态系统多样性是指生态系统中生境类型、植物、动物、微生物群落等生物链及其环境等所组成。而物种被认为是最适合研究生物多样性的生命层次。城市园林景观的生态水平的重要标志之一就是生物的多样化,物种的多样化水平决定着本群落的动态特点和稳定水平。在一个相对稳定的群落中,各个物群对群落所在的环境和资源的利用不是直接的竞争,而是处于一种互补的状态,系统的复杂性决定了系统的稳定性。同时,物群的完整和多样性可以使系统的脆弱性得到改善,降低物种受病、虫害和自然灾害的程度。因此,维持生物的多样化是园林景观生态设计的一个重要因素,同时应该尽量设置与地带性植被结构相近的生物群落。

5、 建立城市环境防护体系

在城市扩建的过程中,一些沿河或沿路的防护林带,往往因河岸整治、人造景观或道路拓宽而被毁掉。其他地区的防护林带也在无休止的开荒耕种或滥砍滥伐,以及农用地在转为城市开发用地的过程中被肆意切割或占用,使得原有防护林网的完整性及其防护功能受到严重损坏。在城市周围、城市功能分区的交界处形成较大规模的绿化隔离带,不仅能防风固沙、减轻污染、净化环境,而且有利于优化城市布局,促进城乡协调发展。

6、协调植物间的相互关系

植物在生长过程中体内会向外释放次生代谢物质,这些化学物质会对周围的植物造成影响,这种影响可能会促进其它植物的生长,也可能会抑制其生长。在生态设计中应遵循“互惠共生”原理,使长期共同生活在一起的植物可以相互依存、共同获利。例如黑接骨木有利于云杉的生长;皂荚、白蜡与七里香之间有相互促进的作用;松树、云杉、山杨等都能互利共生。但胡桃与苹果、松树与云杉、白桦与松树却不宜种植在一起。这些都是园林景观生态设计中必须注意的问题。

总之,现代景观生态规划设计是人类发展、社会进步和自然演化过程中一种协调人与自然关系的工作, 其工作的领域如此广阔, 前景如此美好。但是, 我们也必须认识到所肩负的责任。如果不能很好地理解人类自身, 理解人类社会发展规律, 理解自然的演化过程, 那么景观规划设计就只能是用来装点门面而已。为了人类自身的生存和发展, 为了创造我们共同的、美好的家园, 每个人都应该做出自己的贡献。

参考文献:

[1] 李影. 浅析城市园林设计的意义[J]. 黑龙江科技信息. 2012(28)

第5篇

关键词:生态功能分区 治理模式 宁夏河段

中图分类号:F301.2 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2013)09-0033-02

河流不仅在水利方面起到防洪减灾、供水兴利的作用,而且在社会和生态环境方面还是沿河地区人群与生物集结的场所及人文历史发展的载体,影响着整个区域的发展和进步。传统的河道治理模式往往只考虑行洪、灌溉等功能的发挥,随着十生态文明建设的提出,观念的更新,河道的生态功能越来越被人们所重视。“建设人与自然相和谐的水边环境”、“在水资源开发利用与生态系统健康之间寻找平衡”以及“河流生态建设”等成为新时期的治河理念。

本文从河流生态功能分区的角度出发,兼顾河流的资源、环境及生态功能,对黄河宁夏河段河道综合治理模式进行探索。

一、区域概况

黄河干流自宁夏中卫县南长滩翠柳沟入境,至石嘴山市惠农区头道坎麻黄沟出境(右岸平罗县陶乐镇都思兔河),穿越中卫、吴忠、银川、石嘴山4个地级市的10个市县(区),全长397km,流域面积5万km2。黄河两岸是宁夏社会经济发展的精华所在,沿黄经济区的国土面积为2.87万km2,占全区总面积的43.2%,聚集了全区60%的人口(城镇人口占81.5%)和80%以上的产业,创造了宁夏90%的GDP和财政收入,在宁夏经济社会发展中占有极其重要的地位。

黄河宁夏河段属黄河上游下段,全河段由峡谷段、库区段和平原段三部分组成,其中峡谷段由黑山峡峡谷和石嘴山峡谷组成,总长86.1km;库区段为青铜峡水库及回水区段,自中宁县枣园至青铜峡水利枢纽,全长44.1km;平原段总长266.74km,为冲积性平原河道。

二、河道生态功能分区

1.河道生态功能

河道的功能是多方面的,概括起来主要包括自然功能和社会功能[1]。自然功能包括水文功能、地质功能和生态功能[2];社会功能包括水利、资源、人文景观、休闲娱乐、场所及形象功能等。一条健康的河流既要满足河流周边生态环境的要求,同时还要满足社会经济发展和人类活动的合理需求[3]。河道各项功能得以充分发挥的重要条件是河流生态系统的良性循环,河道生态功能是河道各项功能的基础。根据生态学理论,生态功能是指生态系统的物质循环、能量流动和信息传递三大基本功能[4]。河道生态系统具有栖息地、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇等方面的功能(河道的生态功能主要表现在栖息

黄河宁夏河段位于黄河上游下段,是黄河生态廊道内极为重要的一段,保证了生态廊道在上下游之间的贯通,其上承黄土高原西部农业生态区,下启内蒙古高原草原生态区,是二者之间的连通走廊。因此,宁夏黄河的生态作用就是黄河流域的生态廊道,也是宁夏全区内最重要的生态廊道。生态廊道把各个斑块中的生态系统串联沟通起来,促进物质、能量、信息、物种的流动,既有利于生态系统的平衡与进化,又实现了栖息地、通道、屏障和过滤、源汇等方面的功能。

2.黄河宁夏河道生态功能分区

2008年环境保护部和中国科学院联合了《全国生态功能区划》,根据生态系统的自然属性和所具有的主导服务功能类型,将全国划分为生态调节、产品提供与人居保障3类,216个生态功能一级区,依据生态功能重要性划分为水源涵养、土壤保持、防风固沙、生物多样性保护、洪水调蓄、农产品提供、林产品提供、大都市群和重点城镇群等生态功能二级区。

2011年国务院批复《全国重要江河湖泊水功能区划(2011-2030年》[8]。水功能区划分为两级体系,一级水功能区分四类,即保护区、保留区、开发利用区、缓冲区。二级区划在一级区划的开发利用区内,细化水域使用功能类型及功能排序,协调不同用水行业间的关系,划分为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区、排污控制区七类。

根据《全国生态功能区划》和《全国重要江河湖泊水功能区划(2011-2030年》的成果,兼顾河道功能的完整发挥,将黄河宁夏河段划分为4个功能分区,即生态保护区、开发利用区、生态缓冲区和生态过渡区。其中生态保护区和开发利用区是河道主要的核心生态功能区,生态缓冲区和生态过渡区是将核心生态功能区联系起来的生态廊道。

2.1生态保护区。生态保护区是指对流域生态安全、水资源保护、水生态保护、珍稀濒危物种保护及独特的自然人文景观保护等至关重要而禁止开发利用的区域。宁夏河段的生态保护区主要是指河道内的湿地生态保护区,以现状黄河滩地上大面积连续性的天然植被分布区为基础,划定生态保护区,利用其本身优厚的自然条件和丰富的野生动植物资源,加强生态保护工作,扩大栖息地面积,提高生物多样性,使之成为整个区域内野生动植物的种源地、避难所和迁徙中继站。黄河宁夏段现状滩地上大面积连续性的天然植被分布区及其相邻河道等生态系统保护较好的地区划为生态系统保护区。

2.2开发利用区。黄河宁夏河段的开发利用区是指河势基本稳定,无特殊生态保护要求或特定功能要求,开发利用活动对河势稳定、防洪安全、供水安全及河流健康影响较小的区域,主要是指城市河段。根据各地城市发展规划,河道所涉及的城市河段包括中卫、中宁、青铜峡古镇、吴忠、灵武、银川兴庆区6处。

2.3生态缓冲区。生态缓冲区[9]位于生态保护区和其它区域之间,将外来影响限制在生态保护区之外,同时连接破碎化生境,起到生态缓冲和社会缓冲的目的。对生态保护区内生态系统不会产生负面影响的前提下,该区域内可以开展一定的科研活动;生态缓冲区的主要作用是减轻外界人为活动对生态系统保护区带来的负面影响,保护河道生态系统不受外部干扰的强烈冲击。

2.4生态过渡区。生态过渡区是为开发利用区和生态修复区顺利衔接而设置的区域,该区内允许开展各种实验性经济活动,这些活动要与当地社会经济条件相适应,维护河流系统的系统性和完整性,并且应当是可持续的。

三、河道综合治理模式

1.基本原则

河道综合治理是指在河道规划、设计、施工中综合考虑工程设计和生态功能要求,利用生态学原理和生态水利工程学的技术手段,在人工干预下能充分发挥河道生态系统的自组织、自设计、自我恢复能力,最终将河道建设成为生态化河道。

根据黄河宁夏河道生态功能分区,考虑河流生态系统的连续性和功能的完整性,不同分区在治理侧重点和具体目标上存在差别。河道综合治理基本原则主要包括以下5个方面:

1.1在保证安全行洪前提下,统筹兼顾生态环境的改善、自然性和河道亲水性等多个目标的实现;增加河道沿岸公共设施建设,提高河道周边土地利用价值。

1.2杜绝未经处理污水直接排放到河道内,保护生态环境,促进水体环境质量的提高。

1.3坚持生态化治理的原则,实现人与生态环境和谐统一。

1.4注重河道自然景观与人文景相结合,维护历史文脉的延续性。

1.5坚持“点、线、面”相协调的原则。使城区河道像自然河流一样,形成稳定、丰富的生态体系,保护和维持生物多样性。

2.生态保护区

生态保护区的治理应侧重于保护,主要是维持其重要的生态价值和自然现状。在生态系统保护区内部,现存保留较好的珍稀植物分布区、典型生态系统分布区、野生动物主要栖息地、产卵场、抚育场、觅食场,是生态保护的核心区。核心区是野生动植物的高度集中区,不仅关系到当地生态系统的健康发展,而且对维持大区域内的生物种群规模结构与动态发展具有重大意义。核心区内生态敏感度高,是保护工作的重中之重。

为了给生态保护区内生存的珍稀宝贵的野生物提供栖息地,通过植被结构来实现栖息地的多样性(水平和竖向),栽植不同高度的植被形成错落有致的植被层,为鱼类等水生生物提供食物来源。对该区域进行生态保护治理时可以应用河道治理的孔隙理论,即在河道治理中,使用适当质地和结构的材料,人为的创造适合生物生存的空间环境,保证在河道治理中,不破坏其生态系统的自然属性,更进一步的创造条件,促进其发展,使河道成为保护和恢复其原始生态功能的空间。

3.开发利用区

开发利用区采用融合“水安全、水环境、水景观、水文化、水经济”五位一体的河流生态系统建设模式,构建良性的城市河流生态系统。

黄河宁夏城市河段的特点是人类活动频繁,己有大规模的河道建设和开发利用设施,生物栖息地多样性缺乏,人为冲击强度大。针对该段的特点,我们将其划分为开发利用区,并且提出“防洪保安,面向经济发展,体现人与自然和谐发展,集防洪、生态和经济效益为一体”的综合治理模式。

首先要建立控制性骨干工程,达到河段的设计防洪标准;在此基础上,以河流为轴心,科学规划城市建设与发展总体布局,努力打造现代化城市,进行滩地整理、绿化美化工程,建设河滨公园,为市民的游憩娱乐创造条件;然后,通过改变设计思路,采用生物防护措施努力为河流生物营造适宜的生存空间,。在滨河公园里,也可以通过设置自然景观区、历史文化遗迹区和湿地生态保护区等措施进行生境修复。

4.生态缓冲区和过渡区

生态缓冲区位于生态保护区和其它区域之间,目的是将外来影响限制在生态保护区之外,同时连接破碎化生境,起到生态缓冲和社会缓冲的目的。

生态过渡区是为开发利用区和生态保护区顺利衔接而设置的区域,该区域要有一定的规模和长度。区域内可以植树造林,进行林副业生产和一些实验性经济活动,并且要与当地的社会经济条件相适应。

四、结语

在生态功能分区的基础上,实现河道的生态化治理和建设,是现阶段及将来河道建设的新要求和发展趋势,预示着我国水利工程建设向“生态水利”阶段发展。因此,开展河流综合治理,探索综合治理模式,完善生态化河道的内涵,研究生态化河道的建设标准及模式,是十分必要和迫切的。在今后的河道治理过程中,应将治理工程寓于生态环境建设的兴利之中,以人水和谐的方式处理人与自然的关系,充分考虑河流多方面的功能,最终实现生态化河道的建设。

参考文献

[1]石瑞花,许士国.河流功能综合评估方法及其应用[J].大连理工大学学报,2010,(50)1:131-16.

[2]钱正英,陈家琦,冯杰.人与河流和谐发展[J].河海大学学报(自然科学版),2006,34(1):1-5.

[3]文伏波,韩其为,许炯心.河流健康的定义与内涵[J].水科学进展,2007,18(1):140-150.

[4] ODUM E. Fundamentals of ecology [M]. Philadelphia: Saunders, 1971.

[5] The Federal Interagency Stream Restoration Working Group. Stream Corridor Restoration: Principles, Processes and Practices[M]. USDA, 1999.

[6] Craig J, Hollis A. Stream Management Concepts and Methods in Stream Protection and Restoration[R]. Environmental Laboratory US Army Waterways Experiment Station, 1999.

[7]杜强,王东胜. 河道的生态功能及水文过程的生态效应[J].中国水利水电科学研究院学报。2005,3(4):287-290.

第6篇

关键词:生态安全、内涵、意义、环境保护

中图分类号: F062 文献标识码: A 文章编号:

引言

近年来,我国经济快速增长,由于部分生态环境破坏严重,生态安全问题恶化,我国生态安全现状不容乐观,且有加速恶化的趋势。沙尘暴、海洋赤潮、土地沙化等问题不时发生。生态安全问题已经危及到人们的生存,阻碍国家的发展。环境保护有利于保护生态安全,应该引起各方面的重视,维护生态安全。

生态安全的涵义[1]

生态安全的涵义较为广泛, 应包括环境资源安全、生物与生态系统安全和自然与社会生态安全。

生态安全是指一定区域内的人类赖以生存和持续发展的以环境资源为物质基础、以环保产业为救济手段的生态系统的综合平衡。环境资源安全可以认为是与人类生存、生产活动相关的生物环境及自然资源基础( 特别是可更新资源) 处于良好的状况或不遭受不可恢复的破坏。

1.1环境生态安全

(1)在环境资源安全中, 首先是国土安全。其主要问题是水土流失、土地退化和荒漠化。土地利用安全也是关注的对象。(2)环境资源安全的另一个重要内容则是水环境资源安全。其主要问题是地下水、江河、湖泊和海洋污染; 资源性缺水和污染性缺水。(3)此外还有生物多样性资源、矿藏资源和能源资源等安全问题, 特别是能源资源安全问题, 是全世界最重要的生态安全问题。

1.2生物与生态系统安全

“生态安全”包含二方面的含义, 其一是指生物或是生态系统自身是否安全, 即其自身结构是否受到破坏; 其二是指生物或生态系统对于人类是否安全, 包括生态系统所提供的服务是否满足人类的生存需要。生物或生态系统自身的安全总是直接影响人类的生存安全。如生物多样性的丧失, 人类则没有资源利用的安全; 森林与草地生态系统的丧失, 人类则没有生存环境的安全。

1.3自然与社会生态安全

生态安全是国家安全和社会稳定的一个重要组成部分。主要包括两方面的内容:(1)防止由于生态环境的退化对经济基础构成威胁, 主要指环境质量善和自然资源的减少和退化削弱了经济可持续发展的支撑能力; (2)防止环境问题引发人民群众的不满特别是导致环境难民的大量产生, 从而影响社会稳定。在某种意义上, 这可能是目前对生态安全涵义的一个共识基础。

2研究生态安全的意义[2]

对于整个社会来说,生态是其赖以生存的基础。生态保护和建设的首要目标就是要维护这个基础,目前我们面临的基本事实是生态破坏使人类丧失大量适于生存的空间,丧失生存和发展所必需的关键资源,进而引发由于资源短缺而产生的资源争夺战争,其消极影响全面而复杂,所以生态安全的研究意义深远。

2.1是可持续发展的完善

可持续发展是指既满足当代人的需求,又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。对于生态系统而言,生态安全的目标在它的承载能力范围内,合理使用资源,保护生物多样性,使生态环境处于一种良好状态。生态安全把人类安全和自然生态安全视为一个共同体,避免了可持续发展一直把人类安全放在第一位的局限性,使得可持续发展的内容更加丰富,除了原来强调的环境与发展外,还包括和平与安全的概念,所以,生态安全是对可持续发展的完善。

2.2帮助树立生态安全意识

人类进化生存发展的历史,使人们充分认识到人类除了要考虑军事安全经济安全外,还要考虑自然生态安全 人类所有的追求以及现代文明发展的目的都是为了人类的健康文明富裕和可持续发展,而生态安全是这一切的必要条件。惟有选择能够把经济建设和人口资源环境问题有效结合起来的新途径,才能使国家稳步发展。

2.3促进社会和谐与世界安全

生产与科技的发展,社会经济的进步,政治、经济、科技、文化环境等领域全球化趋势日益加强,国家与国家之间的关系更加密切,跨国界的环境问题甚至全球性环境问题不断发生。近年来,环境污染问题及资源的短缺等问题多次导致武装冲突与战争,国际关系紧张。严重环境问题是引发争端的导火索。因此,寻求一个没有污染优美安全经济繁荣社会稳定和平友好的生态安全环境,不仅是人类生存的必要条件和经济可持续发展的基本要素,也是一个国家人民安居乐业生活富裕社会稳定的重要基础。

3环境保护措施[3]

环境保护是指人类为了解决现实环境问题,协调人类与环境的关系,保证资源环境可持续发展而采取的各种行动的总称。环境保护在生态安全领域具有重要作用,环境保护措施有利于维护生态安全的稳定、平衡、协调。

3.1保护自然资源

根据区域资源环境承载能力、现有开发强度和发展潜力,规范国土资源开发程序,明确不同区域的功能定位和发展方向,实行分类管理的区域政策,从源头上处理好保护与发展的关系。对国家自然保护区,要依法实行强制性保护,控制人为因素对自然生态的干扰,严禁不符合主体功能定位的开发活动。对重要生态功能区这样的限制开发区域,要坚持保护优先、适度开发,因地制宜发展资源环境可承载的特色产业,加强生态修复和环境保护。通过分区定位,分区开发,分区管理,有目的地约束人们的经济社会行为,改善人与自然环境的矛盾,促进人与自然和谐,维护生态安全。

3.2建立合理机制,完善环境法律法规

要坚持以环境优化经济增长的方式,建立起适应社会主义市场经济的生态保护经济政策体系。按照“谁开发谁保护,谁受益谁补偿”的原则,加快建立生态补偿机制,积极探索建立遗传资源获取与惠益共享机制,完善政府、企业、社会多元化环保投融资机制,拓宽资金投入渠道,解决生态保护资金短缺问题。要制定综合性的生态保护法,同时,还要抓紧研究制订有关生态保护的专门法律、法规,如等,做到有法可依,依法行政。

3.3建立生态建设体系

建立生态监测评价体系,提高环境监管水平。建立国家生态安全的监测、预警系统,及时掌握国家生态安全的现状和变化趋势,为国家提供相关的决策依据。制定国家生态安全的评价标准,对国家生态安全状况进行总体评价,并定期国家生态安全状况,让全社会直观、形象地了解我国的生态环境状况,提高人民群众对生态环境的关注度。根据当地生态环境状况,建立和完善适应当地的生态安全预警和防护体系。

4结语

目前,我国生态问题大致有两类:一类是经济较为发达,因工业化造成生态恶化;另一类是经济较为落后,由于过度垦殖猎取资源而造成生态退化。要想从根本上治理生态安全问题,仅仅在国家层面上提出和倡导“生态文明”、“生态安全”等政策观念是远远不够的,相关部门必须从保护环境的角度出发,制定协调经济政策目标与环境政策目标的指导方针,并出台与可持续发展目标相适应的经济、金融、法律、监管、补偿等制度,这样,才能走出一条兼顾长远利益和眼前利益的经济发展道路,实现我国的生态安全事业良性循环的可持续发展。

参考文献:

[1]彭少麟.生态安全的涵义与尺度, [J]中山大学学报,2004(6)

第7篇

一、德育渗透的基本原则

德育不是空洞的说教,这就需要教师掌握和运用高超的科学加艺术的教学方式、丰富多彩的教学手段、风趣幽默的教学语言,组织生动活泼的教学活动,使学生于不知不觉间产生共鸣、情感受到激荡、道德得到熏陶、心灵得到净化。正如教育家苏霍姆林斯基所说:教育取得成效的关键是要善于“掩盖教育意图”。

(1)与生物学知识紧密结合进行。在生物教学中渗透德育,关键是找准知识传授、技能训练与思想教育的有效结合点。有的知识结合点属于“显性”,例如,李时珍编著的《本草纲目》被译成多种外国文字,是世界上享有盛名的植物学家。只要老师讲述,或者学生阅读,就可以受到爱国主义思想教育。有的知识结合点属于“隐性”,需要教师去发掘。例如,植物生长素的浓度较低会促进植物生长,浓度过高会抑制植物生长。由此,教师强调:超过了物质的数量界限,就会改变事物的性质,这就是“量变到质变”。结合生长素浓度的变化,进行辩证唯物主义观点的教育,使学生印象深刻。这样的知识点需要发掘、升华。

(2)教育对象的易接受性。生物学科的认识和方法,给学生唯物主义的世界观奠定了基础。学生所学的生物学知识和其他自然学科一样,大都具有可直接验证的特点,因而知识的客观性在学生头脑中印象会更为深刻,对生物学知识真理性的信念也就更为牢固。从这个角度上说,由此进行的思想熏陶,学生更易于接受。例如,从运动系统、循环系统的角度阐述了体力劳动和体育运动对人体健康的好处,从呼吸、神经等系统的生理卫生说明了吸烟、酗酒的危害;讲青春期身体重要器官要到25岁左右才发育完善,说明了晚婚晚育的生理学基础;遗传学阐明了为何《婚姻法》规定直系血亲和三代以内旁系血亲禁止结婚。像这样一些具有思想意义的内容,在生物教学中进行,要比离开科学知识单纯进行纪律教育、道德规劝效果要好。

(3)育人效果的依赖性。生物学科的思想教育是通过生物教师去执行的,因此思想教育的效果依赖于生物教师的思想素质、专业知识和教学技能的水平。教师的政治态度、思想品德、意志、情感,通过言传身教对学生产生导向作用。如果生物教师富于教学机智,就会善于根据教材和教学情境进行思想教育。教师的教学艺术水平越高,学生学>-j兴趣越浓厚,思想教育就会理入而情动,最终促进学生良好思想品德的形成。

二、德育渗透的基本内容

(1)爱国主义教育。培养学生的爱国主义是学科教学的重要环节。教材中根据内容特点安排了多处我国生物科学的成就,为教学提供了不可多得的德育素材。教师应不失时机地把握好,以帮助学生增强爱国信念,激发学习热情,提高学生学习的积极性和主动性。我国幅员辽阔,自然环境复杂多样,从而孕育了极其丰富的物种和多种多样的生态系统,但我国的生物多样性同样也面临着威胁。通过这些内容的具体介绍,让学生既为我国有丰富的动、植物资源而自豪,又增进了他们爱护环境、保护和合理开发利用自然资源的意识,进而培养他们爱国主义的责任感。被国际上誉为“杂交水稻之父”的袁隆平培育出的新型水稻——两系法杂交水稻,被誉为粮食生产上的一次‘绿色革命”,这些成果展现了我国当代科学家的智慧以及为世界科学所作出的巨大贡献,可进一步激励学生的爱国热情。

(2)辩证唯物主义教育。①生命是物质的,物质是运动、发展、变化的。生物的基本特征之一就是都具有共同的物质基础。原生质是生命的物质基础,由c、H、O、N等多种化学元素组成,在生物体内,组成生物体的各种化学元素又构成了各种化合物,由各种化合物共同组成了细胞,而细胞是生物体的结构和功能的基本单位。因此,一切生物都是由自然界最普通的化学元素所构成的,从而揭示了生物界统一于物质的观点。分子生物学的研究,不仅从分子水平上丰富了世界统一于物质的唯物论原理,而且还指出生命现象的物质基础是分子运动。例如,生物的个体发育都是从受精卵开始,经过由小到大,由幼体到成体乃至衰老死亡的过程;生物从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等不断发展进化的过程等等,都阐明了生物是不断发展、变化的,而不是静止不变的。②生物现象之间是普遍联系辩证统一的。通过生物课的学习,需要让学生明确四组辩证关系:一是生物体结构与功能的辩证统一。例如:蛋白质分子的结构,由于组成每种蛋白质分子的氨基酸种类不同,数目成百上千,排列次序变化多端,肽链的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构是极其多样的,决定了蛋白质分子具有多种重要的功能。二是生物体局部与整体的辩证统一。细胞是生物体结构和功能的基本单位,但必须指出,细胞的各个部分并不是彼此孤立,而是相互联系,协调一致的,共同组成一个有机的统一整体。细胞只有保持结构的完整性,才能正常地完成各项生命活动。三是生物多样性和共同性的辩证统一。生物虽然具有遗传的多样性、物种的多样性、生态系统的多样性,但生物体还具有共同性的一面。如生物都具有共同的物质基础,说明生物的多样性是建立在共同性的基础之上,它们之间还具有统一性的一面。四是生物体与其生活环境的辩证统一。生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。所有现存的生物,它们的形态结构和生活习性都是与周围环境大体相适应的,不然就要被环境所淘汰;同时生物的生命活动也会使环境发生变化。③生命活动是受客观规律支配的。生物学以自然界中的生物体和生命现象作为研究对象,揭示其本质规律。生物界的一切生命现象都是受一定的客观规律支配的。例如:研究生态系统中能量流动的规律,可以帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。人们只有认识了生物界的客观规律,才能按照人们的意愿,利用、改造、控制生物,以便更好地为人类服务。

(3)实践观点和群众观点的教育。生物学实践性强,生物课有很多实践活动。例如,实验、实习、参观访问、植物栽培、动物饲养等。通过学习生物学知识,培养学生能力为主要内容的社会实践,可引导学生学习当地群众的实践经验。组织学生参观果园、农场、科学站、高产田、饲养场等,让学生了解农业生产中的新情况、新技术、新经验。通过这些活动,使学生关心家乡的农业生产,认识科学的社会价值,促使其立志为家乡经济建设作贡献。

(4)对学生进行科学态度及良好习惯的培养。科学态度利于学生良好的思维习惯养成和不断进取的科学精神发展。科学态度的培养应贯穿予科学研究过程的每一环节及每一教育活动之中。一个生物科学发现史就是一个好的德育素材,高中生物教材中有关生物科学发现史一共有四处,它们包含了科学家的思维、分析、假设和判断等全过程,是科学家严谨作风、勇于探索的结果。在高中生物教材中还有很多关于生物实验的教学,教师在教学中要充分利用这些德育素材,培养学生严谨求实的科学态度,不怕挫折、困难的探索精神。

三、德育渗透的基本途径

由于生物学科具有多种多样的教学实践活动,因此决定了这门学科有多种多样的思想教育途径。除课堂教学的主要途径而外,还有实验、现场教学、野外实习、生态系统的调查、参观访问、作物栽培、动物饲养等不同形式的教学活动。教师不仅要研究课内,还要研究课外活动的思想教育特点;不仅要研究教材,还要研究实践活动的思想教育特点。现将生物课的几种教学实践活动的主要思想教育内容分述如下。

①实验课。要教育学生爱护公物,遵守实验规则。学生分组实验,可进行团结协作的教育。做实验,要求学生要严格、谨慎、细心,培养严谨的作风,实事求是的科学态度。

②现场教学。可进行听指挥,守纪律,理论联系实际的教育。

③野外实习和调查。要进行吃苦耐劳、团结友爱的教育和安全教育。教育学生爱护庄稼、花草树木,培养热爱大自然的情操。利用自然美景来美化学生心灵,进行审美观的教育。

第8篇

自生态旅游的概念[1]提出以来,湿地一直出现在生态旅游研究中,但并未成为生态旅游研究的热点[2]。Christopoulou等[3]曾提出发展生态旅游首先应发展湿地生态旅游,因为湿地具有生物多样性和文化多样性,以及拥有最好的环境教育功能和社区参与功能。湿地生态旅游追求旅游经济与湿地保护的协调发展,逐渐引起许多国家政府、国际组织和湿地周边社区的关注。国外研究者认为,在湿地开展生态旅游,不仅能促进区域经济可持续发展,实现对湿地生态环境的积极保护,还可对旅游者进行生动的环境教育,推动生态文明建设。西凉湖是素有“千湖之省”美誉的湖北省的第五大湖,为典型的浅水草型通江湖泊,水生生物资源极其丰富,其中多种水产品已列入国家农业部优质水产种质资源保护名录。但近20年来的过度渔业开发,多种野生鱼类面临枯竭,水生生物多样性锐减,湿地生态环境面临压力,传统的经济开发模式严重影响了西凉湖的可持续发展。本文以西凉湖为例,对湿地生态旅游资源质量、开发潜力及规划方案进行了分析,以寻找最适合湖泊湿地生态旅游的开发方式和途径,为湿地资源可持续利用提供借鉴。

2旅游资源环境概况

西凉湖位于湖北省咸宁市境内,长江中游南岸,跨嘉鱼、赤壁、咸安市区交界处,界于114°00′—114°10′E、29°51′—30°01′N。西凉湖是湖北省的第五大湖泊,属长江中游浅水草型湖泊,现有水域面积80km2。西凉湖东侧距咸宁市中心城区8km,京珠高速、107国道均从湖区边缘通过,与湖北省境内公路相连接。西凉湖区现有鱼类57种、浮游动物68种、底栖动物19种。据资料记载证实,西凉湖有鸟类110种、两栖动物8种、爬行动物15种;植物资源主要包括浮游植物和高等水生植物;浮游藻类90种,其中以绿藻门最多,共43种;水生高等植物49种,隶属于29科[4]。在众多的动植物中,历史上有国家二级保护鱼类1种(胭脂鱼)、湖北省重点保护类鱼3种;国家Ⅰ级保护鸟类6种(黑鹳、东方白鹳、中华秋沙鸭、白头鹤、白鹤、丹顶鹤),国家Ⅱ级保护鸟类4种(白额雁、大天鹅、灰鹤、鸳鸯)。西凉湖高等植物有70种[5],按植物生活类型分,湿生和水生植物39种、漂浮植物8种、浮叶植物9种、沉水植物14种。丰富的物种资源加上西凉湖是长江中游一个理化环境良好的中型浅水湖泊,其养殖条件优越。在西凉湖实施水生生物的保护,对长江中下游生态环境保护具有积极的推动作用。

3湿地生态旅游资源评价

3.1评价指标

对湿地生态旅游资源的综合评价需要选取和构建评价指标体系,国内外已有较多的研究[6-9]。本文以有关研究成果为参照,并结合本地实际共选取了20个指标(表1)。指标体系由目标层、准则层和指标层三个层次构成。在所选指标中,将水环境质量列为重要指标,水域面积作为评价指标。湿地是敏感的资源环境,生态系统是重要的考虑因素,因此生态系统的结构和功能与其他生态系统的连通性和生态安全性如何,监控措施的有效性与否被选作评价指标。在旅游价值中,物种珍稀度也是个重要的评判标准。Blangy和Wood的研究将资源的观赏价值作为评价旅游资源的重要指标。社区特点将影响人们对生态旅游、社会变化和对旅游业保护工作的态度。在当地社区中,区位和经济条件、人口素质和服务设施在EcotourismWorkingGroup、Pearce等的研究中也将其作为旅游业的发展背景。文化独特性将决定今后开发是否可作为依托的资源,社会开放程度将影响社区社会是否接受外来文化和游客。考虑到我国的具体情况,当地执法力度是保障游客安全的因素,因此将其和社会开发程度一起列入评价指标。在旅游条件中,科普教育是个重要的衡量指标。在旅游发展潜力中,旅游经济占当地比重和旅游发展潜力也是重要的指标。

3.2指标权重

表2中各指标权重的确定采用改进了的三标度层次分析法[10],并结合专家经验确定各级指标权重。首先,根据各层次指标相互隶属关系,构建层次结构模型;然后,请专家对各层指标进行相对重要性的两两比较。在汇总各专家评判意见后,得到各层级指标相对重要性的判断矩阵,再通过矩阵计算和一致性检验,得到各指标的权重(表2)。

3.3评价指标的聚合

本文所运用的多指标综合评价方法中,一个主要的技术问题是将单项指标合成为综合指标。单项指标及其权重只反映了湿地旅游资源质量的某一个方面,要了解湿地旅游资源的整体综合情况就必须将单项指标值进行综合。确定综合指数常用的数学方法有指数加和法、指数乘积法、指数加乘混合法等。本文拟选用加法模型对各评价系统的指标进行聚合:yj=Σnji=1wjixji。式中,yj为第j个子系统评价指标的综合值,wji为第j个子系统的第i个指标的权重,xji为第j个子系统的第i个指标的标准值。

3.4评价结果与分析

指标原始值的获得是根据20位专家、旅游管理者、社区居民、利益相关者采用1—10分制打分,1表示级别最低,10分表示级别最高。依次将得出的评价结果导入模型中计算,得到最后结果(表3)。从评价结果来看,西凉湖生态环境得分较高(8.03),说明西凉湖自然旅游资源质量好,可为生态旅游提供良好的发展基础。这主要得益于西凉湖宽广的水域和良好的水质,以及丰富的水生生物资源。相较而言,社区环境一般,得分为6.67。主要是由于经济水平较低,社会服务设施落后,但交通条件较好,可进入性好,加之地域文化特色,使社区环境总体上可满足旅游开发的要求。旅游开发得分最低(3.12),说明旅游发展尚处在刚起步的阶段。主要原因是旅游基础设施无论是数量还是质量几乎为空白,只有零散分布的码头和餐饮服务。但如果有外部资金投入建设,旅游发展潜力将很高。总体来看,西凉湖湿地生态旅游资源综合评价得分不高,为5.39分,旅游发展处在萌芽阶段,没有正式成为生态旅游的目的地,要进一步发展就需要得到地方政府的发展规划支持和外部资金的大力投入。

4旅游客源市场潜力

4.1市场预测模型

作为咸宁市最大的湖泊,西凉湖成为咸宁市独自拥有的特色旅游资源,其湿地生态旅游开发必然成为全市旅游快速发展的一个重要组成部分。由于西凉湖湿地旅游市场依赖于咸宁市整体旅游客源市场,全市旅游客源市场的发展必然带动其发展,因此湖泊湿地生态旅游市场可根据所在区域旅游客源市场的发展动态变化来进行预测。目前,旅游客源市场预测可采用不同的模型进行预测,主要有引力模型、指数曲线模型、环境容量模型和经验期望值阶段增长模型等[11]。咸宁市旅游业目前仍属于新兴产业,具有初期阶段增长较缓、近期快速发展的特点,符合典型旅游地不同市场发展阶段增长率显著变化的规律。2009年前咸宁市客源数量呈直线变化,根据历年统计数据计算得到平均年增长率为24.4%。2010年客源数达到1155.95万人,年际增长率高达61.5%。可以预见,随着旅游规划的完善、新项目的投入运营以及城际高速铁路的开通,2010年后咸宁市旅游市场已进入了一个腾飞期。但由于旅游环境容量的限制,此后将进入一个平稳期。因此,旅游客源市场的变化规律适应逻辑斯蒂方程:Nt=K1+ea-rt。式中,Nt为t时间客源人数,K为环境容量,r为增长率,t为时间,a为参数,其值取决于N0。环境容量K的计算采用以下公式[11]:K日=A/B×D;K年=K日×T×C。式中,K日、K年分别为日环境容量和年环境容量,A为区域面积,B为人均指标(取0.1km2),D为日周转率(取2d),T为全年可旅游天数(取180d),C为游人系数(取0.6)。根据上述公式经过计算,得到咸宁市旅游环境容量为2131.704万人,最终得到咸宁市旅游客源市场预测模型为:Nt=2131.7041+e0.44554-0.615t。

4.2预测结果与分析

根据该公式计算2011年以后咸宁市各年旅游人数,见图1。由图1可见,2010年是咸宁市旅游市场腾飞的拐点,5年将达到一个新的拐点,2015年咸宁市客源市场人数为2051.71万人,此后将缓慢平稳增长。西凉湖湿地生态旅游发展尚处在起步阶段,根据咸宁市政府提出的“一江两湖”发展战略,目前西凉湖已纳入市级湿地自然保护区建设规划,为将来逐步成为国家级自然保护区打下基础。由此看来,西凉湖湿地生态旅游将进入一个快速发展阶段。西凉湖作为咸宁市旅游资源的重要组成部分,也将共享咸宁市旅游业发展所带来的客源市场,全市旅游客源市场的增长将会成为西凉湖湿地生态旅游未来的潜在客源。图1旅游客源市场预测

5西凉湖湿地生态旅游发展规划

根据咸宁市政府提出的“保护‘南山北水’的自然生态格局,建成拥江抱湖、城林相间、山川秀美、人与自然和谐的绿色生态城市”的区域定位,西凉湖作为湿地生态旅游在整个区域发展中的地位凸显出来。根据西凉湖的区位和交通优势、自然环境资源特点以及周边自然景观结构和土地利用状况,本研究制定了以下发展规划方案。

5.1旅游项目设计

生态渔业观光旅游:生态渔业主要有水生生态模式(鱼—莲藕—水禽)、畜—沼—渔模式(猪—沼—鱼)、特种养殖(包括精养鱼池,品种有甲鱼、乌龟、虾、蟹、野鸭)等。西凉湖湖区周边是低丘岗地,把果林蔬菜种植、家禽家畜养殖与渔业相综合发展生态渔业具有天然优势。渔业观光旅游是观光农业的一种,把渔业生产和捕捞过程作为一种观赏物进行利用和开发。我国渔业文化具有悠久的历史,长江中游水产资源丰富、渔业发达,通过建设生态渔业养殖基地并提供对外旅游观光服务可带来可观的经济收入。观光渔业辅以游览路线与憩息亭,可形成别具风格的观光旅游产品系列,通过规划和合理安排形成规模,必然吸引大量城市居民前来参观游览。休闲渔业—休闲乡居:休闲渔业是渔业的一种新形式,是对渔业资源的综合利用,是实现渔业产业结构调整的战略选择。同时,休闲渔业也是一项新兴的旅游资源。通过与旅游业的有机结合,实现第一产业与第二、第三产业的结合配置,有助于渔业产业的扩展、渔民收入的提高、渔区经济的繁荣,对促进城乡之间的交流与沟通、推进新农村建设具有积极的意义。垂钓爱好者大部分是经济较宽裕的人士,他们对垂钓的钟爱而不计成本,在享受垂钓过程中愿意花钱买快乐。休闲垂钓主要花费包括渔获物支付费、水路运输费、住宿费、生活消费、渔获物加工费等。即休闲垂钓需要多种服务,包括物质和精神两个方面。休闲垂钓一旦形成规模,每一项服务都会带来大量工作岗位,渔民收入将大大提高。除了垂钓还有休闲居住、渔家生活体验。这部分群体不仅是观赏者,也是参与者,他们关注整个湖区包括水域和周边的林地、农田、果园和村舍。因此,他们的需求是多方面的,驻留时间长、消费较高,但人数相对要少。如按5000人/a、人均消费5000元计算,可带来2500万元的效益。把渔业生产从过去单纯的产品生产(养殖与捕捞)与旅游、度假、游钓、观光、美食结合起来,对振兴渔区经济,引导渔民致富,美化渔村自然环境,减少天然水域中资源捕捞的压力,促进城乡的交流具有重要意义。水产展销—水产品鲜:随着人们消费观念的改变,对原生态和绿色食品需求的增长,野生鱼类和虾蟹贝类已成为城市居民喜爱的食物。西凉湖水产品品质优良、种类丰富,其中鳜鱼和黄颡鱼已列入国家农业部优质水产品保护名录。选择交通便利的湖区乡镇作为水产品展销区和餐饮服务区,每年定期(10月份)举办水产品品鲜节推动水产品销售,坚持多年就可形成品牌效应。同时,通过对特色水产品进行地理标志保护工作,即可形成生产—加工—销售—运输一条龙服务的产业链,将带来永久性的经济和社会效益。科研教学—科普教育:在湖区选择适当的自然景观地点,设计湖泊湿地科学考察路线,为候鸟常规统计、水生生态学和水禽环志科学研究提供便利。同时,建设两座观测保护站,为水生生物专业科技人员的学术会议和实地考察,有关专业的大专院校师生和研究生的教学、实习与科研提供必备的场所。此外,每年11月至第二年3月在湖区可观赏到几十种国家一、二级保护物种,候鸟的周期性迁徙为观鸟活动提供了固定的时空。可通过建设沿湖嘹望台(塔)、草洲观赏平台,辅以高倍望远镜吸引大批鸟类摄影爱好者来拍摄和欣赏鸟类飞行、取食、起舞、嬉戏等有趣的生活习性场景。

5.2湿地生态旅游功能区划

根据西凉湖区域自然地理和人文景观特征,在原有自然保护区功能规划的基础上,本研究制定了西凉湖湿地生态旅游规划,规划分为核心区、缓冲区、实验区和湖岸生态旅游区4类功能区。其中,湖岸生态旅游区又制定了4类小区,主要包括生态渔业观光区、水产品品鲜商业区、湖岸休闲居住区、休闲垂钓区和科普教育区(图2)。图2西凉湖湿地生态旅游功能区划所有功能区的面积分别为:湖岸区2330hm2、核心区2000hm2、缓冲区1800hm2、实验区4059hm2。其中,核心区作为保护区用来保护生物多样性,不能进行任何人类活动;缓冲区作为过渡区,生态环境较敏感,开发利用价值较小;生态旅游开发主要集中在实验区和湖岸区。在实验区可利用来进行生态旅游开发活动,以生态渔业养殖和观光旅游为主,通过修建码头和渔港,让游客坐船观赏西凉湖的美景和鸟类。此外,当地还可以开发众多水上游乐项目。在湖岸区主要进行生态旅游开发,建立水产品鲜区、休闲垂钓区、休闲居住区、科普教育区等生态旅游区,通过招商引资的方法,在旅游规划部门的指导下实施合理建设。

第9篇

关键词:羊草;分子生物学;遗传多样性;组织培养;基因克隆

中图分类号:S543.901 文献标识码:A 文章编号:1007-7847(2007)04-0289-06

羊草(Leymus chinensis)是多年生禾本科赖草属草本植物,由于其环境适应性较强。具有耐寒、耐旱、耐盐碱等优点而成为松嫩平原的优势物种,同时羊草也是一种重要的牧草资源,蛋白质含量高,适口性好,耐践踏,在发展草原畜牧业方面具有重大的经济和社会效益,但羊草种子发芽率低、种子萌发最适pH值为8.0~8.5,加上过变放牧和草地盐碱化日益加重等原因,我国现存系统管理重点实验室项目(K09M6)羊草草地约有90%以上发生了不同程度的退化,因此,研究羊草的遗传分化、抗逆机理、栽培育种以及转基因等对于改善生态环境和草场建设具有重要意义,随着分子生物学对各个学科的交叉渗透,使羊草的研究从细胞水平进一步深入到分子水平,羊草属于异交植物,物种趋向于在种群中具有较高水平的变异性,仅在松嫩草原中西部靠近内蒙古高原东部草原上的羊草种群就数以千计,这为研究羊草种群的遗传多样性提供了对象,培养愈伤组织是进行羊草转基因研究的前期工作,但诱导率低的问题尚未得到解决,笔者结合自己的科研工作,对羊草分子生物学领域的研究成果加以综述,旨为羊草抗逆分子机理研究提供参考资料。

1 羊草遗传多样性研究

由于羊草生态适应性强、分布范围广、生境类型多样,在长期的适应和进化过程中,羊草种群之间在形态、生理、生态以及遗传特征方面均产生了趋异,RAPD(randomly amplified polymorphic DNA,随机扩增多态DNA)技术可以在对被检对象无任何分子生物学资料的情况下对其基因组进行分析,而且具有费用较低、方便易行、模板DNA用量少、不需要同位素,在安全性和实验操作上具有比AFLP(amplified fragment length polymorphism,扩增酶切片段多态性)、SSR(simple sequence rc-peat,微卫星重复序列)等分子标记更加简便易行等优点,从而使其成为目前研究羊草遗传多样性的最重要的手段之一,该技术主要是利用各种群羊草的总基因组DNA作为模版,筛选能够扩增出具有明显差异性条带的随机引物,以至少两次重复均出现的结果做0,1矩阵图,即有条带记为1,无条带记为0,计算总片段数及多态位点百分率、各种群间遗传相似系数和遗传距离,利用分析软件进行聚类分析从而得到其遗传结构树状图,

羊草RAPD分析可以用于研究羊草的种群关系以及遗传分化的影响因子,崔继哲等应用RAPD技术证明相似生境或同一地域的种群在一些位点上表现出相似或相同的变化,刘惠芬等运用RAPD技术对内蒙古典型草原不同生境8个羊草种群进行分析,聚类结果显示生境相似的种群能够聚在一起,而地理距离最近的种群不一定归为一类,说明小范围内羊草种群间的遗传分化与地理距离不存在相关性,而与其生境间的相似度相关,影响遗传相似性的不是单一因子而是各种因子的综合作用,较小地理范围内羊草种群间的遗传分化主要是由环境的异质性所引起的,笔者曾以采自中国大安碱地生态试验站(N45°36′,E123°53′)的羊草种子单株播种栽培,以每株羊草幼苗的地上部为材料进行RAPD分析,30个实验样品的平均遗传距离为0.1909,共可分为4个类群(待发表),通过RAPD分析,还可以进一步将羊草遗传分化多样性的原因具体化,汪恩华等””利用分子标记与形态标记以21个有效随机引物中对9份羊草材料进行RAPD分析,对随机抽取的17份禾草种质进行了种质评估的比较研究,结果表明,羊草种质的小穗数、种子千粒重、叶色、有性繁殖量和结实率5个形态学指标与遗传多样性指标存在一定的相关性,应用RAPD技术对不同生境羊草在水分胁迫下游离脯氨酸含量的变化做聚类图比较分析,证实水分是影响羊草种群间遗传变异和生态型分化的一个最主要的因子,虽然水因子是影响羊草分化的一个主导因子,但是在实际研究工作中也认识到羊草变异和分化是多种生态因子综合起作用的结果(如温度、海拔、经纬度、土壤类型等),而且各因子之间又是相互影响,在不同的生境中限制因子又是变换的,这就造成不同地理种群的羊草遗传分化过程的复杂性,由此可见,目前以羊草为实验材料的RAPD分析虽有许多报道。但是由于羊草本身具有较高的种群变异性。组成羊草群落的植物总计有357种,加之尚缺乏一种统一的标准分型方法,因此RAPD技术就成为研究羊草分类及来源的主要工具,在物种鉴定及遗传分化研究中发挥着重要作用。

除了RAPD技术以外,等位酶技术也可用于羊草遗传多样性分析,等位酶是指由一个位点的不同等位基因编码的同种酶的不同类型,其功能相同但氨基酸序列不同,崔继哲等通过该技术,综合分析了松嫩平原11个羊草种群的遗传多样性及遗传分化指标,深入剖析了灰绿型和黄绿型两种叶色类型羊草种群之间的遗传差异,证明种群间的遗传距离与地理距离之间没有相关,崔继哲等还采用淀粉凝胶电泳技术,应用等位酶分析方法测定了松嫩平原南部微生境下羊草灰绿色和黄绿色两种生态型9个种群的遗传多样性和遗传分化程度,证明羊草种、种群和生态型水平都维持较高的遗传多样性,两种生态型之间有明显的遗传多样性差异及遗传分化,另外,对不同生境、不同分类种群的遗传结构分析发现羊草种群遗传变异度很高,但是无论如何归属,松嫩草原上的羊草种群遗传分化程度很低,推测可能与羊草为异花授粉、不同类型混生及种群间基因流强度大有关,刘杰等曾用SSR作为探针构建了羊草的遗传指纹图谱,为羊草种质资源评价、种间及种内亲源关系分析、生物多样性研究提供了有效手段,利用AFLP方法对我国不同地区分布的羊草材料进行的DNA多态性分析结果也表明了羊草基因组DNA具有比较丰富的多态性。

2 羊草愈伤组织培养及利用

植物组织细胞培养(plant tissue and cell cul-ture)是通过运用植物组织细胞培养技术实现植物育种获得新品种的一条快捷途径,既可以通过

花粉培养、未授粉子房以及胚株培养等诱导形成单倍体植物,也可以通过植物愈伤组织培养中普遍存在的染色体变异实现植物突变育种,另外,通过植物组织培养技术进行的植物细胞融合(尤其是原生质体融合)、胚胎培养以及植物体外受精技术可获得远缘杂交种,通过植物组织培养中的茎尖培养能够产生无病毒原种,因而可用于植物脱毒,解决生产实践中植物病毒危害问题,组织培养是植物细胞工程学、遗传学、植物生理学、生物化学与分子生物学研究的重要基础,不仅用于快速繁殖。还用于单倍体育种、种质保存、生理学研究和基因转化等领域。

早在上世纪80年代,高天舜就利用羊草根茎作为外植体进行愈伤组织的诱导和植株再生材料,目的是为了改良羊草的遗传性状,试图通过组织培养途径获得羊草新类型,该研究采用当年生羊草根茎幼嫩部分的节间基部切段以及隔年生老根茎和当年生根茎的芍间中部、顶部切段作为外植体,消毒处理后接种于3种MS培养基中,先进行暗培养。待长出愈伤组织后转入光照培养,诱导率平均在20%左右,分化率最高也只有24.2%,羊草幼穗和成熟种子也可作为诱导愈伤组织的外植体,刘公社等,以幼穗作为外植体,恒温25℃条件下诱导愈伤组织,在加有1mg/L2,4-D MS培养基上继代2次后,转移到含1.0mg/L KT和0.5mg/NAA的MS培养基上分化培养得到再生芽,并在无激素的基本培养基上获得了生根的试管苗,移栽到温室后可正常生长,尽管从羊草叶片、幼穗和成熟胚在同样培养条件下均能诱导出愈伤组织,但只有幼穗愈伤组织能够继续分化出再生植株,但分化率因基因型和外源激素的不同而不同,以成熟羊草种子为外植体诱导愈伤组织具有操作简便、污染程度低、材料选择直观化的优点,且诱导率和幼苗分化率较高、幼苗健壮、生长势好,崔秋华等采用3种培养基(MS、B5和8114),3种2,4-D的浓度水平(1、2、4 mg/L)培养羊草幼嫩根茎和种子,结果表明,以种子作为外植体可获得较高的愈伤组织诱导率(29.05%),但目前对于最适激素浓度没有统一结论,其范围从1~4mg/L不等,对愈伤组织的诱导效果也未达到令人满意的水平,仍需要深入研究。

在对羊草愈伤组织的应用方面,可以以羊草种子诱导出的愈伤组织为材料,用含有NaCl的培养基和含有NaHCO3与Na2CO3的混合盐培养基进行培养,测定羊草愈伤组织的耐盐性,结果表明羊草愈伤组织对NaCl最大耐受强度为180mmol/L;对NaHC03与Na2CO3的混合盐的最大耐受强度为4mmol/L中性盐(NaCl)与碱性盐(NaHCO3与Na2CO3)对羊草愈伤组织的胁迫机制明显不同,国内外对于愈伤组织的培养大多应用于转基因,但在羊草方面进行的该项研究却很少,刘公社将携带PAT基因的质粒通过基因枪法转化羊草愈伤组织。然后在筛选培养基上进行培养,筛选抗性愈伤组织并转接到分化培养基上,得到再生苗,然后接种到含有筛选剂的生根培养基上培养后得到转基因羊草小苗,该研究已获得耐除草剂的羊草新品种专利,曲同宝等用基因枪将BADH基因转入由羊草成熟胚诱导出的胚性愈伤组织中,获得了转基因植株,经过PCR检测证明外源基因已整合到羊草基因组中并得以表达,虽然转入羊草的基因都可被检测到已整合人羊草基因组中,而且也得到表达,但是对于转基因羊草对周围生态环境的影响还未见相关报道,筛选突变体是羊草愈伤组织的另一用途,陈晖等用组织培养方法筛选获得羊草抗羟脯氨酸(HYP)变异系HR20-8,该变异系细胞内游离氨基酸和蛋白质组分氨基酸含量均发生了较大的变化,与供体对照比较,分别提高2.35倍和1.40倍,其中,游离脯氨酸和蛋白质组分脯氨酸分别提高6.6倍和3.0倍,且脯氨酸合成途径必需的r-谷氨酸激酶的活性提高了2.5倍。

3 羊草酶蛋白类研究

蛋白质是生物体生命中的第一重要物质,是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,同时能够调控相关基因的表达,植物对抗非生物胁迫必然有蛋白质的参与,比如耐冷蛋白、热休克蛋白、水通道蛋白、赤霉素信号传导蛋白等,从羊草中检测这些蛋白的含量以及克隆表达该蛋白的基因对于研究羊草耐逆分子机理和改善羊草品质都具有重要意义。

目前对于羊草酶蛋白的研究还远远不够,主要有细胞色素氧化酶、过氧化物酶、脂酶同工酶等,其应用也仅局限于阐明羊草的遗传分化,通过聚类分析可以研究羊草种群在不同地理及生态环境中羊草在分子水平上细胞色素氧化酶同工酶存在着种内分化,羊草在同工酶水平上的分化受多个环境因子的综合影响,而且与羊草耐寒性能存在一定的内在联系,张丽萍等对采自同一天然草地上叶片呈黄绿色、灰绿色两种类型羊草的根、茎、叶的过氧化物同工酶、脂酶同工酶进行了分析比较,结果表明,两种叶色羊草,其相同组织的过氧化物同工酶谱及脂酶同工酶谱基本一致,两种羊草叶片呈现不同颜色只属不同生态型,

磁场处理不仅可以促进羊草的生长。而且还能提高羊草的抗盐碱性,磁场使羊草过氧化物酶(POD)活性提高,并且诱发了一条新的同工酶带,张卫东等认为羊草自交不孕的原因是自交不亲和。并利用禾本科植物自交不亲和性有关的硫氧还蛋白(thsioredoxin)^基因设计的引物在羊草DNA中检测到预期片段,说明硫氧还蛋白h基因可能与羊草的自交不亲和性有关,该基因现已被克隆并能够从GenBank中查到其序列。

研究羊草草原土壤酶的活性可以判断土壤的肥力,土壤肥力水平接近则土壤酶的活性相似,土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶的活性与土壤有机碳、全氮呈显著相关关系,可以反映土壤肥力水平高低,是评价土壤退化的重要指标。

4 羊草耐逆基因的分离与克隆

羊草具有耐寒、耐旱、耐盐碱的特性,并且蛋白质含量较高,说明羊草在面对非生物胁迫时高效表达能够适应、缓解或对抗相应逆境条件的物质,尤其是调控这些物质表达的酶类基因,据报道,羊草种子个体萌发期最大忍受pH范围是9.14-9.53,对于NaCl可耐受的最大强度为600mmol/L,对于Na2C03可耐受的最大强度为175mmol/L,为了弄清这种适应机制的复杂性,通过大规模的cDNA克隆或者表达序列标签(EST)的测序分离相关基因是非常重要的,Jin等采集自然生长的植物叶组织经过Na2CO3胁迫处理构建了cDNA文库,并对其EST进行测序对比分析,推断在羊草叶和根中各有39和31个非生物胁迫相关基因,这些EST资源将有助于对植物耐盐碱分子基础的深入研究和理解。

甜菜碱是在生物体内起着渗透保护作用最主要的细胞相溶性物质,编码决定该物质合成的关键酶一甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因已经先后从多种生物体内得到克隆,并在多种植物中进行了遗传转化。已获得了抗盐、抗寒、耐旱能力得到较大程度提高的转基因植株,某些植物体内的甜菜碱含量和BADH活性随着土壤盐碱化程度的加重而增加,因此推测甜菜碱可能与羊草耐盐碱性有关,目前羊草中的部分BADH基因片段也已经被成功克隆。

5 问题与展望