000000c5_赵润怀-中药资源生态学方法研究进展[1]

中药资源生态学方法研究进展

周应群1，2，曹海禄1，赵润怀1，*，陈士林2（1．中国药材公司，北京 100195；2.中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所,北京 100193）

摘要：目的总结中药资源生态学方法学方面的研究进展，探讨中药资源生态学方法的研究思路。方法对生态学研究方法的发展趋势及中药资源生态学方法研究的相关文献进行分析。结果中药资源生态学方法研究已取得较大进步，但与生态学科的迅猛发展趋势还有较大差距。结论中药资源生态学科要顺应时代发展，在生态学科研究方法发展方向大的趋势下，结合本学科特点，大胆消化吸收各种先进技术，改良传统技术。

关键词：中药资源；生态；遥感；TCM；土壤微生物

Review of Chinese Traditional Medicinal Ecology Methods ZHOU Ying-Qun1,2, CAO Hai-Lu1, ZHAO Run-Huai1,*, CHEN Shi-Lin2（1. China National Group Corp. of Traditional Chinese Material Medicines,Beijing 100195China 2. Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Science and Peking Union Medical College, Beijing 100193 China）

ABSTRACT: OBJECTIVE To review the study on Chinese traditional medicinal ecology methods, and discuss the future study idea. METHODS Some documents about development trends of Ecology and Chinese traditional medicinal ecology methods were analyzed. RESULTS Though the study on Chinese traditional medicinal ecology methods have achieved great progress, which fall behind the development speed of ecology science. CONLUSION To development the Chinese traditional medicinal ecology more modern technologies should be introduced,and more traditional methods need to be improved to meet the time’s needs, which was not just in accord with the development trends of ecology but also with traditional Chinese medicine characteristics.

KEY WORDS:traditional Chinese medicinal resources; ecology; remote sensing; TCM; soil 基金项目: 国家科技重大专项(2009ZX09308-002)

作者简介：周应群，男，药材研发主管

*通讯作者：赵润怀，男，主任中药师Tel:(010)61252955; E-mail:zhaorunhuai@https://www.wendangku.net/doc/1d8335134.html,

microbes

中药资源生态学，是指以中药资源为研究对象开展的生态学研究。中药资源生态学的研究对象按中药资源的来源包括植物、动物、矿物及其它，但由于药用植物在中药资源中占据了绝大多数的比例，所以，目前的中药资源生态学实际上主要是药用植物的生态学研究。

中国很早就已认识到生态学对药材质量的影响。道地药材的形成，就反映了生态学对药材质量的影响。一定角度而言，生态型是道地药材形成的生物学实质，根据主导影响因子不同，又可分为气候生态型、土壤生态型、生物共栖生态型[1]。因此，中药资源生态学的研究方法首先应该与现代生态学的方法是一致的。1．生态学研究方法概述

生态学科基本研究方法为野外考察和定位观测、原地实验和人工控制实验、数学模型和数量分析方法。自生态学定义提出以来，生态学经历了一个多世纪的发展。随着不断吸纳其它学科方法，利用层次观、整体观、系统学说、系统进化原理，一方面，研究方法趋向专门化，即针对不同对象和问题，设计了各种专用的方法和技术；另一方面，同时强调研究方法的系统化，表现为对各种生物系统制定出生态学综合研究方法，其主要技术发展趋势有：

1）3S技术为代表的宏观定量信息获取及处理技术

生态学的研究有越来越向宏观发展的趋势。对于中尺度和大尺度的生态研究，利用遥感技术（RS）可以大大提高工作效率和精度，全球定位系统(GPS)可用于经度、纬度和海拔高度的精确定位，地理信息系统(GIS)则可以作为支持，对获得的数据进行处理，从而最终为生态环境分析、规划与设计服务。

2）分子生物学技术为代表的微观定量信息获取及处理技术

用分子生物学的方法来研究生态学的现象，可以促进进化生态学的发展和提高进化思想在生态学研究中的位置，对于阐明生态学的机理具有重要意义。除了DNA分子代表的分子遗传学研究，化学分子为代表的行为生态学也得到了迅猛的发展。一方面生物通过化学信息物质相互传递信息，另一方面，生物体内的化学分子组合也是生物体对外界环境适应的结果，该研究在药物学研究中体现得更为明显。

3）地下生态系统研究技术

相对于地上生态系统的研究，地下生态系统研究还处于萌芽状态。作为影响生物体发展的两个最重要因素之一，土壤生态系统与生物体的发展息息相关。地下生态系统的研究、地下生物系统与地上生物系统的相关关系的结合是现代生态学发展的趋势之一。

4）计算机辅助的数据统计分析及信息管理技术

很多大规模的数据运算和系统管理都需要借助与电子计算机作为工具，如环境资源的数据库技术、生态过程的模拟模型、生态系统的数据分析均离不开计算机。地理信息系统就是建立在计算机技术基础上，以地理信息为研究对象发展起来的一门专门学科，它的数据分析仍然要依赖于强大的后台数据库作支持。

目前，生态学已进入系统生态学阶段，方法学的改善是推进学科发展的重要手段，今后的研究将以野外调查工作为基础，与实验室工作相结合。开展以宏观与微观相结合的方法，把卫星遥感、全球定位系统、地理信息系统以及中国生态系统研究网络与“三微”，即微气候、微环境、和微宇宙,还有原子吸收分光仪、红外与紫外吸收光谱仪等方法结合，开展生态系统定量化研究，建立优化的生态系统模型[2，3]。

2.中药资源生态学方法研究思路

与普通生态学的研究目的不同，中药资源生态学除了要关注生物生存、发育、繁育问题外，还要关注植物体内所含次生代谢产物组成及与环境的关系，这样就造成本学科与普通生态学在研究方法上有所不同。因此，中药资源的生态研究除了参考普通生态学的研究方法,也需要结合本学科特点开展方法学的研究[4]。

2.1 建立与生态学相关的药材质量评价指标及技术体系

环境对药材品质的影响是多方面的。目前，有效成分或指标性成分含量被认为是评价中药品质的重要指标,但难以客观全面地反映中药的内在品质。如药材的外观形态，药材所含的有效成分外的其它有机类成分，药材含有的无机类成分，这些都是组成药材质量的重要部分。初生代谢产物如糖类、脂类、蛋白类等就对道地药材的感官品质指标也具有显著的贡献度[5]。全面的评价环境因子的影响首先就需要全面的评价药材的品质，而这就有赖于建立一套全面的评价方法体系。目前，能够使用的方法主要包含三类：第一类，物理学方法，即外观形态观察及测量、显微鉴别等，主要定位于细胞及以上水平。其中的显微鉴别方法，常规的

中药显微鉴定主要基于二维平面、定性或半定量和静态观测描述,难以全方位地表征中药组织形态结构并进行客观准确的鉴别,对研究中药特征组织细胞的空间位置关系、结构与功能和品质的关系等更是难有作为；对于道地与非道地药材，以及既无明确标示性成分也无明显组织特征可区别的近缘品种和种下等级的鉴定几乎无能为力。采用中药组织鉴定三维定量与数字可视化技术,可赋予传统形态鉴别指标以三维组织学和形态学参数,提高了中药显微鉴定的全息性、客观性和准确性, 适合中药材易混淆品种特别是近缘品种、种下等级、道地与非道地药材等的鉴别,使其从形态性状评价中药品质成为可能。第二类，化学类方法，定位于分子及以下水平，涉及众多方法，包括薄层扫描、高效液相色谱、气相色谱和高效毛细管电泳等色谱法、紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振(NMR)和X-射线衍射等光谱法,以及各种色谱光谱联用分析技术。其中的红外光谱方法，传统被认为只能用于药材的定性鉴别，经过孙素琴教授等人的努力，通过分析手段及思维方式上的创新，创立了中药材的“三级鉴定体系”；加上红外方法不破坏样品，可以较为全面的保留药材所含物质信息，在人参、西洋参、肉苁蓉等药材上得到了广泛的应用，为中药材品质的评价提供了一个更佳的分析平台[6]。第三类，生物学方法，主要报道的有肖小河等提出的生物效价评价方法，他提出在现行中药质控体系的基础上, 借助于生物学手段，借鉴生物制剂生产质量控制管理模式,补充建立基于道地优质药材和生物效价检测的中药质量评价与质量控制方法和指标,即中药品质的生物评价与控制 [7，8]。

2.2 中药资源生态学的研究方法策略

中药资源生态学研究方法策略上，目前仍以野外实地考察为主，通过收集不同产地样品，进行分析，然后比较不同产地环境因子对药材质量的影响。受控实验及模型研究较少，受控实验目前主要采用两种方式，一种是收集不同产地种质，到一个实验地种植 [9]；另一种是采取多种源多产地的交叉种植[10]，通过对不同品种药材的不同产地种植，研究其对有效成分的影响，这其中以第二种方法较好。特别是在环境因子影响不明的情况下，采用这种方法可以首先揭示影响药材品质的主导因子，在这过程中要注意的是许多植物可能会产生异地移植的不适宜性，在栽培实验时应考虑到并加以分析，特别要避免实验材料因不适而死亡。在影响因子差异的选择设计上，尽可能选取较少的因子差异，这样便于最终得到相关性

很好的结果。

对于栽培实验而言，如果移栽的种质比较一致，是一个成熟品种的话，其个体间遗传差异则小，在比较不同产地这个品种时，其质量影响就主要来自外部环境。但目前药用植物的种质仍然处于混乱状态，野生来源植株由于环境影响存在较大遗传多样性，栽培植株中遗传特征比较稳定的药材品种依然缺少，导致栽培实验时，无法采取同一遗传背景的材料开展比较实验，遗传物质可能在最终的药材质量指标中占有重要地位，无法明确特定环境因子的作用。在这样的情况下，可以考虑采用的是在栽培实验前比较栽培种质的遗传多样性，看看两者之间的差别是不是达到足够大的程度，尽量选择种质间差异远远大于种质内部差异的材料进行实验，其结果可靠性要高。当然在实验过程中，为了保持地块环境的均匀，最好要根据统计学原则设计栽培实验方案，以尽可能消除同一块地由于地质不一样带来的差异，一般是采取拉丁方设计，多次重复的方法。

另外，对于固定样地的研究目前也是一个空白，而定位观测是生态学野外观察的重要组成部分，对于准确获取植物或动物动态生长信息具有十分重要的作用，不仅有助于阐明某些因素的作用和机制,还可作为设计生态学受控实验或生态模拟的参考或依据。药用植物很多属于濒危植物，对其濒危机制的研究及保护都需要长期的跟踪观测，虽然已提出“濒危中药资源动态监测体系构建”[11]，但这方面的工作可能更多的不在技术方面，而是在组织结构上，中药资源生态学要想得到持续的发展，定位观测站的建设就是其中必不可少的。

2.3 中药资源生态学的技术应用策略

研究技术上，本学科的发展方向与生态学科的发展方向是一致的。宏观方面，以往主要采用样方调查及对相关气象、土壤等数据进行统计分析，未考虑到不同生态环境的影响，多比较道地产区与不同道地产区的环境差异，对影响质量的深层次生态因素少做研究。采用方法的主观性强，如群落调查时多以目视观测为主；数据的精确度差，如气象数据，实际多是设在城市的气象站获取的气象数据，与实际的气象数据有差异。近期研究侧重于野外考察信息的获取技术和现代数据分析技术的应用。微观方面以往只关注研究对象本身，近期研究更加重视周边环境对研究对象的影响。

2.3.1 宏观生态信息的获取及处理技术

宏观生态信息的获取技术方面，与生态学科一致。近年来，农林业等领域中广泛应用的卫星遥感技术在人参、甘草和三七等中药材调查中已得到初步应用[12]，对中药资源进行低空遥感调查也进行了探讨[13]。遥感技术的另外一个层面近景摄影（或近地摄影）技术，是今后植被覆盖度地面测量方法的发展趋势，特别适用于草本植物群落以及形体较小的灌木群落,尤其是典型的草原植物群落[14]，在中药资源样方调查中已被证明具有一定应用价值，有利于克服长期以来野外考察时盖度观测只能采用目测法和点测法，效率低下的问题[12]。总体而言，将现代先进的遥感信息获取技术与传统样方观测技术相结合是今后中药资源生态学野外调查工作的重要手段。此外，值得探讨的思路是抽样调查方法自身的深入研究，是十分必要的，目前进行大面积植被的调查和动态监测还没有一个方法可以完全代替抽样调查。

对于药用植物而言，更多工作倾向于利用获得的生态信息，通过数学统计分析后开展药材适宜地的规划布局，或者叫产地适宜性分析及区划，早期的区划生态因子考虑少，区域图采用手工绘制，没有采用定量的信息处理技术，整体区划较粗糙、灵活性差, 限制了对生产的指导。数值分类方法这种定量的研究方法的引进, 在很大程度上弥补了定性方法的不足[15]。随着计算机和空间信息技术的进步和道地药材生态适宜性研究不断深入, 中药材区划研究进一步向多因子指标化、定量化、分析综合化、多学科、现代技术集成方向发展。如“中药材产地适宜性分析系统”（TCMGIS）,根据地理信息系统强大的分析和计算能力可快速计算出中药材适宜生长的环境区域, 统计出每一部分适宜区面积,并根据普查结果对分析结果进行精度评价,已对人参、甘草、肉苁蓉、西洋参等药材进行了产地适宜性数值区划, 获取了能有效指导各药材产地布局的分析结果[16]。运用地理信息系统，郭兰萍等研究了基于不同模式下的苍术适宜性分析，并对分析结果进行了比较[17]；张小波通过分析广西气候条件下青蒿中青蒿素含量变化的主要影响因子,并进行地理空间分析，最终确定了在广西种植青蒿的最佳区域[18]。这些技术虽然能够通过分析生态因子对药材进行区划，但值得注意的是，药材产区的形成有多重因素，只考虑生态因子并不能准确的进行药材区划。进行中药材综合区划时,需以中药材主产区在我国的分布规律和特点为主,以气候、土壤、地貌、植被等因素为辅，将生态条件如气候、土壤、地形地貌、群落等自然环境与人文因子等

社会环境二者有机结合和叠加,这样得出的结果才是科学的[16]。另外，系统的研究也有赖于实际生态学实验研究的数据支持，其中最关键的不同生态因子对药材分布或品质的影响权重问题，而这些必须通过实地调查或田间实验来获得，在没有相关基础研究支持情况下，选择平均权重是唯一可能的方法，但这样就不能客观的反映生态因子的实际影响。

2.3.2 微观定量信息获取及处理技术

中药资源生态学的微观研究方面，多参考生物学较为成熟的方法及技术。以往研究多采用分子标记方法，集中于分析不同产地不同居群药用植物的遗传多样性 [19-22]，对药材环境影响的研究较少，对具体生态现象的分子机制研究更少。

近期，许多研究开始关注地下微生态环境对药用植物的影响，主要关注点在化感物质对药用植物生长抑制方面的影响 [23,24]。从这些研究来看，研究的化感物质较少，多为酚酸类物质，且多从抑制生长角度出发，实际上化感物质是一类组成复杂的混合物,主要包括碳水化合物、氨基酸、有机酸、黄酮类化合物等,这些混合物在特定的土壤环境条件下,影响种子的萌发、生长、营养元素的活化、微生物群落的分布。除了抑制作用，很多也具有促进生长作用，如很多豆科作物根系能分泌黄酮类物质诱导根瘤菌的结瘤，而结瘤有助于豆科植物对大气氮源的固定作用。另有研究认为植物在营养元素缺乏条件下，能分泌有机酸以活化土壤中难溶性元素，以缓解植物的缺素症状[25]，这些都表明对药材根际化感物质的研究还有很大研究空间，特别是30%以上根茎类植物药材7]。

2.3.3地下生态系统研究技术

以土壤为载体，植物根系与微生物相互作用而形成地下微生态系统。根际微生物在微生态系统的物质循环和能量转换中扮演着十分重要的角色，可改变药用植物根际土壤酸碱度和氧化还原状况等理化特性，加快根际土壤有效养分的转化与储存，促进植物根系对养分的吸收，控制药用植物的土传病害，从而提高药材的品质，与道地药材的形成也有一定关系[26，27]。除了探讨化感物质的影响，地下微生物类群也日益受到研究者的关注。传统的微生物类群研究多采用微生物培养技术，但由于自然群落中约99%的物种无法得到分离并在人工培养基上生长[28，29]，PLFA(磷脂脂肪酸谱图分析)和分子生物学技术得到越来越广泛的应用 [30-32]。可以预见，随着分子技术的日新月异，未来将有更多的分子生物学技术得到广泛

应用。从目前来看，主要有两类，一类是DGGE/TGGE、T-RFLP、ARDRA、DNA 克隆测序等基于PCR扩增的技术；另一类是荧光原位杂交技术（FISH）、稳定同位素探针（SIP）、宏基因组文库、基因芯片技术等基因组技术[29]。

2.3.4现代统计分析技术的应用

随着多变量统计技术及计算机软件技术的发展，使得研究多变量间相互关系及变量体现出的趋势成为可能，也为受到众多因子影响的中药资源研究提供了工具。多变量回归分析、主成分分析、因子分析、聚类分析等在数据处理中得到了广泛应用[30]，但相关软件的便利条件也容易让人忽视方法使用的前提，如在统计学进行因子分析前，需要先进行相关性检验，根据一些判断标准，达到要求后才能进行因子分析，回归分析时也要进行共线性诊断，如果用来进行回归分析的自变量数较多，并且自变量之间存在较强的相关性，使各变量之间容易出现多重共线性，这样就违背了采用多元线性回归模型的基本假设。随着计算机科学及数学科学的发展，更多的基于计算机技术的统计学方法还将应用到本学科当中，这就要求根据研究目的，依据统计学原理合理的设计野外考察或实验工作，避免不合理的使用软件，得出违背统计学原则的分析结果。

3．小结

中药资源的生态学研究是中药资源保护与可持续利用的重要基础，长期以来，忽视方法学的研究导致了本学科长期停留在主观描述阶段。中药资源生态学科要得到发展，就必须根据时代发展，在生态学科研究方法发展方向大的趋势下，结合本学科特点，大胆消化吸收各种先进技术，改良传统技术，逐步增加受控实验及固定样地实验比例，设计符合学科特点的实验方法，从而为中药资源的生态学研究目的实现提供可靠技术支持，最终推动中药资源的持续性利用。

REFERENCES：

[1]CHEN S L．Study on the relativity of genuine regional drug and ecotype[J]．Chin Tradit Herb

Drugs(中草药)，1988：40-41

[2]GE F. Modern Ecology(现代生态学)[M]．Beijing：Science Press，2008：5-7

[3]CAO C G．An Introduction of Ecology(生态学概论)[M]．Beijing：Higher Education Press，

2002：399-420

[4]GUO L P，HUANG L Q. Ecological research on resources of Chinese herbal medicine

[J].Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2004，29(7)：615-618

[5]XIAO X H，XIA W J，CHEN S Y. Abstracts of original articlesa review on the research of

genulne traditional Chinese drugs [J]. Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，1995，20

(6) ：323-326

[6]SUN SQ，ZHOU Q，QIN Z. Atlas of Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy

for Traditional Chinese Medicine Identification(中药二维相关红外光谱鉴定图集)[M]，Beijing：Chemical Industry Press，2003，8

[7]GUO L P，HUANG L Q. Theoretical framework of Chinese medical resource ecology

[J]．Res Sci(资源科学)，2008，30（2 ）：296-304

[8]XIAO X H，CHEN S L，HUANG L Q，et al．Survey of investigations on daodi Chinese

medicinal materials in China since 1980s [J]．Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2009，34(5)：519-523

[9]CAO H L，WEI J H，HE C E，et al. Comparison of the Contents of Mineral Elements in the

Roots of Four Germplasms Bupleurum L.Planted in Different Soils [J]．Spectrosc. Spect.

Anal(光谱学与光谱分析)，2010，30(4)：1105-1108

[10]HE Y L．Studies on main contents of Radix Salviae Miltiorrhizae and relation on

environment factor[D]．Beijing：Chinese Academy of Medical Science and Peking Union Medical College，2007．

[11]CHEN S L，ZHOU Y Q，ZHAND B G，et al．Establishment of dynamic monitoring system

of endangered TCM resources [J]．World Sci Tec-Mod of Trad Chin Med(世界科学技术一中医药现代化)，2005，7（6）：1-5

[12]CHEN S L，XIE C X，Y AO H，et al．Methodological innovations in traditional Chinese

medicine resources [J]，World Sci Tec-Mod of Trad Chin Med(世界科学技术-中医药现代化)，2008，10（5）：1-9

[13]XIE C X，CHEN S L，LIN Z J，et al. Study on application of unmanned air vehicle for remote

sensing in survey of medicinal plants[J]．Mod Chin Med(中国现代中药)，2007，9（6）：4-6

[14]QIN W，ZHU Q K，ZHANG X X，et al．Review of vegetation covering and its measuring

and calculating method[J]．J Northwest Sci-tech Uni Agr Forestry(Natl Sci Edition)(西北农林科技大学学报·自然科学版)，2006，4（3）：163-170

[15]CHEN S L，XIAO X H，WANG Y，et al．The numerical regionalization of the medicinal

plant in China [J]．Resource Development & Market(资源开发与市场)，1994，10 (1) ：8-10

[16]CHEN S L，SUO F M，HAN J P，et al．Analysis on ecological suitability and regionalization

of traditional Chinese medicinal materials [J]．Chin Tradit Herb Drugs(中草药)，2007，38（4）：481-487

[17]GUO L P，HUANG L Q，Y AN H，et al．Habitat characteristics for the growth of

Atractylodes lancea based on GIS [J]．Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2005，30（8）：565-569

[18]ZHANG X B，GUO L P，WEI X，et al．Study on climate regionalization of Artemisia

annuua in Guangxi [J]．Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2008，33（15）：1794-1797 [19]WU X，LIU Q X，MA Y H，et al．RAPD analysis of genetic relationship among different

populations of Glycyrrhiza uralensis [J]. Chin J Biochemical Pharm（中国生化药物杂志），2003，24(4)：191-193.

[20]GE S J，LI G M，MA S Y，et al．Analysis on Genetic Diversity of wild populations of

licorice(glycyrrhiza uralensis Fisch.) with AFLP markers [J]．Scientia Agr Sinica(中国农业科学)，2009，42(1)：47-54.

[21]SUN Q，TONG H W，WU B，et al．Genetic diversity of glycyrrhiza uralensis Fisch.

detected by morphological and ISSR molecular markers[J]．J Plant Gene Res(植物遗传资源学报)，2007，8 (1) ：56-63.

[22]GUO B L，LIN S，FENG M X，et al．Primary research on genetic relationship among

main populations of Salvia miltiorrhiza and genuineness of herb[J]．Chin Tradit Herb Drugs(中草药)，2002，33（12）：1113-1116

[23]TAO Y H．Methodology of fat-soluble allelochemicals bioassay and preliminary study of

allelochemicals from pericarp of Phellodendron amurense Rupr.[D]．Beijing：Chinese Academy of Medical Science and Peking Union Medical College，2008．

[24]DU J F，YIN W J，LI J，et al.Dynamic change of phenolic acids in soils around rhizosphere

of replanted Rehmannia glutinosa [J]．Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2009，34（8）：948-952

[25]ZHANF S X，GAO Z Q.Continuous cropping obstacle and rhizospheric microecology Ⅱ.

Root exudates and phenolic acids [J]．Chin J App Eco(应用生态学报)，2000 ，11

(1) ∶152～156

[26]JIANF S，DUANF J A，QIAN D W，et al.Effects of microbes in plant rhizosphere on

geoherbalism [J]．Soils(土壤)，2009，41 (3)：344-349

[27]JIANF S，QIAN D W，DUANF J A，et al. Research on correlation between plant

endophytes and geoherbalism [J]．Chin Tradit Herb Drugs(中草药)，2008，39（8）：1268-1272 [28]PAN H X，CHENG Z M，WANG F，et al.Specific feature of distribution on rhizosphere

soil microor-ganisms of wild Ephedra intermedia，Ephedra przewalskii and Glycyrrhiza

uralensis and Glycyrrhiza inflata [J]．Acta Botanica Boreali-occidentalia Sinica(西北植物学报)，2003，23(10)：1792—179

[29]HAO D C，CHEN S L，XIAO P G．Study of rhizosphere microbe based on molecular

biology and benomics [J]. Mic Chin(微生物学通报)，2009，36(6)：892-899

[30]WANG M D，WU Z W，YUAN Z Y，et al. Effects of rehmannia glutinosa libosch.

continuous cropping on microbial communities [J]． J Henan Agr Uni (河南农业大学学报)，2008，42（5）：532-53

[31]QI J J，YAO H Y，MA X J，et al. Soil microbial community composition and diversity in

the rhizosphere of a Chinese medicinal plant [J]. Communications in Soil Science and Plant

Analysis，2009，40：1462-1482

[32]GUO L P, HUANG L Q，JIANF Y X，et al．Change of microbial community in rhizoma

sphere of cultivated Atractylodes lancea [J]．Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2007，32（12）：1131-1133

[33]SUN Y Z，GUO L P，HUANG L Q，et al．Application of multivariate statistical methods

in research of Chinese medicinal materials resource ecology [J]．Chin J Chin Mat Med(中国中药杂志)，2007，32（13）：1257-1260

群落生态学研究新进展_裴男才

论文 34Skamarock W C, Klemo J B, Dudhia J, et al. A Description of the Advanced Research WRF Version 3. Technical Note, NCAR/TN-475+STR, 2008. 125 35Hong S Y, Lim J O J. The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). J Korean Meteorol Soc, 2006, 42: 129–151 36Kain J. The kain-Fritsch convective parameterization: An update. J Appl Meteorol, 2004, 43: 170–181 37Hong S Y, Noh Y, Dudhia J. A new vertical diffusion package with an explict treatment of entrainment processes. Mon Weather Rev, 2006, 134: 2318–2341 38Collins W D, Rasch P J, Boville B A, et al. The formulation and atmospheric simulation of the Commumity Atmosphere Model version 3 (CAM3). J Clim, 2006, 19: 2144–2161 39Chen F, Dudhia J. Coupling and advanced land surface–hydrology model with the Penn State-NCAR MM5 modeling system. Part I: Model implementation and sensitivity. Mon Weather Rev, 2001, 129: 569–585 40Kanamitsu M, Ebisuzaki W, Woollen J, et al. NCEP-DOE AMIP-II reanalysis (R-2). Bull Am Meteorol Soc, 2002, 83: 1631–1643 41Xu Y, Gao X, Shen Y, et al. A daily temperature dataset over China and its application in validating a RCM simulation. Adv Atmos Sci, 2009, 26: 763–772 42Yuan Y, Yang H, Zhou W, et al. Influences of the Indian Ocean dipole on the Asian summer monsoon in the following year. Int J Climatol, 2008, 28: 1849–1859 ·动 态· 群落生态学研究新进展 探索群落构建机制的生态和进化过程是群落生态学领域的一大中心任务. 在局部森林群落水平上, 运用系统发育分析方法探讨群落构建规则是群落生态学的研究热点. 中国科学院华南植物园分子生态学研究组葛学军研究员等人采用植物条形码通用的3个片段(rbcL, matK和psbA-trnH), 利用植物DNA条形码和Phylomatic方法构建了鼎湖山20 hm2森林大样地183种木本植物(隶属于24目52科110属)的群落系统发育关系, 并结合大样地5种生境类型分析了该群落的构建方式. 两种方法的研究结果均发现, 山谷(valley)和低坡(low slope)生境为系统发育聚集分布格局(phylogenetically clustered), 表明近缘物种共存于这些低海拔生境, 生境过滤(environmental filtering)可能起主导作用; 而且, 两者均表明, 高坡(high slope)和山脊(ridge top)生境为系统发育扩散分布(phylogenetically over-dispersed), 说明远缘物种共存于这些高海拔生境, 竞争排 斥(competitive exclusion)可能起主导作用. 然而, 对于高 谷(high gully)生境, Phylomatic方法得到的结果为系统发育 扩散分布, 而条形码方法得到的结果为系统发育随机分布 (phylogenetically random), 表明与系统发育有关的作用可 能在这种生境类型下不起作用或者作用不明显. 生境随机 化检测结果发现, 495对物种-生境组合(5种生境类型×95 个常见物种)中有52对存在显著物种-生境关联, 表明在物 种水平上非随机生境关联可能在局部群落构建时起到重要 作用. 相关研究结果已在线发表在国际知名综合性期刊 PLoS ONE上(doi: 10.1371/journal.pone.0021273). 裴男才 中国科学院华南植物园 1909

生态学研究方法01

生态学研究方法 第一章绪论 第一节生态学及其学科特性化 一、生态学的概念 生态学 从科学的角度来看，生态学是运用层次观和系统论的方法，是研究生物与生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。 这些相互关系会从生物分子、个体、种群、群落、生态系统、区域景观、全球等不同层次上对生物的和环境系统的结构和功能产生各种影响。 因此，生态学是研究这些相互关系的产生方式、影响途径和作用后果有关规律的学科。二、研究层次及其学科 现代生态学在研究层次上相宏观与微观两极发展。由于生态学研究对象的极其复杂性，它现已发展成为一个庞大的学科体系根据研究性质分，生态学可概分为理论生态学和应用生态学两大体系。从研究对象的水平和层次来看，生态学可分为：分子、个体、种群、群落、生态系统、景观、区域、全球生态学。（分辨率和空间尺度增加） 三、生态学的实验科学属性 科学的发展与研究方法和技术设备有关。在传统的生态学研究中，生态学侧重于研究对象的描述，所采用的研究方法（如直观描述，调查分析，数理统计，单项实验等）都很简单。设备也很简单。 因此，生态学被误认为是一门描述性的、近似于思维方法论的和社会科学的一门学科。特别是近十几年来，随着生态学向经济科学和人文社会学科的渗透，使人们感觉到生态学似乎越来越偏离自然科学，而向社会科学靠近了。 然而，生态学来源于生物学，其研究对象是生物与环境之间的相互关系。它始终围绕着生物与环境之间的物质循环、能量流动、信息传递（乃至资金流动）开展研究，就必然要与生物学实验、环境学实验、物理、化学实验等打交道，就需要通过实地观测与调查研究，获取实验数据来认识和回答各种种样的生态学过程及其内在机理。因此，总体上讲，生态学必然是一门实验科学，它的天然实验室就是自然界（或人类社会）。 生态学实验的特点： 1）生态学是一门与空间、时间相关的科学，因此，其实验必然涉及空间位置与时间的测定，与地理学密切相关； 2）生态学是研究生物与环境相互关系的科学，那么，其实验必然涉及生物学与环境学；3）生态学的综合性与系统性，决定了解到其实验必然是多元化的，并与其他学 科具有交叉渗透性；

生态文明国内外研究现状

生态文明的国内外研究现状 20世纪70年代后，生态文明与可持续发展问题受到人们的普遍关注。人们深刻地感受到，现代社会和现代人已经陷入一场严重的生态危机、道德危机和社会危机，人类传统的发展观和文明观面临严峻挑战。1992年联合国环境与发展大会召开，可持续发展思想由共识变成各国人民的行动纲领，生态文明应运而生。自20世纪90年代以来，随着生态文明和可持续发展的公众意识、执政理念、理论研究和实践探索日益得到全球共识，学术界对生态文明的理论范畴与实践方向研究也进入一个新的阶段。围绕生态文明与可持续发展这一主题，国内外学者进行了多方面、多角度、多层次的研究。 学术界围绕人类生态意识、生态经济、生态政治的兴起和可持续发展等方面进行了广泛的研究，指出生态文明比工业文明更具理性的哲学观、价值观、科技观和更高级的管理水平。主要体现在：(1)思想观念的大转变，即从人与自然的对立关系向人与自然和谐相处转变；(2)生产技术的大转变，即从有害环境技术向无害环境技术转变；(3)目标与行为的大转变，即从单纯追求经济目标向追求经济、生态和社会多重目标转变；(4)伦理价值观和世界观的大转变，用人与自然协调发展的价值观代替人统治自然的价值观，因而把人类的价值主体地位和终极关怀扩展到非人的自然界，并赋予生态环境应有的道德地位，用尊重自然、敬畏生命的哲学，代替极端的人类中心主义的哲学。 有的学者认为，关于社会文明，有两个最基本的哲学问题，一是人与自然的关系问题，一是价值观问题。每一文明形态都有其特定的人与自然关系的意识，并渗透到人类活动的各个领域，在某种程度上支配着文明的兴衰。 关于人与自然的关系，学者们认为：生态文明把人本身作为自然界的一员，因此，人的一切活动都必须充分尊重自然规律，寻求人与自然的协调发展。生态文明的人与自然的生态关系归根到底反映着人与人之间的社会关系。生态文明是实现可持续发展的一种内在要求。 关于生态文明的价值观，归纳起来主要有四种观点：认为生态文明是非人类中心主义的理性选择；认为生态文明的终极价值观也是以人为中心的；认为生态文明是对人类中心主义的继承和超越；强调平等，拒绝中心论。 2.1生态文明的功能、地位及与其他文明之间的关系

生态学研究方法整理材料

理解： 1、双种群的竞争。 2、生态学实验的特点。 1）生态学是一门与空间、时间相关的科学，因此，其实验必然涉及空间位置与时间的测定，与地理学密切相关； 2）生态学是研究生物与环境相互关系的科学，那么，其实验必然涉及生物学与环境学； 3）生态学的综合性与系统性，决定了解到其实验必然是多元化的，并与其他学科具有交叉渗透性； 4）生态学的不同尺度，决定了其不同实验方法的巨大差异性，如宏观生态学的研究方法与微观生态学研究方法。 3、Logistic模型的意义。？ 逻辑斯谛模型的两个参数r和K，均具有重要的生物学意义。r表示物种的潜在增殖能力，K是环境容纳量，即物种在特定环境中的平衡密度。但应注意K同其他生态学特征一样，也是随环境（资源量）的改变而改变的。 4、逻辑斯谛增长模型的重要意义。 1）它是许多两个相互作用种群增长模型的基础； 2）它也是渔业、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量（的主要模型； 3）模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。 5、某一具体群落中某一物种的生态位大小的取决因素。 1）物种对环境因子的生理学适应也就物种基础生态位的大小 2）与其它物种的相互作用，主要是指物种间的竞争状况 3）群落中环境因子（梯度）的分布状况 这三个因素的综合作用通过物种在群落中的分布及其与环境因子分布的吻合程度而得以反映。 6、绝对密度测定与相对密度测定。 （1）绝对密度测定 总数量调查方法：计数某地段中某种生物个体的全部存活者数量/总面积 取样调查法：计数种群的一部分，用以估计种群整体。抽样，取平均，推广。 （2）相对密度测定这类方法是很多的。可分两类，一是直接数量指标，如捕捉法；另一类是间接数量指标，如通过兽类的粪堆计数估计兽类的数量，以鸟类的鸣叫声估计鸟类数量的多少等。还有很多指标可以估计动物的相对数量。 7、生态位的测定类型。 1）未考虑资源利用率的测度 2）考虑资源利用率的测度 3）多维生态位宽度的测定 8、数据转换的目的 一是为了改变数据的结构，使其能更好地反映生态关系，或者更好地适合某些特殊分析方法。比如非线性关系的数据通过平方根转换可以变成线性结构，这样对线性方法比如PCA就更为合适 二是为了缩小属性间的差异性，由于属性的量纲不同，往往不同属性间的数据差异很大，比如不同的环境因子测量值，对数转换可使得数据值趋向一致。 三是从统计学上考虑。如果抽取的样品偏离正态分布太远，可以进行适当转换。 9、种群动态的基本研究方法。 10、种群离散增长模型的4个假定。 Nt+1=λNt或Nt=N0λt 1）环境条件允许种群有一个最大值K 2）种群增长率降低的影响是最简单的，即其影响随着密度上升而逐渐地、按比例地增加。 3) 种群中密度的增加对其增长率的降低作用是立即发生的，无时滞 4）种群无年龄结构及无迁出和迁入现象。

污染生态学王焕校复习思考题

污染生态学 第一章思考题： 1、试比较动物、植物、微生物三种生物类型吸收、迁移污染物的途径、机制的异同。 第二章思考题 1、什么叫生物的富集作用？生物为什么能富集污染物? 2、不同污染物类型和各种污染物质在不同生物及同一生物的不同器官、组织内富集量有明显差异，为什么? 据此在不同类型污染地区农作物结构应如何合理布局，如何避免过多污染物进入人体？ 3、通过生态系统食物链的延伸，生物富集将发生什么变化，为什么? 第三章思考题 1 生物为什么会受污染物毒害？在什么情况下才会发生毒害? 2 金属有哪些特性对生物产生的毒害程度起重要作用，为什么？ 3 化学元素之间为什么会出现拮抗和协同关系，有哪些因索决定元素之间的拮抗和协同关系？研究元素之间的拮抗和协同关系有什么重要意义？ 第四章思考题 1、总体来讲，生物对污染物的抗性通过哪些途径实现？试比较动物、植物和微生物对环境污染物抗性作用的异同。 2、如何理解生物对污染物的吸收、累积、解毒与抗性的关系？ 3、如何利用生物的抗性作用解决环境污染问题？ 第五章思考题 1、生物对污染环境的长期生态学效应有哪些?各有何特点？ 2、污染为什么会影响生物多样性的变化？ 3、生物对污染环境适应的遗传学根源是什么?如何提高生物对污染的适应性水平？ 4、污染条件下生物进化具有什么特点?你如何判断这种进化的方向?

第六章思考题 1．什么是生物监测? 如何处理物理监测、化学监测与生物监洲三者间的关系？ 2．利用生物监测环境质量有哪些优势? 3．在环境质量的生物监测中，如何利用生物的抗性作用？ 第七章思考题 1水体富营养化的概念是什么？水体富营养化形成的条件有哪些？用来描述水体富营养化的水体氧平衡指标有哪些？各指标的含义是什么？ 2什么是氧化塘？简述氧化塘作用的基本原理。氧化塘可分为哪几类，备有何特点？ 3 污水土地处理系统的概念是什么？污水土地处理系统有哪些类型？ 4 比较污水上地处理系统、污水灌溉的异同点。 第八章思考题 1、简述大气污染造成的危害。谈谈我国大气污染今后发展趋势，为什么？ 2、什么是温室效应，为什么会形成温室效应？目前不同学者有那些不同看法？你的看法是什么？ 3、温室效应有哪些严重后果，应采取哪些对策？ 4、酸雨是如何形成的？形成的机制是什么？ 5、谈谈酸雨对生态有何影响，应采取哪些措施防治酸雨？ 6、谈谈治理大气污染应采取何种生态工程？ 第九章思考题 1、重金属对土壤的影响有哪些方面？其后果如何，如何防治？ 2、大气污染、水污染、土壤污染形成过程有何区别与联系？ 3、对大气污染、水污染和土壤污染在治理措施上有何异同？ 4、就你所章握的污染生态学知识，谈谈你对我国耕地可持续发展和土壤污染防治的综合对策。

《生态学研究方法》教学大纲

《生态学研究方法》教学大纲 开课学期：秋季 先修课程：普通生态学、植物地理学 授课对象：环境科学专业本科2或3年级学生 课程目标：本课程通过对生态学研究的方法论、发展历史和不同研究层次的方法手段等的系统介绍，并辅以相应的操作实习，旨在使学生对生态学研究的方法手段有一个 全面的了解，建立起提出、分析和解决问题的思维框架和实际操作能力。 学时：51学时。其中授课45学时，实验学时6学时。合计3个学分。 教材：自编讲义 参考书：（1）Ecological Methodology.Krebs J. Charles, 1998 （2）Scientific methods for ecological research. E. David Ford. Cambridge University Press. 2000. （3）生态学的理论与方法。R. McIntosh著，徐嵩龄译，1992年； （4）生态学调查方法手册。（英国）W.J. Sutherland等著，张金屯译，1999年； （5）植被数量生态学方法。张金屯，1995年； （6）普通生态学－原理、方法和应用。郑师章，吴千红，王海波等编著，1994年； （7）普通生态学实验手册。G.W. Cox著，蒋有绪译，1979年。 （8）陆地生物群落调查观测与分析。董鸣主编，中国标准出版社，1996年。 （9）森林生态系统定位观测提纲及数据库建设。《中国森林生态系统结构与功能规律研究》项目组编著，1993。 （10）植物生态学实验。内蒙古大学生物系编著，高等教育出版社，1986年 （11）植被生态学的目的与方法。Ellenberg，Muller- Daumbois （12）景观生态学－格局、过程、尺度与等级。邬建国，高等教育出版社，2000年（13）植物种群学。王伯荪，李鸣光，彭少麟著，广东高等教育出版社，1995年 （14）当代生态学博论。刘建国主编，中国科学技术出版社，1992年 （15）试验设计的技术与方法。栾军编著，上海交通大学出版社，1987年 一、时间安排 9月12日～1月2日，24次课，48学时，3学分。其中10月1、3日课程与国庆节冲突，1月1日与元旦冲突，实际上课21次，中间安排3次实习，具体时间另行通知。在第24次课将作考前辅导；最后一次课考试。学校规定上课时间到1月6日止，6～17日停课复习。 考核方式：包括平时考核、实习情况和期中、期末考试。平时的考核包括课后思考题，课前不定期穿插小测验。平时成绩占40％，期中考试占20％，期末考试40％。 二、课程目标 本课程以研究方法讲解为主，同时配合数据练习；辅以3次操作性实习；最后通过卷面考试进行一次全面的考核。 通过上述途径，使学生对生态学研究的基本途径、发展过程及其当前进展获得一个全面的认识；了解生态学研究的方法论途径；学习关于生态学研究的基本概念、基本方法和基本技能；并获得一定的研究实践经验。 在内容上，将涉及现代生态学几个主要分支：种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学和全球生态学的研究方法，但以陆生植物生态学为主；涉及生态学研究的野

环境风险评价研究进展

生态风险评价及研究进展 摘要:生态风险评价是环境风险评价的重要组成部分。在我国,生态风险评价还处于起步阶段。本文阐述了有关生态风险评价的有关概念,探讨了生态风险评价的方法,概述了国内外在生态风险评价领域的研 究成果。 关键词:生态风险评价；环境风险评价；评价方法 Review of Ecological Risk Assessment Abstract:Ecological risk assessment (ERA) is an important part of Environmental risk assessment and it is in beginning in China. This paper introduced basic concept of ERA, talked about the methods used in studies and reviewed the research results of home and abroad. Keywords: Ecological risk assessment; environmental risk assessment; methods of assessing ecological risk 引言 自工业革命之后, 随着化石能源的广泛使用,各种矿物质资源大量开采以及化学工业的繁荣，在区域经济持续发展的同时,人类活动也引发了一系列生态环境问题,如全球气候变化、物种灭绝速度加快、生物多样性的损失、酸雨、栖息地破坏、土壤侵蚀、土地退化、水资源短缺、环境污染、生态系统服务功能变化等,致使环境质量下降,严重影响了人类的生活质量,并制约着社会和经济的可持续发展。为了抑制区域生态环境的恶化,改善人类的生存环境, 世界各国已开展了大量有关生态环境的研究,在环境评价方面也不断深化。风险评价开始于1980年代,经历了二十几年的发展,评价内容、评价范围、评价方法都有了很大的发展。环 境生态问题引起了越来越广泛的关注。 1 生态风险评价的基本概念及内容 1.1 基本概念 风险通常指事故（或不利事件）的可能性及其损失或损伤的度量。美国环境保护署 EPA （Environmental Protect Agency）认为风险是由于物质暴露或环境胁迫所引起的人类健康或生态系统受到危害的可能性。生态风险具体指生物个体、种群、群落、生态系统以至于整个景观层次、地球生态的正常功能受外界胁迫，从而在目前和将来减小该系统健康、生产力、

生态学研究方法知识点总结

生态学研究方法知识点概括 第一章绪论 1.生态学研究的基本方法： ①原地观测 ②受控实验 ③生态学研究方法分析 2.原地观测的容： ①野外考察 ②定位观测 ③原地实验 3.生态学综合研究的研究方法： ①资料的归纳和分析 ②生态学的数值和排序 ③生态学的数学模型和仿真 4.生态学研究的基本指导思想： ①层次观 ②整体论 ③系统学说 ④协同进化 5.生态学研究的组织层次 基因—细胞—器官—个体—种群—群落 6.名解： 受控实验：是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中，研究单项或多项因子与相互作用及其对种群或群落影响的方法技术 协同进化：两个或多个物种在种群动态上的相互影响彼此在进化过程和方向上的相互作用，包括生物与生物之间和生物与环境之间的协同进化 7.原地观测：指在实地对生物与环境关系的考察 第二章野外环境生态因子的观测 1.名解： 环境因子：组成环境的所有要素的总和 生态因子：指环境中对生物的生长，发育，生殖，行为和分布有着直接或间接影响的环境要素 地形因子： 气候因子： 溶解氧：在水中溶解分子态的氧 电导率：电导反应了水中含盐量的多少，水越纯净，含盐量越少电阻越大，电导越小。 色度：颜色，浊度，悬浮物等都是反应水体外观的指标 2.生态因子的分类 按生命特征：（1）生物因子（2）非生物因子 按性质分：（1）气候因子（2）土壤因子（3）生物因子（4）地形因子（5）人为因子 按种群数量变动的影响：（1）密度制约因子（2）非密度制约因子

按生态因子稳定性：（1）稳定因子（2）变动因子 3.地形因子包括哪些？ 地理位置海拔高度海陆位置经纬度坡度 4.气候因子包括那些数据？ 太阳辐射强度光照强度空气温度空气湿度土壤温度大气降水风速风向降水量 5.地温（土壤温度）用曲管地温表测量；大气降水用雨量器和雨量计测量；空气湿度用温度计或干湿球温度表测量。 6.水样的采集：现场测定的有PH值、电导率和溶解氧。 7.色度的测量方法： ①铂钴标准比色法 ②稀释倍数法 ③分光光度法 8.了解GPS 统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典，它极提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。 第三章生态学观测的取样设计 1.取样的定义与类型：抽取其中一部分作为样本来获取数据并进行分析，进而推断总体的特征，这个过程成为取样。 ①主观取样 ②客观取样（概率取样法） 2.客观取样包括哪些取样方法并了解各取样方法： ①随机取样：样方的设置是随机的，即每一样品单位被抽取的机会是相等的；一般随机取样的方法是将研究地区放入一个垂直坐标中用成对的随机数作为坐标值来确定样方的位置。（缺点：在实际研究中往往难以确切设置，尤其是地形复杂等地；优点：可用于统计分析）②系统取样：根据某一规则系统的设置样方，也叫规则取样；在大多数情况下，先用地形等因素确定第一个样方设置（优点：取样简单，样品分布普遍，代表性强，在植被变差较小的情况下效果好；缺点：好坏不能客观评价，数据也不能进行统计分析） ③限定随机取样（系统随机取样）：是系统取样和随机取样的结合，兼有二者的优点，先用系统法将研究地段分成大小相等的区组，然后在每一小区再随机地设置样方（优点：每个区组每个样品被抽取的机会更大，且数据可进行统计分析；缺点：在野外可能更费时间） ④分层取样：将研究地段按自然的界限或生态学标准分成一些小的地段，小地段的划分不是统计学方法，而是自然的界限或生态学的标准（优点：简便易做，也是应用最多的方法；缺点：小地段的大小一般是很难知道的，不等的所以难以进行统计分析） ⑤集群取样：是一种二维水平取样，即首先随机选取样点，在每一个样点取一些样方（而不是一个样方），在这特殊调查中更有效，可有多种设计方案，根据所研究的对象不同而有差异 ⑥环境因子取样：对环境因素，某些因子的值只与样方位置有关 3.群落的最小面积的定义及几种需要了解的群落最小面积

污染生态学

污染生态学复习题 一、名词解释 1、污染生态学: 是以生态系统理论为基础，用生物学、化学、数学分析等方法研究在污染条件下生物与环境之间的相互关系规律的学科。 2、安全浓度:生物与某种污染物长期接触，仍未发现受害症状，这种不会产生受害症状的浓度。 3、效应浓度EC: 使生物开始出现受害症状的浓度。 4、最高允许浓度:生物在整个生长发育周期内，或者是对污染物最敏感的时期内，该污染物对生物的生命活动能力和生产力没有发生明显影响的浓度。 5、生物富集: 生物体或处于同一营养级的生物种群，从环境中吸收某些元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。 6、氧化塘:利用库塘等水生生态系统对污水的净化作用，进行污水处理和利用的生物工程措施 7、抗性:生物对各种不良环境具有一定的适应性和抵抗力 8、生化耗氧量BOD：一定期间，微生物分解一定体积水中有机物所耗溶解氧的数量。 9、总需氧量TOD：把水中的CNSH等元素全部氧化成所需的O2 10、总有机碳TOC：溶解于水中所有机物的含碳量 11、土壤污染：当工农业生产的“三废”污染物通过水体、大气或直接向土壤中排放转移，并累积到一定程度，超过土壤自净能力时，导致土壤生态系统功能降低，进而对土壤动植物产生直接或潜在的危害，急即土壤污染。 12、环境容量：在一定范围和规定的环境目标下，能容纳某污染物的最大负荷量 13、土壤背景值：未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量 14、杀虫剂：主要用于防治农、林、牧、卫生及仓库等害虫的药品 15、土壤自净作用：以各种方式进入土壤的污染物，通过土壤的物理、化学、生物学的复杂作用使污染物逐渐转化、减毒、消失最终使土壤恢复到原来的生态功能的过程。 二、填空 1、土地处理技术慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地、地下渗滤系统。

分子生态学的兴起及其研究进展

成绩： 中南林业科技大学《分子生态学》课程论文分子生态学的兴起及其研究进展 学生夏伊静 专业生态学 班级 07级 学号 20070346 学院生命科学与技术学院 2010年 10月 31日

分子生态学的兴起及其研究进展 摘要：分子生态学的产生给整个生态学领域带来了巨大的冲击, 其研究的问题、研究的方法是全新的, 它一产生就引起了广大生物学家的高度重视。本文着重论述了分子生态学的兴起及其研究进展。 关键字：分子生态学、研究方法、研究热点、研究进展 1、分子生态学的概念1 分子生态学由于发展时间短,不同学者从各自的研究背景出发对它的定义有着不同的理解。Burke等在《分子生态学》杂志的发刊词中对分子生态学的定义是:分子生态学是生态学和种群生态学的交叉,它利用分子生物学的方法研究自然人工种群与其环境的关系以及转基因生物(或其产物释放)所带来的一系列潜在的生态问题。Bachman在“植物分子生态学中的分子标记”综述中定义分子生态学为应用分子生物学方法研究生态和种群生物学的新兴学科,引用了156篇论文,每一篇都谈及DNA水平的工作。文中把等位酶标记作为DNA标记的参照物,讨论了DNA标记的优点。Moritz把分子生态学定义为:用遗传物质,如线粒体DNA (mtDNA)的变化来帮助指导种群生物学的研究。在国内,2向近敏等认为:分子生态学是研究细胞内的生物活性分子特别是核酸分子与其分子环境的关系。我国学者黄勇平和朱湘雄认为分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学。它是生态学与分子生物学相互渗透而形成的一门新兴交叉学科,也是生态学分支学科之一。张德兴则认为分子生态学是多学科交叉的复合学科,从研究角度概括而说,就是运用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法以及其他学科的知识(如地学、古气候学等)去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理演化、生物保护等学科领域的各种问题。分子生态学研究的最典型特色是运用分子遗传标记来检测研究对象的遗传变异特征,以揭示事物所隐含的演化规律。由此可见,分子生态学研究是围绕着生态现象的分子活动规律这个中心进行的。主要研究手段是用分子标记、核酸指纹图谱等分子手段研究生物进化、遗传和物种多样性、生物对环境变化的相应对策、转基因生物的环境释放等问题。在研究方法、研究结论和研究意义等方面都有别于以往用数学语言或其他语言对生态现象机理的解释,也不同于用生物学中诸如生理学、分类学等学科的语言对生态问题所作的解释。因此,分子生态学是一个相对独立的、新兴的、正在逐渐完善的生态学研究领域。 2、分子生态学的研究对象、研究领域与研究任务 分子生态学是生态学的微观研究层次与领域,它主要涉及生态现象与生态规律的发生、演化

生态学考研试题

生态学考研试题 一、名词解释（共40分，每体4分） 种群空间分布格局生态因子生活型谱构件生物 原生演替林德曼效率群落排序生态对策种间关联 二、填充（共15分，每空1分） 1、生物多样性一般有三个水平_________、__________、____________。 2、群落演替按演替发生的时间进程可分为：__________ 、_________ 、_________ 。 3、影响陆地生物群落分布的主要因素是：__________ 、__________ 、__________ 。 4、种群动态主要表现在：__________ 、___________ 、___________ 。 5、生物地化循环可分为：__________ 、___________ 、___________ 。 三、问答题（共30分，每题10分） 1、简述群落的基本特征。 2、试述种群两种进化动力的关系。 3、用能量流程图简述在最适条件下植物利用太阳能形成净初级生产力（千卡·米－2·天－1）。 四、计算题（15分） 用比例重叠法计算A、B两物种利用食物资源（以食物大小表示）的生态位重叠值？ 物种食物资源大小（mm） 1-10 11-20 21-30 A 11 2 0 B 5 2 1 一、名词解释（每题3分，共30分） 生态型协同进化生态入侵演替群落排序 生态位食物链初级生产力负载量（carrying capacity) 同资源种团（GUILD） 二、问答题（70分） A 必答题（10分） 绘图说明生态系统能量流动的渠道和基本特点。 B选答题（任选4题，每题15分） 1、试论Logistic种群增长模型中各参数的生物学意义及该模型的适用性和局限性。 2、试分析野生生物管理应遵循的生态学原则。 3、试述捕食对群落结构的影响。 4、比较三种演替理论模型的异同点。 5、试论“冷血生物——温血生物（cold-blood vs warm-blood)";"同温生物——异温生物（homentherm vs poikilotherm)";"内热生物——外热生物（ectotherm vs endotherm)"三对术语的含义及适用范围。 一、名词解释 生态位内禀增长能力生物地化循环生态入侵生活型顶极群落

生态学研究进展

生态学研究进展 国际生态学研究的“三大”前沿领域 ○ 全球变化 ○ 生物多样性 ○ 生态系统可持续性 一、 关于全球变化 在全球变化研究方面，包括了气候(温度、降水)、大气、土壤，水环境及其污染物，土地利用格局的变化等的生态学过程及后果。 当前全球变化的研究特别注意一些对于全球变化驱动 因素的分析，即对能反映这些主导因素变异作用的一系列研究站点构成的陆地样带的研究。 目前，有关样带的研究只是个别研究站点的单项因子的报告，还未见有区域性的综合成果。 围绕全球变化、生物多样性和可持续发展研究仍然是今后相当一段时期的研究热点，先进科学技术和试验手段的介入使这些研究深入发展。

□ 国际地圈生物圈计划（ＩＧＢＰ）计划 □ 国际全球环境变化中的人类因素研究计划（ＩＨＤＰ） □ 世界气候研究计划（WCＲＰ） 1. 国际地圈生物圈计划（ＩＧＢＰ）计划 国际科学联合会（ＩＣＳＵ）于１９８６年组织了以研究全球变化为目的的国际地圈生物圈计划（ＩＧＢＰ）计划的，该计划共包括八个核心计划和两个技术支撑计划，即： □ 国际全球大气化学计划（ＩＧＡＣ） □ 全球海洋通量联合研究计划（ＪＧＯＦＳ） □ 过去的全球变化计划（ＰＡＧＥＳ） □ 全球变化与陆地生态系统（ＧＣTＥ） □ 水循环的生物圈方面（ＢＡＨＣ） □ 海岸带陆－海相互作用（ＬＯＩＣZ） □ 全球分析、解释和建模（ＧＡＩＭ） □ 全球海洋生态系统动力学研究计划（ＧＬＯＢＥＣ） ○ 数据信息系统（ＤＩＳ） ○ 全球变化的分析、研究和培训系统（ＳＴＡＲＴ）

目标：描述和了解控制整个地球系统关键的、相互作用的物理、化学和生物学过程；描述和了解支持生命的独特环境；描述和了解发生在地球系统中的变化以及人类活动对它们的影响方式。 2. 国际全球环境变化中的人类因素研究计划（ＩＨＤＰ） ＩＨＤＰ由国际社会科学联合会（ＩＳＳＣ）与国际高级研究机构联合会（ＩＦＬＡＳ）、联合国大学（ＵＮＵ）联合制订、组织和协调。 目的：在社会科学领域仿效自然科学所特有的大规模合作精神，力求更好地了解导致全球环境变化的人类原因。 该计划包括以下四个方面： ① 促进对人与整体地球系统相互作用复杂动因的科学理解 和认识 ② 不断努力探索和预测全球环境的社会变化 ③ 确定大范围的社会战略及防止或减轻全球变化的不利影 响，或适应无法避免的变化 ④ 制定对付全球变化、促进可持续发展目标实现政策方案 为了实现上述目标，该计划进行以下几个方面的活动：

污染生态学

污染生态学中的环境质量评价问题 现在，人们越来越意识到，人类社会的经济发展，自然生态系统的维持，以及人类本身的健康状况都与该地区的环境质量状况密切相关。人们也更加意识到人类的行为，特别是人类社会的经济发展行为，会对环境的状态和结构产生很大的影响，会引起环境质量的变化。如果因为人类的行为引起了环境质量的恶化，则人类社会不可能做到持续发展，也严重影响到人类自身的生存。因此，人们十分关心环境质量状况如何，以及人们的行为将会引起环境质量怎样的变化。这样慢慢的形成了当代环境科学的一个分支学科环境质量评价学。同时，环境质量评价又是约束人们行为的一项重要环境管理措施。 第一节环境质量评价概述 ⒈环境质量（environment quality） 环境质量是环境科学的一个重要和基本概念。正确理解环境质量一词的概念并赋以科学的定义，必须从分析环境的基本概念和特征入手。因为环境是一个系统，环境系统的内在特征表现为环境结构；环境系统的外在特征表现为环境状态。目前，我们有很多方法和手段能够对环境的状态进行定性和定量的描述。因此，对环境质量一词的定义应该是：环境质量是环境系统客观存在的一种本质属性，并能用定性和定量的方法加以描述的环境系统所处的状态。环境始终处于不停的运动和变化之中，作为环境状态表示的环境质量也是处于不停的运动和变化之中。引起环境质量变化的原因主要有两个方面：一方面是由于人类的生活和生产行为引起环境质量的变化；另一方面是由于自然的原因引起环境质量的变化。 2.环境质量评价（environment quality evaluation） 近几十年来，世界各国都不同程度的受到环境问题的严重挑战。例如水土大量流失，土地沙化，森林覆盖率锐减，臭氧层破坏，酸雨，大气和地表水的品质恶化等。在这些环境问题面前，人类开始感到了生存与发展受到严重威胁。同时，人们也逐渐认识到在环境质量与人类需要之间客观的存在一种特定的关系环境质量的价值。所谓环境质量评价，是评价环境质量的价值，而不是评价环境质量的本身，是对环境质量与人类社会生存发展需要满足程度进行评定。环境质量评价的对象是环境质量与人类生存发展需要之间的关系，也可以说环境质量评价所探讨的是环境质量的社会意义。 环境质量评价（Environmental Quality Assessment）概念是从环境卫生学角度按照一定评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量加以调查研究并在此基础上作出科学、客观和定量的评定和预测。 3.目的环境质量评价的主要目的是:（1）较全面揭示环境质量状况及其变化趋势;（2）找出污染治理重点对象;（3）为制定环境综合防治方案和城市总体规划及环境规划提供依据;（4）研究环境质量与人群健康的关系;（5）预测和评价拟建的工业或其他建设项目对周围环境可能产生的影响，即环境影响评价。 4.分类环境质量评价有下述类型：按地域范围可分为局地的、区域的（如城市的）、海洋的和全球的环境质量评价。按环境要素可分为大气质量评价、水质评价、土壤质量评价等。就某一环境要素的质量进行评价，称为单要素评价。就诸要素综合进行评价，称为综合质量评价。按时间因素可分为环境回顾评价、环境现状评价和环境影响评价。按参数选择，有卫生学参数、生态学参数、地球化学参数、污染物参数、经济学参数、美学参数、热力学参数等质量评价。对环境质量评价分类进行研究，不仅具有理论意义，而且还有实践意义。在环境质量评价工作中，对不同类型的评价，其评价重点、评价方法，对评价所需资料的要求、评价精度、评价时效等均不相同。所以，在做某一项具体的评价时，首先正确的确定评价类型是十分重要的。 5.评价内容 环境质量评价的内容比较全面的城市区域环境质量评价，应包括对污染源、环境质量和环境

生态学的研究方法

生态学的研究方法 摘要：本文就生态学研究的方法论进行了浅括。任何科学研究都包括两个层面，即如何思考和如何做。生态学研究需要先对自然界或实验室中的生态现象进行观察记载、测计度量和实验，再对资料数据进行分析综合，然后用数学模型找出生态学规律。最后本文就当前生态学研究的发展趋势进行了展望。 关键词：生态学，研究方法，展望 ABSTRACT In this paper, we summary the methods of research on ecology. Any researches include two factors that are how to think and how to do. When studying ecology, we need to observe and record ecological phenomena, then analysis the data .Finally, use mathematical models to find the law of ecology. At the end of this paper. We prospect the trend of ecological research . Key words: Ecology, Methodology , Prospect 生态学是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。任何科学研究都包括四个环节，首先根据已有理论，提出科学问题。然和通过观察记载、测计度量和实验收集数据，通过归纳法予以系统分析。再根据研究结果，演绎新的推论，最后通过实验验证，判断这一过程成功与否。从50年代开始，生态学研究方法一方面趋向专门化，针对不同对象和问题，设计了各种专用的方法技术；另一方面是强调系统化，表现是为各类生物系统制定出生态综合方法程序。生态学研究的专门化与系统化同时并进，彼此汇合，是学科方法体系日趋成熟的标志。下面就生态学研究的方法论进行阐述。 一生态学研究的方法论 1 基本逻辑：归纳与演绎 前提与结论之间存在或然关系（即非确定性的相互关系）的推论过程。亚里斯多德最早提到归纳法，但英国唯物主义哲学家Francis Bacon是归纳逻辑的奠基人的《新工具论》（1620）。他提倡通过归纳事实，产生低级的理论，再由低级的理论上升到高级的理论，最后形成公理，从而遵循从特殊到一般的过程。他的逻辑方法是对中世纪欧洲神学欺人自欺的演绎逻辑的反动，并且是近代实验科学的方法论。归纳法在现代数学中的代表是概率统计。归纳推理所得到的结论是超

分子生态学前沿进展论文

分子生态学研究进展与发展趋势 摘要：分子生态学是分子生物学与生态学融合而成的新的生物学分枝学科。而不仅只是应用分子生物学技术研究生态学问题。分子生态学作为生态学领域的新兴学科，，在分子水平上阐述生命现象的发生、发展机理已成为生物学家们共同关注的目标。采用分子生物学的研究方法和研究成果来阐述生态规律的分子机理，进而产生了一门崭新的学科。目前，分子生态学已成为当前国际生物学的研究热点之一，是生态学研究的新领域。 关键字：分子生态学研究进展发展趋势

分子生态学是90 年代初新兴的一门生态学学科分支，它一经产生就引起了人们的广泛重视。不同的学者从各自的研究背景出发，对分子生态学的概念有着不同的理解。Burke 等和Smith 等分别在《分子生态学》的创刊号中解释了分子生态学的概念。这个概念注重动植物和微生物的个体或群体与环境的关系，认为分子生态学是分子生物学与生态学有机结合的一个很好的界面。它利用分子生物学手段来研究生态学或种群生物学的方方面面，阐明自然种群和引进种群与环境之间的联系，评价重组生物体释放对环境的影响。向近敏等（1996）则将分子生态学与宏观生态学和微观生态学对应起来，认为分子生态学是研究细胞内的生物活性分子，特别是核酸分子与其分子环境关系的。这个概念强调有生命形式的细胞内寄生物及其有生物学活性的细胞和分子与其相关细胞之间的各种活性分子，直至分子网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制，从而提出促进生理平衡和防止病理失调的措施和方法[1]。 一、分子生态学产生的背景 虽然分子生态学这一概念是在最近几年才正式提出的，但是类似的研究工作可以追溯到70 多年前。从分子生态学的发展历史来看，主要有三门分支学科为分子生态学的形成奠定了基础。它们是：群体遗传学、生态遗传学和进化遗传学。虽然生态遗传学可能是分子生态学的最直接来源，但是，为了叙述的整体性，以下论述将不会有意将这三者分隔开来。 经典生态遗传学主要是论证和测度自然系统中选择的重要性（Real 1994）。Ford（1964）在他的经典著作《Ecological Genetics》中，给生态遗传学下了这样的定义：生态遗传学“是将野外和实验室工作结合起来的一种方法”，并指出，生态学的研究成果指示着生物体之间及其与生存环境之间的相互关系。因此，“生态遗传学也是研究野生种群对其生存环境的调整和适应”，“它支持这样一种方法，就是研究目前发生的进化的实际过程，这是唯一直接的方法”。 群体遗传学是应用数学和统计学方法研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科，是孟德尔定律与数理统计方法相结合的产物。1908 年，Hardy 和Weinberg 分别独立发表了群体遗传平衡的文章，文章中将孟德尔定律用于随机交配的大群体，提出所谓的Hardy-Weinberg 定律，为群体遗传学的诞生奠定了第一块基石。 分子生态学在有效地评价这些风险方面占重要地位。目前，我们对这些遗传修饰生物体的散布和控制所知甚少，也不太了解不同种之间的相互作用。分子生态学由于能够提供明确的标记，因而会帮助我们更加精确地研究这些遗传修饰生物体在环境中的散布及其对环境产生的影响。基因与环境有着如此密切的联系，许多具有丰富分子生物学经验的学者希望能够将他们的专长用在解决基因与自然环境关系的问题上；而另外一些对生态学有兴趣的学者则希望分子技术能够帮助他们解决一些棘手的生态学问题。所以，分子生态学的产生是必然的，而且将会对科学活动产生巨大的推动作用[3]。 Ford（1964）认为生态遗传学是一种方法，是将实验室研究和野外调查相结合的一种方法。Merrell（1981）在他的著作中也持同样观点，并且强调了种群遗传学和种群生态学的结合。他指出，无论是生态遗传学、进化生物学、达尔文生态学，还是进化遗传学、种群生物学，都是遗传学和种群生态学结合方法的不同名称。名称使用上的差别，只是反映了作者们在经历和兴趣上有某种程度的不同而已。而群体遗传学就不一样了，它只是对实验结果的一种数理统计方法，很少