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一天早晨，我看见妈妈在给花浇水，就问妈妈：“妈妈，你浇水了，那些花就会生长，这是为什么呢？”“孩子，这是因为植物根茎在给花输送养料呀！” 可是，听了妈妈的话，我还是不太明白，妈妈看见我还是不懂，就跟我说：“没关系，我给你做个一小实验，怎么样？”一听到做实验，我就高兴得手舞足蹈，大声叫道：“好！太棒了！我最喜欢做实验了！” 我们准备了蓝墨水、橡皮泥、一棵带根开白花的植物、滴管、记号笔、杯子还有水。妈妈对我说：“千万要小心，不要打碎杯子！”“一定！”我保证地说，实验开始了，妈妈先把水到入杯子里，我又用滴管吸了红墨水，滴入装了水的杯子，妈妈然后把那棵带根开白花的植物浸入水中，顿时，根的底部开始变红了，我用橡皮泥把杯口“封”住，妈妈最后在杯外用记号笔做上记号，就Ok了！ 妈妈又说：“记住要在一个星期后再观察。”“Yes!”我叫道。我真是太期待了！连做梦都在做有关于这个实验的故事。 时间如流水，一个星期马上就过了，今天，要真相大白了！我太高兴了，我们一走到那个做实验的杯子，立刻就看见花已经变红了，杯子里的水也都少去了，最后一步，就是切开茎，于是，妈妈拿着小刀小心翼翼地切开植物的茎，哇！茎突然变红了，根也随之变红了！太奇妙了！妈妈说：“之所以花变红了，是因为植物的茎会输送水分和养料，植物的根会吸收水分和养料，” 就是这句话使我懂得了那些花会生长，是茎和根的作用，还有水的作用，现在我彻底得懂了，不知道在坐的懂了没？
植物是生命的主要形态之一，包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、及绿藻、地衣等熟悉的生物。下面是由我整理的关于植物的科学论文，谢谢你的阅读。
关于植物检疫问题的思考
摘 要：植物检疫是防止检疫性有害生物传播蔓延、保护农业生产安全的主要措施，也是保护农产品贸易顺利进行的前提。本文分析了植物检疫及其积极意义，并针对存在的问题提出了对策建议。
关键词：植物检疫;林业;可持续发展
为了保护一个国家或地区林业的生产、生态系统的安全以及其可持续发展，极有必要对植物及其产品采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施，植物检疫就是其中的重要一环。
一、植物检疫的定义与内涵
***一***植物检疫的定义
植物检疫是指为了保护一个国家或地区林业生产和生态系统的安全，由法定的专门机构，依据有关的法规，对植物及其产品在流通前、流通中和到达新的种植或使用地点后所采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施。
***二***植物检疫的内涵
植物检疫的目的是要防止危险性有害生物通过人为活动***贸易或非贸易的***进行远距离传播，保护一个国家或一个地区林业生产和生态系统的安全。植物检疫工作所针对的有害生物是指那些危害严重，防治困难，主要通过人为活动进行远距离传播、国内尚未发生或虽有发生但分布不广的有害生物。
二、植物检疫的积极意义
***一***开展植物检疫是保障植物和生态建设可持续发展的需要
植物的可持续发展，在一定程度上受到病虫害的制约。病虫害贯穿于植物生产的全过程，随时都可遭到病虫的危害，轻者影响林木开花、结实、材积增长，重者整株、大片枯死。植物检疫是一项防患于未然的工作，它可以把检疫性有害生物阻截在国门之外，消灭在产地之内，减轻防治工作的压力和经费的开支，也提高了种苗的质量和造林的成活率;它不仅是一项长期的预防措施，也是一种从根本上治理病虫害的方法。
***二***开展植物检疫能有效防止***有害生物的传入
众所周知，在自然界中，生物的分布是有地域性的，一种有害生物要从原发生地传播到另外一个新的地区，由于自然屏障的阻隔，单靠自身的能力往往是办不到的，必须依靠外力的帮助。另一种是人为活动***贸易或非贸易性***。这两种传播途径，以人为传播最为重要，因为许多有害生物可潜伏在植物及其产品的内部，或依附在其外表，或混杂在其间，借助植物及其产品的调运、邮寄，把它们携带到自身所难以到达的地方。有害生物一旦进入一个新的生态系统，如果有其寄主植物存在，而又避开了原产地天敌的制约，则很容易在那里定殖下来，迅速繁衍下去，氾滥成灾。要解决这一问题，最好的办法就是积极地开展植物检疫。森检工作就是要***品质优良的林木、花卉新品种引进来，同时又要防其有害生物传入。
三、植物检疫工作中存在的问题
随着农业产业化结构的不断调整，城市化程序的发展，特色蔬菜、中药材、花卉苗木、草皮等种植面积迅速扩大，种子、苗木等繁殖材料，农产品及花卉苗木等植物和植物产品调运频繁，调运量不断增大，农业植物检疫工作不但任务繁重，而且面临的形势严峻。
***一***植物检疫的品种范围较窄 客观地说，目前只有水稻种子、蔬菜种子进行了规范化的产地、调运检疫。其他如水果类、蔬菜类、商品粮等大量农产品的产地、调运检疫很少开展。
***二***调运带证率较低 从事农产品及花卉苗木等植物生产经营单位对植物检疫法规及工作内容了解甚少，部分经营者认为检疫就是收费。极少数经营者很不配合，严重影响了检疫工作的顺利开展。市场销售的农产品及花卉苗木普遍存在无证调运现象，以汽车运输的尤为严重。大部分经营者认为，只要取得农产品《产地检疫合格证》或植物检疫证明编号，运输时就不需要办理调运《植物检疫证书》。据调查，在持证运输的农产品及花卉苗木中，省内调种带证率明显低于省间。
***三***植物检疫技术水平较低 植物检疫是一项技术性很强的工作，肩负著保护国家植物生产安全的重任。植物检疫员需要由工作作风正、法制观念强、业务能力精的人员担任。而目前从事植物检疫工作的人员有相当一部分人不懂业务，有的虽然懂业务，但法律知识少，不能胜任植物检疫工作。在检疫过程中，由于没有相关仪器装置，目前检疫物件只能靠产地检疫及产地检疫证书加以判断，很多调运的植物及产品产地检疫又很不规范，在调运过程中凭直觉来判断有无检疫容易产生很大误差。
***四***植物检疫实施难
虽然有相当完善的植物检疫法规但实际操作难。农业部《植物检疫条例实施细则***农业部分***》、《山东省植物检疫办法》等对应施检疫的植物及植物产品的规范化检疫有明确规定，但实际上大多数应施检疫的植物及产品的产地调运没有检疫。虽有健全的检疫队伍但发挥职能作用难。由于缺乏经费，加上植物检疫功能弱化，各地疫情调查、疫情分布、调运检疫等经常性检疫工作淡化或难开展，多数检疫员没有发挥职能作用。检疫把关口但把关难。交通、铁路、邮电等运输企业或个人应凭“植物检疫证书”正本承运、收寄应施检疫的植物和植物产品，配合植物检疫部门做好植物检疫工作。交通、铁路部门已经严守把关，但邮政部门对大量应施检疫的植物和植物产品如商品粮、水果、蔬菜等把关不严，工作上与检疫部门脱节。
四、开展植物检疫的措施
***一***根据植物及其产品的流通环节采取相应的检疫措施
植物检疫的任务就是要防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播，既要防其传出，又要防其传入，两者必须兼顾。要防止检疫性有害生物的人为传播，就必须在植物及其产品未进入流通领域之前、流通途中和到达新的种植或使用地之后采取检疫措施，打断有害生物人为传播的环链，即可终止有害生物的传播。在不同的环节应采取不同的检疫措施，如在植物及其产品培育期间，可用划定“疫区”和“保护区”，分别实行封锁、消灭和保护措施;开展产地检疫，把好产地检疫关;从国外引种，严格履行检疫审批手续等。在流通途中，可用设卡检疫***包括进出境检疫、旅客携带物检疫、邮包检疫、过境检疫及国内调运检疫***等措施。到达新的种植或使用地点后，可用隔离试种检疫、集中种植、疫情监测、铲除措施等。
***二***正确处理好“把关”与“服务”之间的关系
在我国，植物检疫有两个职能:一是防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播，既要防止其传出，又要防止其传入。二是为植物及其产品的种植者、经营者服务，为林业生产的健康发展保驾护航，维护国家的外贸信誉。在森检工作中，“把关”与“服务”是一对矛盾的统一体，“把关”是前提，“服务”是目的，“把关”是为了“服务”，“服务”又必须“把关”，一定要把“把关”与“服务”有机地结合起来。在改革开放方针的指导下，我国的外检工作提出了这样的口号:“做好检疫工作，发挥把关作用，服务对外开放，方便进出往来”。在具体做法上，他们派员到港澳等***地区进行疫情调查，初步检查、监督包装和消毒处理，从而缩短了入境检验时间，加快了检放速度，促进了转口贸易的发展。国内检疫也把重点放在了产地，狠抓疫情源头，严把产地检疫关，把检疫性有害生物消灭在种苗生长期间，不仅提高了种苗、花卉的质量，也防止了检疫性有害生物的传播蔓延。
***三***把法制手段与技术措施有机地结合起来
植物检疫是一件法制性很强的工作，森检工作人员的任务就是贯彻执行国家和地方颁布的植检和森检法规。他们不仅要对流通过程中的植物及其产品进行管理，还要对植物及其产品拥有者的生产经营活动加以规范。如何对人们的生产经营活动进行规范呢?主要是通过宣传、教育。让生产经营者自觉地按照植检、森检法规的规定去办理检疫手续，如调出植物及其产品应及时向当地森检机构办理申报，从国外引进种苗应主动向省级森检机构办理引种审批，发现疫情应及时报告等。植物检疫不仅是一项法制性很强的工作，而且对技术的要求也很高。在实际工作中，植物及其产品携带检疫性有害生物的事还是很多的，但如何在有限的时间内把它们检查出来，又如何把它们除掉，让健康的种苗正常流通，都不是一件容易的事。没有一套行之有效的检疫检验方法和除害处理办法是不行的。因此，要想把森检工作搞好，必须把法律手段和技术措施有机地结合起来。
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植物在生长过程中，如果适当的添加一些科学技术，对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文，希望能对大家有所帮助。
摘要：在长期的进化过程中，植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同，本文通过水体与水生植物的发展过程，分析了不同水体对水生植物的生长的影响。
关键词：水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响
1水体与水生植物
概念
水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部，下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环，不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。
水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类，有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。
水体和水生植被的发展阶段
描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落，它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始，路径是：藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被，最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化，表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化，生物多样性下降。
任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用，早期环境因子起主导作用，到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如，沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种，适宜水位波动大的环境，它们呈稀疏分布，群落生物量低。当水位逐步稳定后，水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等，水底密闭起来，群落生物量增加。
2水体水位对水生植物的影响
在自然生境中，水位很少保持不变，面对这种动态条件，植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言，水位变动产生的影响也很显著。
植物形态的改变
以无性繁殖为主的水生植物，尤其是具有较遗传延展性的个体，能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里，蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的，能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变，主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面，主要包括叶柄伸长、异型叶的产生，茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制，由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间，部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老，只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升，浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长，但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统，在一定范围内的水位变动下，菱仍能固定在底泥中，而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹，无法形成种子，水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著，如苦草在深水中具有较高的株高，叶更长更薄，因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时，光强太大会抑制其生长，叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。
植物数量的增加
水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言，水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量，通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物，水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加，茎重在整株数量中的比例上升，地下部分比例就会降低，分配到根和根状茎的数量降低，在风浪的作用下更容易被连根拔起。
植物物种的多样性
在沿岸带，通常水生植物生物多样性很高，其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则，适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因，而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动，特别是水位下降，通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵，从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件，为适应浅水生活的物种建立创造了机会，也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落，从而增加物种多样性。然而，在高水位条件下，很多湿地植物种的根茎萌发受抑制，降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间，夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的，相对于高水位，低水位的作用更显著而且有利。
3波浪形态的水体对水生植物的影响
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程，浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替，岸坡趋缓并沉积土壤，为水生植物的生存繁衍创造了条件，植物的生长减缓了水岸的侵蚀，是演替的阻力，但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高，丰富了水体营养，提高了水体生物量，从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢，对岸线冲刷、侵蚀较小，对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射，强烈地直接拍打或摇动植物体，从而使植物叶片破碎、茎被折断，甚至植物体被连根拔起，影响植物的生长甚或导致其死亡。
4沼泽地对水生植物的影响
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水，土壤水分几达饱和，生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧，故沼生植物有发达的通气组织，有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多，如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主，多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
5结束语
水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所，在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面，水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统，易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响，变得互动起来，水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。
摘 要： 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域，如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较，对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。
关键词： 三维技术; 植物; 生长; 动画
0 引言
植物是大自然的重要组成部分，随着计算机三维动画技术的发展，植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。
1 植物生长三维动画的生长方式
经过大量的理论和实证研究， 总结 了植物生长三维动画方式，主要有以下几种。
⑴ 破土而出式
植物最初是生长在暗地里的一颗种子，慢慢破土而出，拔节而长，枝繁叶茂，开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程，营造出生命和希望爆发的活力。
⑵ 藤蔓伸展式
不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展，绝强地依附攀援，增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用，这类动画给人以在逆境中不屈服，顽强展示生命力和活力之意。
⑶ 层叠上升式
层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升，叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长，就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样，给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。
⑷ 迷幻障眼式
迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式，好比变 魔术 ，往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现，光效、烟雾之后植物出现在面前。
图1 植物生长三维动画方式
2 植物生长三维动画关键技术
植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型，粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少，粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现，能有效解决动画效果和创作效率上的问题，成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较，以助于提高应用者的动画创作效率。
Ivy Generator和Guruware Ivy插件
Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件，主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节，可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型，侧重于计算机图形学，迅速生成逼真的植物模型，追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画，只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体，再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大，不适合表现大规模的植物场景[2]。
Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便，功能亦有增强，通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。
XFrog
XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件，可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描，使得模型更加真实，开放的光年系统和层级的表现方式，使其操作性更简便，可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中，通过关键帧动画实现，有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构，生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作，否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化，缺点是XFrog插补的部分较多，不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX
GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件，可创建参数化的树木、花草及其他植物模型，自由创建风力和生长动画效果，前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源，还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节，快捷得到植物的其他形态。
Vue
Vue是一个专业的CG景观设计工具套组，可以制作出逼真的自然环境，还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造，容易产生新的植物形态和物种，根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点，使得它特别适合表现自然空间大场景，主要用于中、远景表现[7-8]。
T-Gen插件
T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件，拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果，强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件，拥有强大的植物库，模型真实感强，绘制效率高，支持植物动力学，可模拟风吹植物动画效果，分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能，凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用，以实现植物生长动画效果。
3 结束语
植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术，因各自不同的特点和优势，在表现一些大型的自然场景中，往往需要把多种方式相结合。
由于植物结构复杂，表面细节丰富，使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度，以下问题有待进一步深入研究：①当前主要实现单株植物的三维模拟，缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响，对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。
参考文献：
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含羞草(Mimosa pudica L.)，是豆科含羞草属多年生草本花卉，原产于美洲热带地区.我为大家整理的含羞草科学论文，希望你们喜欢。 含羞草科学论文篇一 含羞草中总黄酮提取纯化工艺研究 【摘要】 目的研究提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。方法以芦丁为对照，含羞草总黄酮得率为考察指标，通过正交实验法优选超声提取总黄酮的最佳工艺。在此基础上，采用真空薄膜浓缩，超声脱色，大孔吸附树脂Diaion HP-20吸附分离纯化含羞草总黄酮提取物。结果最佳提取工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。最佳分离纯化工艺为：采用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行分离富集，以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱，洗脱流速为5 ml/min，收集40%～60%乙醇洗脱部位并减压浓缩得总黄酮提取物，总黄酮的含量达到76%。结论优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法，为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了 参考 。 【关键词】 含羞草 总黄酮 提取 纯化 含羞草为豆科含羞草属植物含羞草Mimosa pudica的全草[1]，又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效，临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症[2]。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质，包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。其中的黄酮类化合物具有显著的生理活性[3～5]，如抗脂质过氧化、抗衰老、清除自由基、抗肿瘤，降低血脂、抗菌抑菌、增强免疫力等作用。本文通过正交实验考察了超声提取含羞草总黄酮的工艺，同时采用大孔吸附树脂进行吸附分离，并结合真空薄膜浓缩、超声脱色等方法对含羞草提取物进行分离与纯化，以期为 工业 化生产提供参考依据。 1 仪器与材料 仪器UV-2102PCS紫外可见分光光度计(上海龙尼柯仪器有限公司);KQ-250B超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);NJL07-3型实验专用微波炉(南京杰全微波设备有限公司，额定功率800W);Millipore Simplicity型超纯水器(美国Millipore公司);RE-52A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);真空薄膜浓缩装置[6](自装);101-1型电热恒温干燥箱;微量分析天平(EETTLER AE 240瑞士)，微孔滤膜(上海医药工业研究院);芦丁对照品( 中国 药品生物制品鉴定所提供)。 材料与试剂 含羞草于2003-05采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。 2 方法与结果 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒重的芦丁对照品 mg，加60%乙醇(体积分数，下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中，摇匀得质量浓度为 g/L的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0，，，，， ml于6只10 ml量瓶中，用60%乙醇补充至5 ml，各加入 ml 5%亚硝酸钠，摇匀，放置5 min后各加入10%硝酸铝 ml，摇匀。5 min后再加入1 mol/ml的氢氧化钠溶液4 ml，混匀，用60%乙醇稀释至刻度。10 min后于510 nm处测吸光度，试剂为空白参比，以芦丁质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，用最小二乘法进行线行回归,得芦丁含量与吸光度之间的回归方程:A= 1C+ 4, r= 7。 不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较 不同溶剂提取所得提取物的得率比较 称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份，每份20 g，分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取，溶剂用量均为200 ml，提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重， 计算 得率。结果见表1。表1 不同溶剂提取所得提取物及得率的比较(略) 不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较 分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中，添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml，按照上述绘制芦丁标准曲线的方法，依次加入 ml 5%亚硝酸钠、 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液，混匀，用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度，重复3次测定，并根据标准曲线换算出总黄酮的得率，计算平均含量及RSD。结果见表2。表2 不同溶剂提取所得提取物中总黄酮的得率比较(略) 由表1可以看出，由4种不同的溶剂进行索氏提取，以70%丙酮进行提取所得提取物的得率为最高;由表2可以看出，以80%乙醇为溶剂进行提取，所得提取物中总黄酮得率相对最高。虽然以70%丙酮提取得率最高且总黄酮的得率与用80%乙醇提取相当，但考虑到乙醇与丙酮相比，具有无毒安全，廉价易得的优点，故提取溶剂选用80%乙醇。 超声提取工艺的优选 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份，每份 g，以80%乙醇为溶剂，按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中，添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml，按照上述绘制芦丁标准曲线的方法，依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液，混匀，用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度， 计算 样品中总黄酮的含量。 正交设计通过正交实验，以芦丁的含量为考察指标，通过紫外法对超声提取方法进行正交实验，以优选出最佳提取工艺。选用L9(34)正交方案，以超声时间、超声次数及溶剂用量3个因素，每个因素3个水平设计实验方案。结果见表3～4。表3 考察因素与水平(略)表4 正交实验设计及实验数据(略) 超声提取最佳工艺 从表4中的直观分析可以明显看出提取的最佳组合为A1B3C3，即用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂Diaion HP-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离，因此本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为：取药材1 kg，干燥后粉碎过60目筛，按照以上最佳工艺进行超声提取，得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半，加2%活性碳室温超声脱色2次，20 min/次。抽滤，除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味，得提取物。用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行湿法装柱(色谱柱：6 cm×80 cm，柱体积：450 ml)，以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱，控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末，计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。结果见表5。表5 大孔吸附树脂分离纯化实验结果(略) 由表5可看出，用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好，总提取物得率达到，总黄酮含量可达到;从洗脱情况看，总黄酮主要集中在40%～60%乙醇洗脱部位，水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外，还含有较多的多糖等大极性化合物，可将这部分弃去，而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此，按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化，收集各洗脱部位，将40%～60%乙醇洗脱部位合并，进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物，经紫外测定总黄酮的含量达到76%。 最佳提取纯化工艺 由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺：新鲜含羞草→干燥后粉碎→过60目筛→室温超声提取→提取液→真空薄膜浓缩至体积减半→浓缩液→加2%活性炭室温超声波脱色2次→抽滤除去滤渣→脱色液→继续真空薄膜浓缩至无醇味→上大孔树脂Diaion HP-20柱→用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱→分别收集洗脱液→将40%～60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干→干浸膏样品→检测含量→成品。 3 讨论 本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种，其B环的3，4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。 通过实验证明，提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。 本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20分离含羞草中的黄酮类成分，选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱，得出40%乙醇溶液洗脱效果较好，总分离物得率达到，总黄酮含量达到。另外水洗脱部位得率较高，含少量黄酮，还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时，可先用水洗脱，除去大量的大极性化合物，减少影响，再用40%乙醇进行洗脱。 现代 药理研究表明，黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮，为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。 【 参考 文献 】 [1]江苏新医学院.中药大辞典[M].上海：上海 科学 技术出版社，1986:1147. [2]全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京：人民卫生出版社，1975:464. [3]华光军, 郭 勇. 黄酮类化合物药理研究进展[J]. 广东药学，1999,9(4):9. [4]黄河胜. 黄酮类化合物药理作用研究进展[J]. 中国 中药杂志，2000,25(10):499. [5]王 玮, 王 琳.黄酮类化合物的研究进展[J]. 沈阳医学院学报，2002,4(2):115. [6]袁 珂, 俞 莉.真空薄膜浓缩装置的研制及应用研究[J]. 分析化学,2005,33(9):1358. 含羞草科学论文篇二 含羞草的总黄酮提取技术 【摘要】文章分析了提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法，为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了参考。 【关键词】含羞草 总黄酮 提取 纯化 含羞草为豆科含羞草属植物含羞草Mimosa pudica的全草，又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效，临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质，包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。 一、材料与试剂 含羞草采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。 二、方法与结果 1、 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒重的芦丁对照品 mg，加60%乙醇(体积分数，下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中，摇匀得质量浓度为 g/L的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0，，，，， ml于6只10 ml量瓶中，用60%乙醇补充至5 ml，各加入 ml 5%亚硝酸钠，摇匀，放置5 min后各加入10%硝酸铝 ml，摇匀。 2 、不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较 1)不同溶剂提取所得提取物的得率比较 称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份，每份20 g，分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取，溶剂用量均为200 ml，提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重，计算得率。 2)不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较 分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中，添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml，按照上述绘制芦丁标准曲线的方法，依次加入 ml 5%亚硝酸钠、 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液，混匀，用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度，重复3次测定，并根据标准曲线换算出总黄酮的得率，计算平均含量及RSD。 3 、 超声提取工艺的优选 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份，每份 g，以80%乙醇为溶剂，按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中，添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml，按照上述绘制芦丁标准曲线的方法，依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液，混匀，用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度，计算样品中总黄酮的含量。 4 、 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂Diaion HP-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离，因此本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为：取药材1 kg，干燥后粉碎过60目筛，按照以上最佳工艺进行超声提取，得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半，加2%活性碳室温超声脱色2次，20 min/次。抽滤，除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味，得提取物。用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行湿法装柱(色谱柱：6 cm×80 cm，柱体积：450 ml)，以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱，控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末，计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。 用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好，总提取物得率达到，总黄酮含量可达到;从洗脱情况看，总黄酮主要集中在40%～60%乙醇洗脱部位，水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外，还含有较多的多糖等大极性化合物，可将这部分弃去，而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此，按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化，收集各洗脱部位，将40%～60%乙醇洗脱部位合并，进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物，经紫外测定总黄酮的含量达到76%。 5 、最佳提取纯化工艺 由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺：新鲜含羞草→干燥后粉碎→过60目筛→室温超声提取→提取液→真空薄膜浓缩至体积减半→浓缩液→加2%活性炭室温超声波脱色2次→抽滤除去滤渣→脱色液→继续真空薄膜浓缩至无醇味→上大孔树脂Diaion HP-20柱→用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱→分别收集洗脱液→将40%～60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干→干浸膏样品→检测含量→成品。 三、讨论 本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种，其B环的3，4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。 通过实验证明，提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次，10 min/次。 本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20分离含羞草中的黄酮类成分，选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱，得出40%乙醇溶液洗脱效果较好，总分离物得率达到，总黄酮含量达到。另外水洗脱部位得率较高，含少量黄酮，还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时，可先用水洗脱，除去大量的大极性化合物，减少影响，再用40%乙醇进行洗脱。 现代药理研究表明，黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮，为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。 参考文献： 1、黄河胜. 黄酮类化合物药理作用研究进展[J]. 中国中药杂志，2000,25(10):499. 2、全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京：人民卫生出版社，1975:464. 看了含羞草科学论文的人还看 1. 关于植物的科学论文 2. 关于植物生长的科学论文 3. 草业科学论文 4. 关于写植物的科技论文 5. 科学论文范文
桃李不言，下自成蹊”这句话是对桃子和李子的赞美，我也喜欢桃子和李子，但是我更喜欢的是桃树。现在我就给大家介绍一下桃树。春天，一场蒙蒙细雨过后，就从细长的纸条长出了粉红色的花苞，一团团你挤我挨的。几天就全部绽开，树枝变成一条条粉色的花环。那美丽的粉红色的花瓣似小娃娃的脸蛋，五瓣娇艳的花瓣中间有圆圆的花蕊。桃花散发出淡淡的清香引来了蜜蜂、蝴蝶在花儿周围唱歌跳舞。花落了，粉红色的花儿飘落在树下，就像一幅美丽的画一样。花快落尽时，桃树才长出叶子，绿油油的、细长细长的、一簇簇长在树枝上，保护着刚刚结的果实。夏天，桃树的枝条上长满了小小的绿桃子，绿绿的，像一串绿色的珍珠，藏在绿叶之间，此时它里面的壳也是软的。小果实一天比一天大，上面还长出一层厚厚的绒毛。秋天，果实成熟了。红红的、绿绿的桃子挂满枝头，树枝都压弯了。摘一个，把上面的绒毛洗掉，尝一口味道特别清香，你吃一个还想再吃一个。人们摘下来可以去集市上卖呢，很多人都喜欢买这味道纯正桃子。冬天，树上就只剩下光秃秃的树枝了。在寒风中挺立着，一场大雪过后，桃树就披上一件雪白的棉衣过冬了。我喜欢桃子，更喜欢桃树，因为桃树把自己的一切都无私的奉献给了人类，却对人类一点要求也没有。收起
植物在生长过程中，如果适当的添加一些科学技术，对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文，希望能对大家有所帮助。
摘要：在长期的进化过程中，植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同，本文通过水体与水生植物的发展过程，分析了不同水体对水生植物的生长的影响。
关键词：水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响
1水体与水生植物
概念
水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部，下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环，不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。
水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类，有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。
水体和水生植被的发展阶段
描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落，它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始，路径是：藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被，最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化，表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化，生物多样性下降。
任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用，早期环境因子起主导作用，到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如，沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种，适宜水位波动大的环境，它们呈稀疏分布，群落生物量低。当水位逐步稳定后，水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等，水底密闭起来，群落生物量增加。
2水体水位对水生植物的影响
在自然生境中，水位很少保持不变，面对这种动态条件，植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言，水位变动产生的影响也很显著。
植物形态的改变
以无性繁殖为主的水生植物，尤其是具有较遗传延展性的个体，能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里，蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的，能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变，主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面，主要包括叶柄伸长、异型叶的产生，茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制，由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间，部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老，只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升，浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长，但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统，在一定范围内的水位变动下，菱仍能固定在底泥中，而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹，无法形成种子，水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著，如苦草在深水中具有较高的株高，叶更长更薄，因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时，光强太大会抑制其生长，叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。
植物数量的增加
水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言，水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量，通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物，水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加，茎重在整株数量中的比例上升，地下部分比例就会降低，分配到根和根状茎的数量降低，在风浪的作用下更容易被连根拔起。
植物物种的多样性
在沿岸带，通常水生植物生物多样性很高，其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则，适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因，而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动，特别是水位下降，通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵，从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件，为适应浅水生活的物种建立创造了机会，也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落，从而增加物种多样性。然而，在高水位条件下，很多湿地植物种的根茎萌发受抑制，降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间，夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的，相对于高水位，低水位的作用更显著而且有利。
3波浪形态的水体对水生植物的影响
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程，浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替，岸坡趋缓并沉积土壤，为水生植物的生存繁衍创造了条件，植物的生长减缓了水岸的侵蚀，是演替的阻力，但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高，丰富了水体营养，提高了水体生物量，从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢，对岸线冲刷、侵蚀较小，对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射，强烈地直接拍打或摇动植物体，从而使植物叶片破碎、茎被折断，甚至植物体被连根拔起，影响植物的生长甚或导致其死亡。
4沼泽地对水生植物的影响
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水，土壤水分几达饱和，生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧，故沼生植物有发达的通气组织，有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多，如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主，多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
5结束语
水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所，在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面，水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统，易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响，变得互动起来，水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。
摘 要： 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域，如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较，对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。
关键词： 三维技术; 植物; 生长; 动画
0 引言
植物是大自然的重要组成部分，随着计算机三维动画技术的发展，植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。
1 植物生长三维动画的生长方式
经过大量的理论和实证研究， 总结 了植物生长三维动画方式，主要有以下几种。
⑴ 破土而出式
植物最初是生长在暗地里的一颗种子，慢慢破土而出，拔节而长，枝繁叶茂，开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程，营造出生命和希望爆发的活力。
⑵ 藤蔓伸展式
不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展，绝强地依附攀援，增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用，这类动画给人以在逆境中不屈服，顽强展示生命力和活力之意。
⑶ 层叠上升式
层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升，叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长，就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样，给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。
⑷ 迷幻障眼式
迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式，好比变 魔术 ，往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现，光效、烟雾之后植物出现在面前。
图1 植物生长三维动画方式
2 植物生长三维动画关键技术
植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型，粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少，粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现，能有效解决动画效果和创作效率上的问题，成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较，以助于提高应用者的动画创作效率。
Ivy Generator和Guruware Ivy插件
Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件，主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节，可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型，侧重于计算机图形学，迅速生成逼真的植物模型，追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画，只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体，再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大，不适合表现大规模的植物场景[2]。
Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便，功能亦有增强，通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。
XFrog
XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件，可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描，使得模型更加真实，开放的光年系统和层级的表现方式，使其操作性更简便，可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中，通过关键帧动画实现，有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构，生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作，否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化，缺点是XFrog插补的部分较多，不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX
GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件，可创建参数化的树木、花草及其他植物模型，自由创建风力和生长动画效果，前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源，还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节，快捷得到植物的其他形态。
Vue
Vue是一个专业的CG景观设计工具套组，可以制作出逼真的自然环境，还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造，容易产生新的植物形态和物种，根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点，使得它特别适合表现自然空间大场景，主要用于中、远景表现[7-8]。
T-Gen插件
T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件，拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果，强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件，拥有强大的植物库，模型真实感强，绘制效率高，支持植物动力学，可模拟风吹植物动画效果，分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能，凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用，以实现植物生长动画效果。
3 结束语
植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术，因各自不同的特点和优势，在表现一些大型的自然场景中，往往需要把多种方式相结合。
由于植物结构复杂，表面细节丰富，使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度，以下问题有待进一步深入研究：①当前主要实现单株植物的三维模拟，缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响，对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。
参考文献：
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[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29
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菊科植物菊科是比较年青而进化程度较高的一个大科。虽然出现在地球上的时间较晚，但由于该科植物在形态结构上先进，对环境适应能力强，使这个年青的科在较短的时间内，不论在种的数量上还是分布范围上，均跃居世界种子植物之冠。许多植物分类专家和系统演化专家都一致认为它在被子植物（尤其是双子叶植物）系统演化中的地位，发展到了最高阶段。菊科植物的绝大部分属、种的营养体都是草本，木本者甚少，仅占本科植物种数的。从进化角度看，草本植物以种子或地下器官（根、根茎、块茎、球茎等）度过环境的不良时期，比木本植物适应性强，因而较木本植物进化。菊科植物除少数种类（如百日草、鬼针草）为对生叶外，多为互生单叶。1．菊科植物繁殖器官的特点是头状花序。头状花序是由许多无柄小花（或仅有一朵花）密集着生于花序轴的顶部，聚成头状。外形酷似一朵大花，实为由多花（或一朵）组成的花序。一般再由许多头状花序组成圆锥花序、伞房花序等。漏芦属的头状花序小，只包含一朵花，由许多小的头状花序又组成较大的复头状花序。头状花序的最外面，包有总苞，一般为绿色，叶状，它的功能无疑是在头状花序未开放之前，包在外面起保护作用。但本科中许多属、种的总苞，特化成具有特殊用途的器官，如蜡菊的总苞变成膜质，并有鲜艳的色彩，用它吸引昆虫；牛蒡、苍术及苍耳等的总苞变成钩刺，腺梗菊、豨莶等的总苞上具粘质的腺毛，可利用动物来传播果实、种子。由许多小花集成头状花序，这就使本来不太明显的每个小花集在一起，显得较大而醒目，尤其当某些属、种花序边缘的舌状花开放后，使花序变得更大、更醒目，以利于招引更多的昆虫。有些属、种的头状花序中，各小花之间有了明确的分工，如向日葵，花序边缘的舌状花是不能结实的无性花，中间的管状花既能产生花粉，又能结果实，是两性花，而金盏菊与之不同，边缘的舌状花是能结实的雌花，而中间的管状花全是只能产花粉而不能结实的雄花。2．头状花序上每朵花的结构，简要概括有如下几点：萼片变成冠毛，花瓣5枚连合，雄蕊聚药、子房2心皮下位。但各属、种之间差异很大，简化或特化现象很普遍。萼片：萼片是保护器官，尤其在花蕾时期。菊科的头状花序外围有总苞统一保护，所以萼片失去了它原有的作用，有些种类特化成为果实顶端刺状、毛状或片状的“冠毛”，成为果实种子的传播器官，如蒲公英、鸦葱等具毛状冠毛，可借风力使果实到处飘扬。又如鬼针草，冠毛变成刺状，可使果实附着于动物身体上，借以传播。花瓣：5枚，互相连合成管状或舌状。从进化角度看，合瓣花是后出性状，要比离瓣花进化。若花瓣的基部连合成较长的管，顶端五个花瓣呈辐射对称排列的，叫管状花，如向日葵花序中央的小花。若花瓣基部连合成较短的管，五个花瓣连合成为片状，两侧对称，向一侧伸展的叫作舌状花，花瓣顶端五个齿，表明该舌状花是由五枚花瓣连合而成。如蒲公英的花。有的种类花瓣基部连合成较长的管，但花瓣五枚形成唇形，分上下二唇，往往有的只发育一个唇，另一个唇退化，形成假舌状花，如金盏菊和向日葵花序外围的小花。在花冠管的基部，有环形的蜜腺，可分泌花蜜贮存在管的基部。雄蕊：5枚，花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形，即聚药雄蕊。每当花药成熟时，将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中，待雌蕊花柱生长时，将它们“推”出筒外。有些种类花药的基部特化成“尾”状，其功用是保护花瓣管基部的蜜腺和花蜜，免遭灰尘或雨水的侵蚀。在每个花药的顶端有突出的“药隔”，在雄蕊未成熟时，此五个药隔互相靠合形成一个“盖子”，封住花药管的口部，起防护作用。雌蕊：子房下位，二心皮构成，一室，一枚倒生胚珠，基底着生。花柱一条，伸于花药管中，顶端柱头2裂，但在雌蕊尚未成熟时，柱头不张开。在花柱上部，常生有一圈毛，叫“扫粉毛”，每当花柱发育而伸长的过程中，此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在花药管中的花粉粒“推”出，便于来访的昆虫携带。菊科植物花一般都是雄蕊先熟，花柱伸长过程中将花粉粒“推”出后，顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉。这是避免自花传粉的适应。但是，一旦柱头上没接受到其他花传来的花粉，即异花传粉遭到失败，也无妨，柱头可以下弯，将“授粉面”接触到自己的花柱上，沾上自花产生的花粉粒，完成自花授粉。3．菊科的果实是不开裂的干果，果皮致密，其中只含有一粒种子，一般认为是瘦果。但它来源于二心皮，并且是子房下位形成的，这与由一心皮形成的子房上位的瘦果有所不同，严格说起来应叫“菊果”或“连萼瘦果”（Cypsela）。菊科植物大多数花序较大而鲜艳，适于虫媒传粉，但另外有些属、种的花并不鲜艳，例如蒿属（Artemisia）、苍耳属（Xanthium）及豚草属（Ambrosia）等，它们的花序很小，黄绿色，很不鲜艳。这些植物是由虫媒特化成风媒的一个类型。苍耳属植物是雌雄同株，异花，雄花序较小，还保留扁平的头状花序，花期很短，花谢后即脱落，往往不被人们注意到。雌花序（即所谓的“苍子”）的花序轴（托）木质化，外有许多钩刺，其中包有两朵雌花，每朵雌花只剩下一个子房和二裂的花柱，成熟时整个花序脱落。向日葵在我国各地广为种植，取材容易，而且花序及花都较大，便于观察，下面将它的各部器官作一简述，供教学参考。向日葵是原产北美洲的一年生大型草本油料作物，种子含油量～52%。高2～4米，大型的心脏形叶，互生。头状花序单生于茎顶，一般直径30厘米，大的可达60厘米。头状花序的花序轴（托）扁平，其中充满白色海绵状的填充物（薄壁细胞）。花序边缘围有3～4层绿色的总苞。最外圈的花为鲜黄色的“舌状花”（边花），中央为黄褐色的管状花（盘花）。舌状花（边花）（见图c）是不育性的无性花，功能就是吸引昆虫来访，帮助传粉。花瓣基部连合成短管，花瓣上部扁平、伸展，由三枚花瓣连合而成，另外两枚花瓣退化，所以有人称它为“假舌状花”。子房三角柱状，内无胚珠，花柱和雄蕊皆退化，不复存在。萼片退化成膜质的“冠毛”，一般三枚，分别着生在子房三个角的顶端。子房基部无明显的苞片。管状花（盘花）（见图B）的五枚花瓣基部连合成管状，上部五个齿，辐射对称。在花瓣管的下部膨大成球形，上生纤毛，其作用有二：1．膨大的空腔内贮花蜜供来访的昆虫采食。2．膨大的部分彼此靠得紧密，填充了花冠管之间的空隙，防止雨水、灰尘或长吻昆虫伤害下面的子房。萼片退化成膜质三角形的小薄片，着生在扁平子房的两个上角，已无明显的作用，果实成熟时脱落。雄蕊的花药黑褐色，连合成管，药隔三角形，黄褐色。雌蕊的子房下位，未成熟时白色，壁薄而软，待成熟后，果皮变硬而具黑色花纹。每个子房的基部都有一枚膜质的苞片包住子房，白色，顶端有三个裂齿，当果实成熟脱落时，此苞片仍存留在扁平的花序轴上。菊科植物依据头状花序内花的形态及乳汁的有无可分为两个亚科12个族。划分标准即：管状花亚科（Asteroideae）植物体不含乳汁，头状花序皆为管状花或至少花序中的盘花为管状花。包括11个族，大多数菊科植物都属于此亚科。应当说明的是我们日常栽培的菊花（Dendranthema morifolium）虽花序中央的盘花似舌状，那是长期人工选择的结果，它无乳汁应归于本亚科。蒿属、向日葵等，也都属于本亚科。舌状花亚科（Cichorioideae）植物体含乳汁，头状花序上皆为舌状花。只包含一个族。蒲公英、莴苣、苣荬菜等都属于本亚科。菊科植物与人类生活关系较为密切。其中有许多著名的观赏花卉如菊花、大丽菊、万寿菊、金盏菊、翠菊、蜡菊、大波斯菊（秋英）、瓜叶菊、雏菊等。日常食用的蔬菜有莴苣、茼蒿（北京称蒿子秆），菊芋（姜不辣），生菜等。药用种类较多如除虫菊、红花、牛蒡、蛔蒿（花序中产驱蛔虫有效成分——山道年）、苍术、泽兰、大蓟等。可提取芳香油的植物有艾纳香（Blumeabalsamifera），蒸馏后提取的挥发性物质即冰片，黄花蒿（Artemisia annua）全草可提取芳香油。橡胶草（Taraxacum kok-saghyz）是北方较寒冷地区的草本橡胶资源植物，苏联曾大量栽培。对人类生活有害的植物如蒿属某些种，专门生长在农田中，是庄稼的大敌。豚草属一些种的花粉对某些人易产生过敏反应。
现代节约型园林绿地规划设计探讨杨志正［摘 要］ 文章通过对节约型园林绿化的内涵与特征进行分析，在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上，从规划设计的层面提出建设节约型园林绿地建设的生态策略，主要包括土地资源、淡水资源、能源、材料、管理等方面的节约技术措施。［关键词］ 节约型园林；绿化；科学规划；生态策略一、前 言当前，资源短缺已经是世界范围内制约经济社会可持续发展的主要因素之一。各国都致力于研究节能、环保型技术以缓解日益加剧的资源问题、环境问题，我国也把“加快节约型社会建设，促进经济社会全面协调可持续发展”作为未来工作的重点[1]。节约型园林绿地建设作为建设节约型社会的重要组成部分，是当前园林绿化行业贯彻科学发展观和创建资源节约型、环境友好型社会的关键载体。而要真正实现节约型园林绿化，需要从规划设计、施工建设、养护管理等几个方面入手，转换传统观念，依靠科技进步和创新，构建节约型园林绿化的技术支撑体系。其中，规划设计是建设过程中实施最早也是最关键的技术环节。本文从节约型园林的内涵与特征出发，在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上，探讨节约型园林绿地规划设计的生态策略与方法。二、节约型园林绿化的提出城市园林绿地作为城市中唯一具有自净能力的系统，在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化城市景观等方面，起着十分重要的作用。2006 年建设部仇保兴副部长在全国节约型园林绿化现场会上首先提出了“节约型”园林绿化：城市园林绿化工作要遵循资源节约型、环境友好型的发展道路，就必须以最少的用地、最少的用水、最少的资金投入、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式，以因地制宜为基本准则，为城市居民提供最高效的生态保障系统。这是我国针对当前资源短缺的形势提出的新要求，具有重大的战略意义。三、节约型园林绿化的内涵与特征节约型城市园林绿化是指“以最少的用地、最少的用水、最少的财政拨款、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式”。它包含三个方面的含义：一是最大限度地节约自然资源与各种能源，提高资源与能源利用率；二是最大限度地发挥城市园林绿地的生态效益与环境效益；三是以最小的投入，获得最大的生态、环境和社会效益。节约型园林应该是最合理、最经济、最高效的园林形式。同时，根据节约型园林绿化的内涵，节约型园林绿地应该是生态型园林，应该符合自然生态系统的基本规律，具有可持续、自我维持、高效率、低成本等基本特征。园林绿地建设大力倡导节约的理念是为了顺应节约型社会的建设、反对当前绿化建设中的诸多铺张浪费之风而提出的，但不能因为节约就放宽了对城市园林绿地建设在质量、标准、品位等方面的要求。四、节约型园林绿地规划设计的生态策略（一）科学规划，合理利用城市土地资源1.科学规划，提升城市绿地系统的生态效能良好的城市园林绿地生态格局能够提高城市绿地系统的生态效率，是满足城市绿地生态环境、景观、文化、休闲游憩、防护等功能要求的基础条件。理想的城市绿地系统结构，应顺应城市空气动力学、城市水文、城市热量耗散以及人类活动等城市物理驱动力规律，应具备布局均匀性、要素流动性、功能可达性、体系稳定性、空间开放性等基本特征，从而有利于发挥改善城市生态环境质量的巨大作用。所有这些都建立在科学合理规划的基础上，具有前瞻性的规划，可以延长绿地的使用寿命，避免城市园林绿地的频繁改建，节约城建资金，从而实现经济上的节约。2.合理设计，提高园林绿地的利用率提高园林绿地利用率的前提是园林绿地的选址要正确且设计合理。调查显示，城市园林绿地中那些占地面积很大的大尺度空间，如大面积的草坪或铺装场地，空间尺度宏大、壮观，但使用者寥寥无几，场地的利用率很低；反而那些占地面积较少的小尺度空间，如符合人们使用需要的休息、健身器材区域，常常人满为患。城市园林绿地除景观功能外还肩负着生态、健身、休闲、文化、防护等多重功能要求，设计时应该兼顾这些要求，以营造多样化的小尺度空间为主，减少冷漠而空旷的大尺度空间的设计，从而提高绿地的利用率，间接地节约土地资源。3. 立体绿化，提高城市园林绿地的生态效率立体绿化(Vertical Iandscape Greening)包括垂直绿化、屋顶绿化、高架桥绿化、天桥绿化等。通过立体绿化的方式，可以提高绿地的生态效率，在美化城市景观、提高城市绿化率的同时节约城市土地资源，发挥巨大的社会效益和生态效益。在无法增加绿地面积的情况下，采用立体绿化和复层植被构建的技术措施，能明显提高城市园林绿化的三维绿量与叶面积指数，丰富城市绿化覆盖层次，提升人居环境质量。当前立体绿化的技术已基本成熟，迫切需要政府相关部门与行业的政策引导与项目扶持。（二）合理选择植物资源，优化植物配置1.因地制宜，优先选择利用乡土植物植物种植设计是现代园林绿地生态设计的重要组成部分，主要包括植物品种的选择与植物景观生态群落的建立等内容，其中，对乡土植物的大量选择利用是植物品种选择的一项基本原则。国家颁布的生态园林城市建设暂行标准中，对于当地物种应用的基本指标也有着明确的要求。然而由于有些建设方的盲目跟风、攀比、猎奇等心理加上设计、施工方经济利益的驱动等因素，导致当前很多城市绿化中仍存在忽视乡土树种，大量引进外来树种、特别是国外观赏品种的现象，从而直接造成建设和养护成本的大量增加。对于节约型园林绿地规划设计，由于乡土植物不仅具有成本低、适应性强、当地特色明显等先天性的独特自然优势，同时乡土植物对环境和土壤的适应能力很强，少有病虫害，具有可靠的生态安全性，而且节约水资源，有些仅依靠降雨就能生存良好，从而减少灌溉、施肥等养护成本。2.种植设计模拟乡土植物优势群落结构一般地方植被群落经过长期演替竞争，逐渐形成地方的优势植物品种以及由优势植物品种组合形成的地方优势种群群落结构。这些优势植物种群和群落结构都是自然界长期竞争的结果，是优胜劣汰的产物，对当地的环境气候具有较强的适应性。基于此，美国生态学家、景观规划师麦克哈格提出了“设计结合自然”的设计理念。这种遵从自然演替规律、模拟乡土植物优势群落结构进行人工植物群落的景观设计，较传统的只注重景观性的植物配置具有更强的景观多样性和生态稳定性。目前，这种设计理念已经在国内外很多生态园林建设中被广泛认同和应用。3. 绿化模式绿化模式以复层式群落为主。乔木层、灌木层、草本地被层以及层间植物所构成的复层式混交群落绿化模式是实现园林绿地景观与生态功能的重要形式。传统的绿化模式更注重观赏效果，而对植物生物学特性、生态位以及群落结构与配置缺乏足够的重视，导致城市绿地人工群落多数种间配置单一化和群落层次结构简单化的现象很严重，同时为了强调观赏效果，大量使用草坪、人工修剪的模纹植坛以及大量摆放一年生草花等。这种过多运用规则式的配置手法，造成单位面积内的植物种类减少，群落结构层次趋于简单，导致部分群落结构单一抗逆性差，最终植物生长不良直至死亡。实验表明，乔、灌木的耗水量远低于草坪，而生态效益却比草坪高得多，10m2树木产生的生态效益与 50m2生长良好的草坪相当。另外，在园林绿地中投入大量资金进行一年生草花的集中摆放，虽然可以短时间获得强烈的“展示”效应，但短暂的花期过后，则出现景观上的断层与空白。这些做法都是非节约型的，均应在今后绿化建设中加以改正，应该强调多年生宿根花卉的利用，构建乔—灌—花(草)复层式植物生态群落。（三）利用循环再利用理论，节约自然资源所谓循环再利用理论是指以生态系统的物质循环与能量转换理论为基础，通过构建园林绿化由生产者到消费者最后到分解者的完整生物链。其所倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的应用模式，它要求把人类活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源—产品—再生资源”的物质反复循环流程，在园林绿化的整个生产和消费的过程中不产生或只产生很少的废弃物，在生态设计理论中通常遵循“3R”原则，即减少(Reduce)、再利用(Reuse)、循环(Recycle)[2]。这些设计原则在节约型园林绿地规划设计中同样适用。节约型园林绿地的设计就是要减少不可再生资源的使用、减少污染的排放、减少人为因素对自然生态系统的干扰等。例如，在园林绿地的景观设计中，充分利用场地地貌特征和植被现状，保留原场地一切可以利用的景观资源，有机地进行改造，既突出景观的地方性特征，又节约大量的建设资金。同时场地的竖向设计遵循减少大的地形改造、土方就地平衡等原则，都是减少人为干扰、减少经济投入、节约资源的有效手段。除此之外，“循环再利用”是节约型园林绿化的另一个节约资源的措施，主要包括废弃物景观再利用、垃圾的基质化处理、雨水的收集与再利用等。1. 废弃物的景观再利用废弃物包括各类废弃用地遗留下来的建筑物、构筑物、设施、设备等，在景观改造规划中，充分挖掘、利用这些废弃物的景观价值，进行景观改造与再利用。以工业废弃地的公园改造为例，德国的杜伊斯堡公园、煤气厂公园和广东歧江中山公园等国内外著名的工业遗产公园的成功开发模式为废弃物的再利用提供了宝贵的经验。诸如将废弃的铁轨改造成别致的花径、将废弃的机床改造成工业雕塑、将水塔改建为攀登瞭望塔、保留旧厂房的钢筋框架并改造为休息休闲场所等的做法，既延续了场所的特征，创造出独特而别致的景观，又节约了建设资金，是节约型园林应该借鉴的节约材料的手段。2.园林垃圾的基质化处理与再利用园林绿地中的枯枝、落叶，从池塘、河流中疏浚的污泥等园林垃圾，如果将它们无害化处理，使之变成富有营养的植物生长基质，不仅能消除园林垃圾处理的压力，为农业生产与城市绿化提供高效肥料，更实现了园林绿化生态系统的持续物质循环。目前国内外有很多园林垃圾处理厂用以处理城市园林废弃物和垃圾，在实现园林废弃物无害化与资源化、节约资金投入、节约无机化肥材料使用等方面发挥了显著的生态效益和经济效益。3. 雨水、中水的回收与再利用雨水的水质可以满足城市绿地中的养护用水、景观用水等需要，因此园林绿地中可通过利用建筑、道路、湖泊等收集雨水，用于绿地灌溉、景观用水。对于硬质铺地部分，建立可渗式路面，采用透水材料铺装，直接增加入渗量，同时结合设计雨水收集管道系统来收集雨水，最终汇集于园林绿地中的水体内或地下蓄水池中，用于园林绿地的浇灌养护。德国是世界上雨水收集利用最先进的国家之一，其城市绿化通过广泛收集和利用雨水，解决了大部分的景观用水和养护用水，有的甚至实现了对城市洁净水资源的零消耗。生态建筑的屋檐下都设计了半圆形的檐沟和雨落管，用来收集屋面的雨水。收集起来的雨水，部分用来浇灌绿地，部分补充地下水。除雨水资源外，城市中水通过回收再利用应用于园林绿地灌溉养护，既可以有效地利用和节约有限的淡水资源，又可以减少污、废水排放量，减少水环境污染。国家颁布的生态园林城市暂行标准中，对于中水的利用率也有着明确要求。利用城市中水对城市园林进行灌溉，在以色列、美国、日本等国家已有几十年的历史，尤其是以色列，其城市园林养护用水 80％以上是用生活污水和工业废水经过简单处理后，结合现代灌溉技术进行灌溉[3]。我国利用污水进行绿地灌溉尚处于起步阶段，城市中水量大且相对集中，水量、水质均比较稳定，是可以恒量供水的水源。它们中的很大一部分通过简单的一级或二级处理后，即可达到园林用水的要求。（四）节水、节能新技术的运用园林绿地中传统的灌溉方式不但浪费大量的水资源，还会出现灌溉不及时、不均匀、易产生地表径流和深层渗漏等现象，影响灌溉效果。自动喷、滴灌技术是根据对植物的生态习性和土壤、气候状况的自动监测，运用自动控制系统适时适量地进行灌溉，相对于传统的浇灌技术可节省水约30％～50％，而且还节省劳力，工效较高。一般自动喷灌技术特别适合于密植或低矮植物，如草坪、灌木、花卉的灌溉。滴灌除具有喷灌的主要优点外，比喷灌更可节水约 40％，节能约 50％～70％，但因管道系统分布范围大而增大了投资成本和运行管理的工作量。目前，滴灌主要应用在花卉、灌木及行道树的灌溉上，而在草坪及其他密植植物上应用较少。其技术原理是直接供水于植物根部，减少水分蒸发损失，且不影响地面景观，同时还可以抑制杂草的生长，是未来园林绿地中极具发展潜力的灌溉技术。（五）设计管理粗放型的景观，节约维护成本景观管理是景观建设中的一个重要程序，和工程建设阶段相比，维护管理是长期、周期性的过程。当前许多精致的景观工程的背后伴随的是长期投入大量人力物力的精细呵护，特别是诸如大面积的草坪、喷泉水池、人工整形修剪的模纹植物的大量应用。由于需要定期地修剪、除草等精细的维护工作，或者像大型喷泉那样需要大量水资源和电力资源作为代价的景观来说，一旦失去精心的呵护和高额的运行成本支撑，原本炫目的景观便会很快失去光鲜的外表，变得杂乱荒废、面目全非。因此，管理的节约也是节约型园林绿地的重要组成部分，应该在工程建设的最初阶段被明确，通过规划设计全盘控制。五、结 语节约型园林绿化的规划设计理念，是我国为了适应日益加剧的能源短缺和顺应建设节约型社会而提出的，其建设理论与思路在节约、可持续、自我维持、循环再利用、高效率、低成本等方面体现了生态园林的实质与内涵。因此，建设节约型园林也是实现生态园林城市的重要途径。只有通过科学的节约型规划设计，才能因地制宜、最大限度地发挥节约型园林绿地的生态效益与环境效益，最大限度地节约各种资本。［参考文献］[0]发表论文.［1］刘纯青.建设节约型园林绿化———建设部副部长仇保兴要求全国开展节约型园林绿化工作［J］.园林科技,2006,(4).［2］聂磊.关于建设节约型园林技术体系的研究［J］.广东园林,2007,(4).［3］朱庆华.生态城市与城市绿化［J］.林业调查规划，2002，27(2).
中国传统竹 文化 是东方文明的象征,是中国 传统文化 的重要组成部分。竹子渗透到了中华民族物质和精神生活的方方面面,它已经不再仅仅是表象的物质载体,更多的是在中华民族文化中所折射出的象征意义。下文是我为大家搜集整理的关于竹文化 毕业 论文的内容，欢迎大家阅读参考!
浅析基于竹文化的竹家具创新设计
【摘 要】针对竹子多，竹家具少的现状，在分析 市场调查 的基础上，研发了基于竹文化的系列竹家具。从设计理念、造型和人机等角度分析“竹家具”的基本特点，并对市场前景与产品价值进行了分析与预测。“竹家具”体现了传统与现代的有机融合，是一款具有竹韵味的产品。
【关键词】竹;家具;文化;传统
0 绪论
提到文化，人们自然想到文学、艺术、哲学等等，但文化的产生和发展必然要受到自然环境的影响，包括地理气候、生态资源等诸多因素，其中对中国文化影响最深远的植物资源，非竹莫属[1]。 “宁可食无肉，不可居无竹。”让我们了解到“居”与“竹”之间千丝万缕的联系，竹在家居中的利用，可以追溯到农耕时代，我国在先秦时期已经有了竹家具;这个充满东方情调的生活哲学，也曾是一代又一代中国文人雅士的精神追求，他们赋予竹之十德：正直、奋进、虚怀、质朴、奉献、卓尔、善群、性坚、操守、担当[2]。许多营造气氛的场合常常能见到竹子的身影，这是因为竹子对中国人而言颇具特殊意蕴，是西方人无法理解的东方美学，可见竹文化在中国不可动摇的历史地位。
我国是竹子资源最丰富的国家，全世界有1200多种竹子，我国就占了500多种[2]。竹子的环保特性值得一提，竹子进行光合作用时，吸入二氧化碳、释放出的氧气比树木多35%，还能更有效地结合土壤，避免土壤侵蚀。竹子也是世界上生长速度最快的植物，生长周期短，繁殖能力强，3―4年即可成材，完全成长后高度可达35―40米，可称为“取之不尽，用之不竭”的环保材料，与可持续发展的思想不谋而合[3]。犹如竹子的旺盛生命力，这种材质也蕴含着很大的开发空间。竹材纹理美观自然，触感温和舒适，易于加工，经久耐用，竹纤维材料强度高，弹性好且密度小，抗拉强度是钢材的3―4倍，抗压强度比混凝土高。
竹子蕴含的特殊人文价值和环保价值，使得国内外设计师开始关注竹在设计上的应用，掀起一场全新的竹革命。随着时代的发展，现代家居不仅仅以“功能”为唯一目的，外形高雅、设计时尚、坚固耐用等新环境下的新要求，都必须让我们对竹提出更高的要求。这就需要能顺应竹子的自然特性，结合新的材料工艺，超越对竹的传统定位，在功能上进行改良和拓展，使之更符合现代人的生活需求。
1 市场调查
通过查阅竹材料特性、市场应用现状的资料和实地走访，以及对142个消费者的问卷调查，我们得出了关于竹家具创新设计的以下结论：
(1)市场上的竹家具种类主要有原竹、竹集成材、竹重组材、竹材弯曲胶合家具等，但竹家具的市场总体占有率依旧不高，一般多为与其他材质混合使用，而且竹子多为配角，可见这一块还有很大的发展空间。
(2)圆竹、竹编、竹集成、重组竹……竹材料加工工艺不断在创新和发展，但是现在一般竹材加工往往效仿木材的材料特性和加工工艺，没有很好地利用竹材的特有品质。
(3)中国古代早就开始使用竹家具，这些原竹家具使用的竹材没有经过任何的现代化的防腐处理，很容易出现虫蛀、开裂甚至腐烂等问题。近几年出现的竹家具，解决了原竹家具的很多问题。但由于对传统竹家具的偏见，新型竹家具的优良特性并没有被消费者认识到。
2 “竹家具”设计的基本特点
设计理念
竹，因为他的坚韧不拔的品性被古代文人冠以了君子的称号。“宁可食无肉，不可居无竹”东坡先生如是说。可是由于城市的发展，钢筋水泥土、人造板材等各种冰冷的东西充斥着我们的生活。为了摆脱这样的情况，我们选取竹子这一材料结合竹子特有的文化设计了这么一套家具。从居无竹到居有竹，我想增加的不只是竹子，更是增加了一些绿色，一些清新，一些自然以及一些文化气息。而且竹子做材，不仅用料便宜，更是绿色环保无毒的。
设计造型
根据竹子的优良的韧性做的弯曲，融入了竹子坚韧不拔这一文化要点，如图2所示。
竹子相间排列给人一种错落感，使视觉感不再单一。且使用整根原竹，保留了竹子的竹节和它空心这一特点，融入了竹文化中的虚心接受，高风亮节这两个方面，如图3。
由竹直接劈成片拼合而成保留了竹节，寓意做人要高风亮节，如图4。
造型及人机工程分析
这套竹家具由一个卷书案及一把凳子构成。家具的用材全由原竹切片然后排列成面，再由整根竹子经弯曲后做腿。完完全全的保留了竹子原有的风味。因为竹子具有的良好的韧性，所以使竹子的弯曲工艺不像木头那样繁琐，所以我们在整套家具的设计中加入了大量的曲线，使整套家具更具曲线美，看上去更加柔和，美丽。
全套家具的尺寸在设计前我们都查阅了人机工程学上的数据，所以符合人的使用习惯，使人们在使用的时候不会说因为更换了材料而产生一些不适的感觉。相反，因为在制作时考虑人机这一因素，所以会让使用者更加的舒适。竹子清新的气息，也会让人心旷神怡。使生活品质得到一定的提高。
家具与竹文化
中国传统中，竹子象征着生命的弹力、长寿、幸福和精神真理。竹子空心，象征谦虚，品格虚心能自持，竹的特质是坚韧不拔，凌云，不畏风雪，竹节必露，竹梢拔高，比喻高风亮节，有气节，是儒、道两家思想的反应，在我国有深刻的文化内涵[4]。本套家具保留了竹子的空心、有竹节的特征且通过弯曲突出表现了竹子的坚韧的品性。看到此套家具就可直观的看到竹看到那抹弯曲，从而想起竹子带给我们的坚韧不拔、高风亮节以及虚心接受的这种文化。竹家具不仅改变了家具用材方面，更因为结合了竹文化给人一种 反思 ，让我们的心可以不再那么浮躁。
3 市场场景与产品价值
市场场景
中国是四大文明古国，是世界竹文化的发祥地。人们种竹，用竹，画竹，咏竹，竹一直伴随我们，延绵数千年。竹从古至今在我们生活中起着重要的作用，竹文化也一直渗透在我们生活中。我国是世界竹子产区之一，是世界上，面积最大，资源最丰富，栽培历史悠久的国家。我国木材能源短缺，而竹是一种速生材，作为家具材料能源，具有很好的开发价值。
从文化上看，竹文化历史悠久，古人使用竹简，文人墨客咏竹作诗，以竹为画。古人用“宁可食无肉，不可居无竹”表达了对竹的喜爱，竹更有“心虚节坚，坚韧不拔，风度潇洒”的君子美称。竹是我们中华民族的文化特色。
在全球化的格局下，文化的力量不可估量，竹文化在竹家具产品中的体现，会使竹家具更具中国的传统特色，更具深厚的文化内涵，使用者使用会更具有精神享受，同时产品的价值也就更大。传承竹文化的竹家具投入到市场会更受欢迎，得到青睐。竹文化的传承与发展需要我们一起去努力。
产品价值
从功能上看，产品结合传统文化与现代工艺作为公共设施符合人们的基本需要，并考虑人机舒适性，满足人们的生理及心理从精神上看，产品有着深厚的传统文化底蕴，又吸取了现代的发展精神，传承与发展，用文化感染使用者。
从环保上看，竹子生长速度快，三到四年可成材，使用竹材利用完可再生，是很环保的材料。
从经济上看，对于丰富资源的合理应用，可以创造财富。用我们的文化吸引外国，提升产品本身的价值，在国内外都可创造财富。
4 结语
文化产业的市场需要开发，发展。产品不仅只是外形与功能，它的文化内涵越来越显得重要。中华民族丰富多彩的文化越来越显得抢眼，主打文化的竹家具是它的灵魂所在，精神内涵所在，满足广大群众的精神需求。如果竹家具可以热销，推动的不仅只是经济，更多的是对中华传统文化的传承与发展，是对文化全球化作了积极的意义。
【参考文献】
[1]杨锋.竹与中国文化[J]. 散文 ，1996(3)：20-21.
[2]本刊编辑部，李科.居有竹[J].中华手工，2010(5)：28.
[3]胡芷嫣，张建华.竹子在商业空间中的应用[J].上海商业，2013(7)：44-45.
[4]王逢瑚，时迪.关于中国竹家具设计的思考：观北京国际设计三年展有感[J]. 装饰，2012(1).
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奥地利学者孟德尔（1822―1884）是遗传学的先驱，他通过豌豆杂交实验发现了生物遗传的两个重要规律：分离律和自由组合律，并提出遗传因子假说，不但为遗传学的发展奠定了基础，而且对整个生物学的进步都有深刻的影响。孟德尔从小跟着父亲栽培果树，熟悉农艺。1840年他考入大学，却因家境贫寒而辍学，1843年进入布台恩修道院做修士。这个修道院的院长曾是奥地利某地区的农业学会主席，倡导利用庭院空地进行农学实验，还派修士到附近学校去任教，使修道院成为该地区的农学和教育中心。孟德尔曾在这里给一位很有造诣的植物学家当助手，因而受到了从事植物实验的训练。1847年他开始任神父，1851年被推荐到维也纳大学进修，学习了数学、物理、化学、动物学、植物学、昆虫学和古生物学等课程，并从物理学家多普勒和生物学家翁格等名师那里学到了开展科学实验的思路和技术。1853年他回修道院继续任神父，并在一所技术中学教自然科学课程，晚年任修道院院长。虽然孟德尔一生都担任神职，然而其科学素养之深、实验技能之高，科研成果之精，无疑是一位出类拔萃的植物学家。孟德尔从前人的工作中，看到了一种惊人的规律性现象：在相同物种之间进行人工杂交，总是反复出现同样的杂种类型。这使他产生了浓厚的兴趣。他在高度评价许多植物学家的研究成果的同时，指出了他们的不足：就实验的规模和方法来说，还没能卓有成效地提出一个能够阐明在杂种形成中亲代对子代有何种制约关系的普遍规律。孟德尔明确地以寻求这一普遍规律作为自己的研究目标，由于他在实验方法上有重大突破，经过8年艰苦工作，终于获得了杰出的成就。孟德尔对研究方法的突破和创新主要表现在两个方面：第一，下工夫选择合适的实验材料。他指出：“任何一项实验的价值和效用，决定于其材料是否适宜于研究的目的。” 第二，引用物理学等非生命科学中的因子分析方法，特别是数理统计方法。这在当时的生物学界是开创性的，孟德尔因而被认为是生物学中切实运用数学思维的创始人。为了避免实验出现可疑的甚至荒谬的结果，他认为用于杂交实验的植物必须是：1）具有稳定的可以区分的性状；2）这种植物的杂种在开花期能防止外来花粉的影响；3）杂种及其后代在可孕性上应不受明显干扰。根据前人和自己的经验，他首先把注意力集中到豆科植物，通过实验发现豌豆具备以上条件，而且豌豆还有生长期短，易栽培，花器大，便于人工杂交时去雄和受粉等优点。1856年，孟德尔在修道院内一块土地上从事豌豆杂交实验。在此之前，他花费了两年时间进行选种和试种，从34个豌豆品种中培育出22个纯系品种用以进行实验，以保证实验结果的确定性。在部署实验时，孟德尔从豌豆的诸多性状中选定了七对差异明显的性状进行实验研究：1）种子的形状，圆粒或皱粒；2）子叶的颜色，黄色或绿色；3）种皮的颜色，灰色或白色；4）豆荚的形状，饱满或皱瘪；5）豆荚的颜色，黄色或绿色；6）花的位置，主茎顶端或主茎轴上；7）茎的长度，高茎或矮茎。他对七对性状中每一对性状的纯种豌豆分别进行杂交，它们的后代植株即子一代全部表现出一个亲本的性状。例如，用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交（以高茎为父本，矮茎为母本；或以矮茎为父本，高茎为母本），子一代全部为高茎，没有矮茎。再如，用圆粒种子和皱粒种子的纯豌豆杂交（圆粒为父本，皱粒为母本；或皱粒为父，圆粒为母本），子一代全部是圆粒，没有皱粒。孟德尔把子一代出现的性状称为显性性状，未出现的则是隐性性状。子一代植株自交得到子二代。在高茎豌豆的子二代中约有3/4是高茎，1/4是矮茎，高矮比例接近3:1。在圆粒豌豆自交的子二代中也约有3/4是圆粒，1/4是皱粒，二者之比也接近3:1。对其它几对性状的豌豆作杂交实验，其子二代中显性与隐性的比例同样都接近于3:1。这种在子二代中显性和隐性性状分别出现，并且具有稳定比例的规律性，被称为遗传学的分离律。孟德尔进而对两对性状的豌豆作杂交实验。例如，以圆粒种子、黄色子叶的豌豆与皱粒种子、绿色子叶的豌豆进行杂交，子一代全部表现出圆粒种子和黄色子叶这两个显性性状；子二代则分化为四种类型：圆黄、圆绿、皱黄、皱绿，在数量上呈现出9/16:3/16:3/16:1/16，即9: 3: 3:1。对任何两对性状的豌豆杂交实验都能得到同样稳定的比值。这一规律被称为遗传学的自由组合律。孟德尔提出遗传因子假说以解释实验结果。他认为植物的每一种性状都来源于生殖细胞中的一对“遗传因子”，一个来自父本，一个来自母本。产生显性性状的显性遗传因子用大写字母A，B……表示；产生隐性性状的隐性遗传因子用小写字母a，b……表示。如果两个因子相同，则表示具有某一性状的纯种，例如，高茎性状用A代表，矮茎性状用a代表，那么亲代的纯高茎植株则表示为AA；亲代的纯矮茎植株为aa。他还假设，每个生殖细胞只得到这一对遗传因子中的一个。例如，高茎豌豆的生殖细胞中只有一个A，矮茎豌豆的生殖细胞中只有一个a。杂交后，两个遗传因子结合成为Aa。A对a 是显性，因此，子一代植株都是高茎。子一代自交受粉形成生殖细胞时，A和a发生分离。分别含有A和a的两种精子和两种卵子，它们结合而成的子二代有4个因子组合：AA、Aa、Aa、aa。前三个是显性，后一个是隐性，显性与隐性之比是3:1。孟德尔在论文中写道：“设n代表两个原种的可区分性状的数目，3n就表示组合系列的项数，4n 为属于这个系列的个体数，2n为保持稳定的组合数。”这样的一些理论总结与他的实验结果都符合得相当好。孟德尔的题为“植物杂交实验”的论文发表在《布台恩自然科学研究学会会报》1865年第4卷，并送给了欧美各国的120多家图书馆。他希望有人能做重复性实验或对照性实验，使他的结论能够得到检验。然而论文除了受到冷落、怀疑和讥讽外，却没有人来做这样的实际工作。35年之后，1900年有三位植物学家认识到这篇论文的重要价值，使之重见天日。这一历史事实说明孟德尔的论文确实具有强盛的生命力，而八年扎扎实实的实验工作、大量真实可靠的实验数据，精湛独到的研究方法以及深入合理的理论分析，正是其强盛生命力之所在。
王子一心要娶一位真正的公主为妻。为了测试雨夜投宿的小姐是不是真的公主，王后在20张床垫和20床羽绒被下放上一粒豌豆。注：本视频根据2019新人教版教材制作。
植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题，也是当前生物学的前沿之一，因为它不仅在农业，能源，生态等问题中具有重大实际意义，而且在生命起源，进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来，光合作用的原初过程仍不很清楚，而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲，绿色植物（尤其是高等植物）在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性，而且表现光合作用方式的多样性。1．光合作用的多种途径据目前所知，所有绿色植物光合作用的原初反应（包括光物理和光化学）都是通过捕获光能产生ATP和NADPH（即同化力），但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明，所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式，即著名的卡尔文循环（因其发现者而得名）或光合碳还原循环，亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂，在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式，通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区，其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢（CAM）途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区，其同化CO2的最适温度是25-35℃，光合效率显著提高，称为C4植物；具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区，且白天进行光反应，晚上固定CO2合成有机酸，使有机酸含量表现明显的日变化，称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外，C4植物的光合作用还有三种变式，即PEP－CK型C4植物，NAD－ME型C4植物和NADP-ME型C4植物，这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构，即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘，其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸，然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞，经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧，其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞；NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞，然后转化为苹果酸．并在线粒体内脱羧，其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞；NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸，而后转化为苹果酸，并被输送到维管束鞘细胞中，在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧，产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后，产生的CO2最终还是通过C3途径被还原，C4途径实际上只起“CO2泵”的作用，以增加反应位置CO2的浓度，从而显著提高光合效率。2．不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3，C4和CAM植物，但由于光合作用主要是生化反应过程，因此时有例外发生。鉴于此，目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法，如δ13C（13C／12C同位素比），光呼吸，光照后CO2的猝发以及相对光合效率等，其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术，主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性，即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2，因此，C4植物有机质中的13C／12C要比C3植物有机质中的13C／12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样（即普通石灰岩CaCO3）为对照，通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C（‰）值，即：从上式可以看出，如果在光合作用的碳固定期间13C／12C没有变化，δ13C（‰）将等于零；如果对13CO2有排斥，δ13C（‰）将是一个负数，排斥能力愈大,δ13C（‰）负值也越大。实验证明，在25℃和条件下，PEP羧化酶的δ13C（‰）是-3‰，而在24℃和条件下，RuBP羧化酶的δ13C（‰）是％，这清楚地表明，RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高（37℃，）时，RuBP羧化酶的δ13C（‰）显著变负的程度要小一些（‰），这与C3植物光合作用的最适温度偏低（15-25℃）相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C（‰）在-23到-34‰之间，C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间，并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3／C4中间类型植物。对于CAM植物来说，得到的δ13C(‰)在-14到-33％之间，显然较低的值落在C4植物的δ13C（‰）范围内，而较高的值则落在C3植物的δ13C（‰）范围内。对此种情况的解释是，许多CAM植物在变化着的环境条件中，能够从光合作用的C3方式转变到CAM，反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C（0／00），都在现代典型的C3植物范围内，并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在，这表明植物自来到陆上以来，C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚，是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中，要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外，唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为，太古代和元古代是细菌，蓝藻繁生的单细胞生物时代；右碳纪是羊齿植物隆盛的时代，三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代；被子植物的出现则更要晚得多。显然，在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整，其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物，其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言，C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的，后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程，但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径，如目前人所供知的C4，CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群，其适应性特强，分布极广是众所周知的。研究表明，该科差不多存在几乎所有的光合作用类型，并且公认较原始的竹亚科只有C3型，而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型，有些亚科如芦竹亚科等既有C3型，又有C4型。因此，在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料，地球自形成以来，在漫长的演变过程中，地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象，定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步，大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久，全球气温升高也成为一种必然趋势，面临种种变化，尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变，绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应？对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的，不仅在理论上对生理学工作者将有所启示，并可能对现代农业的增收提供有益的指导。