第八个,虽然没做过,但是那时候记得老师说过这个蛮好做的,而且池塘这个地点比较好找
藻 类 藻类植物是地球上最重要的初级生产者,它们光合同化生产有机碳的总量约为高等植物的7倍,同时固氮藻类(和固氮细菌)每年约能固定1.7亿t的氮素。因此,藻类不仅是人类和动物极其重要的食物源,而且它们光合作用中放出的氧也是大气中氧的最重要的来源。不言而喻,它们对自然生态系统的物质循环及环境质量有着深刻的影响。 藻类植物广泛地分布在海洋和各种内陆水体中(包括湖泊、水库、江河、溪水、沼泽、池塘、泉水、冰雪等)以及潮湿地表,其中生长在内陆淡水水体中的为淡水藻,分布于海洋和内陆咸水水体中的为咸水藻。中国的藻类包括有:原核生物中的蓝藻门;原生生物的硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、隐藻门、裸藻门以及属于植物界的红藻门、褐藻门、绿藻门和轮藻门,其中海藻已记录的共2458种(详细情况将在海洋一节中讨论),这里仅讨论中国淡水藻类的多样性及其所受威胁。 1、中国淡水藻类的多样性 由于中国幅员辽阔,自然环境复杂多样,使得中国淡水藻类资源也十分丰富而多样。近一个世纪的调查研究表明,淡水藻类中的各个门类在中国都有发现,而且种类都非常丰富。已知全世界藻类植物约有40000种,其中淡水藻类有25000种左右,而中国已发现的(包括已报道的和已鉴定但未报道的)淡水藻类约9000种。但是,由于国内尚有不少地区未进行过藻类调查,即使已进行藻类调查的有些地区,也并不十分全面,加之多数门类的淡水藻类在中国的调查研究还缺乏深度和广度,因此中国淡水藻类的物种数应远远超过9000种,估计约有12000至15000种(按占世界淡水藻类种数的50%~60%计)。 淡水红藻和褐藻,它们是海陆演变过程中残留在淡水中的孑遗生物,几乎都生长在清洁、温度偏低、且较稳定的水体环境中,如泉水、井水、溪水中(特别是泉水环境),其分布区相当狭窄,而且具有一定的封闭性。它们在这些环境中长期适应的结果,形成了不少珍稀特有的种类,这对研究地球环境的变化及生物自身的演变具有较高的学术价值。它们在世界各地的淡水中均分布得较稀少,在中国,半个世纪以来对这些藻类的采集研究,发现有些种类仅记录到一次。这样的藻类共有12种,包括淡水褐藻类的层状石皮藻(Lithoderma zonatum),以及淡水红藻类的绞纽串珠藻(Batrachospermum intortum)、中华串珠藻(B. sinense)、中华链珠藻(Sirodotia sinica)、中华鱼子菜(Lemanea sinica)和鹧鸪菜窄变种(Caloglossa leprieurii var. angusta)等,它们应该列入珍稀物种。 2、中国淡水藻类资源受威胁的状况 (1)物种受威胁的状况 虽然中国的淡水藻类资源非常丰富,但是由于自然环境的变化和人类的活动(特别是工业和城市的发展),有些罕见的种已遭受灭绝或处于濒临灭绝的境地,其中受威胁最严重的是淡水红藻和褐藻。近几十年来,中国北方许多地区由于气候干旱或工业发展而过量抽采地下水,引起地下水位下降,使一些著名泉区的水源枯竭或濒临枯竭。泉城济南、山西晋祠和娘子关的泉源就是著名的例子。泉水枯竭,使那些依赖泉水环境生长的特有藻类(特别是淡水红藻)面临厄运,有些已荡然无存。淡水褐藻更为珍稀,中国仅在40年代初于四川重庆嘉陵江中发现过,几十年来由于环境的演变,也已消失。 最近10多年来,中国经济高速发展,不少泉水资源得到了开发利用,但是由于人们对泉水环境缺乏保护意识,因而造成生长在其中的淡水红藻和其他泉水生物面临濒危,有的甚至灭绝。南京浦口珍珠泉,过去生长有十分丰富的淡水红藻:外界串珠藻(Batrachos-permum ectocarpum)和美芒藻(Compsopogon spp.)。但是随着旅游区的开发,如今那里的红藻几乎绝迹。山西太原晋祠也有外果串珠藻生长,1994年去调查时尚有部分存在。1995年由于泉水枯竭,已经消亡。可以设想那些正在进行开发的泉源(旅游或饮料),如果不注意对泉源环境的保护,那么藻类和其他泉水生物也可能面临同样的厄运。 在其他生长大型淡水藻类的水体中,也往往由于人类活动引起环境变化,招致大型淡水藻类的消失,如江苏阳澄湖,湖中大型轮藻植物出现成片死亡。又如武汉东湖中的原来主要藻类——鼓藻类(desmids),它们主要生长在清洁的水体中,但自70年代以来由于富营养化过程的加剧,逐渐被蓝藻、绿球藻等耐污藻类所取代。类似的情况,已是十分常见。 (2)物种多样性结构受破坏的状况 在正常情况下,一个生态系统(特别是水生生态系统)中,藻类群落的物种结构保持着良好的多样性状态,即种类多,但每个种的个体不多,这时藻类群落发挥出良好的生态效益——保持水质良好状态,且水产丰富。但是当水生生态系统发生逆向转化——受重金属污染或高度富营养化时,藻类群落物种结构的多样性被破坏,某些物种超常生长而导致有害的赤潮(海洋中)或水华(淡水中)发生,并造成管道阻塞,水质恶化,危及渔业生产,甚至出现鱼类中毒现象。随着工业化和城市化进程的加快,这种严重的环境问题已屡见不鲜。中国常见的能形成有害水华的藻类有:蓝藻,常有毒,其中主要的是微囊藻(Microcystis),还有鱼腥藻(Anabaena)、项圈藻(Anabaenopsis)、颤藻(Oscillatoria)、束丝藻(Aphanizomenon)等,它们在中国许多地方都有大面积的发生,危害很大;小定鞭藻(Prymnesium parvum),属定鞭藻类,有毒,它们的水华已引起多起养殖鱼类的中毒事件;硅藻,也偶有大面积发生,其中以1991年冬春之交,湖北省汉江发生的约200km范围的硅藻水华——梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)最为典型,这次水华造成很大危害,严重地影响了武汉市和沿江地区的工业生产和居民生活。 3、中国淡水藻类的保护 从上述可知,中国淡水藻类资源虽很丰富,但目前已受到严重的威胁,如不及时采取措施进行保护,许多珍稀种类可能很快灭绝。特别应该指出的是,当前人们对生物多样性保护的注意力主要放在大型动、植物上,对像藻类这样的微型生物很少注意,这一情况必须改变。在保护大型动、植物的同时,应加强对小型植物的保护。 地 衣 1、中国地衣的多样性 地衣是一群特殊的真菌,这群特殊真菌通常只是与藻类或蓝细菌处于互惠共生的生态系统中才能生存于自然界。因此,地衣本身也是共生生态系统多样性的体现。全世界迄今已知的地衣物种约20000种,而中国还不到2000种。就在这2000种中约200种为中国所特有。然而,无论是全世界或中国实际存在的地衣物种远不止这个数字。尤其是中国地衣物种多样性的调查研究才刚刚起步。 2、中国珍稀濒危地衣及其受威胁状况 由于大气污染和森林采伐,中国许多地方地衣多样性面临威胁。依存于森林树皮附生的中国及东亚特有种,如黄袋衣(Hypogymnia hypotrypa)、粉黄袋衣(H. hypotrypella)、霜袋衣(H. pruinosa)、蜡光袋衣(H. laccata)、横断山袋衣(H. hengduanensis)以及云南石耳(Umbilicaria yunnana)等种类的生存都面临着威胁。因为,它们的兴衰存亡与森林生态系统多样性的兴衰存亡息息相关。如产于云南丽江和台湾阿里山松林中的中国特有附生种中华疱脐衣(Lasallia mayebarae)在系统演化上具有重要意义。然而,在云南丽江,这种世界珍稀物种已被森林火灾所吞噬。随着旅游业的大规模发展,特产于华山岩石上的世界珍奇地衣华脐鳞(Rhizoplaca huashanensis)的生存也面临威胁。此外,在抗癌和抗艾滋病毒方面具有潜力的东亚食用地衣美味石耳(U. esculenta)也因无节制的采收与买卖而在中国庐山等地濒临绝迹。若不采取必要的保护措施,在日用香料工业中颇受青睐的扁枝衣(Evernia mesomorpha)和丛枝树花(Ramalina fastigiata),与抗前列腺炎药物有关的戴氏石蕊(Cladonia delavayi)以及在降血压方面有效的地茶(Thamnolia vermicularis)和雪地茶(Th. subuliformis)等地衣的生存也逃不脱因无节制采收与开发所带来的厄运。 3、对地衣的保护 由于人类对地衣本质的认识经历了一个漫长的过程,在开发利用方面,地衣尚处于“未开垦的处女地”状态。因而,它是一个潜力很大的生物资源宝库。此外,地衣在自然界生长极为缓慢,加强对地衣的保护以便可持续利用已是我们所面临的迫切任务。 保护地衣多样性除了必须保护它赖以生存的森林生态系统多样性以外,应注意以下保护和可持续利用的措施: (1)对于日用化工香料、药用和食用地衣资源应采取分区、按年、有计划、有节制地轮换采收。 (2)对于在科学上有重要意义的世界珍稀物种,如陕西华山的华脐鳞,云南丽江的中华疱脐衣,以及庐山的美味石耳等中国和东亚特有种,应选择合适地段,建立珍稀地衣保护小区加以保护。 (3)对上述一些重要地衣同时还应采取菌、藻分离真培养,进行室内保存。对地衣物种进行多层次的系列保护措施是地衣物种多样性保护和可持续利用的重要方向。 (4)加强对中国地衣物种多样性的调查、采集、分离、培养和研究,以便在地衣多样性遭受破坏之前使之受到保护,研究和可持续利用。苔 藓 1、苔藓植物的多样性 中国的苔藓植物十分丰富。全世界有苔藓植物23000种,中国有2200种,占全世界的9.1%。 中国苔藓植物的特点是: (1)特有类群丰富。根据近几十年调查的结果,仅见于中国的特有苔藓属和主要分布于亚洲东部(仅少数涉及邻近地区)的东亚特有苔藓属共35个,占中国苔藓植物属数的7.09%。它们共含有48个种、亚种或变种,占中国苔藓植物种总数的2.2%(表1)。这些特有属、种在中国西南部横断山区、长江流域中游山区和东南沿海山区存在3个分布中心(表2); (2)在系统发生上居关键位置的类群多,如原始类型藻苔目(Takakiales)藻苔科(Takakiaceae)藻苔属(Takakia)的两个种;藻苔(T. lepidozioides)和角叶藻苔(T. ceratophylla)在中国西藏地区的察隅、波密及米林县的高寒山地都有发现; (3)热带、亚热带成分占优势。 3、苔藓植物的保护 苔藓植物除了科学价值外,还有很重要的经济价值。在药用方面,苔藓作为“清热解毒”的中草药已有数百年历史。明朝李时珍在《本草纲目》中就记载了金发藓(Polytrichum commune)和暖地大叶藓(Rhodobryum giganteum)等,暖地大叶藓长期以来在中国西南地区被称作“茴心草”,用来治疗心血管病。 传统上,泥炭藓属(Sphagnum)植物或泥炭一直是花卉、苗木栽培或移植的重要包扎材料和园艺肥料,迄今尚无更佳的替代物。 中国历来是世界上五倍子出口的主要国家之一。经过近半个世纪的研究,中国科学家发现,在五倍子生产周期中,苔藓植物作为五倍子蚜虫的冬寄主是五倍子增产不可缺少的一个环节。迄今为止,至少已发现有约20种苔藓植物可作为五倍子蚜虫的冬寄主植物。 此外,苔藓还是监测环境污染的良好指示植物。苔藓与地衣对大气中的SO2,CO和HF反应极为敏感。在中国,钟帽藓(Venturiella sinensis)、高领藓(Glyphomitrium humilli-mum)和兜瓣耳叶苔(Frullania muscicola)等均系常见的树干附生种类,它们对大气污染有较强的敏感性,可在环境监测方面加以利用。 总之,苔藓植物与人类的生存有密切的关系,对它们的保护我们必须给以高度的注意。蕨类植物 1、中国蕨类植物的多样性 全世界有蕨类植物10 000~12 000种,中国有2 200~2 600种,占世界种数的22%。由于中国地域广大,自然条件复杂多样,除了热带少数科属外,中国拥有的科属数几乎占世界的95%,这说明中国的蕨类植物有极高的多样性。 中国分布有在探讨物种进化系统问题上十分重要的种类,如原始类群裸蕨纲的松叶蕨(Psilotum mudum)、天星蕨(Christensenia)。有些属如光叶蕨(Cystoathyrium)、中国蕨(Sinopteris),其分布区狭小,为中国特有,它们的发现对研究该科中属的演化关系有一定意义。而在四川东部长江沿岸发现的圆肾铁线蕨(Adiantum reniforme),其原产地在大西洋的Madeira群岛。中国变种荷叶铁线蕨(Adiantum reniforme var. sinense)的出现,为研究间断分布及中国和非洲蕨类种的关系提供了很好的材料。能生长在海拔4350m高山寒冻荒漠的严酷环境中的玉龙蕨(Sorolepidium glaciale)是研究蕨类形态和生态条件关系的重要属种。仅产中国西南的湖南石灰岩壁的荚囊蕨(Struthiopteris eburnea)是典型的石灰岩钙质土的重要种属。 根据不完全统计,中国特有的蕨类植物有500~600种,占已知中国蕨类植物的25%左右,重要特有属及代表种见表1。 2、蕨类植物受威胁和濒危状况 随各地区植物考察的深入,不断有蕨类植物新种被发现,但与此同时也有一些种由于环境改变或人为破坏而消失或濒临灭绝(表2)。除上面提到的特有和濒危属种(表1和表2)外。还有些种类虽然不限产中国,但在中国仅局部地区有分布,如鹿角蕨(Platycerium wallichii)仅产靠近缅甸边境的盈江,而埃及苹(Marsilea aegyptica)仅产新疆的局部水域。像这些种类的个体数量不多,分布区狭窄,如不保护,很易绝灭。类似的濒危种类还有很多,估计约占中国蕨类总数的30%左右,其中重要的有101种(表3)。 导致蕨类植物濒危有以下多种原因: (1)森林破坏,造成空气湿度降低,以及地下水位下降,使原有生态环境改变,影响植物种的生存和繁殖,如1963年在四川二郎山团牛坪海拔2450m处林下发现的光叶蕨,1984年专程前往该地,发现森林消失,气候干燥,只在灌丛中找到一株。 (2)工农业建设事业的发展使局部地区一些植物种消失,如中华水韭,荷叶铁线蕨。 (3)由于对一些药用及观赏植物只宣传其价值,而不强调保护的重要,使一些蕨类植物遭受毁灭性的摧残,如鹿角蕨近年已难见到。 (4)旅游区对一些小型稀少植物不加保护,致使其遭践踏而无法生长,如瓶儿小草(Ophioglossum thermale)。 3、加强对蕨类植物的保护 蕨类植物与人们的生活有密切关系,它们之中很多种是传统的中药和民间草药,约占全部种类的10%。如贯众(Cyrtomium fortunei)、海金沙(Lygodium japonica)、骨碎补(Davallia barometz)能够健骨补肾,还有绵马鳞毛蕨(Dryopteris crassirhizoma)和石韦(Pyrrosia)等。又如金毛狗脊蕨(Cibotium baronetz)具有补肝肾,强腰膝的功效,近年来出口需求量很大,每年超过百吨。虽然这个种分布较广,也不能不限量出口加以保护。蕨类植物多为阴生,叶质坚厚,宜作观叶植物及插花的切叶材料。还有少数种类如菜蕨(Cal-lipteris esculenta)、蕨(Pteridium aquilinum var. Latiusculum)、荚果蕨(Matteuccia struthiopteris)等的拳卷叶芽,加工后可作蔬菜并出口;满江红(Azolla imbricata)的叶下具有和蓝藻中的念珠藻共生结构,可固定空气中的氮,是水稻的优良绿肥。总之,蕨类植物与其他绿色植物一道共同创造了地球表面人类生存所必需的环境条件。因此,加强对蕨类植物的保护是我们不可推卸的责任。首先,对急需保护的一些稀有濒危种类应建立专门的保护区,如贵州赤水的桫椤自然保护区。其次,对某些特殊植物因建设需要不能保证在原地生存,如长江三峡工程的启动,受威胁的荷叶铁线蕨需要在相同或相近的气候土壤环境条件的安全地点建立试验场,促使其能在野生条件下易地繁衍。同时加强宣传,提高广大群众和干部对生物多样性保护的认识,禁止对某些有经济价值蕨类植物的滥采乱挖也很重要。裸子植物 裸子植物是原始的种子植物,其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过冰川时期而保留下来,并繁衍至今的。据统计,目前全世界生存的裸子植物约有850种,隶属于79属和15科,其种数虽仅为被子植物种数的0.36%,但却分布于世界各地,特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山带常组成大面积的各类针叶林。 1、中国裸子植物的多样性 中国疆域辽阔,气候和地貌类型复杂。在中生代至新生代第三纪一直是温暖的气候,第四纪冰期时又没有直接受到北方大陆冰盖的破坏,基本上保持了第三纪以来比较稳定的气候,致使中国的裸子植物区系具有种类丰富,起源古老,多古残遗和孑遗成分,特有成分繁多和针叶林类型多样等特征。 据统计,中国的裸子植物有10科34属约250种,分别为世界现存裸子植物科、属、种总数的66.6%、41.5%和29.4%,是世界上裸子植物最丰富的国家。在中国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种,并常为特有的单型属或少型属。如特有单种科——银杏科(Ginkgoaceae);特有单型属有水杉(Metasequoia)、水松(Glyptostrobus)、银杉(Cathaya)、金钱松(Pseudolarix)和白豆杉(Pseudotaxus);半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木(Cunninghamia)、福建柏(Fokienia)、侧柏(Platy-cladus)、穗花杉(Amentotaxus)和油杉(Keteleeria),以及残遗种,如多种苏铁(Cycas spp.)、冷杉(Abies spp.)等。 中国的裸子植物虽仅为被子植物种数的0.8%,但其所形成的针叶林面积却略高于阔叶林面积,约占森林总面积的52%。在中国东北、华北及西北地区的针叶林中裸子植物物种较少,在西南地区针叶林中则有丰富的裸子植物物种。在华南、华中及华东地区除原生针叶林外,更常见的是大面积人工杉木林、马尾松林和柏木林。 2、中国裸子植物面临的威胁及其保护问题 虽然中国具有极为丰富的裸子植物物种及森林资源,但由于多数裸子植物树干端直、材质优良和出材率高,所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象,使利该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。如50年代中国最大的针叶林区——东北大、小兴安岭及长白山区的天然林被不同程度地开发利用,60年代至70年代另一大针叶林区——西南横断山区的天然林又相继被强烈采伐,仅在交通不便的深山和河谷深切的山坡陡壁,以及自然保护区内尚有天然针叶林保存。华中、华东和华南地区,因人口密集和经济发展的需求,中山地带的各类天然针叶林多被砍伐,代之而起的是人工马尾松林、杉木林和柏木林。随着各类天然针叶林采伐和破坏,原有生态环境发生改变,加快了林下生物消失和濒危的速度。同时,具有重要观赏价值和经济价值的裸子植物亦破坏严重,如攀枝花苏铁(Cycas panzhihuaensis)、贵州苏铁(C. guizhouensis)、多歧苏铁(C. multipinnata)和叉叶苏铁(C. micholitzii)均在新发表或新的分布点发现后就遭到大肆破坏。三尖杉(粗榧)属(Cephalotaxus)和红豆杉(紫杉)属(Taxus)植物自60年代和80年代末至90年代初发现为新型抗癌药用植物后,就立即遭到大规模采伐破坏,使资源急剧减少。 中国有平均海拔4500m以上的巨大青藏高原,也有广阔的平原低地,山岭重叠、河川纵横、气候多样、地质古老,这些是决定中国生物多样性丰富多彩的主要因素,在被子植物方面表现最为清楚,中国被子植物多样性至少有以下三个特点, (1)生态类型齐备 各种生活型的植物从乔木、半乔木(如梭梭属(Haloxylon))、灌木、半灌木(如沙拐枣属(Calligonum))、小半灌木(如蒿属(Artemisia))、直到多年生草和一年生草,无不具有。生态类群方面,从高山冻原植物(如多瓣木(Dryas octopetala)、松毛翠(Phyllodoce caerulea))到热带雨林种类;从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类;从高寒风大环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨的红树林,各种类型都有代表。 各个气候带都有大量代表科属,例如,桦木科(Betulaceae)、壳斗科栎属(Quercus)的落叶树种,以及杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、小檗科(Berberidaceae)等是温带的代表;樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)、壳斗科的常绿树种,金缕梅科(Hamamelidaceae)以及冬青科(Aquifoliaceae)、五加科(Araliaceae)、蓝果树科(Nyssaceae),还有单种的连香树科(Cercidiphyllaceae)和水青树科(Tetracentraceae)等是亚热带的代表;至于中国热带森林中包含的科就更多了,常见的科有龙脑香科(Dipterocarpaceae)、番荔枝科(Annonaceae)、橄榄科(Burseraceae)、山榄科(Sapotaceae)、楝科(Melisceae)、藤黄科(Guttiferae)、使君子科(Combretaceae)、天料木科(Samydaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和四数木科(Datiscaceae)等。 (2)原始古老成分很多 在植物系统学研究中,被认为是比较原始的或早期发生的被子植物类群,在中国分布不少,有些仅仅分布于中国。中国的木兰科(Magnoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、水青树科、连香树科、三白草科(Saururaceae)、金粟兰科(Chloranthaceae)、金缕梅科和木通科(Lardizabalaceae)等科的植物,在研究被子植物的起源和系统发育方面的重要性,早已为中外学者所公认。近年来,中国在被子植物化石的发现和研究方面取得了丰硕的成果,这些成果对于揭示被于植物的物种多样性,以及揭示被子植物的系统发育,都有十分重要的意义。 (3)特有类型极其丰富 中国被子植物有极其多种多样的分布区类型,其中特有类型所占比重极大。到目前为止,统计中国被子植物持有属共有246个,特有种约17000种。古老孑遗种伯乐树(Bretschneidera sinensis)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、领春木(Euptelea pleiospermum)、昆栏树(Trochodendron aralioides)、银缕梅(单氏木)(Shaniodendron subaequalum)、水青树(Tetracentron sinensis)、半日花(Helianthe-mum songoricum)、四合木(Tetracena mongolica)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)和珙桐(Davidia involucrata)等都是中国特有的例子。这些植物的研究对于认识中国乃至世界被子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。 中国被子植物特有属、种主要分布于秦岭-大别山一线以南,横断山脉以东的东南部地区,其中又有三个特有属、种分布相对集中的待有现象中心:(i)川东-鄂西-湘西北中心,这里的被子植物特有木本属几乎均为落叶乔木或灌木,具有温带性质;(ii)川西-滇西北中心,即横断山脉南段,这里的草本属在全部属中占的比例较高,被子植物的木本属几乎全为落叶乔木或灌木,青藏高原的快速和强烈隆升使本区产生大量新特有种,大大丰富了中国被子植物的多样性;(iii)滇东南-桂西中心,由于地理位置偏南,处于北回归线附近,居泛北极植物区和古热带植物区的分界线上,其乔木持有屑中几乎一半为常绿植物, 特有藤本届全部为木质藤本植物,它们所隶屑的科均为热带分布的科,显示出明显的热带性。 3、大力加强对中国被子植物的保护 被子植物在大型植物中数量最多,而且与人类的衣、食、医药、工业原料等关系最为密切。被子植物大量灭绝无疑会对人类造成很大的威胁,因而我们必须格外重视对被子植物的保护。为了有效保护它们,必须研究它们受威胁的方式、程度和灭绝过程,从而制定合理的保护策略。在这方面,进行种群存活力的分析(PVA),确定最小能存活种群(MVP)是核心内容。 在目前尚无条件对每一个种进行深入的PVA分析的情况下,把保护的范围适当扩大是有必要的,否则,一个种灭绝以后,就再也不能挽回了。
我建议你选这个题目:藻类在生物提取及制药方面的利用进展及发展前景我本科毕业论文就是有关藻类的你找文献也比较好找而且这个写综述类文章比其他的好写总之你先找文献就好了不同文献侧重不同的藻类几篇文献综合在一起写成一篇就是完整的综述了
目的:1.研究藻类浮游植物的形态构造2.研究藻类浮游植物的生殖方式3.研究藻类浮游植物的生活史4.研究藻类浮游植物的分类5.研究藻类浮游植物的生态分布及意义研究藻类浮游植物的意义:1. 藻类的渔业和工农业价值浮游藻类在水体中是鱼类和其他经济动物的直接或间接的饵料基础,在决定水域生产性能上具有重要意义,与渔业生产有十分密切的关系.但海水中由于某种或多种浮游生物(大多为浮游植物)在一定环境条件下暴发性繁殖或高度聚集,而引起的赤潮对渔业有害.随着沿海工农业生产的发展,海区的富营养化(eutrophication)和水污染渐趋严重.赤潮频频发生,而且规模,持续时间,频次越来越重,赤潮发生后,使海洋生态系统中的物质循环和能量流动受到干扰,直接威胁海洋生物的生存,给渔业生产造成巨大损失,海洋生态平衡也受到破坏,且破坏滨海旅游业和危害人类健康.随着水体富营养化的加剧,赤潮现已成为世界性的,人们普遍关心的问题.为此,成立了国际性机构,研究和探讨防治对策.2. 藻类可作为水污染的指示生物 藻类可作为水污染的指示生物藻类对有机质和其他污染物敏感性不同,因而可以用藻类群落组成来判断水质状况.由于藻类进行光合作用,能放出氧气,利用水中的N ,P等营养盐,因此,可用作氧化塘法进行污水处理.藻类,细菌和原生动物等组成的生物膜(biofilm),对水体有机物的分解,水体净化和判断水质好坏均具有一定的作用.3. 藻类的医药和食用价值 关于海藻的医学价值,早在《神农本草经》,《名医别录》,《本草纲目》里都有记载.食用,药用的藻类有紫菜,海带,江蓠,麒麟莱和发菜等.卡拉胶,琼胶等可作为通便剂和胶合剂等.另外很多微藻含有蛋白质,维生素,糖蛋白,虾青素等.我有课件,给你邮箱我,可以发给你。
Cherish the water Good afternoon!my dear ladies and gentalman!today,I am glad to stand here to give you a speech and thank you giving me such a chance,I will not disappoint you. we all know that we can not live without water,although there is much water on the earth, but the water which we can drink ,it is very litte .It just occunt for thirty percent ,the other seventy percent is seawater.and the seventeen percent of the thirty percent is on the north pole and south pole's glancier.so we can't drink it maybe someone will ask me why we don't drink the seawater ? there is much seawater on the earth ,isn't there?Yes,I have to admit that is truth,but do you know why we can't drink the seawater? Because the seawater include much poisonous thing and saltcontant it's bad for our health. Now, because humankind built a lot of fictory on the earth, it made the water became yellow from green and the sky became grey from blue, the north pole and south pole's glancier has began to thaw,and the sealelvel and temperature has razen up. when I was a child , there is a river in my hometown, at that time ,there are many frogs and fishs in the river ,when spring come ,many frogs sang songs onthe bank ,many children swam in the river, it made the river full of vim .but now it has chenged , it became dirty and smelly,fishs and frogs disappear from this river ,it just leave much rabbish and weast-products in the river.accroding to this rivers experence ,I think if we don't control it .we will distroy ourselves. maybe someone will laugh at me and think I say frighting thing just to cause alarm,but we all know that the weather is more and more hot and arid,many river has began to dried-up, and many place became desert. so, ladies and gentalman, we must cherish the waterand protect our environment or it will do harm to us. thanks for listening !
影响水质 多了堵塞管道
3 藻类对制水的影响含藻原水进入净水厂后,对制水生产工艺、药耗以及构筑物池壁都会产生极大的不利影响,主要表现在以下几个方面:1.在光合作用下,水中pH值升高,且由于藻类作用,溶解氧增加,矾花密度降低,沉淀去除率下降,导致需要投加的混凝剂增多,高藻水的处理需要消耗大量的混凝剂。2.藻类物质在滤池中可大量繁殖,会使滤料层堵塞,使过滤周期缩短,减少产水量,增加冲洗水量并影响出水水质。3.对混凝土池壁构成很大的威胁,如长沙三水厂构筑物池壁由于藻类等物质的长期腐蚀,致使池壁粗糙老化,反过来又给藻类物质的寄生繁殖,水垢、青苔的附着生长,提供了有利的栖息场所。4.藻类细胞成层成为粘质物,附在混凝土池壁表面,形成一层润滑层,既影响制水过程中的感官质量,又增加了洗池的频率和费用,以及工人的劳动强度。5.藻类的存在使水质变化,从而干扰水处理操作,造成处理上的麻烦,生长着和死亡的藻类都会使水中有机物增加,增加氯耗,高藻水的处理更需要消耗大量的消毒剂。6.对水质影响更为严重的是有些藻类的降解产物中含有四氯乙烷、二甲基二硫化物等毒性物质,能引起人、动物中毒。
藻类及藻毒素对供水工程和饮用水安全的影响主要是富营养化。动物饮用含有有毒藻类的水而死亡的事故也经常发生。包括生物肽(肝毒素)、生物碱(神经毒素)和脂多糖(皮炎毒素)等。这种急性毒素可使饮用此水的陆生动物中毒死亡,其慢性毒素则以微囊藻毒素为代表,可经口、皮肤或随水气挥发等途径进入人体造成危害。藻毒素可以通过食物链传递,而且藻毒素易溶与水,耐热性强,自然降解过程十分缓慢,常规的方法很难完全消除水体中的藻毒素。家畜及野生动物饮用含藻毒素的水后,会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状,甚至死亡。
中国知网 你上去输入关键词“海洋生物的药用”,搜索一下就有了 1. 海洋生物多糖的药用功能 徐旭,于冰,汤立达 文献来自: 天津药学 2004年 第06期 CAJ下载 PDF下载 人们对海洋生物多糖产生了极大的兴趣 ,发现了许多具有生物活性的多糖类物质。本文就海洋生物多糖的药用功能综述如下。1 免疫调节作用大量的实验研究表明 ,海藻多糖、海带多糖、珠蚌多糖等具有免疫调节作用或免疫增强作用。海带 ... 海洋生物多糖;;药用功能1 薛静波,刘希英,张鸿芬.海带多糖对小鼠腹腔巨噬细胞的激活作用 ... 被引用次数: 4 文献引用-相似文献-同类文献 2. 海洋生物多糖药用功能的新进展 王琪琳,王海仁 文献来自: 生物学通报 2002年 第07期 CAJ下载 PDF下载 较重要的药用资源 ,同时经过化学修饰 (如硫酸化、乙酰化 ) ,将开发出更多的高效低毒的新型多糖药物海洋生物多糖药用功能的新进展@王琪琳$山东大学生命科学院 ... 被引用次数: 8 文献引用-相似文献-同类文献 3. 药用海洋生物功能基因组研究 涂洪斌,卫剑文,彭立胜,钟肖芬,杨文利,吴文言,徐安龙 文献来自: 世界科学技术 2001年 第04期 CAJ下载 PDF下载 为海洋生物药用活性物质的产业化铺平道路。综上所述,开展以药用海洋生物为切入点的药用海洋生物功能基因组研究,既是我国在功能基因组研究领域的突破口,同时也为促进我国中医药的现代化和海洋生物肽类活性物质的研究提供了一个 ... 被引用次数: 3 文献引用-相似文献-同类文献 4. 名优海洋生物的药用 刘学谦 文献来自: 家庭医学 2001年 第07期 CAJ下载 PDF下载 其鱼鳍加名优海洋生物的药用@刘学谦!研究员<正> 茫茫海洋栖息着种类繁多的名优海洋水产生物,男女老少皆宜,容易消化吸收,有效的增进人体健康。现将几种名优海洋水产生物的药用分述如?... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 5. 可供药用的海洋生物 秦思昌 文献来自: 解放军健康 2005年 第05期 CAJ下载 PDF下载 发掘和利用海洋生物防治疾病是造福人类的伟业。下面介绍一些可供药用的海洋生物。海藻类海洋中生长着1万多种海藻,海藻中含有藻胶、氨基酸、维生素、甘露醇、无机盐等重要的医药成分?... 可供药用的海洋生物@秦思昌 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 6. 略述海洋生物多糖的药用价值 王琪琳 文献来自: 聊城师院学报(自然科学版) 2002年 第03期 CAJ下载 PDF下载 2海洋生物多糖药用功能2.1 具有整肠和解毒作用 人们通过对多种乳酸菌细胞壁中多糖组分抗溃疡作用的研究表明,它们能诱导胃组织中表皮生长因子EGF和碱性成纤维细胞生长因子bFGF’的合成水平 ... 略述海洋生物多糖的药用价值@王琪琳$聊城大学生物系!山东 聊城 252059海洋生物;;多糖; ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 7. 海洋生物的结构多样性及其药用前途 林文翰 文献来自: 中国海洋学会2005年学术年会论文汇编 2005年 CAJ下载 借鉴药用海洋生物功能基因组研究成果,从 药用海洋生物中筛选克隆得到活性物质的相关功能基因并阐明药用的分子生物学机理,运用基因工程技 术对认为确切有效地药用基因进行大规模生产,从而克服传统生化提取方法的产品产量小、纯 ... 海洋生物的结构多样性及其药用前途@林文翰$北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 8. 甘露醇的药用研究进展 詹天荣,宋金明 文献来自: 中国海洋药物 2003年 第03期 CAJ下载 PDF下载 药用;;生物活性甘露醇是一种重要的海洋生物活性物质,既可用作原料药配制甘露醇注射液 ... 被引用次数: 11 文献引用-相似文献-同类文献 9. 海洋生物活性物质研究进展 司玫,展翔天 文献来自: 中国海洋药物 2003年 第06期 CAJ下载 PDF下载 海洋生物由于其独特的代谢方式,产生的活性物质化学结构丰富多样,分子结构独特新颖具有极大的药用潜力,从海洋中寻找生物活性物质并开发研究新的药物前景广阔。现简述2 1世纪海洋生物活性物质研究进展。[1] 翁心华 ... 被引用次数: 6 文献引用-相似文献-同类文献 10. 我国的海洋生物多样性及其保护 马程琳,邹记兴 文献来自: 海洋湖沼通报 2003年 第02期 CAJ下载 PDF下载 此外许多海洋生物还具有重要的药用及工业价值。因此 ,海洋生物多样性是人类生存与可持续发展的重要物质基础和实现条件之一 ,?... 保护海洋生物多样性就是保护海洋生物资源和人类的生存环境 (王斌 ,1996 )。中国海域辽阔 ,海岸线漫长 ,其海洋生物多样性在世界上占有重要地位 (陈清潮 ,1996 )。1 中国海洋生物多样性现状1 ... 被引用次数: 8 文献引用-相似文献-同类文献 搜海洋生物 的学术趋势 翻译 海洋生物的药用
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胃反酸是一种常见的消化道症状,并非都是胃有毛病。当胃酸过多时,酸性分泌物会刺激胃粘膜,引起泛酸,让人有烧心的感觉。因为食道不像胃一样,没有一层保护胃酸侵蚀的保护膜,所以反流的胃酸会造成刺激,让人感到胸部有灼烧一样的感觉。 造成胃酸过多和泛酸的原因很多,主要有两种: (1) 生理性泛酸 。精神紧张、过度疲劳、情绪不佳、饮食不当、部分药物,如阿司匹林、利血平、保泰松等,都会刺激胃酸分泌增多。 (2) 病理性泛酸 。慢性胃炎、胃或十二指肠溃疡病等,可促使胃酸增多,常常出现泛酸。 但可别小看胃反酸,临床发现,70%的胃病与胃酸有关。有超过70%的人曾有过反酸、烧心等胃部不适,但只有10%的人会选择就医。专家指出,要认识反酸有时不只是症状,而是 胃食管反流病 ,需要及时就医。 面对治疗胃反酸以及胃食管反流时,医生通常都会选择以下药物进行治疗: ▎ 质子泵抑制剂(PPI) 常用药物:奥美拉唑、兰索拉唑、泮托拉唑、雷贝拉唑和埃索美拉唑。 作用机制:抑制胃酸分泌是目前治疗GERD的主要措施,PPI是最有效的药物。PPI通过抑制胃黏膜壁细胞的质子泵,从而阻止胃酸的分泌来发挥作用。 适应证:重度GERD患者。 PPI短期应用的潜在不良反应包括白细胞计数减少、头痛、腹泻、食欲减退。长期应用的不良反应包括维生素缺乏、矿物质缺乏、继发性感染、骨质疏松、髋部骨折、肠道菌群移位等。 不良反应明显者可更换PPI。 ▎ H2受体拮抗剂(H2RA) 常用药物:西咪替丁、雷尼替丁、法莫替丁和罗沙替丁。 作用机制:H2RA可减少50%~70%24小时基础胃酸分泌,并抑制夜间和各种刺激诱发的胃酸分泌,尤其能有效抑制夜间基础胃酸分泌,但对餐后最大胃酸分泌的抑制作用不如PPI。 适应证:轻、中度GERD患者。 注意事项:一般采用常规剂量,分次服用。H2RA安全性好,但如患者年龄大、伴肾功能损害和其他疾病时,易产生不良反应,常见腹泻、头痛、嗜睡、疲劳、便秘等,因此 H2RA在老年GERD患者需慎用 。 ▎促胃肠动力药 作用机制:促胃肠动力药主要作用于胃肠道肌间神经丛,包括乙酰胆碱酯酶、5-HT4受体、D2受体等,可增加食管下括约肌压力、刺激食管蠕动及增强食管收缩幅度、促进胃排空,从而减少胃内容物食管反流,可改善消化不良,减少胆汁、酸反流,还可起到抑制恶心、呕吐等作用。 常用药物:多潘立酮、莫沙必利、西尼必利、伊托必利、曲美布汀。 适应证:抑酸药物治疗GERD患者效果不佳时,考虑联用促胃肠动力药。 注意事项:促胃肠动力药不推荐单独用于GERD的治疗,应与抑酸药联合使用。 促胃肠动力药有一定的不良反应,如腹痛、腹泻、口干等消化系统以及心悸、心电图QT间期延长等心血管系统不良反应,多潘立酮可使血催乳素水平升高,引起泌乳等不良反应。 ▎黏膜保护剂 常用药物:铝碳酸镁、硫糖铝、胶体铋剂、前列腺素E。 作用机制:当胃食管反流造成食管黏膜炎症、破损、糜烂甚至溃疡时,应用黏膜保护剂可在病损黏膜表面形成一层保护膜,保护其免受进一步的损害,减轻症状,促进炎症恢复,有一定的疗效。 适应证:用于以胆汁反流为主的GERD患者。 注意事项: 少数患者可引起便秘、皮疹、消化不良、恶心等不良反应。 对于以上常用药品的弊端,人们发现了更优质的成分材料——海藻酸盐。 海藻酸盐早在1938年就已收入美国药典。海藻酸在1963年收入英国药典。 根据国际WGO肠胃协会的指南显示,反流性食管炎(胃酸过多)的患者首选服用拉唑类药。当拉唑类药物治疗效果不明显时或副作用明 显 ,可使用海藻酸盐类药物联合拉唑类药物进行治疗,以减轻拉唑类药物剂量的同时增加治疗效果。 根据2015年WGO胃食管反流病全球指南中显示,GERD管理的核心原则是生活方式干预,通过局部酸中和或应用药物治疗抑制胃酸分泌使食管腔酸降低;或者,是抗反流手术。治疗的主要目标是缓解症状,改善患者健康-相关的生活质量,治愈食管炎,预防症状复发,以及防止或治疗GERD-相关的并发症。 每周少于两次发生的不频繁烧心可能对抗酸剂或藻酸盐-抗酸剂的自我药疗产生应答,这些药物每周一次或更少地服用。藻酸盐-抗酸剂是有效的,并且优于单纯抗酸剂。特别是在这样一组患者中——避免引发症状的食物或事件,以及避免夜间大量进食——可能很有帮助。在超重的患者中体重下降可能也会降低症状频率。 由此可见,海藻酸盐对于治疗反酸具有重大意义 ,但并没有太多人注意到海藻酸盐这一成分。对此,台湾看中了海藻酸盐这一天然有效成分,即 “胃逆舒” 。 胃逆舒将海藻酸盐、碳酸钙及碳酸氢钠作为主要成分,通过海藻酸盐在与胃酸接触后,会在胃液上方快速生成一种黏稠低密度泡沫凝胶。将胃食管交界处的酸袋移开,形成物理性屏障,有效缓解反流。 国外一研究机构通过临床试验探究海藻酸钠治疗胃反酸的疗效,50例胃反酸患者随机分组,在两天内使用相同的标准餐,标准餐为易引发胃反酸和胃反流的食物构成,如芝士汉堡、香蕉等,在回流餐后30分钟服用10毫升海藻酸钠或10毫升水。 研究人员对患者进行了半小时的基础状态检查、1小时的直立状态检查和1小时的仰卧状态检查。结果显示,海藻酸钠在摄入后第一小时显著减少了酸反流,而服用水的患者的弱酸反流在第一小时增加。 这一试验证明了海藻酸盐对胃反酸、胃反流有明显的疗效。台湾等地区也将胃逆舒等藻酸盐抗酸剂作为胃反酸的常规药物。因为海藻酸盐成分天然的特点,孕妇也可以安心食用。
微藻的药用、保健价值及研究开发现状(综述)江 红 霞 , 郑 怡(福建师范大学生物工程学院,福建 福州 350007)摘要:本文综述微藻中的各种药理活性物质及已投入市场的微藻产品的药用、保健价值,以及微藻保健与功能食品的研究开发现状。关键词:微藻;药理活性物质;保健与功能食品中图分类号:Q949.2;S986.2 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2003)01-0068-05地球上有三万多种不同的微藻,分布在淡水和海洋里,在各种土壤(包括酷暑和寒冷的荒芜环境)里也都有微藻存在。长期以来,人们仅仅是把微藻作为鱼、虾、贝类幼体或成体的直接或间接的活饵料。近几十年来,人们逐渐注重微藻生物活性物质的研究和开发。微藻中存在着丰富的、结构独特的生物活性物质,其中有许多具有药理活性,在医药和保健品的开发应用方面具有巨大的潜力。当前,微藻及微藻产品在医药工业中的应用正逐步受到人们的重视。1 微藻中的药理活性物质及其功效1.1 抗生素抗生素是对微藻、细菌、真菌、病毒或原虫具有毒性的有机体天然产生的抗微生物化合物,微藻所产生的抗生素大多未鉴定清楚,已知的有脂肪酸、其它有机酸、溴酚、酚类抑制剂、丹宁、类萜、多糖和其它碳水化合物及酚类。Pratt等是最早从微藻中分离出抗生素的研究者,他们从小球藻中分离得到含小球藻素(Chlorellin)的脂肪酸混合物,具有抗细菌和自身毒性的功能;Pesando证明硅藻(日本星杆藻)的二十碳五烯酸光氧化产物有很强的抗菌活性;Sieburth证明金藻植物褐胞藻合成的丙烯酸是抗菌化合物。随后有关学者又陆续从微藻中筛选出多种具有抗菌活性的种类,其中一些有效成分已鉴定出来,如蓝藻霍氏双歧藻中的蓝细菌素(Cyanobacterin)、河口鞘丝藻中的2,5-二甲基十二酸、泉生软管藻中的一种吲哚生物碱、灰色念珠藻中的酚类化合物和极大螺旋藻的甾醇等,都是有效的抗生物质。1.2 毒素微藻所产生的毒素,可通过鱼、虾、蟹、贝类引起动物和人类产生麻痹性、痢疾性、肉毒性和溶血性中毒,因而可将这些毒素分为:(1)麻痹性毒素(PSP),这种毒素是由甲藻门涡鞭毛藻类的数种膝沟藻和蓝藻门的水华束丝藻产生的,其中之一为石房蛤毒素,可阻止神经、肌肉产生兴奋活动;(2)痢疾性毒素,这种毒素是由倒卵型鳍藻中某些藻类产生的,故亦称倒卵型鳍藻毒素(DTX),该化合物使中毒者产生腹泻、呕吐、吐气、腹痛之症状,也称为“腹泻性贝中毒”;(3)肉毒性毒素(CTX),它是由鞭毛藻(Gambierdiscus toxiclls)产生的。该毒素作用于交感神经纤维,能提高细胞膜对Na+ 的通透性;(4)溶血性毒素,这种毒素是小定鞭金藻产生的,具有极强的溶血性,其中卡盾氏属的Chattonella产生的速毒素(BTX)又称神经性毒素,也有溶血作用。微藻所产生的毒素大多是以对生物神经系统或心血管系统的高特异性作用为基础的,因之,这些毒素及作用机制是开发神经系统或心血管系统药物的重要导向化合物和线索,其在医学及生理学上的应用正在研究之中。1.3 心脑血管活性物质微藻中富含的多不饱和脂肪酸(EFA)具有多种药理作用,其中的DHA(C22:6,Docosahexaenoic acid)可用于预防和治疗高血脂所致的动脉粥样硬化、冠心病和舒张血管、抗血小板凝聚及抗血栓作用。紫球藻富含花生四烯酸,而螺旋藻则含有较多的亚油酸和亚麻酸;另外微藻中所富含的胡萝卜素、类胡萝卜素都具有一定的预防和治疗心脑血管疾病的作用。1.4 抗肿瘤、抗辐射、抗突变活性物质从海藻和微藻筛选抗肿瘤物质是从1977年开始的,蓝藻是有效的抗癌药的重要来源。许久以前已经发现巨大鞘丝藻的脂溶性提取物具有抗白血病活性。早在1981年Moor就对蓝藻提取物的药理活性进行检测。到目前为止,已从1000余种蓝藻中发现67个品系的蓝藻具有抗肿瘤活性,并鉴定出12种类型结构独特的化合物。另外,甲藻前沟藻中的前沟藻内酯、小球藻和栅藻中的一种糖蛋白、一种海产衣藻(Chlamydomonas sp.)中的L型天冬酰胺酶等都具有抗肿瘤活性。另外,螺旋藻藻蓝蛋白具有较好的抗辐射作用,能提高粒单系组细胞(CFU-GM)的生成,能明显提高正常小鼠血清的集落刺激活性。螺旋藻多糖能显著增强辐射引起的DNA损伤的切除、修复作用和程序外DNA合成(UDS),还具有一定的抗突变功能。1.5 增强免疫力与抗艾滋病的活性物质研究表明,螺旋藻多糖能全面调节机体免疫功能,能增强机体的非特异性免疫、体液免疫和细胞免疫。同时还能消除或减轻环磷酰胺对机体免疫系统的抑制作用。藻蓝蛋白(C-PC)能明显增强小鼠脾淋巴细胞免疫活性。在抗艾滋病活性物质筛选时发现,来自太平洋裂膜藻的一种硫酸多糖SAE是病毒逆转录酶的特异性抑制剂,不仅可抑制HIV的逆转录酶,而且对其它病毒的此种酶亦有抑制作用。另外,从蓝藻鞘丝藻提取分离的含硫糖脂能抑制HIV复制,已被NCL(美国国立癌症研究所)批准作临床前的药理、毒理研究。硫脂的结构和生物活性已被化学合成与生物检测所证实。2 几种微藻产品的药用、保健价值由于微藻含有多种药理活性物质,人们已从微藻中开发提取出多种具有用和保健价值的成分。以下介绍几种已开发成产品进入市场的具有药用和保健价值的微藻产品。2.1 藻胆蛋白藻胆蛋白是一种水溶性蛋白,分为藻红蛋白(PE)、藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(A-PC)三大类。目前研究发现,藻蓝蛋白具有一定的医疗价值,能促进免疫系统提高抵抗各种疾病的能力,同时,螺旋藻藻蓝蛋白对一些癌细胞也有抑制作用;Morcos等和蔡心涵等的研究证明藻蓝蛋白有光敏作用和良好的抑癌作用;张成武提出藻蓝蛋白对骨髓造血具有刺激作用,可用于临床辅助治疗各种血液疾病。藻胆蛋白具有性质稳定、荧光量子产率高、背景干扰小、易于同生物素抗体和糖蛋白等大分子交联等特点,作为新一代的荧光探针在临床诊断、免疫学、细胞生物学、组织化学、分子生物学等方面可代替同位素和酶作标记物。藻胆蛋白具有相当广阔的潜在市场,国外许多公司已投资开发藻胆蛋白,产品出售价达 $100/mg以上。2.2 β–胡萝卜素杜氏藻在一定条件下可大量积累β-胡萝卜素,含量可达干重的10%左右,为自然界中所有生物之首。β-胡萝卜素不仅仅是维生素A的前体物质,大量实验还证明,β-胡萝卜素有很强的抑制肿瘤转化的作用,可减少紫外光和化学肿瘤促进剂诱发的癌变。β-胡萝卜素对自由基有很强的瘁灭作用,这一作用可减少过氧化物对组织的损伤。β-胡萝卜素可促进吞噬细胞和淋巴细胞的功能,并可促进细胞释放一些抗肿瘤因子。β-胡萝卜对眼睛白内障和黄斑变性病以及心血管病也有一定的防护作用。从盐生杜氏藻中提取的β-胡萝卜素是具有高价值的商业化产品,澳大利亚、美国、以色列都有许多厂家生产β-胡萝卜素,售价高达 $600/kg。2.3 虾青素(简称ASTA又名超级维生素E)ASTA虾青素属于类胡萝卜素,具有很强的抗氧化功能,能清除体内由紫外线照射产生的自由基,调节和降低由光化学导致的伤害,对紫外线引起的皮肤癌有很好的治疗效果;虾青素(超级维生素E)的抗氧化功能高于其它类胡萝卜素,具有抑制生物膜被氧化的作用;虾青素(超级维生素E)还能显著地促进淋巴结抗体的产生,特别是与体内T细胞相关抗原的抗体产生。ASTA虾青素用途广泛,其产量远远低于市场需求量,价格为 $300/kg。雨生红球藻在特定条件下可累积占干重1%以上的虾青素,为该色素的天然资源。2.4 多不饱和脂肪酸利用微藻培养生产多不饱和脂肪酸的研究始于20世纪80年代初,多不饱和脂肪酸对人体具有比较重要的生理与保健功能。ω-3多不饱和脂肪酸与降低血脂及降低心脏疾病的发病率有着紧密的联系,还可改善烧伤症状、减轻脓毒症病情,并具有抗衰老、改善老年人记忆以及在器官移植方面的作用等,可代替非甾体抗炎药治疗免疫异常疾病。其中DHA具有以下几方面的生理功能:(1)预防和治疗心血管疾病,哺乳动物体内的DHA主要用于合成前列腺素,其功能是减少前列凝素A2,增加前列环素的含量,降低血管阻力,减低血液粘稠度,降低血小板凝集与粘着功能;(2)预防和治疗癌症,日本学者实验发现,在喂食不同性质的脂肪后,将致癌物注射于老鼠身上,食用DHA的老鼠患乳癌、大肠癌、肺癌的发生率均很低,因此推断,DHA与癌症的预防和治疗有关;(3)调节中枢神经系统功能,DHA主要存在于大脑灰质中,是人脑中ω-3多不饱和脂肪酸的重要成分,大脑中DHA含量的降低可导致学习、记忆能力减退;(4)对视觉系统的调节作用,DHA是视网膜组织的重要组成成分,如果视网膜中DHA含量下降,可导致视网膜电图失常。尽管鱼油是EPA和DHA的主要来源,但稳定的鱼油供应受到限制且质量不稳定,养殖的微藻则是此类脂肪酸比较可靠的来源。目前市场上DHA售价达 $140/g,EPA高达 $2000/g。3 微藻保健与功能食品及其研究开发现状当今,健康已成为食品开发的主题,目前食品研究的热点和发展趋势已集中在了对保健与功能食品的研究和开发上。所谓保健与功能食品,指在具备一般食品的营养和色香味特性的基础上,还具有对人体的体质、免疫力、代谢等有明显促进作用的食品。目前,研究开发得比较成功的是螺旋藻和小球藻食品,螺旋藻、小球藻等食用微藻含有丰富的蛋白质、各种维生素、生物多糖、多不饱和脂肪酸、叶绿素、类胡萝卜素及矿物质等,故具有优异的营养保健功能。螺旋藻具有防癌、抑癌、增强机体免疫力、抗衰老的作用,同时对治疗高血压及胃和十二指肠溃疡、降低胆固醇、避免粥样硬化、以及对贫血、肝炎、糖尿病等等也有明显的功效。小球藻也对胃溃疡、外伤、贫血、肝炎、糖尿病、婴儿营养不良、精神病、癌症等具有一定的疗效,同时还具有活化皮肤细胞,加速其新陈代谢,延缓细胞衰老的功效。在日本、美国,螺旋藻和小球藻在保健食品市场中占据举足轻重的地位。我国在20世纪60年代曾出现大养小球藻的热潮。近几年来,以螺旋藻为主的微藻食品在3000多种保健食品中占有一定地位。微藻保健与功能食品形式多样,以下介绍两种保健性能较好,市场销量较大的产品形式。3.1 微藻保健片及胶囊微藻保健片(或胶囊)能高度保持藻体的营养成分与生物活性成分,故一直在微藻保健食品市场稳居主导地位。20世纪70年代,日本、美国和欧洲国家首先研制成小球藻、螺旋藻和杜氏藻片剂(或胶囊)型保健食品,并已实现规模生产与销售。我国云南施普瑞螺旋藻胶囊是国内目前唯一获得药品级称号的微藻保健药品。此外,微藻保健品还有广东的奇珍螺旋藻片,明兴护康宝螺旋藻片等。3.2 微藻精(营养液)研究证明,小球藻细胞内含有一种称为绿藻精的生物活性成分,可提高机体免疫力,对人体有保健功能。螺旋藻细胞及其热水浸提液也有强身健体、减肥、健美、防病治病等功效。目前,国际上以日本生产的强力绿藻精和蜂蜜绿藻精销量较大。在国内,中国科学院武汉植物所与武汉制药厂联合研制生产了螺旋藻口服液,华南理工大学与广东茂源进出口公司联合研制成螺旋藻保健营养液。4 展望微藻所含有的独特的药理活性物质使得微藻具有多种药用和保健性能,利用微藻进行新药及保健与功能食品的研制和开发具有很大的潜力。在医药研制和开发方面,Pulz认为蓝藻最有前途,它具有免疫促进、抗新生质或胞质稳定效应,一些微藻的天然产物,如Scytophycin有可能作为药品上市;微藻还具有生长快、周期长、可塑性强等特点,易于大量繁殖。但微藻资源的开发需解决几个问题:(1)成本问题。降低成本就必须使藻生物量从仅限于保健品市场发展成大宗商品,使之在价格上具有竞争力;(2)培养问题。有必要进一步开发合适的反应器,如具有抗污染、易保持纯藻培养、控温好、细胞密度高、从而保证高产出的密闭系统;(3)藻种改良问题。要使藻生物技术在经济上有活力,需要选育出能满足多种用途、适用于多种培养环境的藻株,以及使用更多种类的微藻。随着藻类生物活性物质研究的生物技术逐步走向成熟,相信不久的将来,从微藻中提取活性产物将成为现代医药和保健食品工业的支柱。
藻 类 藻类植物是地球上最重要的初级生产者,它们光合同化生产有机碳的总量约为高等植物的7倍,同时固氮藻类(和固氮细菌)每年约能固定1.7亿t的氮素。因此,藻类不仅是人类和动物极其重要的食物源,而且它们光合作用中放出的氧也是大气中氧的最重要的来源。不言而喻,它们对自然生态系统的物质循环及环境质量有着深刻的影响。 藻类植物广泛地分布在海洋和各种内陆水体中(包括湖泊、水库、江河、溪水、沼泽、池塘、泉水、冰雪等)以及潮湿地表,其中生长在内陆淡水水体中的为淡水藻,分布于海洋和内陆咸水水体中的为咸水藻。中国的藻类包括有:原核生物中的蓝藻门;原生生物的硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、隐藻门、裸藻门以及属于植物界的红藻门、褐藻门、绿藻门和轮藻门,其中海藻已记录的共2458种(详细情况将在海洋一节中讨论),这里仅讨论中国淡水藻类的多样性及其所受威胁。 1、中国淡水藻类的多样性 由于中国幅员辽阔,自然环境复杂多样,使得中国淡水藻类资源也十分丰富而多样。近一个世纪的调查研究表明,淡水藻类中的各个门类在中国都有发现,而且种类都非常丰富。已知全世界藻类植物约有40000种,其中淡水藻类有25000种左右,而中国已发现的(包括已报道的和已鉴定但未报道的)淡水藻类约9000种。但是,由于国内尚有不少地区未进行过藻类调查,即使已进行藻类调查的有些地区,也并不十分全面,加之多数门类的淡水藻类在中国的调查研究还缺乏深度和广度,因此中国淡水藻类的物种数应远远超过9000种,估计约有12000至15000种(按占世界淡水藻类种数的50%~60%计)。 淡水红藻和褐藻,它们是海陆演变过程中残留在淡水中的孑遗生物,几乎都生长在清洁、温度偏低、且较稳定的水体环境中,如泉水、井水、溪水中(特别是泉水环境),其分布区相当狭窄,而且具有一定的封闭性。它们在这些环境中长期适应的结果,形成了不少珍稀特有的种类,这对研究地球环境的变化及生物自身的演变具有较高的学术价值。它们在世界各地的淡水中均分布得较稀少,在中国,半个世纪以来对这些藻类的采集研究,发现有些种类仅记录到一次。这样的藻类共有12种,包括淡水褐藻类的层状石皮藻(Lithoderma zonatum),以及淡水红藻类的绞纽串珠藻(Batrachospermum intortum)、中华串珠藻(B. sinense)、中华链珠藻(Sirodotia sinica)、中华鱼子菜(Lemanea sinica)和鹧鸪菜窄变种(Caloglossa leprieurii var. angusta)等,它们应该列入珍稀物种。 2、中国淡水藻类资源受威胁的状况 (1)物种受威胁的状况 虽然中国的淡水藻类资源非常丰富,但是由于自然环境的变化和人类的活动(特别是工业和城市的发展),有些罕见的种已遭受灭绝或处于濒临灭绝的境地,其中受威胁最严重的是淡水红藻和褐藻。近几十年来,中国北方许多地区由于气候干旱或工业发展而过量抽采地下水,引起地下水位下降,使一些著名泉区的水源枯竭或濒临枯竭。泉城济南、山西晋祠和娘子关的泉源就是著名的例子。泉水枯竭,使那些依赖泉水环境生长的特有藻类(特别是淡水红藻)面临厄运,有些已荡然无存。淡水褐藻更为珍稀,中国仅在40年代初于四川重庆嘉陵江中发现过,几十年来由于环境的演变,也已消失。 最近10多年来,中国经济高速发展,不少泉水资源得到了开发利用,但是由于人们对泉水环境缺乏保护意识,因而造成生长在其中的淡水红藻和其他泉水生物面临濒危,有的甚至灭绝。南京浦口珍珠泉,过去生长有十分丰富的淡水红藻:外界串珠藻(Batrachos-permum ectocarpum)和美芒藻(Compsopogon spp.)。但是随着旅游区的开发,如今那里的红藻几乎绝迹。山西太原晋祠也有外果串珠藻生长,1994年去调查时尚有部分存在。1995年由于泉水枯竭,已经消亡。可以设想那些正在进行开发的泉源(旅游或饮料),如果不注意对泉源环境的保护,那么藻类和其他泉水生物也可能面临同样的厄运。 在其他生长大型淡水藻类的水体中,也往往由于人类活动引起环境变化,招致大型淡水藻类的消失,如江苏阳澄湖,湖中大型轮藻植物出现成片死亡。又如武汉东湖中的原来主要藻类——鼓藻类(desmids),它们主要生长在清洁的水体中,但自70年代以来由于富营养化过程的加剧,逐渐被蓝藻、绿球藻等耐污藻类所取代。类似的情况,已是十分常见。 (2)物种多样性结构受破坏的状况 在正常情况下,一个生态系统(特别是水生生态系统)中,藻类群落的物种结构保持着良好的多样性状态,即种类多,但每个种的个体不多,这时藻类群落发挥出良好的生态效益——保持水质良好状态,且水产丰富。但是当水生生态系统发生逆向转化——受重金属污染或高度富营养化时,藻类群落物种结构的多样性被破坏,某些物种超常生长而导致有害的赤潮(海洋中)或水华(淡水中)发生,并造成管道阻塞,水质恶化,危及渔业生产,甚至出现鱼类中毒现象。随着工业化和城市化进程的加快,这种严重的环境问题已屡见不鲜。中国常见的能形成有害水华的藻类有:蓝藻,常有毒,其中主要的是微囊藻(Microcystis),还有鱼腥藻(Anabaena)、项圈藻(Anabaenopsis)、颤藻(Oscillatoria)、束丝藻(Aphanizomenon)等,它们在中国许多地方都有大面积的发生,危害很大;小定鞭藻(Prymnesium parvum),属定鞭藻类,有毒,它们的水华已引起多起养殖鱼类的中毒事件;硅藻,也偶有大面积发生,其中以1991年冬春之交,湖北省汉江发生的约200km范围的硅藻水华——梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)最为典型,这次水华造成很大危害,严重地影响了武汉市和沿江地区的工业生产和居民生活。 3、中国淡水藻类的保护 从上述可知,中国淡水藻类资源虽很丰富,但目前已受到严重的威胁,如不及时采取措施进行保护,许多珍稀种类可能很快灭绝。特别应该指出的是,当前人们对生物多样性保护的注意力主要放在大型动、植物上,对像藻类这样的微型生物很少注意,这一情况必须改变。在保护大型动、植物的同时,应加强对小型植物的保护。 地 衣 1、中国地衣的多样性 地衣是一群特殊的真菌,这群特殊真菌通常只是与藻类或蓝细菌处于互惠共生的生态系统中才能生存于自然界。因此,地衣本身也是共生生态系统多样性的体现。全世界迄今已知的地衣物种约20000种,而中国还不到2000种。就在这2000种中约200种为中国所特有。然而,无论是全世界或中国实际存在的地衣物种远不止这个数字。尤其是中国地衣物种多样性的调查研究才刚刚起步。 2、中国珍稀濒危地衣及其受威胁状况 由于大气污染和森林采伐,中国许多地方地衣多样性面临威胁。依存于森林树皮附生的中国及东亚特有种,如黄袋衣(Hypogymnia hypotrypa)、粉黄袋衣(H. hypotrypella)、霜袋衣(H. pruinosa)、蜡光袋衣(H. laccata)、横断山袋衣(H. hengduanensis)以及云南石耳(Umbilicaria yunnana)等种类的生存都面临着威胁。因为,它们的兴衰存亡与森林生态系统多样性的兴衰存亡息息相关。如产于云南丽江和台湾阿里山松林中的中国特有附生种中华疱脐衣(Lasallia mayebarae)在系统演化上具有重要意义。然而,在云南丽江,这种世界珍稀物种已被森林火灾所吞噬。随着旅游业的大规模发展,特产于华山岩石上的世界珍奇地衣华脐鳞(Rhizoplaca huashanensis)的生存也面临威胁。此外,在抗癌和抗艾滋病毒方面具有潜力的东亚食用地衣美味石耳(U. esculenta)也因无节制的采收与买卖而在中国庐山等地濒临绝迹。若不采取必要的保护措施,在日用香料工业中颇受青睐的扁枝衣(Evernia mesomorpha)和丛枝树花(Ramalina fastigiata),与抗前列腺炎药物有关的戴氏石蕊(Cladonia delavayi)以及在降血压方面有效的地茶(Thamnolia vermicularis)和雪地茶(Th. subuliformis)等地衣的生存也逃不脱因无节制采收与开发所带来的厄运。 3、对地衣的保护 由于人类对地衣本质的认识经历了一个漫长的过程,在开发利用方面,地衣尚处于“未开垦的处女地”状态。因而,它是一个潜力很大的生物资源宝库。此外,地衣在自然界生长极为缓慢,加强对地衣的保护以便可持续利用已是我们所面临的迫切任务。 保护地衣多样性除了必须保护它赖以生存的森林生态系统多样性以外,应注意以下保护和可持续利用的措施: (1)对于日用化工香料、药用和食用地衣资源应采取分区、按年、有计划、有节制地轮换采收。 (2)对于在科学上有重要意义的世界珍稀物种,如陕西华山的华脐鳞,云南丽江的中华疱脐衣,以及庐山的美味石耳等中国和东亚特有种,应选择合适地段,建立珍稀地衣保护小区加以保护。 (3)对上述一些重要地衣同时还应采取菌、藻分离真培养,进行室内保存。对地衣物种进行多层次的系列保护措施是地衣物种多样性保护和可持续利用的重要方向。 (4)加强对中国地衣物种多样性的调查、采集、分离、培养和研究,以便在地衣多样性遭受破坏之前使之受到保护,研究和可持续利用。苔 藓 1、苔藓植物的多样性 中国的苔藓植物十分丰富。全世界有苔藓植物23000种,中国有2200种,占全世界的9.1%。 中国苔藓植物的特点是: (1)特有类群丰富。根据近几十年调查的结果,仅见于中国的特有苔藓属和主要分布于亚洲东部(仅少数涉及邻近地区)的东亚特有苔藓属共35个,占中国苔藓植物属数的7.09%。它们共含有48个种、亚种或变种,占中国苔藓植物种总数的2.2%(表1)。这些特有属、种在中国西南部横断山区、长江流域中游山区和东南沿海山区存在3个分布中心(表2); (2)在系统发生上居关键位置的类群多,如原始类型藻苔目(Takakiales)藻苔科(Takakiaceae)藻苔属(Takakia)的两个种;藻苔(T. lepidozioides)和角叶藻苔(T. ceratophylla)在中国西藏地区的察隅、波密及米林县的高寒山地都有发现; (3)热带、亚热带成分占优势。 3、苔藓植物的保护 苔藓植物除了科学价值外,还有很重要的经济价值。在药用方面,苔藓作为“清热解毒”的中草药已有数百年历史。明朝李时珍在《本草纲目》中就记载了金发藓(Polytrichum commune)和暖地大叶藓(Rhodobryum giganteum)等,暖地大叶藓长期以来在中国西南地区被称作“茴心草”,用来治疗心血管病。 传统上,泥炭藓属(Sphagnum)植物或泥炭一直是花卉、苗木栽培或移植的重要包扎材料和园艺肥料,迄今尚无更佳的替代物。 中国历来是世界上五倍子出口的主要国家之一。经过近半个世纪的研究,中国科学家发现,在五倍子生产周期中,苔藓植物作为五倍子蚜虫的冬寄主是五倍子增产不可缺少的一个环节。迄今为止,至少已发现有约20种苔藓植物可作为五倍子蚜虫的冬寄主植物。 此外,苔藓还是监测环境污染的良好指示植物。苔藓与地衣对大气中的SO2,CO和HF反应极为敏感。在中国,钟帽藓(Venturiella sinensis)、高领藓(Glyphomitrium humilli-mum)和兜瓣耳叶苔(Frullania muscicola)等均系常见的树干附生种类,它们对大气污染有较强的敏感性,可在环境监测方面加以利用。 总之,苔藓植物与人类的生存有密切的关系,对它们的保护我们必须给以高度的注意。蕨类植物 1、中国蕨类植物的多样性 全世界有蕨类植物10 000~12 000种,中国有2 200~2 600种,占世界种数的22%。由于中国地域广大,自然条件复杂多样,除了热带少数科属外,中国拥有的科属数几乎占世界的95%,这说明中国的蕨类植物有极高的多样性。 中国分布有在探讨物种进化系统问题上十分重要的种类,如原始类群裸蕨纲的松叶蕨(Psilotum mudum)、天星蕨(Christensenia)。有些属如光叶蕨(Cystoathyrium)、中国蕨(Sinopteris),其分布区狭小,为中国特有,它们的发现对研究该科中属的演化关系有一定意义。而在四川东部长江沿岸发现的圆肾铁线蕨(Adiantum reniforme),其原产地在大西洋的Madeira群岛。中国变种荷叶铁线蕨(Adiantum reniforme var. sinense)的出现,为研究间断分布及中国和非洲蕨类种的关系提供了很好的材料。能生长在海拔4350m高山寒冻荒漠的严酷环境中的玉龙蕨(Sorolepidium glaciale)是研究蕨类形态和生态条件关系的重要属种。仅产中国西南的湖南石灰岩壁的荚囊蕨(Struthiopteris eburnea)是典型的石灰岩钙质土的重要种属。 根据不完全统计,中国特有的蕨类植物有500~600种,占已知中国蕨类植物的25%左右,重要特有属及代表种见表1。 2、蕨类植物受威胁和濒危状况 随各地区植物考察的深入,不断有蕨类植物新种被发现,但与此同时也有一些种由于环境改变或人为破坏而消失或濒临灭绝(表2)。除上面提到的特有和濒危属种(表1和表2)外。还有些种类虽然不限产中国,但在中国仅局部地区有分布,如鹿角蕨(Platycerium wallichii)仅产靠近缅甸边境的盈江,而埃及苹(Marsilea aegyptica)仅产新疆的局部水域。像这些种类的个体数量不多,分布区狭窄,如不保护,很易绝灭。类似的濒危种类还有很多,估计约占中国蕨类总数的30%左右,其中重要的有101种(表3)。 导致蕨类植物濒危有以下多种原因: (1)森林破坏,造成空气湿度降低,以及地下水位下降,使原有生态环境改变,影响植物种的生存和繁殖,如1963年在四川二郎山团牛坪海拔2450m处林下发现的光叶蕨,1984年专程前往该地,发现森林消失,气候干燥,只在灌丛中找到一株。 (2)工农业建设事业的发展使局部地区一些植物种消失,如中华水韭,荷叶铁线蕨。 (3)由于对一些药用及观赏植物只宣传其价值,而不强调保护的重要,使一些蕨类植物遭受毁灭性的摧残,如鹿角蕨近年已难见到。 (4)旅游区对一些小型稀少植物不加保护,致使其遭践踏而无法生长,如瓶儿小草(Ophioglossum thermale)。 3、加强对蕨类植物的保护 蕨类植物与人们的生活有密切关系,它们之中很多种是传统的中药和民间草药,约占全部种类的10%。如贯众(Cyrtomium fortunei)、海金沙(Lygodium japonica)、骨碎补(Davallia barometz)能够健骨补肾,还有绵马鳞毛蕨(Dryopteris crassirhizoma)和石韦(Pyrrosia)等。又如金毛狗脊蕨(Cibotium baronetz)具有补肝肾,强腰膝的功效,近年来出口需求量很大,每年超过百吨。虽然这个种分布较广,也不能不限量出口加以保护。蕨类植物多为阴生,叶质坚厚,宜作观叶植物及插花的切叶材料。还有少数种类如菜蕨(Cal-lipteris esculenta)、蕨(Pteridium aquilinum var. Latiusculum)、荚果蕨(Matteuccia struthiopteris)等的拳卷叶芽,加工后可作蔬菜并出口;满江红(Azolla imbricata)的叶下具有和蓝藻中的念珠藻共生结构,可固定空气中的氮,是水稻的优良绿肥。总之,蕨类植物与其他绿色植物一道共同创造了地球表面人类生存所必需的环境条件。因此,加强对蕨类植物的保护是我们不可推卸的责任。首先,对急需保护的一些稀有濒危种类应建立专门的保护区,如贵州赤水的桫椤自然保护区。其次,对某些特殊植物因建设需要不能保证在原地生存,如长江三峡工程的启动,受威胁的荷叶铁线蕨需要在相同或相近的气候土壤环境条件的安全地点建立试验场,促使其能在野生条件下易地繁衍。同时加强宣传,提高广大群众和干部对生物多样性保护的认识,禁止对某些有经济价值蕨类植物的滥采乱挖也很重要。裸子植物 裸子植物是原始的种子植物,其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过冰川时期而保留下来,并繁衍至今的。据统计,目前全世界生存的裸子植物约有850种,隶属于79属和15科,其种数虽仅为被子植物种数的0.36%,但却分布于世界各地,特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山带常组成大面积的各类针叶林。 1、中国裸子植物的多样性 中国疆域辽阔,气候和地貌类型复杂。在中生代至新生代第三纪一直是温暖的气候,第四纪冰期时又没有直接受到北方大陆冰盖的破坏,基本上保持了第三纪以来比较稳定的气候,致使中国的裸子植物区系具有种类丰富,起源古老,多古残遗和孑遗成分,特有成分繁多和针叶林类型多样等特征。 据统计,中国的裸子植物有10科34属约250种,分别为世界现存裸子植物科、属、种总数的66.6%、41.5%和29.4%,是世界上裸子植物最丰富的国家。在中国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种,并常为特有的单型属或少型属。如特有单种科——银杏科(Ginkgoaceae);特有单型属有水杉(Metasequoia)、水松(Glyptostrobus)、银杉(Cathaya)、金钱松(Pseudolarix)和白豆杉(Pseudotaxus);半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木(Cunninghamia)、福建柏(Fokienia)、侧柏(Platy-cladus)、穗花杉(Amentotaxus)和油杉(Keteleeria),以及残遗种,如多种苏铁(Cycas spp.)、冷杉(Abies spp.)等。 中国的裸子植物虽仅为被子植物种数的0.8%,但其所形成的针叶林面积却略高于阔叶林面积,约占森林总面积的52%。在中国东北、华北及西北地区的针叶林中裸子植物物种较少,在西南地区针叶林中则有丰富的裸子植物物种。在华南、华中及华东地区除原生针叶林外,更常见的是大面积人工杉木林、马尾松林和柏木林。 2、中国裸子植物面临的威胁及其保护问题 虽然中国具有极为丰富的裸子植物物种及森林资源,但由于多数裸子植物树干端直、材质优良和出材率高,所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象,使利该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。如50年代中国最大的针叶林区——东北大、小兴安岭及长白山区的天然林被不同程度地开发利用,60年代至70年代另一大针叶林区——西南横断山区的天然林又相继被强烈采伐,仅在交通不便的深山和河谷深切的山坡陡壁,以及自然保护区内尚有天然针叶林保存。华中、华东和华南地区,因人口密集和经济发展的需求,中山地带的各类天然针叶林多被砍伐,代之而起的是人工马尾松林、杉木林和柏木林。随着各类天然针叶林采伐和破坏,原有生态环境发生改变,加快了林下生物消失和濒危的速度。同时,具有重要观赏价值和经济价值的裸子植物亦破坏严重,如攀枝花苏铁(Cycas panzhihuaensis)、贵州苏铁(C. guizhouensis)、多歧苏铁(C. multipinnata)和叉叶苏铁(C. micholitzii)均在新发表或新的分布点发现后就遭到大肆破坏。三尖杉(粗榧)属(Cephalotaxus)和红豆杉(紫杉)属(Taxus)植物自60年代和80年代末至90年代初发现为新型抗癌药用植物后,就立即遭到大规模采伐破坏,使资源急剧减少。 中国有平均海拔4500m以上的巨大青藏高原,也有广阔的平原低地,山岭重叠、河川纵横、气候多样、地质古老,这些是决定中国生物多样性丰富多彩的主要因素,在被子植物方面表现最为清楚,中国被子植物多样性至少有以下三个特点, (1)生态类型齐备 各种生活型的植物从乔木、半乔木(如梭梭属(Haloxylon))、灌木、半灌木(如沙拐枣属(Calligonum))、小半灌木(如蒿属(Artemisia))、直到多年生草和一年生草,无不具有。生态类群方面,从高山冻原植物(如多瓣木(Dryas octopetala)、松毛翠(Phyllodoce caerulea))到热带雨林种类;从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类;从高寒风大环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨的红树林,各种类型都有代表。 各个气候带都有大量代表科属,例如,桦木科(Betulaceae)、壳斗科栎属(Quercus)的落叶树种,以及杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、小檗科(Berberidaceae)等是温带的代表;樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)、壳斗科的常绿树种,金缕梅科(Hamamelidaceae)以及冬青科(Aquifoliaceae)、五加科(Araliaceae)、蓝果树科(Nyssaceae),还有单种的连香树科(Cercidiphyllaceae)和水青树科(Tetracentraceae)等是亚热带的代表;至于中国热带森林中包含的科就更多了,常见的科有龙脑香科(Dipterocarpaceae)、番荔枝科(Annonaceae)、橄榄科(Burseraceae)、山榄科(Sapotaceae)、楝科(Melisceae)、藤黄科(Guttiferae)、使君子科(Combretaceae)、天料木科(Samydaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和四数木科(Datiscaceae)等。 (2)原始古老成分很多 在植物系统学研究中,被认为是比较原始的或早期发生的被子植物类群,在中国分布不少,有些仅仅分布于中国。中国的木兰科(Magnoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、水青树科、连香树科、三白草科(Saururaceae)、金粟兰科(Chloranthaceae)、金缕梅科和木通科(Lardizabalaceae)等科的植物,在研究被子植物的起源和系统发育方面的重要性,早已为中外学者所公认。近年来,中国在被子植物化石的发现和研究方面取得了丰硕的成果,这些成果对于揭示被于植物的物种多样性,以及揭示被子植物的系统发育,都有十分重要的意义。 (3)特有类型极其丰富 中国被子植物有极其多种多样的分布区类型,其中特有类型所占比重极大。到目前为止,统计中国被子植物持有属共有246个,特有种约17000种。古老孑遗种伯乐树(Bretschneidera sinensis)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、领春木(Euptelea pleiospermum)、昆栏树(Trochodendron aralioides)、银缕梅(单氏木)(Shaniodendron subaequalum)、水青树(Tetracentron sinensis)、半日花(Helianthe-mum songoricum)、四合木(Tetracena mongolica)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)和珙桐(Davidia involucrata)等都是中国特有的例子。这些植物的研究对于认识中国乃至世界被子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。 中国被子植物特有属、种主要分布于秦岭-大别山一线以南,横断山脉以东的东南部地区,其中又有三个特有属、种分布相对集中的待有现象中心:(i)川东-鄂西-湘西北中心,这里的被子植物特有木本属几乎均为落叶乔木或灌木,具有温带性质;(ii)川西-滇西北中心,即横断山脉南段,这里的草本属在全部属中占的比例较高,被子植物的木本属几乎全为落叶乔木或灌木,青藏高原的快速和强烈隆升使本区产生大量新特有种,大大丰富了中国被子植物的多样性;(iii)滇东南-桂西中心,由于地理位置偏南,处于北回归线附近,居泛北极植物区和古热带植物区的分界线上,其乔木持有屑中几乎一半为常绿植物, 特有藤本届全部为木质藤本植物,它们所隶屑的科均为热带分布的科,显示出明显的热带性。 3、大力加强对中国被子植物的保护 被子植物在大型植物中数量最多,而且与人类的衣、食、医药、工业原料等关系最为密切。被子植物大量灭绝无疑会对人类造成很大的威胁,因而我们必须格外重视对被子植物的保护。为了有效保护它们,必须研究它们受威胁的方式、程度和灭绝过程,从而制定合理的保护策略。在这方面,进行种群存活力的分析(PVA),确定最小能存活种群(MVP)是核心内容。 在目前尚无条件对每一个种进行深入的PVA分析的情况下,把保护的范围适当扩大是有必要的,否则,一个种灭绝以后,就再也不能挽回了。
实验室围绕上述国内外相关学科领域的发展趋势和面临的国家重大需求,共承担科研究课题134项,其中主持的973国家重大基础研究项目2项,它们分别是湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究(2002年启动,2800万元,首席科学家刘永定研究员)和重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究 (2004年启动,2500万元,首席科学家桂建芳研究员),主持的863重大水专项2项,它们分别是受污染城市水体修复技术与工程示范( 2003年启动,2583万元,首席科学家吴振斌研究员)和受纳湖湾污染负荷有效削减和生态系统重建技术与工程示范(2005年底启动,2000万元,首席科学家宋立荣研究员),还主持973课题3个,863课题6个,杰出青年基金3项,重点基金6项和欧盟项目1项等。这些项目的承担体现了实验室在国内外相同学科领域的地位和在国家科技发展和经济建设中的作用,同时也为实验室的学科发展和自主创新提供了必要条件。实验室共发表SCI收录论文247篇,并有相当多的论文被本学科领域国际顶尖级杂志接受发表,如SCIENCE,PNAS,DEV. BIOL.,MOL. BIOL. EVOL.,J. VIROL.等都发表有水生所完成的论文;发表的论文被国际同行广为引用,据不完全查证,其中105篇SCI论文被SCI刊源论文引用353次。同时,还主持编写出版著作8本,获授权专利23项。通过研究实践和自主创新,一批在理论上有重大突破或在应用上有广阔前景的研究成果已经形成。如2005年已获得的国家科技进步奖二等奖的重大成果长江中、下游湖泊群渔业资源调控及高效优质模式,采用生物操纵和生态对策原理,系统探讨了湖泊无公害渔业的可行途径及主要工艺,提出了湖泊小型鱼类、食鱼鱼类生产力动态估算方法,建立了湖泊鳜鱼规模化养殖、河蟹生态养殖和团头鲂增殖等技术,2000-2004年在长江中下游600多万亩湖泊推广,增加产值超过20.5亿元;2002年获湖北省科技进步奖二等奖的热带、亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建生物工艺学对策研究,依据生态学原理,将垂直流构建的人工湿地用于中小城市污水的综合治理,在水环境污染治理方面有广阔的应用前景;2003年获湖北省自然科学奖一等奖的银鲫两种生殖方式的遗传基础及其育种意义,首次以确凿的分子遗传证据证明银鲫存在雌核生殖和两性生殖两种不同的生殖方式,并阐明了其遗传基础,取得了一系列的新发现和新认识,发表的论文广为引用,并收入国际知名专著;2003年获湖北省科技进步奖一等奖的异育银鲫营养、饲料与投喂技术,根据鱼类能量学研究结果,研制出高效、无公害、无污染营养饲料,建立了异育银鲫的合理投喂模式,具有明显的环境和经济效益;2004年获湖北省自然科学奖二等奖的重要水产动物病毒病原的鉴定及致病机理研究,在建立和筛选到一批用于病毒增殖的水产动物细胞的基础上,从患病的鳖、蛙、鳜鱼和牙鲆的组织中分别分离到相应的病毒病原,并对这些病毒的病原性质、理化特性、分子结构、致病机理及其免疫应答等多方面进行了系统研究;2004年获总装备部全军武器装备科技进步二等奖的空间飞行环境的生物学效应研究,发现重复再搭载仍然会导致性状分离等新的空间生物学效应,发现质膜、钙离子、细胞储存产物(甘油)共同作用于重力感受、传导和响应的实验证据,设计并生产出进行空间生物学研究的通用生物培养箱;2005年获湖北省自然科学奖二等奖的中国土壤藻的研究,实现了荒漠藻人工大量培养,发明了干旱区微藻固沙技术,首次完成了利用荒漠藻固定野外流沙的试验研究,首创性地开辟了藻-草-灌-乔的荒漠化综合治理新途径;2005年获湖北省科技进步奖二等奖名特优淡水鱼养殖技术丛书,将名特优鱼类养殖品种和技术介绍给广大养殖户,促进了名特优淡水鱼类的健康养殖及其规模化养殖,带动了水产行业科普作品的创作和发展,是科研服务于农村和农民的桥梁和纽带。这些成果有的解决了我国面临的淡水养殖与水环境保护的矛盾问题,有的推动了鱼类发育遗传学和水生病毒学以及渔业生物技术的进步和发展,有的解决了我国城市受损生态系统恢复和重建的技术难题。此外,本实验室在世界上率先开展转基因鱼研究,并一直处于该研究领域的前列。培育出具有完全自主知识产权的快速生长转基因鱼家系;首次系统完成了转基因鱼大规模养殖试验,建立了高效、安全的养殖模式。在科技部组织的现场鉴定会上,由包括三名院士组成的专家组一致认定:本项目的完成,使我国在转基因鱼的理论研究和应用前景方面居国际领先水平,为转基因鱼的商品化提供了科学依据。国家科技部等主编出版的《中国生物技术发展报告》认为我国转基因鱼育种处于国际领先水平。针对转基因鱼的生态安全,本实验室创造性的提出了通过构建人工模拟湖泊,在受控隔离的生态系统中进行转基因鱼生态安全评价的策略,自行设计并构建了目前世界上规模最大的转基因鱼生态安全研究人工模拟试验湖泊,全面评价转基因鱼的生态安全。在转基因鱼的遗传生态安全控制策略方面,本实验室取得具有战略指导意义的研究成果。采用反义转基因技术,研制获得性腺完全不发育的转基因鱼。迄今只有本实验室可以通过转基因技术,成功控制鱼类性腺发育。相关研究结果被遴选为第5届国际鱼类内分泌学学术研讨会大会报告,并分别申请了中国和美国专利。与此同时,本实验室还首次提出组织特异性的两性互补外源基因剔除概念,并首次建立了鱼类转植基因定点整合技术,实现了鱼类性腺中的转植基因剔除。在鱼类抗病毒基因细胞模型研究方面,应用差减技术克隆灭活病毒感染鱼类培养细胞诱导的差异表达基因,已鉴定出一批参与鱼类抗病毒和免疫反应的基因,尤其是干扰素系统基因。自2003年底以来,已相继发表论文10余篇,受到国际同行高度关注,如鲫鱼的类-PKR基因于2004年10月在《鱼类和贝类免疫学》发表后,很快被评为该刊的热点论文之一,并已被他引4次,如德、美三家实验室联合发表在《PNAS》上的论文在评价其研究目的时说:这里,我们对一个与哺乳类PKR最相近的来自于斑马鱼的基因进行鉴定和特征分析,该基因的预期产物在N-端含有Z-DNA结合结构域,而不含dsRNA结合结构域。一个类似的基因最近在鲫鱼中已被报道。这些发现支持Z-DNA结合结构域在鱼类抗病毒应答中起了重要作用。在水生态毒理学和生物监测方面,已形成了一系列环境监测和评价技术的规范;建立了我国第一个符合国际标准的二恶英研究专用实验室,按照国际标准对二恶英进行灵敏、准确的检测;承担了国家和地方委托的数十个环境影响评价项目;多次举办环境生物学监测及水污染治理的国内国际培训班,培养了大批环境生物学监测与环境影响评价技术人员。在水污染控制技术与治理工程示范方面,开展了氧化塘与污水净化资源化生态工程及相关技术研究;在内污染防治生态工程技术和湖区生态优化对策等方面取得了重要的成果;研发的复合垂直流构建湿地系统为主的可持续利用水质管理工艺及对策,研究成果已在德国、奥地利和中国武汉、上海、深圳等地推广应用;围绕城市受污染水体的生境改善、生态系统结构优化与系统稳定等问题,研发和集成了水生植物定植、湖滨人工湿地、原位水质净化、藻类控制、基底修复、水力调度等一批水质改善技术,形成以水力调度和水生植物恢复与重建相结合的城市受污染水体修复技术方案,研究成果不仅在示范工程得到应用,而且在武汉新区的规划和建设、六湖连通工程的实施中得到广泛应用,同时为全国其他类似地区水体修复提供借鉴。围绕直接威胁到人类健康和生存的蓝藻毒素,我们从基础和应用两方面开展了研究。在基础研究方面,系统地研究了微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的毒性效应,此项研究加深了对微囊藻毒素环境风险的认识,为制定饮用水和水产品中的毒素阈值提供了科学依据;开展了微囊藻毒素对于水生动植物和其他藻类的生态效应的研究,发现了一种能够吞噬微囊藻并降解其毒素的金藻,且这种金藻具有鉴别产毒和非产毒藻类的能力,此项研究工作具有重大的理论和应用价值。在应用研究方面,建立并完善了蓝藻毒素及其分析技术体系,研制出的具有我国自主知识产权的微囊藻毒素标准品及微囊藻毒素ELISA检测试剂盒在国内占据了一席之地,打破了我国藻毒素纯品紧缺及检测方法不完善的尴尬局面。微囊藻毒素ELISA试剂盒已广泛应用于我国环境监测部门、自来水公司、科研院所,在创造了一定经济效益的同时,为我国尚缺的微囊藻毒素国家标准检测方法的制订奠定了基础,为建设部颁布的《城市供水水质标准》中对微囊藻毒素将于2006年6月起进行检验的要求提供方法学依据。与世界上从事藻类学和藻类生物技术研究的机构相比较,本实验室具有全面、系统而且相互衔接的特征。我们的研究覆盖了系统分类、生理生化、分子遗传和环境生物学4个层次。在基础研究方面,有关微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的生态效应的研究与国外同类研究相比是较为突出的;有关蓝藻适应力的遗传学研究在选题和研究方法上能够与国外生物学主流相接轨,发现了一些蓝藻生存适应或细胞分化必需的新基因;鞘藻目的系统学依然是我所藻类学研究的特色之一。在应用研究方面,对于荒漠藻类在生物结皮中作用的研究和人工结皮技术的开发达到国外同类研究水平;发展了葛仙米优良藻种筛选和培养技术,在我国率先实现规模化养殖。底栖动物生态研究旨在定量阐明底栖群落的结构和功能,从而为底层系统调控提供操作依据。在经济底栖动物方面,首次建立了以实现河蟹最大持续产量为目的的放养量模型,2005年底,鉴定专家认为该项成果在河蟹增殖领域居国际领先水平;区域湖沼学的研究致力于运用比较湖沼学的方法和预测生态学的理论探讨泛滥平原生态系统的宏观规律。开展长江中下游富营养湖泊的比较湖沼学研究,旨在定量揭示大尺度上富营养化机理。同时,开展长江江湖复合系统的生境破碎过程与对策研究,以期提出整体保护长江水系生物多样性的战略对策。随着人口的增加,对水产品的需求量在增加,水产养殖也迅速发展。同时,随着社会的进步,人们对环境意识的加强,水产发展越来越面临食物安全、食品安全和环境安全的挑战。但是由于对水产养殖尤其是集约化养殖中水产动物的营养学、饲料技术和养殖技术等的研究在我国起步较晚,导致水产养殖出现效益低、饲料浪费、环境污染、产品质量差等问题,而这些问题产生的根本就是对其营养需求、营养素利用、饲料配方等有关水产动物对环境因子的反应不清楚造成的。针对这些问题,从基础入手,研究水产养殖动物的营养需求、蛋白源利用、投喂技术、能量学利用模式等,为无公害水产养殖提供理论基础。有关鱼类的营养学研究基本上达到国际同类水平,在鱼类能量学模型、补偿生长等方面居国际前沿。本实验室对国家对水产健康发展的根本需求,研究结果不仅可以具有一定的理论意义,而且对指导饲料配方、水产养殖均有重要的意义。部分研究结果表明,通过合理的饲料配方和投喂技术改进,可以明显地节约饲料,降低对环境的氮磷排放,降低养殖成本,减少渔业污染。水环境工程示范在全国产生了重大影响,如滇池蓝藻水华污染控制技术研究课题受到国家领导人的高度关注,课题通过验收后,路甬祥院长发来贺信;武汉新区水专项示范工程已得到科技部和地方政府的肯定,科技部李学勇副部长在视察时说,搞水污染治理只有在蓝藻水华最严重的地方做才最有意义,你们有一支队伍在这里,做出了效果,国家要继续支持,你们要继续做下去。针对水环境和水生生物安全提出的重大建议也引起了国家领导人的高度重视,如为《2001高技术发展报告》第五章生物技术对社会的影响撰写的开篇文章《转基因安全与对策研究》,提出了转基因安全问题的三条对策建议;2004年,为中共中央党校撰写了理论学习材料转基因及其安全性,阐述了转基因研究的起源及发展,分析了转基因安全争论的实质,提出了如何正确认识转基因及其安全性的思路。培育的鱼类品种支持地方政府组建了国家良种场,形成了明显的社会经济效益。实验室的国际合作渠道不断拓宽,已成功主办了水环境保护与水污染治理国际培训班 等8次国际和多边学术会议,有10多人次在国际学术组织中任职,与德国、日本、英国、法国、欧盟等研究机构保持着长期友好的合作关系,组织承担并完成了1项欧盟项目。国际合作形式也发生了深刻变化,由我室研究人员出国接受培训、攻读学位或作博士后研究到外国人来我室接受培训、攻读学位或作博士后研究。总之,实验室全体研究人员坚持解放思想,开拓创新,扎实工作,积极面向国家需求和国际科学前沿,辛勤探索淡水生态与生物技术前沿领域的难点和热点问题,努力寻求保护健康水环境和发展可持续渔业的理论和技术,研究工作取得了重大进展;与此同时,实验室也全面完成了更新改造,依托单位中国科学院水生生物研究所投资1400多万元,已基本建成了生态学技术研究平台和分子生物学技术研究平台;并通过研究人员的不断引进和更新,实验室已有50岁以下研究员15人,国家杰出青年基金资助者5人;中科院百人计划入选者6人,入选国家百千万人才工程3人,通过课题开放等措施,有40多位高级访问学者来室合作研究,进室博士后20多人,一支年龄结构合理、知识结构优化、业务水平较强的高素质人才队伍已经形成。实验室在国内外相同学科领域的地位和在国家科技发展和经济建设中的作用得到了明显增强。
其中,物种的多样性是生物多样性的关键,它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性。 我们目前已经知道大约有200万种生物,这些形形色色的生物物种就构成了生物物种的多样性。 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此 相关的各种生态过程的总和。 有人问根据对自然界的研究可以推断造物主的工作有何特点,据说英国科学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹(J.B.S. Haldane)回答:“过于喜爱甲虫。”因为甲虫是地球上最大的动物群。美国史密森学会(Smithsonian Institution)的特里·欧文(Terry Erwin)推断,多数未知的甲虫种类可能生存于我们无法靠近的30米高的热带森林树冠层。20世纪后叶生命科学各领域取得了巨大的进展,特别是分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位子起了革命性的变化,很多科学家认为在未来的自然科学中生物科学将成为带头学科,甚至预言本世纪是生物学的世纪。从事生命科学研究的专业人员也越来越多,例如,在美国近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51%。在生物科学诸多的分支中,保护生物多样性是当前生物科学最紧迫的任务之一,也是全球生物学界共同关心的焦点问题之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭,很多生物在没有被人类认识以前就消亡了,这对人类无疑是一种悲哀和灾难。保护生物多样性的行动势在必行、迫在眉睫。��生物多样性是近年来国内外最为流行的一个词汇。由于自然资源的合理利用和生态环境的保护是人类实现可持续发展的基础,因此生物多样性的研究和保护已经成为世界各国普遍重视的一个问题。现在无论是联合国还是世界各国政府每年都投入大量的人力和资金开展生物多样性的研究与保护工作,一些非政府组织也积极支持和参与全球性的生物多样性的保护工作。例如:联合国和世界银行共同成立的Global Environment Facility每年支出数亿美元支持生物多样性的保护。美国MacArthur Foundation1992年花了$17millions支持生物多样性的保护。��1992年,联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢举行,世 界许多国家都派出代表团参加会议。我国领导人也参加了这次盛会。在这次大会上,通过了"生物多样性公约",标志着世界范围内的自然保护工作进入到了一个新的阶段,即从以往对珍稀濒危物种的保护转入到了对生物多样性的保护。
除了竞争和捕食作用会影响浮游生物群落演替外,其他环境因素对浮游生物群落演替也具有重要作用 (Sommer et al.,1989) 。这些影响浮游生物的分布及生物量变化的各种环境因素并不是独立地起作用。在某一时间或某一水域,可能是其中一种或者几种环境因素起主要作用。
(1) 日光对浮游生物的影响。日光对浮游生物的影响,主要表现在垂直分布和昼夜垂直移动上,这在多数浮游藻类及浮游甲壳动物中表现特别明显。
(2) 温度对浮游生物的影响。温度直接影响生物有机体的新陈代谢、生殖等,从而影响浮游生物的生物量。当温度升高时,新陈代谢的速度加快,从而影响其生长的速率。温度也是浮游生物水平分布的一个重要因素 (Sommer et al.,1989) 。
黄加祺等 (1997) 研究表明,浮游动物个体数的分布与温度也有一定的关系,总个体数的分布曲线与温度分布曲线有些接近,在温度最高时,总个体数也达到最高峰。浮游动物卵的发育时间,在一定的温度范围内,随温度升高而增加。但是生殖量 (产卵量)和个体在低温下都较大。在低温条件下,个体性成熟较晚,寿命也较长; 温度愈高,个体愈小,是浮游动物的一个普遍现象。
(3) pH 值对浮游生物的影响。水环境中不同的 pH 值对浮游生物的分布及生物量的变化有重要的影响。不同的浮游生物,其适宜的 pH 值不同,因而分布也不同。就淡水浮游动物而言,pH 值与其新陈代谢、生殖发育等生命活动的影响可能更加密切一些,从而对生物量产生影响。诸葛燕等 (1993) 根据轮虫生活的水环境 pH 值的不同,把轮虫分为碱水性种类、兼性种类和酸水性种类,且一般以兼性种类居多。李纯厚等 (1992) 认为枝角类在各种不同的水域中的分布受外界因子的影响较大,尤其是水域的 pH 值。pH 值与枝角类的代谢、生殖与发育等生命活动都有密切的关系。有的种类仅适于酸性水域,如圆盘肠蚤发育的最适 pH 值为 5.0; 但大多数枝角类通常有一个适宜的 pH 值范围。
(4) 盐度对浮游生物的影响。水中含有各种盐类,由于含盐量的不同,被分为淡水和盐水。水中含盐量的高低和盐类组成成分对浮游生物的生长、生活和分布有重要意义。浮游植物的生长需要营养,其中以磷和氮最为重要。这两种营养盐类往往决定着浮游植物产量的高低,也就间接决定着浮游动物数量的多寡。除氮、磷外,碳、铁、锰和硅的含量也对浮游植物生长有很重要的影响。
(5) 饵料对浮游生物的影响。饵料对浮游生物的生长和发育具有重要的影响作用。由于饵料的多样性和不同饵料营养价值的差异,因而对浮游生物的影响更加复杂一些。温度和饵料被认为是调控浮游生物数量变动的两个重要因素。
(6) 溶氧量对浮游生物的影响。氧是一切生物 (除嫌氧细菌外) 生存的必要条件。在小型水体中,溶氧量经常变化着,尤其在夏天变化更大、更快。这样,对浮游生物的呼吸生理的影响很大。例如: 淡水溞类血液中血红素的含量,全是由水中溶氧量决定。如果溶氧量降低,血红素便会增加,使溞变为红色。因此,溞类的红色程度可作为池水溶氧量的标志,这在养殖业上具有重要意义。
(7) 水的运动对浮游生物的影响。水的运动对浮游动物的生长和分布有重要的作用。由于浮游生物大都缺乏强的游动能力而营悬浮生活,除了它们本身的形态和生理上的适应能力外,水的运动就决定了它们的水平分布和垂直分布。同时水的运动还通过对营养物质传递、透明度和水温的变化等,对浮游生物的生长和分布有间接的影响。