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植物小论文:植物细胞凋亡探析论文
论文关键词:植物;细胞凋亡;
论文摘要:细胞凋亡又叫细胞程序性死亡,是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。
细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的,经过进一步深入研究之后,他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年,细胞凋亡的研究主要集中在动物,人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样,在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性,有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来,随着植物细胞凋亡的研究进展,人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分,同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。
1植物细胞凋亡的一般特征
经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器)[3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA梯度(DNAladder),此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。
2细胞凋亡的检测方法
2.1细胞形态学观察法
苏木素-伊红(HE)染色法:石蜡切片的HE染色是组织形态学检测的常规方法,光学显微镜下细胞核呈蓝黑色,胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布,表现在核染色质致密浓缩,核碎裂等。
(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体,初期细胞可见完整的细胞器,细胞膜完整,凋亡小体形成。目前一致认为,电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最依据。
(2)荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理,可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoechst33258或Hoechst33342、碘化丙啶(PI)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞,而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光,正常细胞呈均匀荧光染色,而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。
2.2反映凋亡细胞膜改变的方法:染料排斥法。
除了电镜能反映细胞膜完整性外,还可用染料排斥法,如台盼蓝、PI等。坏死细胞膜破损,被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整,不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此,此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上,磷脂酰丝氨酸基团(PS)位于胞内侧,而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧,以利于被吞噬。因此,磷脂酰丝氨酸基团位置的改变,可作为凋亡细胞的一个标志。
2.3反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法
细胞凋亡过程中,DNA有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。
(1)琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取DNA后,于含EB的琼脂糖凝胶中进行电泳,正常细胞DNA呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带,系180~200bp左右的及多聚核小体的梯状DNA条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。DNA电泳法是判断细胞凋亡的经典方法.PEG6000诱导的小麦叶片[7]、羟自由基诱导的烟草细胞[8]、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9]和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生PCD时均检测到DNA梯状条带。
(2)流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时,其细胞膜的通透性增加,但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间,利用这一特点,被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。
(3)原位末端标记法(InSituEnd2Labeling,ISEL)。通过DNA多聚酶I把已标记的核苷酸结合到DNA的单链断裂处,以寻找有无Ap发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。
(4)原位切口平移法(InSituNickTranslation,IS2NT)。利用DNA多聚酶将核苷酸整合到Ap细胞内断裂的DNA3′羟基末端,同时水解5′末端,以修复DNA。若用已标记的核苷酸,即可显示出有断裂DNA的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中Ap的观察。
(5)末端转移酶介导的缺口末端标记法(TdT2me2diatedX2dUTPnickendlabeling,TUNEL)。末端转移酶(TdT)介导的X2dUTP缺口标记法是目标原位检测Ap最为敏感、快速、特异的方法,其具有广泛的应用前景。末端转移酶(TdT)可催化在DN段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应,即DN段加尾。利用末端转移酶(TdT)将标记的脱氧核苷酸转移到DNA缺口或3′羟基末端上,通常所用的核苷酸为dUTP,标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。
(6)ELISA法。对Ap细胞内DN段的检测还可用ELISA法。悬浮细胞经裂解,高速离心去除核的成分后,取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板,反应后再加酶标抗DNA抗体,若上清中含断裂的DN段,则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。
3植物发育过程中的细胞凋亡
萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上,与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核DNA的断裂都可以经常观察到,但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。
3.1导管的形成
导管是由排列有序的死亡的导管分子(trachearyelements,TEs)构成。王雅清和崔克明[13]对杜仲木质部导管分化的研究证明,其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织,而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14].
3.2单性花的形成
许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞,在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡,从而最终形成单性花。
3.3大、小孢子的形成和发育
大多数种子植物中,大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子。仅有1个能发育成雌配子体,其余的3个大孢子退化。例如,蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子,这4个大孢子通常呈线型或T型排列,仅有1个能继续发育成雌配子体,其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明,其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15]。
3.3雌雄配子体的发育
植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中,原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中,珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].
3.4胚的发育
在胚性细胞分化和发育过程中,存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成,在胚的形成过程中,助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵及时次分裂形成,当胚发育到一定阶段,胚柄发生细胞凋亡,形态上表现为质壁分离,原生质体固缩。单子叶植物的种子中,在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞,含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子,后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织,分泌水解酶,水解胚乳成分,种子萌发后,糊粉层功能完成,便开始凋亡,是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中,其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡,没有这些细胞凋亡,幼苗就不能正常生长发育,会因饥饿而死亡。
3.5根冠细胞的死亡
根冠位于根尖的顶部,是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中,根冠细胞不断脱落,并由顶端分生组织不断产生新的细胞,从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明,其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡,才保障了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤,进而保障了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌D、秋水仙碱处理后,这些根尖分生组织细胞同样具有DNAladder、染色质和细胞核浓缩等特征,说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20]。
3.6叶发育过程中的细胞凋亡
在叶子的发育过程中,叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片)的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外,对叶片衰老过程的研究发现,衰老起始时,叶绿体首先被自体吞噬,此后水解酶、RNA酶等活性上升,而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21],这些都是细胞凋亡的特征。因此,叶子脱落前叶片的衰老过程也是PCD。
4环境胁迫诱导的植物PCD
4.1植物超敏反应中的PCD
超敏反应(hypersensitiveresponseHR)是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应,其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中,DN段化,特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。4.2盐胁迫诱导的PCD
无机盐KCN、NaCl、CaCl2和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(NaCl500mmol/L)处理后,出现明显的DNA梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%PEG溶液(-0.63MPa)对小麦根系进行渗透胁迫,在小麦叶片DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA条带,表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂,末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’OH末端标记法(TUNEL)检测出现阳性结果。
4.3活性氧与植物细胞凋亡
活性氧是一类具有强氧化能力的物质,主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等,各种逆境条件,包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时,细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理小麦可以明显提高ROS清除酶,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性,从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ROS,或直接清除ROS来保持细胞处于还原状态。
5研究植物细胞凋亡的意义及展望
导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶,形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前,细胞内物质可被其他细胞回收利用,这是植物能够独立营养的一个特性,叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果,但这个过程却影响了农产品的产量。因此,要搞清植物细胞凋亡的发生程序,对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中,被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式,从而限制感染部位病原菌的生长,阻止病原菌的传播,以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应,若在植物抗病育种中加以应用,使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染,就可以减少农药的使用,避免环境污染,从而提高人类生活质量。
由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短,同时由于细胞内各种因子相互作用,调控机制及其复杂,使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来,利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26],利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性,在细胞周期调控、DNA复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用,在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究,为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。
随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入,发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚,植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的,但分子水平共同特征少,目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27]。研究过程中常局限于某一特定现象,很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来,加上植物生长周期较长,给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来,将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子,通过人为调控,改变生长发育期,提高果品产量和品质,则将会极大地推动果树现代化生产的发展。
植物小论文:野生观赏植物资源开发研究论文
论文关键词野生观赏植物资源;开发利用;引种驯化;驯化原理
论文摘要在分析野生植物资源开发现状的基础上,提出了应遵循引种驯化的基本原理及园林运用中应注意的问题,能为野生观赏植物的开发和利用提供指导。
我国地大物博,野生观赏植物资源极其丰富,高等植物约3万种,有观赏价值的园林植物达6000种以上。我国不仅原产观赏植物种类繁多、品质优良,而且观赏植物栽培有极其古老的历史,早在公元前11至公元前7世纪的西周,我国劳动人民已在园圃中培育花木了。尽管如此,在我国城市绿化中,应用的植物种类并不多。如南京、杭州、宁波等城市一般为200~300种,上海有近400种。而且,除了生境条件极特殊的区域,如热带、寒带或干旱地区外,全国大多数城市的绿化没有很明显的区别,植物材料单调、雷同,造成千城一面的状况,这与植物资源大国的地位极不相称。
1野生观赏植物资源的开发现状
1.1家底不清,保护不力
我国丰富多彩的观赏植物种质资源尚未得到系统、的调查研究,即资源家底还未摸清。目前,不论野生还是栽培的园林植物种质资源,均由于多种原因而面临许多种类散失和濒于绝灭的严重威胁。野生的如兰属和金花茶系的某些种、变种、变型,栽培的如凤仙花品种,均为最突出的例证[1]。因此,进一步开展资源考察,摸清家底,加强保护是当前的一项迫切任务。近年来中央和地方主管部门做了些保护和管理工作,收到一定效果。如金花茶20世纪80年代由林业部通令全部种类一律禁止出口,后经再度修改,有些种类已对外开放,并在广西设立金花茶保护区与基因库,在洛阳建立中国洛阳牡丹基因库,在武汉建立中国梅花品种资源圃等。
1.2科技落后,盲目引种
①我国野生观赏植物资源虽很丰富,但大量可供观赏的种类却久居深山无人问,仍处于野生状态,未被开发利用;另一方面,我国育种水平还相当落后,如我国是山茶属的起源和分布中心,有不少优良茶花的传统品种和新品种,但与美国、日本、新西兰等茶花育种发达国家相比差距极大,现国际茶花协会登录的品种达2.2万个,而我国山茶栽培品种仅300多个,云南山茶140多个。②有盲目从国外引种的趋势,尤为严重的是我国缺乏对野生植物开发利用的深入研究。各地开发利用缺乏技术支撑,很多个体经营者直接从山上挖掘野生植物;一些政府职能部门缺乏长远的眼光或追求短期的政绩效应,造成资源的极大破坏,无异于杀鸡取卵。
1.3“产用研”脱节
①科研与生产脱节。由于科研体制问题,当前科研的一个共同的特点就是与生产相脱离,为科研而科研,通常是或课题结题之后就束之高阁,科研成果的转化率较低。②生产与应用脱节。生产者由于技术、投入或风险等原因,无力也不愿进行野生观赏植物资源的开发利用,而是随大流,生产“大路货”;而设计者在园林设计中力求满足人们日益增长的需要,应用尽可能多的植物种类来创造园林景观,但在实施过程中,却又因为植物应用的新材料、新品种的缺乏逼迫修改设计方案。
2野生观赏植物在园林中的应用
植物造景是应用乔木、灌木、藤本及草本植物来创造景观,充分发挥植物本身形态、线条、色彩等自然美,配置成一幅幅美丽动人的画面,供人们观赏[2]。要创造出丰富多彩的植物景观,首先要有丰富的植物材料。因此,要在保护的基础上,合理开发利用当地野生观赏植物资源,既能丰富园林植物种类,克服各地园林植物种类单调,又能突出地方特色,具有事半功倍的效果。
2.1丰富植物种类,提高城市品位
虽然我国具有十分丰富的观赏植物资源,但是各地城市园林绿化中运用的植物材料显得单调、雷同,缺乏地方特色,观赏植物能代表城市的例子并不多见。随着经济的发展和人民生活质量的不断提高,人们对环境的要求越来越高。因此,运用一些新的植物种类来进行城市园林绿化将成为一种趋势。而野生植物,尤其是乡土植物不仅能体现鲜明的地方特色,更具有适应性强、容易引种成功的优势。现在正是野生观赏植物开发利用的大好时机。
2.2开发野生资源,建设生态城市
城市生态园林主要是指以生态学原理为指导所建设的园林绿地系统。在这个系统中,乔木、灌木、草本和藤本植物被因地制宜地配置在一个群落中,种间相互协调,有复合的层次和相宜的季相色彩,具有不同生态特性的植物各得其所。它是现代城市园林绿化工作较高层次的体现,是人类物质和精神文明发展的必然结果。“小桥流水”、“岁寒三友”之类的诗情画意已不能满足现代人游赏及改善环境生态效应的需要了。在生态园林建设中,不仅要注意乔木、灌木、地被植物的复层次生态位,而且要尽量丰富各层次内的植物种类。要让苔藓类、蕨类、草本类、藤本类、灌木类、乔木类植物都能在城市园林中找到自己的位置,发挥各自长处。野生植物是植物与环境相适应的好样板,野生植物资源在生态园林中将起巨大作用。
2.3合理利用野生植物,增加城市物种多样性
生物多样性的3个层次中,最基本的就是物种多样性。在城市中绿地本身有限,在有限的范围内人工引进野生植物,再现植物的多样性具有更大的意义。在城市绿化中,近年也提出重视物种多样性,如从2000年开始,上海实施城市植物多样性3年行动计划,3年来,使常用园林植物由原来的400种增加到800种。其他城市也都希望能将物种多样性运用在园林绿化的实践中。
3野生观赏植物资源的引种驯化
要将野生观赏植物资源成功地运用到城市园林绿化中,首要的工作是引种驯化。引种驯化是将野生或栽培植物的种子或营养体从其自然分布区域或栽培区域引入到新的地区栽培。如果引入地区与原产地自然条件差异不大或引入观赏植物本身适应范围较广,或只需要采取简单的措施即能适应新环境,并能正常生长发育,达到预期观赏效果的称为简单引种。如果引入地区自然条件和原分布区自然条件差异较大,或引入物种本身适应范围较窄,只有通过其遗传性状改变才能适应新环境或必需采用相应的农业措施,使其产生新的生理适应性的方式为驯化引种[3]。追溯引种驯化理论的历史时,一般都把达尔文学说作为起点,其观点使引种驯化成为可能并具有科学的理论依据。真正在国际上最受重视和应用的是德国著名林学家迈尔(MayrH.)1906年提出的气候相似论。3.1气候相似论
气候相似理论认为树木引进时,引进地和原产地的气候必须相似,引进的树木才能正常生长发育。这一理论明确了气候对树木引种驯化的制约作用,对树木引种驯化的实践有一定的指导意义,不失为现代树木引种驯化理论的一个重要组成部分,有很多成功的引种例证。如杭州植物园从气候相近或相同的天目山、黄山、九华山等地引进大量树种,成活率较高;而南京地处北亚热带,其引种范围则没有浙江、江西等地广,很多常绿树种受到气候的限制,在南京不能安全越冬。
3.2生态历史分析法
这一方法是前苏联总植物园在试验了3000多种植物后总结出来的,并由库里基阿索夫于1953年提出[4]。其理论基础是根据某一植物区系成分起源的分析和揭露这些成分的生态历史,在引种工作中我们可以选择那些外来的区系成分,把它们迁回原来生存过的生态条件下,这些植物不但极容易引种成功而且生产率可以得到大大的提高。最著名的事例是天山苜蓿,它不是天山植物区系的成分,当将其从天山的旱生条件引种至湿生条件下时,它的生长状态比在天山好,而且其后代的植物体结构和功能也由旱生类型迅速地变回湿生类型。许多孑遗植物的推广种植成功是对生态历史分析法强有力的支持,比如,水杉在历史上曾经是一个广布种,但由于冰川的袭击其分布范围变得十分狭窄,目前该种在很大范围内的推广栽培取得了很好的结果。目前此方法对于自然区系植物的引种工作具有特殊的价值。
3.3米丘林学说
米丘林的引种驯化理论是建立在达尔文的进化论观点之上的,因而得到了创造性的发展,并把植物引种驯化事业推向了一个新的发展阶段。这个理论的基础是有机体与环境是矛盾的统一体,通过改变环境和遗传育种两条途径能够改造植物的本性,创造新的类型,以满足人类的需要。这一理论的提出,米丘林主要是依据他在果树园艺方面的引种驯化经验,所创造的一套研究方法和他所揭示的一系列规律,对于各类植物的引种驯化工作都具有普遍的理论指导意义。例如,他确定的实生苗法、斯巴达式锻炼法、定向培育法、逐级驯化法、亲本选择法、远缘杂交法(包括营养体接近法、混合花粉授粉法、媒介法、杂种培育法及蒙导法)等都是我们现在还在应用的方法。对于植物驯化的定义,米丘林始终认为,驯化必须与改造植物的本性联系在一起。同时,米丘林提出的有关植物引种驯化的许多观点,至今在我们的工作中仍是重要的参考。
3.4区系发生法
本法是建立在对区系成分、区系成分的形成历史和自然生态的研究基础上的,认为引种起源上有亲缘关系的和有某些共性的区系之间的植物容易成功。这一方法可供乔灌木引种时选择原材料之用。南京中山公园从北美大西洋区系引种松属植物的成功率很高,其原因就是该地与北美植物区系在起源上和发展历史上具有较密切的联系,现在植物区系也具有一定的相似性。
3.5生态相似法
这一方法由中国学者朱彦丞提出,认为植物引种驯化应从整个植物生态环境出发来分析,在生态条件相似时所选择的植物材料引种就容易成功,生态条件相差悬殊的植物材料引种不易成功。
我国劳动人民在植物引种驯化的理论和方法上也有自己的贡献,早在汉武帝元鼎6年(公元前111年),就提出了因地制宜、因时制宜的引种原则。北魏贾思勰在《齐民要术》中总结出“顺天时,量地利”和“人力之至,抑或可以回天”的引种驯化原理,指出了植物是可以驯化的,20世纪30年代庐山植物园的建立使得植物引种驯化进入了一个新的起点。对野生资源的掠夺性利用已经使人类付出了巨大的代价,21世纪的今天,我们必须在保护的基础上,充分尊重科学的原理,建立引种—繁殖—栽培驯化的完整体系,并充分利用野生植物种质基因,培育新品种,在园林运用上坚持适地适树的原则,这才是正确的方向。
植物小论文:外来植物入侵与防治研究论文
【论文关键词】:外来植物;植物入侵;防制
【论文摘要】:外来植物入侵是非土著植物通过各种方式进入并定居在一个新的生态系统,一般具有比土著植物更强的生活能力,从而对土著植物的多样性构成威胁。文章综述了外来入侵植物的基本生理生态特征和其入侵的一般特征,并分析了目前我国植物入侵的现状,提出了防制植物入侵的一般方法。
引言
植物入侵(PlantsInvasion)是指一种植物在各种活动的影响下,从原产地进入到一个新的栖息地,并通过定居(colonizing)、建群(establishing)和扩散(diffusing)而逐渐占领该栖息地,从而对当地土著种群和生态系统造成负面影响的一种生态现象。外来植物入侵的原因很多,如动物活动,占领空的生态位等。外来植物入侵现象在当今社会十分普遍,引发了一系列的生态和经济问题,打破了入侵区的生态系统,影响生态系统的承载力,危害人类社会经济结构以及人类健康,造成了无法估量的损失,特别对农田、草坪、果园等人工栽培的经济生态系统造成了极大破坏。植物入侵造成了全球植物生态系统多样性丧失和危害人类社会经济已经成了无可争议的事实,研究入侵植物的生态和生理特征,预测植物入侵性,有效防止有害植物的入侵成了植物学家和生态学家研究工作的焦点。
1.植物入侵概念和入侵植物的特征
1.1外来入侵植物及植物入侵的概念
外来入侵植物是指在非原生态系统进化出来的植物,由于自然或人为的因素被引入新生态环境并对新生态环境或其中的物种构成一定威胁的植物。植物入侵是指一种植物在各种活动的影响下,从原产地进入到一个新的栖息地,并通过定居,建群和扩散而逐渐占领该栖息地,从而对当地土著种群和生态系统造成负面影响的一种生态现象。
1.2入侵植物的特征
外来入侵植物,特别是那些入侵性较强的外来植物,具有其相应的生理和生态等特征。比如:外来入侵植物一般多为草本植物,多为单年生或二年生,生活周期短,植株较小,种子数量巨大,种子小而轻,繁殖和传播方式多样化,具有灵活适应环境变化等特征。如薇甘菊广叟果千粒重010892g,具5"脊",先端一圈冠毛;紫茎泽兰种子千粒重0104~01045g,广叟果顶端有冠毛;飞机草广叟果千粒重仅为0105g,具五纵棱,棱上有短硬毛。这些体积小、重量轻,加之具有翅、柔毛或冠物等附属物,能通过空气、水流、动物或人类等多种途径进行远距离散布。研究表明,单子叶植物比双子叶植物更具入侵性;草本植物比木本植物更具入侵性;单年生、二年生植物比多年生植物更具入侵性。对入侵我国最严重的90种外来植物中草本和木本,单年生和多年生的数目分析比较也证实了这一点。
2.目前我国植物入侵现状
据调查,目前中国共有外来入侵植物188种,其中水生植物18种、陆生植物170种,隶属41科。种数最多的科是菊科(49种)和禾本科(33种),来自美洲的有125种,占入侵植物总种数的66.15%。这188中入侵植物中,最严重的为90种,对这90种外来植物的性状和生活周期型的统计,发现草本与木本的数量比为81/9,单年生、二年生与多年生数量比约为52/38,并且,作为草本的禾本科(Graimineae)和菊科(Compositae)数量居多,分别为11种和22种。统计的结果显示,在这90种外来植物中,草本在数量上占据优势,由于该90种外来植物在我国入侵性评价中处于最严重的地位,故一定程度上说明了草本植物比木本植物更具入侵性;而一、二年生与多年生相比,也占据一定优势。我们抽样对90种外来植物的其中蓖麻等5种植物的形状和入侵强度列出如下:
3.有效防止和防制植物入侵的一般方法
目前对入侵植物主要采取检疫、人工、生物、化学、农业、机械或物理防治,以及将这些方法结合起来的综合治理措施。主要方法简述如下。3.1杂草检疫防治
杂草检疫是防治植物入侵的首要环节,也是杂草防治不可缺少的环。它是依据植物检疫法,对输入或输出的动植物或动植物产品中夹带的有毒、有害杂草的繁殖体进行检疫的防治方法。必须提高检疫员的素质和业务水平,同时加强宣传、呼吁,加强科普教育,使人们有充分认识,从源头杜绝有害外来植物的入侵。
3.2人工防治
人工防治是最原始、最简便的方法,适于控制刚传入,还没有大面积扩散的入侵物种,能在短时间内将其清除,但对高繁殖力的物种则因费时费工,除草效率低。深圳曾多次进行人工拔除薇甘菊,但因效果差而放弃。人工防治是一种清洁的生态防治方法,但要注意除后残株必须及时妥善处理,否则可能成为新的传播源,客观上加速外来植物的入侵。
3.3生物防治
生物防治是利用杂草的天敌,如昆虫、病原真菌、细菌、病菌、线虫、食草动物或其他高等植物来控制杂草的发育、生长蔓延和危害的方法。其目的不是根除杂草,而是通过干扰杂草的生长发育、形态建成、繁殖与传播,使其种群数量和分布控制在生态和经济危害水平之下。利用有害植物的天敌进行防治,国内外已取得了不少成果。
3.4动物治草
以虫治草是利用昆虫能相对专一地食取某类杂草的特性来防治杂草的方法。一般程序为:原产地考察采集天敌-安全性评价-天敌引入与检疫-天敌生物生态学特性研究-天敌的释放与效果评价。从20世纪中叶至90年代,以虫治草的研究和实践迅速发展,取得显著成效。如1945年美国用泽兰实蝇防治紫茎泽兰;1978年前苏联利用豚草条纹叶虫防治豚草;1987年中国利用空心莲子草虫(Agasicleshygrophila)防治空心莲子草;利用专食性天敌昆虫Neochetinaeichhorniae和N.bruchi对水葫芦进行防治等。
目前防止和防制外来植物入侵的方法日益增多,也日益科学化,环保化和有效化,主要体现在生物防制植物入侵的方法上。
结束语
一个外来植物在远离原生境后要迅速占据新的生境,并不断扩展分布范围而成为入侵种,必然有一定的生理和生态学基础对异质生境较强的适应对策、快速的繁殖能力、高效的种子散布方式。这些机制之间相互影响、相互作用,共同促成外来植物的成功入侵。
植物入侵打破了生态系统的稳定,影响生态系统的承载力,危害人类社会经济结构以及人类健康,造成了无法估量的损失,已经引起了世界的高度重视,寻找有效而科学地防止和防制外来植物入侵的措施成了植物入侵研究工作的当务之急。
植物小论文:山茶属植物的经济意义分析论文
一、世界三大饮料之一的茶叶
原产于中国的茶叶C.sinensis和普洱茶C.sinensisVar.assamica是山茶属植物中具世界性经济意义的作物,茶树与属于热带植物的咖啡和可可有所不同,无论在温带或寒带都可生长,从南纬33度的南非共和国以北地区至北纬42度附近格鲁吉亚共和国高加索山区都有引种栽培,而且随着经济的发展,国际茶叶的出口贸易量迅速增长,由70年代的55.5万吨猛增至1994年的101万吨。到2005年预计将达145~150万吨。中国是世界主要产茶国之一,1995年全国茶园面积111.54万公顷。全国茶叶产量55.7万吨,茶叶也是云南省的重要产品之一,1995年全省栽培面积为16.62万公顷占全国面积的14.7%,年产量6.41万吨,占全国11.5%,居全国第四位,茶农120万户,年产值6.2亿元,加工产值4.2亿元,是农村的重要产业,而且存在巨大潜力,因为在现今世界上有40余个国家出产茶叶,没有一个国家象中国这样拥有众多的品种及制茶方法。云南省更是得天独厚,植物资源极为丰富,省内分布的许多民族都有制茶、饮茶的习俗,值得大力开发、挖掘。
中国是具有深厚文化底蕴的文明古国,关于对茶叶的记载,可以追溯至公元前2000多年有关神农氏的传说"神农为民尝百草遇七十二毒,得茶而解之"。茶,原为药茶,而非嗜好品。在西汉初年(公元前206年)成书的中国最早的词典"尔雅"中,已有了有关茶的文字记载,在三国时代(公元222~280年),茶已开始成为日常的嗜好饮料。到了唐朝时,茶已相当普及,唐朝元年陆羽所著《茶经》对茶的性状、品质、产地、采制烹饮方法及用具作了详细的论述,是我国及时部关于茶的专门著作,陆羽也被人尊为"茶圣"。
关于茶的原产地有种种说法,比较的说法认为茶出自西藏高原的东部,即云南和四川一带,最早被看成是一种药茶,后来,逐渐繁殖到内地,一是顺黄河而下,二是顺长江而下,到公元3世纪,已普及到民间成为嗜好品了。进入公元8世纪,茶叶已成为农家的专业或副业而大面积种植起来。公元8世纪初,茶由派往唐朝的日本僧侣引入日本,17世纪80年代被移植到印度尼西亚,1788年传到印度;1869年进入斯里兰卡,1833年已广泛地被移植到俄罗斯等国家。在云南,有一条始于唐代,从云南西部经西藏、印度到中亚的"茶马古道",这条古道在宋朝达到鼎盛时期,是中国西南与中亚地区经贸往来的重要通道,同时茶也一直是内地与西藏地区的大宗贸易货物。
与茶叶近缘的同组(TheaSection)野生种类,据载共有12种,5变种,大多分布于中国南方,其中不少种类当地百姓长期采制作茶饮,如贵州普百县的"炒青茶"为四球茶(C.tetracoca)云南文山、红河一带的"苦茶"为厚轴茶,凤庆、大理一带的"野?quot;"感通茶"为大理茶C.taliensis(C.irrawardiensis),明末旅行家徐霞客到云南时,就曾记录为"感通茶"的采制工艺。
据现代药理研究,茶叶内含物主要有维生素、蛋白质、咖啡因、茶碱、茶多酚、单宁、挥发油等,其中茶碱、茶多酚有强心利尿作用,咖啡因对心血管和神经系统有兴奋作用,过量摄入对健康不利,目前国内外都在对降低咖啡因的含量进行研究,希望能培育出保健作用强、对人体刺激小的品质保健茶。
二、中国南方的重要木本油料作物-油茶
油茶是山茶属植物中另一类有重要经济意义的作物,在中国南方各省都有栽培,是重要的木本油料作物,在湖南、江西还是重要的食用油。我国栽培的油茶主要有以下几种,油茶C.oleifera,分布于江西、湖南、浙江、广西等。分布于浙江省的浙江红花油茶X.chekiangoleosa;广东省的南山茶C.crapnelliana、云南省腾冲的红花油茶C.reticulata等,茶油中含有较高比例的不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值,如腾冲的红花油茶就是一种品质食用油。随着人民生活水平的逐步提高,对动物性脂肪的摄入量会逐渐减少,而茶油作为不饱和脂肪酸含量高、营养价值高的品质食用油,市场需求会逐步增加。油茶种子榨油后剩下的油枯还可以作为肥料、杀虫农药。目前,对油茶的研究还不是很多,在育种、栽培、改善茶油口感和营养成分方面还有很多工作可做,同时还可将油茶的栽培与改善生态环境、防治水土流失、贯彻可持续发展的战略结合起来,为山区经济的发展作出贡献。
三、世界著名花卉-山茶花
山茶属植物另一个有世界影响的方面是观赏花卉,现代的人工栽培范围遍布中国长江以南、以及日本、北美、西欧、澳大利亚、新西兰等国,传统上作为观赏花卉而栽培的山茶属植物均是山茶组(Sect.Canellia)种类,如山茶C.japonica,云南山茶C.reticulata.,茶梅C.sasanqua.等。山茶古称"海榴",在唐朝已有栽培,宋代以后才出现"山茶"的名称,北宋陈景沂的《全芳备祖》,明代李时珍《本草纲目》,吴彦匡《花史》,王世懋《花疏》,王象晋《群芳谱》中都有对山茶形态、分类、用途及栽培的详细记录,历代文人对山茶也有许多题咏。
约在公元7世纪初,茶花传入日本,并于18世纪时传入欧美,目前栽培品种已达1.5万余个,目前英、美、日、意、法、德、澳大利亚、新西兰等国都在栽培和培育,茶花已成为各国不可或缺的庭院观赏花木,而且有的国家进行大宗的商品化生产,作为出口创汇的物资之一。
云南山茶虽有1300多年的栽培历史,自隋唐开始,宋、元、明以后渐盛,但地处偏僻,山川阻塞,世界各国知道较少,云南山茶的学名CamelliareticulataLindley,始于19世纪中叶,但到20世纪后半叶才引起各国园艺学家的重视。云南山茶花大色艳,花型变异较多,具有观赏价值,而且野外分布较多,常易形成自然杂交新品种,如腾冲野生红花油茶林中就有由于自然杂交而形成的花型、花色有很大区别的新品种,90年代初由腾冲县城建局组织了对红花油茶林中自然杂交新品种的鉴定,经专家仔细研究后共评审鉴定了62个云南山茶新品种。1995年又从昆明震庄国宾馆的栽培品种中鉴定出10个新品种。我国茶花育种应发挥我国茶属众多的种质资源优势,进行种间和属间远缘杂交,培育出我国特色的茶花新品种。目前对新品种的培育主要有以下几个方面:
1.培育芳香茶花:用有香味的茶属植物杂交,形成有香味的茶花品种,如美国已培育出的"香粉红"Fragrantpink,以及"辛迪玉桂"CinnamonCindy等多个具有香味的茶花品种;
2.不同茶色茶花的选育:茶花的花色仅有红色(从粉红、银红、桃红到深红)或白色,60年现了黄色的金花茶,以后又发现了20多种开黄花的种类,但黄色花的花型较小,花瓣较少,观赏价值不太高,目前国内外正在将黄色花的种类与茶属其它植物杂交,希望能得到有较高观赏价值的黄色品种;
3.培育矮化品种:茶花株型高大,特别是云南山茶本身就是乔木,枝条长,叶大而稀,不宜在居室内栽培。可利用茶属中矮生的植株,杂交得到节间短,株形丰满的新品种,目前随着经济的发展和人们生活水平的提高,对绿化和美化居室环境与城市环境的要求日益高涨,这为茶花的发展提供了极好的机遇,许多南方省市的居民都有栽植茶花的爱好,昆明、温州、重庆等城市还把茶花定为市花,并成立了中国茶花协会,进一步促进了茶花的普及推广。可以预期,山茶花作为中国原产的著名花卉,是极有市场价值的花卉。
植物小论文:植物水涝胁迫研究论文
摘要:本文概述了植物水涝胁迫的国内外研究现状及进展,介绍了水涝胁迫对植物的主要危害,阐述了植物对耐涝的适应性机理,提出并讨论了在植物耐涝方面有待进一步探讨和研究的问题,以期为该领域的研究提供一定的参考。
关键词:水涝胁迫适应性机理研究进展
按照Levitt的分类,水分胁迫包括干旱胁迫(水分亏缺)和水涝胁迫(洪涝)。水涝胁迫对植物产生的伤害称为涝害。涝害是世界上许多国家的重大灾害。随着全球环境的不断恶化,生态系统严重破坏,全球气候异常加剧,雨量分布极不均衡,局部地区水灾不断,土壤淹水现象更是极为常见,世界各国都非常重视防涝抗洪、水土保持等问题的研究。我国也是一个洪涝灾害比较严重的国家,大约有2/3国土面积存在不同程度的涝害,危害极大。认识植物对水涝胁迫响应的机理,揭示其适应机制,从而合理地选择和定向培育耐涝性品种,减轻淹水对农业生产的危害,对于我国的农业生产具有重要的理论和现实意义。
一、水涝胁迫对植物的危害
植物对水的需求是有一定限度的,水分过多或过少,同样对植物不利,水分亏缺产生旱害,抑制植物生长;土壤水分过多产生涝害,植物生长不好,甚至烂根死苗[1]。涝害会影响植物的生长发育,尤其是旱生植物在水涝情况下其形态、生理都会受到严重影响,大部分维管植物在淹水环境中均表现出明显的伤害,甚至死亡。但涝害对植物的危害主要原因不在于水自身,而是由于水分过多所诱导的次生胁迫而造成的。
1.水涝胁迫对植物细胞膜的影响
当植物处于水涝状态时,细胞内自由基的产生与清除之间的平衡遭到破坏,造成自由基的积累从而破坏膜的选择透性。晏斌等研究后认为,在涝渍胁迫下玉米体内正常的活性氧代谢平衡破坏,首先是SOD活性受抑制,导致O2-增生。故认为叶片的涝渍伤害可能主要是过量O2-积累产生MDA,引起蛋白质、核酸分子发生交联反应和变性、破坏膜和生物大分子物质,加快了衰老速度[2]。魏和平等以玉米为材料,研究淹水条件下叶片细胞超微结构的变化,发现首先液泡膜内馅逐渐松驰,叶绿体向外突出一个泡状结构,随后进一步破坏解体,且叶绿体结果破坏在液泡膜出现破裂之前,其次是线粒体、细胞核解体。后二者的破坏是淹水缺水造成还是细胞死亡过程中消化酶所致,尚须进一步研究。
2.涝害对植物物质代谢的影响
(1)水涝对植物光合作用的影响
土壤淹水后,不耐涝植物的光合速率迅速下降。虽然在一定时间内,甚至在较长时间内淹水并不引起植株叶片水分亏缺,有时还会提高叶片的水势,但仍会很快引起气孔关闭,叶片CO2扩散的气孔阻力增加。随淹水时间的延长,叶绿素含量下降,叶片早衰、脱落。土壤淹水不仅降低光合速率,光合产物的运输也有所下降[3]。渍水下净光合速率与产量的变化显著正相关,可作为耐涝性选择指标。淹水下,植物光呼吸酶活性受影响,光呼吸加强.水分胁迫下光呼吸具有特殊的防止光抑制作用,通过CO2循环有效耗散过剩能量,从而保护植物在逆境下的光抑制。
(2)水涝对植物呼吸作用的影响
涝害减少了植物组织与土壤间的气体交换,导致根部区域形成缺氧或厌氧环境,这是涝害各种反应中的主要决定因子。由于土壤中的氧气迅速亏缺,引起土壤和厌氧微生物产生了许多对植物有害的物质,这些有害物质将随着淹水的不同程度影响着植物的正常生长和发育。另外,植物体内淹水缺氧,导致根部厌氧代谢产生的乙醇、乙醛等物质对细胞具有毒性,对蛋白质结构造成破坏;产生的乳酸及液泡H+外渗等原因会导致细胞质酸中毒;发酵还会使线粒体结构破坏,细胞能荷下降,细胞中氧自由基增加,保护酶如SOD,POD等活性下降,质膜透性剧增,导致细胞严重的厌氧伤害[4].
(3)根际缺氧对矿质营养的影响
缺氧条件下,植物对土壤中矿质元素的吸收大大减少,主要原因是在缺氧条件下植物只能利用无氧呼吸产生的能量,无氧呼吸产生能量比有氧呼吸少得很多,必然会降低根系细胞ATP的浓度,削弱了根系主动吸收矿质的能力。在缺氧条件下,植物的蒸腾作用降低,蒸腾流流速减慢,矿质元素从根系运输到地上部分的数量减少;另外,缺氧条件下,土壤气体交换受阻,土壤中CO2浓度增大,氧气相对减少,好气性微生物数量减少,厌气性微生物增多,使土壤酸度增大,改变了土壤微环境,导致土壤矿质元素有效状况的改变,从而影响植物根系对有效矿质的吸收和积累。由于氧气亏缺导致土壤氧化还原电势降低,使某些离子还原成更可溶更有毒的形式(如硫化物H2S,FeS)。从而使细胞生理机能下降,从而引起根腐和木质化。
3.根际缺氧对植物激素的影响
土壤淹水后改变了植物内源激素的合成和运输,植株根内GA和CTK合成受阻,加剧叶片衰老和脱落。逆境条件下植物体内乙烯含量增加。一些研究者认为是缺水植物体内氧分压降低,诱导根中ACC合成基因促进根中ACC的合成,ACC随蒸腾液流由根系向地上部分运输,地上部分的ACC在通气条件下转变为乙烯[5]。近来已将乙烯在根系的合成更详细地研究清楚,在O2辐射进入根系组织的过程中,由于细胞壁的阻碍和代谢活跃皮层的存在,在根系组织中形成一种从根外层到根中柱部位低氧到缺氧的O2体积分数梯度,结果在缺氧中柱由不需要O2的ACC合成酶将ASM合成ACC,从中柱运ACC输到低氧皮层细胞,由需要O2的ACC氧化酶将ACC氧化成乙烯,再从根部运输到地上部分,促进茎的加粗、次生根的发育及叶片衰老脱落[6]。另外,在缺氧条件下,植物地上部分ABA合成加强,减小了向根系运输的数量,地上部分ABA质量分数随之增大,并进一步抑制ABA向根部的运输。同时缺氧也可能干扰赤霉素和细胞分裂素的合成。
二、植物对水涝胁迫的适应性机理
1.植物耐涝的形态学适应
(1)根系生长的表面化
在水涝胁迫条件下,有些植物根系表层化并且变细,根毛增多,根系能减少氧气在细胞中扩散的阻力,又不会形成根中部细胞的缺氧,还可以增加根系表面积,有利氧的吸收;一些深根植物对缺氧的适应是根部细胞间形成大量通气间隙,便于氧气扩散,根系生长在深层土壤中,也可以获得氧气,同时,有些植物如玉米、小麦、向日葵等,在水表层的茎节处会长出不定根,不定根伸长区内有发达的通气组织形成,使根内部组织孔隙度大幅提高。电镜细胞化学研究结果,不定根根尖细胞内ATP酶的分布高于正常根[7]。ATP酶活性上升,表明不定根根尖细胞具有较高细胞分裂能力和生理活性,根系氧气摄取和运输能力明显改善。(2)形成根际通气组织。
诱发通气组织形成的原因是由于根系和微生物活动消耗氧气,根系的厌氧环境促进植物乙烯的生成和积累,覆盖根系的水又会通过降低乙烯的释放而加剧这种积累。乙烯浓度增加促进纤维素酶的活性,在酶的作用下,根尖皮层组织中细胞分离或部分皮层细胞崩溃,形成通气组织。可促进氧气扩散进根部,同时使根部的甲烷、H2S、CO2等气体排到体外,调节根际氧化势,排泄废气。
以往对植物耐涝形态学机理主要局限于根的研究,近年来国内外一些学者逐步对植物地上部在淹水状态下发生的形态学变化也进行了研究。目前,对植物淹水环境下形态学适应的相关研究仍较少,且局限于水稻、小麦等少数几种植物,因此,有待于进一步研究。
2.植物对淹水的代谢适应
(1)涝害胁迫下植物代谢途径的改变
有氧存在时植物不存在发酵途径,但在低氧时立即诱导出现,说明它们在植物适应低氧存活机制中起着重要作用。植物受涝时,由于根部区域缺氧不能进行正常的有氧代谢,而为了维持正常的或至少是低的生命活动,能量的供应也是必不可少的。因此在厌氧条件下,细胞能量的供应主要依赖于无氧发酵途径产生ATP。在受涝时,主要有三种活跃的发酵途径:乙醇发酵途径、乳酸发酵途径和植物特有的丙氨酸发酵途径。但这三种途径是怎样又是在多大程度上对缺氧胁迫的耐性做出贡献以及它们之间是如何相互作用的仍不清楚。
在涝害胁迫时,除了发酵途径外,在有些植物中还存在磷酸戊糖途径和苹果酸代谢作为能量供应的补充,以减小发酵途径产生的乙醇、乳酸等有毒物质的毒害作用[8]。厌氧条件下,参与糖酵解过程的酶也发生变化,厌氧诱导表达出一类正常状况下不表达的糖酵解酶[9]。此外,有些湿地植物可能存在特殊的代谢,如使用PPi替代ATP作为高能磷酸的供体。低氧锻炼的玉米,根尖存活时间以及胞质酸化与ATP含量无关,暗示PPi在起作用[10]。
(2)涝害胁迫下蛋白质的合成
逆境下植物叶片游离脯氨酸累积,原因一是叶片组织多种酶活性降低,脯氨酸氧化受阻,造成游离脯氨酸积累;二是谷氨酸合成脯氨酸的速度增加。脯氨酸可提高植物细胞原生质渗透压,防水分散失以及提高原生质胶体的稳定性,从而提高植物体抗性[11]。植物抗逆性途径大多与蛋白质尤其是酶有关,在短时淹水逆境下,酶活性增强,但随时间延长这些酶的活性下降。许多研究结果表明在涝渍胁迫条件下,植物体内诱导合成了一些新的蛋白或酶类物质。一些耐水涝胁迫的植物,如水稻和稻稗,在氧胁迫条件下糖酵解代谢酶类的活性明显被促进,例如乙醇发酵、糖酵解代谢、磷酸戊糖代谢酶活性被促进,甚至三羧酸循环在缺氧条件下也有一定活性,这样湿生植物就可以在代谢上适应水涝胁迫所造成的缺氧生境。以玉米为材料在厌氧条件下的研究发现,玉米新合成两类蛋白:过渡多肽和厌氧多肽,并与糖酵解或糖代谢有关[12]。目前已克隆了一些与植物抗涝性相关的基因,主要是编码厌氧胁迫蛋白的基因、SOD酶基因、植物血红蛋白等。随着基因工程技术的完善,利用转基因技术培育抗涝性植物材料将成为未来抗涝性育种的重要手段。
目前,对于提高植物的耐涝性方面的研究仍然较少,有研究表明使用生长调节剂如PP333、BR-120、复合醇等及外源活性氧清除剂能有效缓解涝害,但在大田条件下,这些措施有一定的局限性。目前迫切需要确定、直观的生理指标,从涝害下植株形态结构及代谢适应性分子机制入手,寻找适宜的耐涝基因,通过转基因技术选育抗淹耐涝品种。
植物小论文:城市滨水区植物造景研究论文
摘要随着城市滨水区的开发与建设,其独特的自然景观越来越成为城市建设与土地开发中重要的新的经济增长点。植物造景在城市滨水景观中扮演着重要的社会和生态角色,运用己有的关于滨水区植物景观要素、植物造景形式分析的研究成果,研究城市滨水区植物造景的原则。
滨水区植物空间是城市的生态绿廊,具有生态效益和美化功能。滨水区植物造景多利用河、湖、海等水系沿岸用地,多呈带状分布,形成城市的滨水生态绿带。
1滨水区植物造景要素
植物造景应从植物颜色、大小、形态、线条等这些基本要素特征的创作手法中突出景观视觉效果。
在植物景观配置中,颜色配置是一个复杂而有趣的问题,要使作品富有趣味,这种色彩变化是根据视线景观角度变换需求在时间上和空间上有序配置的。滨水区植物造景主要依据植物成熟时的大小来选取植物的。从美学观点来说,造景效果并非由植物的大小来决定,更多地由植物的群体构成、植物间协调性等诸多因素决定。在滨水区植物造景中,形状和形态在空间上的协调变化十分重要。形状可以带动人的视线上下移动。植物间也存在形态协调问题,有些植物跟别的植物很难搭配,适宜单独配置。植物在形态要素上还要有变化,好采用渐变方式变化。几何线条是一种植物景观配置的设计手法。许多景观设计师会在草坪与重要植物群落的植物种植带间设计一条清晰的线条,有时还设计出流线型植物色块做镶边。
2滨水区植物造景形式
在城市滨水区植物造景中,植物的种植形式不但满足城市滨水景观的空间构成,艺术构图需要同时为人们提供遮荫、降暑、防灾及生态等功能需求,可以总结为孤植、组团、带植、疏林、自然式等[1]。51-51免费论文网-网-欢迎您
孤植式是指乔木或灌木的孤立种植,孤植一方面能在开阔的滨水植物造景中形成视觉焦点,另一方面,能使天空和水面显得更加开阔;组团式是指各种植物以组团的方式种植在一起或同一树种常2株或3株紧密的种在一起形成1个单元,往往成为滨水区植物造景中的景观主题,组团能实现滨水空间的开敝性和视线的通透性;城市滨水区植物造景中带植式种植主要应用于水岸的护岸林、隔离绿篱、滨水步道行道树种植、滨水区防护林等,在满足滨水区生态环境保护和遮阳等功能的前提下结合视觉景观的观赏性,组织成连续或大型的植被区;疏林式一般是指以大面积的草坪或低矮灌木为基底、少量乔木点缀其上的一种种植形式。能突出视觉空间的通透性,在亲水休闲型的滨水区绿化中广泛的采用疏林的种植方式显得尤为重要;自然式也称群落式,是指植物配置时参照当地的自然植物群落景观的一种方式,在组成结构上以乔、灌、草的生态模式存在,在水滨岸线凸出或凹入的空地设置,既突出岸线的变化与景观的变化,也同时为滨水生态环境的优化起重要作用[2]。
3滨水区植物造景原则
为了满足游人观赏性需求,在考虑滨水区植物生态习性的基础上,从艺术的角度去配置植物。既要考虑植物种类的选择,树丛的组合,平面和立面的构图、色彩、季相及园林意境;同时又要考虑滨水区植物与其他要素如山石、水体、建筑、园路等相互间的配置。滨水区植物造景原则如下:
3.1应遵循以生态学原理为指导,因地制宜,适地适生
滨水区植物造景要遵循植物生长的自身规律及地形条件、气候的特点和造景要求,结合造园题材,力求适地适树。注重开发和应用乡土植物,充分利用现有的绿化基础[3]。
植物小论文:冬青属植物化学成分研究论文
【摘要】冬青属植物含有三萜及其苷类、黄酮类、香豆素、木脂素等化学成分。具有治疗心血管疾病、抗炎抗菌、抗肿瘤、降脂消肥等多种药理活性。本属多数植物在我国作为民间药物防病治病。该文对近6年以来有关冬青属植物的化学成分和药理活性的研究进展进行综述,为从化学成分角度探明该属植物的亲缘关系以及药物资源的合理开发利用提供参考。
【关键词】冬青属;化学成分;药理活性
冬青属(IlexL.)是冬青科(Aqifolilceae)4个属中我国仅有的1个属,《中国植物志》(第45卷第2分册)记载,我国约有冬青属植物204种,67变种,11变型,分布于秦岭南坡、长江流域及其以南地区,以西南地区最盛[1]。冬青属多种植物民间常做药用,如:救必应(Ilexrotunda)药用叶、树皮或根皮;四季青(I.purpurea)药用叶;岗梅(I.asprella.)、毛冬青(I.pubescens)以根或叶入药。多用于清热解毒、消炎、镇咳、祛痰及治疗心血管疾病,该属植物主要活性成分为齐墩果烷(oleanane)型和乌索烷(ursane)型三萜酸及皂苷、黄酮类、香豆素类化合物等,并含有木脂素、糖脂类以及氰基化合物等化学成分。近年来国内外对于该类药用植物的化学成分和活性给予了很大关注。本文就2000年以来的有关报道作一综述,为今后从化学成分角度阐明不同类型的冬青属植物之间的亲缘关系和从中开发新药提供参考。
1冬青属植物的化学成分
1.1三萜及三萜类皂苷化合物
三萜及三萜皂苷在冬青属植物中分布广泛,数量众多,主要存在于植物的根、叶、茎皮等部位,是该属植物的主要成分,从2000年至今,从该属植物中发现50余种此类化合物[2~17]。其苷元部分大多为齐墩果烷型或乌索烷型五环三萜类衍生物,详见图1及表1。
1.2黄酮类化合物
廖立平等[18]对四季青叶化学成分进行了研究,发现了5个黄酮类化合物,分别为2种黄酮醇苷:山柰素3-O-β-D-半乳糖苷、紫云英苷,2种黄酮醇:山奈酚、槲皮素,以及1种黄酮:洋芹素。其中山柰素3-O-β-D-半乳糖苷是首次报道从该属植物中发现,其余4种均为首次从该植物中分得。杨雁芳[5]从枸骨叶中提取分离得到了3个黄酮类化合物:槲皮素、异鼠李素和金丝桃苷,此3种化合物均为首次报道从该植物中分离得到。
1.3木脂素类和香豆素类化合物对毛冬青化学成分进行研究,杨鑫等[19]首次从该植物中分离得到了3个木脂素类化合物liriodendrin、(+)-环合橄榄树脂素、tortosideA,年进兴[17]从该植物中分离得到1个木脂素类化合物橄榄树脂素。杨雁芳等[5]首次从枸骨叶中分离得到了1个香豆素类化合物七叶内酯。表1从冬青属植物中得到的三萜及三萜皂苷类化合物(略)
1.4半萜类皂苷化合物2005年Jiangzhi-hong等[20]从毛冬青中又分离鉴定了两个半萜类化合物pubescenosidesA和pubescenosidesB。见图2。
1.5蒽醌类及多元酚类化合物年进兴[17]从中药毛冬青根中分离鉴定了6个蒽醌类化合物大黄酚、大黄素甲醚、大黄素8-O-β-D-葡萄糖苷、芦荟大黄素、大黄素、大黄酚8-O-β-D-葡萄糖苷,同时得到6个多元酚类化合物,异香草醛、橄榄苦苷、Lligustroside、脱氧土大黄苷、丁香醛、对羟基苯乙醇用。解军波等[21]从四季青叶中分离鉴定了4个酚酸类化合物:原儿茶酸、原儿茶醛、龙胆酸和异香草酸,其中龙胆酸和异香草酸为首次报道从该属植物中发现。廖立平[22]从四季青叶中分离得到1个新的酚性化合物四季青酚苷。
1.6其他类型化合物
廖立平等[23]从四季青叶中分离得到了3个甾醇类化合物,分别为豆甾醇、β-谷甾醇和胡萝卜苷。四季青的叶中还含有挥发油成分,鞣质等。吴弢等[24]从枸骨(Ilexcornuta)叶的氯仿部位分得正二十二烷酸和正二十六烷2个有机酸类成分。
2冬青属植物的药理研究
2.1对心脑血管系统的作用李维林等[25]对枸骨中3种化合物进行了心血管方面的药理作用研究,结果表明,枸骨苷4对脑垂体后叶素诱发的心肌缺血有一定的保护作用,不改变豚鼠离体心肌的心律和冠脉流量,但可显著降低心肌收缩力。救必应不同提取部位静脉注射对正常大鼠血压有快速的降压作用,其中以舒张压下降最为明显[26]。林春龙等[27]采用青心酮(又名3,4-二羟基苯乙酮)治疗慢性肺心病,发现该药能降低血浆黏度,抑制血小板活化,减少缩血管体液因子生成,降低肺循环阻力,其在防治肺心病肺动脉压行程中有一定作用具有很好的解血小板聚集作用。从毛冬青中分得两个半萜类皂苷化合物(pubescenosidesA和B)进行抗血小板聚集活性的药理研究表明,这两种化合物的抗血小板激活和聚集作用比阿司匹林和丹参缩酚酸B效果更强[20]。
2.2抗炎抗菌作用肌注给予岗梅(Ilexasprella)根乙醇提取物对大鼠角叉菜胶性“关节炎”、角叉菜胶致炎引起的白细胞游走和棉球肉芽肿都有明显的抑制作用,对组织胺引起的微血管通透性增加有明显对抗作用,而对5-羟色胺引起的微血管通透性增加的对抗作用不明显[28]。枸骨叶的极性萃取物中含有抗白念珠菌和光滑念珠菌两种深部条件致病真菌的活性成分,其抑菌作用部位是非单一环节[29]。灌服苦丁茶能明显提高大肠杆菌、痢疾杆菌、肺炎杆菌及乙链球菌感染小鼠的存活率[30]。
2.3抗氧化作用苦丁茶提取物在各种试验浓度时,对大鼠肝体外脂质过氧化有一定的抑制作用,并在一定浓度范围内呈量效关系[31]。陈薇等[32]对大叶苦丁茶(Ilexlatifolia)进行抗氧化成分及抗氧化性能研究,结果显示多酚和黄酮部位的抗氧化性能较强。
2.4降脂消肥作用苦丁茶大叶冬青能显著降低高脂血症血清总胆固醇TC和甘油三酯TG水平,有逐步升高高密度脂蛋白HDL-C,降低低密度脂蛋白LDL-C的趋势,对动脉粥样硬化指数AI和冠心指数R-CHR也有一定的降低作用,证明其对高脂血症的治疗有一定的效果[33]。
2.5对免疫系统的作用枸骨叶脂溶性萃取物含有较强抑制T淋巴细胞活化、增殖的化学成分[34]。冬青甲素(IA)能影响柔红霉素对体外培养过度表达P一170白血病细胞的细胞毒作用,且毛冬青甲素与异搏定(VP)联合作用能大大提高柔红霉素对K562/AO2细胞的杀伤力[35]。
2.6其他作用XuChen等[36]通过动物实验对3种传统中药对获得性无能模型的抗抑郁作用进行研究,结果表明毛冬青提取物对抑郁症动物模型具有显著的抗抑郁作用。枸骨(Ilexcornuta)丙酮提取物皮下注射对小鼠有终止中孕的作用;腹腔注射小鼠有终止早、中、晚孕作用;灌胃给药,对小鼠早孕、中孕则无明显作用。黄体酮不能对抗枸骨的抗早孕作用,说明枸骨抗生育作用可能是由于直接作用的结果。此外,大叶冬青所作的结果与上述结果基本相似,说明基本所含有效成分是一样的[37]。
3小结
冬青属植物在我国有着丰富的自然资源,我国可供药用的冬青属植物有20多种,该属许多植物具有悠久的民间药用历史,且现代临床应用广泛,疗效确切。迄今为止,国内外学者已对该属部分植物进行了化学和药理学研究,部分阐明了其民间药用的理论基础。三萜及其皂苷类化合物是冬青属植物中分布最广的特征成分,几乎所有有化学成分报道的冬青属的植物均有该类成分。目前国内对冬青属植物的研究大都集中于枸骨、苦丁茶冬青几个种,对该属植物化学成分研究也主要限于三萜及其皂苷类化合物,药理活性主要是对有效部位进行药理作用研究,对化学成分与生物活性之间的关系缺乏深入的研究。作者认为今后应从以下几方面开展工作:(1)以三萜皂苷类、黄酮类化学成分为出发点,探讨该属此类成分的药理作用。有望从中开发出新的心脑血管系统疾病的治疗药物。(2)继续深入研究本属植物,尤其是具有民间药用经验和基础且资源较丰富植物的化学成分,并采用药理筛选、活性跟踪,得到活性成分,并研究活性成分的药理作用,以阐明药用植物的作用物质基础和发现新的药用活性化合物。总之,该属植物在医药方面有广阔前景,有非常重要的药用及经济价值,值得进一步研究。
植物小论文:花锚属植物化学成分研究论文
【摘要】目的介绍藏药花锚属植物的化学成分、组织培养及其药理作用的研究状况。方法参阅近年来国内外发表的相关文献,对其进行分析、整理和归纳。结果花锚属植物的主要化学成分为(口山)酮及(口山)酮苷类、裂环烯醚萜类、三萜类、黄酮类以及一些生物碱类化合物等。而其主要有效成分为(口山)酮及(口山)酮苷、裂环烯醚萜类、三萜类化合物及其它黄酮苷等,具有抗肝炎、抗氧化活性、降血糖和调节免疫等功效。椭圆叶花锚人工引种栽培技术的开发已经成功,而组织培养技术至今尚未见成功的报道。结论进一步从该属植物中筛选抗肝炎和治疗糖尿病的有效成分以及研究采用人工的方法达到该药物资源的可持续利用已成为目前及今后对该属植物重点研究的目标,具有重要的理论和应用价值。
【关键词】花锚化学成分药理活性
花锚属植物全球约有八十余种,分布在北半球及南美,其中已进行有关植化研究的只有4种:Haleniacorniculata,H.elliptica,H.campanulata和H.asclepiadea。我国有该属植物两种,为花锚H.corniculata和椭圆叶花锚H.ellipiticaD.Don[1,2]。椭圆叶花锚(又名黑及草;藏语称“去合斗拉果玛”;蒙名为希赫日-地格达),是一年生或两年生草本植物[2],为龙胆科Gentianaceae花锚属HaleniaBorkh植物。主要分布于我国的西藏、青海、四川、甘肃等地,生于海拔2500~4400m的林下或草原[3]。它性味苦寒,全草入药,为藏蒙药系统中治疗肝胆系统疾病的常用药物,现代医学验证其对治疗肝炎有疗效。以花锚为主药材研制、开发的治疗肝胆系统疾病的成品藏药,具有疗效稳定,效率高等特点,市场前景广阔。随着我国藏药事业的迅速发展,椭圆叶花锚的药用资源需求量快速增加,由于过度采挖,导致其野生植物资源日益枯竭。为了扩大花锚资源的有效利用,笔者对其近年来国内外研究者分离到的化学成分、有效活性成分及其药理活性和人工引种栽培技术、组织培养等方面的研究成果作一综述,为该植物的进一步研究和合理开发利用提供参考。
1化学成分
现代医学研究表明,花锚属植物的主要化学成分为(口山)酮及(口山)酮苷类、裂环烯醚萜类、三萜类、黄酮类以及一些生物碱类化合物等。
1.1(口山)酮及(口山)酮苷孙洪发等[4]从椭圆叶花锚中得到五种(口山)酮成分,分别为1,7-二羟基-2,3,4,5-四甲氧基(口山)酮,1,5-二羟基-2,3,7-三甲氧基(口山)酮,1,2-二羟基-3,4,5-三甲氧基(口山)酮,1,5-二羟基-2,3-二甲氧基(口山)酮和1,7-二羟基-2,3-二甲氧基(口山)酮。
孙洪发等[5]又从椭圆叶花锚中得到3种(口山)酮苷成分,分别为1-o-[β-D-木吡喃糖-(1-6)-β-D-葡萄吡喃糖]-2,3,5,7-四甲氧基(口山)酮,1-o-[β-D-木吡喃糖-(1-6)-β-D-葡萄吡喃糖]-2,3,5-三甲氧基(口山)酮和1-o-[β-D-木吡喃糖-(1-6)-β-D-葡萄吡喃糖[-2,3,4,5-四甲氧基(口山)酮。其中1-o-[β-D-木吡喃糖-(1-6)-β-D-葡萄吡喃糖]-2,3,5,7-四甲氧基(口山)酮(花锚苷)和1-o-[β-D-木吡喃糖-(1-6)-β-D-葡萄吡喃糖[-2,3,5-三甲氧基(口山)酮(去甲氧基花锚苷)为该属植物抗肝炎的两种有效成分。
张德等[6]采用元素分析(EA)、核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、差示扫描量热(DSC)等分析方法首次从藏药花锚中分离得到两种针状结晶化合物,分别为1-羟基-3,7,8-三甲氧基(口山)酮(1-hydroxy-3,7,8-trimethoxyxanthone)和1,7-二羟基-3,8-二甲氧基((口山))酮(1,7-dihydroxy-3,8-dimethoxyxanthone)。
高洁等[7]从椭叶花锚乙醇提取物醋酸乙酯萃取部分分离得到8个(口山)酮化合物,分别为1,7-二羟基-2,3,5-三甲氧基(口山)酮,1-羟基-2,3,4,7-四甲氧基(口山)酮,1,7-二羟基-2,3,4,5-四甲氧基(口山)酮,1,7-二羟基-2,3-二甲氧基(口山)酮,1,5-二羟基-2,3-二甲氧基(口山)酮,1-羟基-2,3,5-三甲氧基(口山)酮,1-羟基-2,3,4,5-四甲氧基(口山)酮和1-羟基-2,3,5,7-四甲氧基(口山)酮。
1.2其它成分Rodrigaez等[8]从花锚中分离得到了一种的黄酮类葡萄糖苷;高光跃等[9]从椭圆叶花锚全草中测出含有獐牙菜苦苷和当药苷;Dhasmana等[10]从椭圆叶花锚全草中分离得到齐墩果酸和谷甾醇葡萄糖苷;Rodrigaez等[11]从花锚中分离得到了一种二糖酯裂环烯醚萜。
2药理活性
花锚为藏蒙药中治疗肝胆系统疾病的常用药物,其主要分布于我国的西藏、青海、四川、甘肃等地藏民族地区,目前对花锚药理活性的研究报道较少,有待进一步深入研究。
2.1保肝降酶作用张经明等[12]采用花锚煎剂(含花锚苷)对CCl4造成的肝损伤模型的研究表明,花锚苷可明显增加核糖核酸;药理实验证明,花锚中的花锚苷和去甲氧基花锚苷具有明显的保肝作用,可增加核糖核酸,增加肝糖元,促进蛋白质的合成,促进肝细胞的再生,加速坏死组织的修复,是该植物抗肝炎的主要有效成分。周富强[13]通过不同剂量西宁花锚对CCl4实验性肝损伤后肝糖元的含量的研究,发现西宁花锚对CCl4损伤后小鼠肝糖元的储存的恢复有一定的药效,可显著提高肝糖元的含量。
马学惠等[14]在齐墩果酸防治CCl4引起的大鼠急性肝损伤作用的研究中,发现该药物能使血清GPT明显下降,肝内甘油三酯积累量减少;同时,能使肝细胞变性、坏死明显减轻,糖原蓄积增加,具有明显的保肝降酶作用。宫新江等[15]的齐墩果酸对环磷酰胺所致大鼠肝细胞损伤的保护作用的研究表明,齐墩果酸能抑制环磷酰胺所致的肝细胞上清液ALT,AST及LDH活力升高,肝细胞MTT值减小,说明齐墩果酸可抗环磷酰胺所致肝细胞损伤。
王晓峰等[16]采用原代培养的小鼠肝细胞,以3H-胸腺嘧啶和3H-亮氨酸掺入的方法,研究经齐墩果酸预处理后的小鼠的肝细胞DNA和蛋白质合成速率的变化,结果发现齐墩果酸能促进肝细胞DNA及蛋白质合成,且合成速率明显增高,具有保肝作用。另外王晓峰等[17]报道齐墩果酸在对小鼠肝内谷丙转氨酶及谷草转氨酶的直接作用时,小鼠血清样品与不同浓度的齐墩果酸分别作用后,谷丙转氨酶活性则显著降低,说明齐墩果酸对谷丙转氨酶活性具有明显抑制作用。
2.2降血糖作用苗德田等[18]研究了齐墩果酸对大鼠血糖的影响,结果显示,齐墩果酸对化学性高血糖模型大鼠有显著的降血糖作用。柳占彪等[19]用齐墩果酸对高血糖大鼠治疗,结果发现单一的齐墩果酸具有降低高血糖的作用,同时在血糖降低时肝糖原和血清胰岛素均有明显升高。
2.3抗炎作用戴岳等[20]采用多种实验性炎症模型证实齐墩果酸对二甲苯与乙酸引起的小鼠皮肤和腹腔毛细血管通透性增高及对角叉菜胶等多种致炎物引起的大量足垫肿胀都具有明显抑制作用。
2.4抗氧化活性肝细胞膜的脂质过氧化是造成肝损伤的重要原因之一,高洁等[7]在研究藏药花锚中(口山)酮类成分及其抗氧化活性时,从椭叶花锚乙醇提取物醋酸乙酯萃取部分分离得到8个(口山)酮化合物,且该类化合物在一定程度上能显著抑制Fe2+-Cys诱导大鼠肝微粒体丙二醛的生成,有效降低肝微粒体膜的氧化损伤。因此,具有一定的抗氧化活性。
2.5其他作用椭圆叶花锚的干浸膏可提高单核-巨噬细胞吞噬功能,具有调节体液免疫的作用,使降低的血清溶血素及脾细胞免疫溶血活性提高到正常水平[21]。另有报道椭圆叶花锚全草的氯仿可溶部分(富含口山酮葡萄糖苷)具有抗阿米巴作用[22]。
3人工栽培
高原野生重要植物资源的持续发展必须建立在生物资源可持续利用和生态环境保护的基础上,培育地道地产中藏药材是实现高原地区中藏药资源可持续利用的主要途径之一,也是保障中藏药产业持续发展的必然选择。
3.1人工栽培的重要意义花锚属与獐牙菜属植物等同属于藏茵陈类药物,被称为“藏药中的奇葩”,是治疗肝中毒、肝炎的药物之一。但是这种药物资源一般生长在人迹罕至的高寒缺氧环境中,其再生周期较长甚至不能再生,藏茵陈供需矛盾也由此变得越来越突出。
尽管野生椭圆叶花锚在青藏高原地区分布广泛,资源较为丰富。但是近十多年来,随着我国民族医药特别是藏药事业的迅速发展,越来越多的企业开始投资藏医药领域,椭圆叶花锚的药用资源需求量快速增加。但是,藏药产业一度出现重成品生产轻药材来源、重开发轻保护的问题,造成过度的采挖及收购现象,特别是在植物生长阶段的花期大量采收导致资源量锐减,野生植物资源日益枯竭。因此,对作为原料植物药的椭圆叶花锚进行人工栽培的研究具有十分重要的意义。
3.2人工引种栽培为了解决藏茵陈类药材资源严重短缺的实际问题,中国科学院西北高原生物研究所经过3年的栽培与试验,成功地解决了以往藏茵陈种子萌发率低、出苗率低、人工栽培难以成活等关键技术问题。3种藏茵陈类药用植物——川西獐牙菜、抱茎獐牙菜和花锚人工种植成功,并通过鉴定。经过专家的监测和对比分析,这次人工栽培的3种植物,其主要有效成分齐墩果酸和芒果苷的含量基本接近于天然野生资源,川西獐牙菜的有效成分含量甚至显著高于野生资源,人工条件下栽培藏茵陈类药用植物的质量及其本身的药用价值可以得到保障。随着青海省产业结构的调整,椭圆叶花锚人工引种栽培技术的开发研究,青海省椭圆叶花锚人工种植规模逐渐扩大。椭圆叶花锚人工引种栽培试验在该省也初见成效。陈桂琛等[23]对椭圆叶花锚的引种栽培的研究表明,栽培的椭圆叶花锚植株在植株高度、分枝数量、单株生物量等生长状况指标明显高于野生植株,其有效化学成分接近野生状态的水平,说明野生椭圆叶花锚的人工栽培是可行的。吉文鹤等[24]运用RP-HPLC建立了花锚中青兰苷、去甲氧基花锚苷和花锚苷的含量分析方法,为栽培花锚替代野生花锚入药提供一定的科学依据。研究表明,栽培花锚中花锚苷和去甲氧基花锚苷的含量和在野生花锚中的含量相比无明显差别,可以初步证明栽培花锚可以替代野生花锚入药。纪兰菊等[25]在研究栽培花锚的品质能否代替野生花锚入药时,通过指纹图谱的相似度分析,得出结论:同一产地的野生与栽培花锚药材色谱分离图叠加比较,显示了良好的相似度。证明栽培花锚中的主要化学成分及数量符合花锚药材的指纹特征,可以代替野生花锚药材入药。
3.3组织培养随着对花锚属植物药用成分不断深入的研究,药用潜力的挖掘,该属植物的需求量大大增加,造成了该属植物野生资源的日益匮乏且面临枯竭。该属植物的人工引种栽培技术在一定程度上已经可行,但是,还需要通过多种途径来提高对其的培育效率。
药用植物的组织培养技术及应用已有多年的发展历史,但还有相当多的植物目前尚没有相应的离体培养技术。目前,花锚属植物的组织培养技术至今尚未见成功的报道,仍然是个空缺。因此,建立该属药用植物的离体快繁技术的需求日渐增加,它也是实现高原地区中藏药资源可持续利用的主要途径之一。
4采集时期
从生物量的角度考虑,花期的生物量高于果期,更高于其他时期。杨慧玲等[26]在研究不同地区和生长物候期藏药花锚有效成分齐墩果酸的含量变化实验中,比较了野生状态下不同海拔、栽培条件下不同生长时期花锚的齐墩果酸含量,为确定该药材的采收时期、不同地区药材的质量以及栽培地点的选择提供理论依据。该研究发现花锚花期齐墩果酸含量较高,而幼苗期、蕾期和果期都低于花期的含量。因此,花期得到的药材最多质量也好。
吉文鹤等[24]研究了花锚中去甲氧基花锚苷和花锚苷的含量随着不同生长期的变化趋势,为药材的合理栽培和采收提供科学依据。该研究表明,去甲氧基花锚苷和花锚苷含量在营养期含量较高,从6~9月逐渐降低,从抗肝炎活性成分的含量角度考虑,6月份(营养期)为花锚的采收期。
5结语
花锚属植物是藏蒙药中治疗肝炎类疾病的常用药物,全草入药,具有重要的药用价值。该属植物的主要有效成分为(口山)酮及(口山)酮苷、裂环烯醚萜类、三萜类化合物及其它黄酮苷等,具有抗肝炎、抗氧化活性和降血糖等功效。在我国,该属植物药用历史较长,故具有很高的药理研究价值,特别是有关抗肝炎方面的研究显示出较大的市场潜力,值得进一步深入研究;其降血糖作用、抗氧化活性和调节体液免疫的药理活性研究报道较少,这些研究工作都亟待进一步的深入;另外对野生植物的过度采挖造成资源贫乏,采用人工的方法达到该药物资源的可持续利用也已成为目前及今后对该属植物重点研究的目标。
植物小论文:彩色图像提取植物特征研究论文
摘要本文介绍了一种基于计算机视觉的快速植物识别算法,能够快速正确地将植物从复杂的土壤背景中识别出来,从而满足实时地为后续变量控制提供信号的要求。利用AOI测试工具,采集了不同土壤、作物残留物以及各种光照条件下植物的图像进行处理,通过提取图像中每一个像素的R、G、B三个分量值计算出(2G-R-B)过绿颜色特征值,将彩色图像转变成灰度图像显示。
关键词计算机视觉;图像处理;AOI;作物识别;像素
1概述
借助于计算机视觉技术的智能化,能快速识别出植物,判断其覆盖率,并确定其位置,有针对性地采取措施。这不仅能能降低投入,而且对我国温室种植和设施农业着重要的经济意义和实际价值。随着计算机软硬件性能价格比的提高,特别是近十年来计算机技术在各个领域的渗透,利用计算机视觉技术来取得植物特征并作进一步分析已经变得切实可行[1]。
本文针对温室大棚采集的杂草图像进行研究,实现了一种快速植物特征提取与识别算法,能够满足实时地为后续变量控制提供信号的要求,为进一步的研究工作打下了一定的基础。
2图像处理
2.1图像分割
利用CCD彩色摄像机获取的图像,通过图像采集卡将获取的图像以真彩色24位位图的格式存储。真彩色24位位图在存储格式上是以3个字节表示图像中的一个像素点。这三个字节分别存储像素点的R、G、B颜色分量值。三个值根据RGB颜色坐标系统(见图1)合成这个像素点的颜色值。目的一是为了获得更多的信息量,二是为了减少图像解压缩的过程,加快处理速度。
图像分割是由图像处理到图像分析的关键步骤,也是一种基本的计算机视觉技术。随后的图像处理,诸如特征提取和对象识别,都依赖于图像分割的质量。图像分割就是指把图像分成各具特性的区域并提取感兴趣目标的技术和过程[2]。尽管人们在图像分割方面做了许多研究工作,但由于没有通用的分割理论,现己提出的分割算法大都是针对具体问题的,并没有一种适合所有图像的通用分割算法[3]。这里的图像分割,主要是指去除
植物图像中的土壤背景及作物残茬。为了有效的将叶面与背景区分,要对原始图像数据进行选择和变换,得到
最能反映分类本质的特征。在此所说的图像特征,指的是图像中各个点的特征,而不是整个图像的整体特征。
对于彩色图像分割问题,必须充分利用彩色图像所包含的丰富的色彩信息,选择适当的特征,使目标和背景能依据特征上的差别进行区分,利用这个颜色特征将彩色图像转变成灰度图像,再确定阈值将灰度图像二值化。
2.2RGB和HSI坐标系统
数字图像处理中,常用的颜色坐标系统有RGB和HSI坐标系统(坐标系统图如图1、图2)。RGB颜色坐标系统以红R、绿G、蓝B三种颜色为基色,其它颜色由这三种基色加权混合而成。HSI坐标系统中H表示色调(Hue),S表示饱和度(Saturation),I表示密度,对应图像的亮度(Intensity)。面向硬件设备(如彩色显示器和打印机等)的最常用彩色坐标系统是RGB坐标系统,而面向彩色处理的最常用颜色坐标系统是HSI坐标系统,HSI坐标系统有两个特点:其一,I分量与图像的彩色信息无关;其二,H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相连的。这些特点使得HSI坐标系统非常适合于借助人的视觉系统来感知彩色特性的图像处理算法[4]。
图1RGB颜色坐标系统图2HSI颜色坐标系统
从RGB坐标系统到HSI坐标系统的转换公式如下:
在RGB颜色坐标系统中,如果不考虑光照强度,而只对色度感兴趣,则只要知道R、G、B的相对值即可。相对值r、g、b称为色度坐标,其计算公式如下:
(2)
其中,Rn、Gn、Bn分别是规范到0~l之间的RGB值,其计算公式如下:
(3)
式中的Rm、Gm、Bm分别是RGB颜色坐标系中的较大分量值。不同的彩色显示系统有不同的取值范围,例如,一个24位的真彩色显示系统中,Rm=Gm=Bm,此时r、g、b可按下式计算
(4)
2.3统计实验
物体的颜色是由它的反射光谱特性和光源特性所决定的。由于有生命的杂草的反射光谱特性不同于无生命的土壤背景,因而两者在颜色上形成了鲜明的对比,但在亮度上差别不明显。对不同土壤、土壤残留物以及各种光照条件下的用于识别杂草颜色指数所做的研究表明,在通常情况下,植物图像的背景即土壤有较大的r、b值,而其g值却总小于植物本身的g值,这里r、g、b是归一化的颜色分量,其计算公式如(4)。通过研究利用r-b、g-b、(g-b)/|r-g|和(2g-r-b)等指标来区别植物与非植物背景是非常有效的。本文在前人的研究基础上,利用AOI(Areaofinterest,感兴趣区域)测试工具对大量的包含各种类型的杂草图像进行颜色特征的分析,采集了不同土壤、作物残留物以及各种光照条件下温室大棚内的杂草图像。统计研究上述四种归一化颜色特征参数的均值和标准偏差,以及(2G-R-B)颜色特征参数和H、S、I值的均值和标准偏差。统计的结果如下表1、表2、表3、表4。为了便于计算,作了如下规定:为了避免分母为零的情况发生,规定在(-0.01,0.01)之间的(r-g)值为0.01;有些叶子像素的g值远大于r值,从而导致
(g-b)/|r-g|很小,为避免这种情况,当(r-g)小于-0.08时,(r-g)的值设置为0.01。(注:“残茬土壤”为含有作物残茬的土壤)
2.4结果分析
由表l和表2可以得出以下结论:
(1)对于r、g、b三个分量值,干土大于湿土,这是因为干土的反射率高于湿土的反射率,土壤湿度越大,则r、g、b值越低。
(2)在相同的土壤湿度下,由于有麦茬等覆盖物的区域的反射率低于没有覆盖物的区域,因此,其色度坐标r、g、b较小,麦茬覆盖率越高,则该区域的r、g、b分量值就越低。
(3)土壤、麦茬等非植物背景的红色分量占主导地位,而植物部分的绿色分量g占主导地位,从而为植物与非植物背景的识别提供了很好的依据。
(4)植物部分的(g-b)的值比非植物部分稍高,而非植物部分的(r-g)的值稍高于植物部分,但差别都不明显,而且偏差相对较大,不太适合于背景分割。
(5)植物部分的(g-b)/|r-g|值高于非植物部分,且差别比较明显,所以(g-b)/|r-g|值也是背景分离的一个非常有用的颜色参数。但是(g-b)/|r-g|的值计算比较麻烦,尤其是当(r-g)的值较小时,(g-b)/|r-g|就会变得很大,从而导致其偏差较大,不利于背景分割。
(6)植物部分的过绿特征(ExcessGreen,2g-r-b)大于土壤等非植物部分,非植物部分的过绿特征值一般小于等于零,而植物部分的过绿特征值一般大于等于0.20,且过绿特征的偏差都相对较小。因此,过绿特征是杂草图像中用于背景分离的很好的阈值参数[5]。
由表3可以得出以下结论:
(7)没有归一化的RGB值的偏差较大,主要是因为光照强度的变化所导致的。
(8)对于没有归一化的过绿特征(2G-R-B)而言,植物部分的值远大于零,而非植物部分的值在零附近。虽然植物部分与非植物部分的过绿特征的偏差都相对较大,但是两部分的过绿特征值相距甚远,几乎没有重叠现象,故由没有归一化的RGB值所产生的过绿特征同样可用于杂草图像的背景分割,并且计算简单,处理速度快。但光照强度的变化不宜过大。
由表4可以得出以下结论:
(9)植物部分的饱和度稍高于非植物部分,而且饱和度的偏差相对较大,两部分的饱和度值交迭严重,故饱和度在杂草识别中没有可以利用的信息。
(10)植物部分的亮度稍高于非植物部分,但差别甚微,而且相对偏差很大,不能用于杂草识别中的背景分割。
(11)植物部分的色度值远远高于非植物部分,土壤湿度增加时,其色度值略有增加,但幅度不大,而且色度的标准偏差相对很小,非植物部分与植物部分的色度范围几乎不存在重叠现象,故色度也是可以用于杂草背景分割的参数。
3结论
综上所述,(2g-r-b)、(2G-R-B)、色度H三种颜色特征值都为杂草与土壤背景提供了足够的对比度,有利于杂草图像的背景分割。本文在图像处理试验中发现,对于由没有归一化的RGB分量所产生的过绿特征(2G-R-B),在室内光照强度相对比较稳定的条件下,在杂草与土壤背景之间的反差很大,因而可以用于杂草图像的背景分割,而且在这种情况下一些图像由彩色图像转成灰度图像的处理效果比采用(2g-r-b)颜色特征值的处理效果更好,结合计算机系统中采用的真彩色24位bmp图像文件格式考虑,采用(2G-R-B)颜色特征值计算简单,处理速度快,可以很好的将彩色图像转成灰度图,并且为下一步的图像分割作好了准备。
本系统软件通过提取图像中每一个像素的R、G、B三个分量值计算出(2G-R-B)颜色特征值,将彩色图像转变成灰度图像显示,因而可以利用图像的(2G-R-B)颜色特征值进行下一步灰度图像的阈值分割。
植物小论文:植物水涝胁迫研究论文
摘要:本文概述了植物水涝胁迫的国内外研究现状及进展,介绍了水涝胁迫对植物的主要危害,阐述了植物对耐涝的适应性机理,提出并讨论了在植物耐涝方面有待进一步探讨和研究的问题,以期为该领域的研究提供一定的参考。
关键词:水涝胁迫适应性机理研究进展
按照Levitt的分类,水分胁迫包括干旱胁迫(水分亏缺)和水涝胁迫(洪涝)。水涝胁迫对植物产生的伤害称为涝害。涝害是世界上许多国家的重大灾害。随着全球环境的不断恶化,生态系统严重破坏,全球气候异常加剧,雨量分布极不均衡,局部地区水灾不断,土壤淹水现象更是极为常见,世界各国都非常重视防涝抗洪、水土保持等问题的研究。我国也是一个洪涝灾害比较严重的国家,大约有2/3国土面积存在不同程度的涝害,危害极大。认识植物对水涝胁迫响应的机理,揭示其适应机制,从而合理地选择和定向培育耐涝性品种,减轻淹水对农业生产的危害,对于我国的农业生产具有重要的理论和现实意义。
一、水涝胁迫对植物的危害
植物对水的需求是有一定限度的,水分过多或过少,同样对植物不利,水分亏缺产生旱害,抑制植物生长;土壤水分过多产生涝害,植物生长不好,甚至烂根死苗[1]。涝害会影响植物的生长发育,尤其是旱生植物在水涝情况下其形态、生理都会受到严重影响,大部分维管植物在淹水环境中均表现出明显的伤害,甚至死亡。但涝害对植物的危害主要原因不在于水自身,而是由于水分过多所诱导的次生胁迫而造成的。
1.水涝胁迫对植物细胞膜的影响
当植物处于水涝状态时,细胞内自由基的产生与清除之间的平衡遭到破坏,造成自由基的积累从而破坏膜的选择透性。晏斌等研究后认为,在涝渍胁迫下玉米体内正常的活性氧代谢平衡破坏,首先是SOD活性受抑制,导致O2-增生。故认为叶片的涝渍伤害可能主要是过量O2-积累产生MDA,引起蛋白质、核酸分子发生交联反应和变性、破坏膜和生物大分子物质,加快了衰老速度[2]。魏和平等以玉米为材料,研究淹水条件下叶片细胞超微结构的变化,发现首先液泡膜内馅逐渐松驰,叶绿体向外突出一个泡状结构,随后进一步破坏解体,且叶绿体结果破坏在液泡膜出现破裂之前,其次是线粒体、细胞核解体。后二者的破坏是淹水缺水造成还是细胞死亡过程中消化酶所致,尚须进一步研究。
2.涝害对植物物质代谢的影响
(1)水涝对植物光合作用的影响
土壤淹水后,不耐涝植物的光合速率迅速下降。虽然在一定时间内,甚至在较长时间内淹水并不引起植株叶片水分亏缺,有时还会提高叶片的水势,但仍会很快引起气孔关闭,叶片CO2扩散的气孔阻力增加。随淹水时间的延长,叶绿素含量下降,叶片早衰、脱落。土壤淹水不仅降低光合速率,光合产物的运输也有所下降[3]。渍水下净光合速率与产量的变化显著正相关,可作为耐涝性选择指标。淹水下,植物光呼吸酶活性受影响,光呼吸加强.水分胁迫下光呼吸具有特殊的防止光抑制作用,通过CO2循环有效耗散过剩能量,从而保护植物在逆境下的光抑制。
(2)水涝对植物呼吸作用的影响
涝害减少了植物组织与土壤间的气体交换,导致根部区域形成缺氧或厌氧环境,这是涝害各种反应中的主要决定因子。由于土壤中的氧气迅速亏缺,引起土壤和厌氧微生物产生了许多对植物有害的物质,这些有害物质将随着淹水的不同程度影响着植物的正常生长和发育。另外,植物体内淹水缺氧,导致根部厌氧代谢产生的乙醇、乙醛等物质对细胞具有毒性,对蛋白质结构造成破坏;产生的乳酸及液泡H+外渗等原因会导致细胞质酸中毒;发酵还会使线粒体结构破坏,细胞能荷下降,细胞中氧自由基增加,保护酶如SOD,POD等活性下降,质膜透性剧增,导致细胞严重的厌氧伤害[4].
(3)根际缺氧对矿质营养的影响
缺氧条件下,植物对土壤中矿质元素的吸收大大减少,主要原因是在缺氧条件下植物只能利用无氧呼吸产生的能量,无氧呼吸产生能量比有氧呼吸少得很多,必然会降低根系细胞ATP的浓度,削弱了根系主动吸收矿质的能力。在缺氧条件下,植物的蒸腾作用降低,蒸腾流流速减慢,矿质元素从根系运输到地上部分的数量减少;另外,缺氧条件下,土壤气体交换受阻,土壤中CO2浓度增大,氧气相对减少,好气性微生物数量减少,厌气性微生物增多,使土壤酸度增大,改变了土壤微环境,导致土壤矿质元素有效状况的改变,从而影响植物根系对有效矿质的吸收和积累。由于氧气亏缺导致土壤氧化还原电势降低,使某些离子还原成更可溶更有毒的形式(如硫化物H2S,FeS)。从而使细胞生理机能下降,从而引起根腐和木质化。
3.根际缺氧对植物激素的影响
土壤淹水后改变了植物内源激素的合成和运输,植株根内GA和CTK合成受阻,加剧叶片衰老和脱落。逆境条件下植物体内乙烯含量增加。一些研究者认为是缺水植物体内氧分压降低,诱导根中ACC合成基因促进根中ACC的合成,ACC随蒸腾液流由根系向地上部分运输,地上部分的ACC在通气条件下转变为乙烯[5]。近来已将乙烯在根系的合成更详细地研究清楚,在O2辐射进入根系组织的过程中,由于细胞壁的阻碍和代谢活跃皮层的存在,在根系组织中形成一种从根外层到根中柱部位低氧到缺氧的O2体积分数梯度,结果在缺氧中柱由不需要O2的ACC合成酶将ASM合成ACC,从中柱运ACC输到低氧皮层细胞,由需要O2的ACC氧化酶将ACC氧化成乙烯,再从根部运输到地上部分,促进茎的加粗、次生根的发育及叶片衰老脱落[6]。另外,在缺氧条件下,植物地上部分ABA合成加强,减小了向根系运输的数量,地上部分ABA质量分数随之增大,并进一步抑制ABA向根部的运输。同时缺氧也可能干扰赤霉素和细胞分裂素的合成。
二、植物对水涝胁迫的适应性机理
1.植物耐涝的形态学适应
(1)根系生长的表面化
在水涝胁迫条件下,有些植物根系表层化并且变细,根毛增多,根系能减少氧气在细胞中扩散的阻力,又不会形成根中部细胞的缺氧,还可以增加根系表面积,有利氧的吸收;一些深根植物对缺氧的适应是根部细胞间形成大量通气间隙,便于氧气扩散,根系生长在深层土壤中,也可以获得氧气,同时,有些植物如玉米、小麦、向日葵等,在水表层的茎节处会长出不定根,不定根伸长区内有发达的通气组织形成,使根内部组织孔隙度大幅提高。电镜细胞化学研究结果,不定根根尖细胞内ATP酶的分布高于正常根[7]。ATP酶活性上升,表明不定根根尖细胞具有较高细胞分裂能力和生理活性,根系氧气摄取和运输能力明显改善。
(2)形成根际通气组织。
诱发通气组织形成的原因是由于根系和微生物活动消耗氧气,根系的厌氧环境促进植物乙烯的生成和积累,覆盖根系的水又会通过降低乙烯的释放而加剧这种积累。乙烯浓度增加促进纤维素酶的活性,在酶的作用下,根尖皮层组织中细胞分离或部分皮层细胞崩溃,形成通气组织。可促进氧气扩散进根部,同时使根部的甲烷、H2S、CO2等气体排到体外,调节根际氧化势,排泄废气。
以往对植物耐涝形态学机理主要局限于根的研究,近年来国内外一些学者逐步对植物地上部在淹水状态下发生的形态学变化也进行了研究。目前,对植物淹水环境下形态学适应的相关研究仍较少,且局限于水稻、小麦等少数几种植物,因此,有待于进一步研究。
2.植物对淹水的代谢适应
(1)涝害胁迫下植物代谢途径的改变
有氧存在时植物不存在发酵途径,但在低氧时立即诱导出现,说明它们在植物适应低氧存活机制中起着重要作用。植物受涝时,由于根部区域缺氧不能进行正常的有氧代谢,而为了维持正常的或至少是低的生命活动,能量的供应也是必不可少的。因此在厌氧条件下,细胞能量的供应主要依赖于无氧发酵途径产生ATP。在受涝时,主要有三种活跃的发酵途径:乙醇发酵途径、乳酸发酵途径和植物特有的丙氨酸发酵途径。但这三种途径是怎样又是在多大程度上对缺氧胁迫的耐性做出贡献以及它们之间是如何相互作用的仍不清楚。
在涝害胁迫时,除了发酵途径外,在有些植物中还存在磷酸戊糖途径和苹果酸代谢作为能量供应的补充,以减小发酵途径产生的乙醇、乳酸等有毒物质的毒害作用[8]。厌氧条件下,参与糖酵解过程的酶也发生变化,厌氧诱导表达出一类正常状况下不表达的糖酵解酶[9]。此外,有些湿地植物可能存在特殊的代谢,如使用PPi替代ATP作为高能磷酸的供体。低氧锻炼的玉米,根尖存活时间以及胞质酸化与ATP含量无关,暗示PPi在起作用[10]。
(2)涝害胁迫下蛋白质的合成
逆境下植物叶片游离脯氨酸累积,原因一是叶片组织多种酶活性降低,脯氨酸氧化受阻,造成游离脯氨酸积累;二是谷氨酸合成脯氨酸的速度增加。脯氨酸可提高植物细胞原生质渗透压,防水分散失以及提高原生质胶体的稳定性,从而提高植物体抗性[11]。植物抗逆性途径大多与蛋白质尤其是酶有关,在短时淹水逆境下,酶活性增强,但随时间延长这些酶的活性下降。许多研究结果表明在涝渍胁迫条件下,植物体内诱导合成了一些新的蛋白或酶类物质。一些耐水涝胁迫的植物,如水稻和稻稗,在氧胁迫条件下糖酵解代谢酶类的活性明显被促进,例如乙醇发酵、糖酵解代谢、磷酸戊糖代谢酶活性被促进,甚至三羧酸循环在缺氧条件下也有一定活性,这样湿生植物就可以在代谢上适应水涝胁迫所造成的缺氧生境。以玉米为材料在厌氧条件下的研究发现,玉米新合成两类蛋白:过渡多肽和厌氧多肽,并与糖酵解或糖代谢有关[12]。目前已克隆了一些与植物抗涝性相关的基因,主要是编码厌氧胁迫蛋白的基因、SOD酶基因、植物血红蛋白等。随着基因工程技术的完善,利用转基因技术培育抗涝性植物材料将成为未来抗涝性育种的重要手段。
目前,对于提高植物的耐涝性方面的研究仍然较少,有研究表明使用生长调节剂如PP333、BR-120、复合醇等及外源活性氧清除剂能有效缓解涝害,但在大田条件下,这些措施有一定的局限性。目前迫切需要确定、直观的生理指标,从涝害下植株形态结构及代谢适应性分子机制入手,寻找适宜的耐涝基因,通过转基因技术选育抗淹耐涝品种。
植物小论文:攀缘植物在园林绿化中的应用分析论文
论文关键词园林绿化;攀缘植物;应用
论文摘要攀缘植物是园林植物中重要的一类,它们的攀缘习性和观赏特性各异,在园林造景中有着特殊的用途,是重要的垂直绿化材料。可广泛应用于棚架、花格、篱垣、凉廊、墙面、阳台、栏杆和屋顶等多种造景之中,形成优美的园林景观。
攀缘植物是我国造园中常用的植物材料,无论是富丽堂皇的皇家园林,还是玲珑雅致的私家园林,都不乏攀缘植物的应用。近年来,随着我国城市建设步伐的加快,高层建筑不断增加,可用于园林绿化的面积越来越少,充分利用攀缘植物进行垂直绿化是拓展绿化空间、增加城市绿量、提高整体绿化水平、改善生态环境的重要途径。
1攀缘植物的类别
1.1缠绕类
依靠自身缠绕支持物而向上延伸生长,攀缘能力强。常见栽培的有紫藤、金银花、木通、油麻藤、茑萝、牵牛、何首乌等。
1.2卷须类
依靠特殊的变态器官——卷须(茎卷须、叶卷须等)而攀缘,攀缘能力也很强,如在农业观光园和度假村中常应用的葡萄、观赏南瓜、葫芦、丝瓜、西番莲、炮仗花、香豌豆等。
1.3吸附类
有气生根或吸盘,依靠吸附作用而攀缘,如具有吸盘的爬山虎、五叶地锦,具有气生根的常春藤、凌霄、扶芳藤、络石、薜荔等。
1.4蔓生类
没有特殊的攀缘器官,仅靠细柔而蔓生的枝条,攀缘能力最弱,但垂吊效果好,常见的有蔷薇、木香、叶子花、藤本月季等。
2攀缘植物的应用形式
2.1附壁式
附着于墙体进行造景,可用于各种墙面、挡土墙、桥梁、楼房等垂直侧面的绿化。在植物选择上,应当以吸附类攀缘植物为主。在较粗糙的表面,可选择枝叶较粗大的种类,如爬山虎、薜荔、凌霄等,便于攀爬;而表面光滑细密的墙面则选用枝叶细小、吸附能力强的种类。
2.2篱垣式
附着于篱垣进行造景的手法,如篱架、栏杆、铁丝网、栅栏、矮墙、花格的绿化,这类设施在园林中最基本的用途是防护或分隔,也可单独使用构成景观。在公园中,利用富有自然风味的竹竿等材料,编制各式篱架或围栏,配以牵牛、金银花、茑萝、蔷薇等,结合古朴的茅亭,别具一番情趣。
2.3棚架式
附着于棚架进行造景,其装饰性和实用性很强,既可作为园林小品独立成景,又具有遮荫功能,有时还具有分隔空间的作用。在中国古典园林中,棚架可以是木架、竹架和绳架,也可以与亭、廊、水榭、园门、园桥相结合,组成外形优美的园林建筑群,甚至可用于屋顶花园。棚架形式不拘,繁简不限,可根据地形、空间和功能而定,“随形而弯,依势而曲”,但应与周围环境在形体、色彩、风格上相协调。其造型可如花瓶状、伞亭状、蘑菇状等。就材料而言,有竹木结构、绳索结构、钢筋混凝土结构、砖石结构、金属结构和混杂结构等。竹木和绳索结构棚架朴实、自然、价廉、易加工,但耐久性差;钢筋混凝土结构可根据设计要求浇灌成各种形状,灵活多样,经久耐用,因而应用最为普遍;金属结构轻巧易制,但炎热的夏天容易烫伤植物的嫩枝叶。
2.4立柱式
附着于假山置石上,自古就有“山借树而为衣,树借山而为骨,树不可繁要见山之秀丽”的说法。悬崖峭壁倒挂三五株老藤,柔条垂拂、坚柔相衬,使人更感到假山的崇高俊美。利用攀缘植物点缀假山置石,应当考虑植物与山石纹理、色彩的对比和统一。若主要表现山石的优美,可稀疏点缀茑萝、蔓长春花、小叶扶芳藤等枝叶细小的种类,让山石美的部分充分显露出来。如果假山之中设计有水景,在两侧配以常春藤、光叶子花等,则可达到相得益彰的效果。若欲表现假山植被茂盛的状况,则可选择枝叶茂密的种类,如五叶地锦、紫藤、凌霄、扶芳藤2.5垂挂式
吸附类的攀缘植物最适于立柱式造景,在选择植物材料时应当充分考虑这些因素,选用那些适应性强、抗污染的种类,如五叶地锦、爬山虎等。在阳台和屋顶利用攀缘植物绿化后,柔蔓悬垂,绿意浓浓,可以使高层建筑立面有绿色点缀,使楼房和城市景观得到美化。
3主要应用攀缘植物品种选择的依据
3.1生态要求,要考虑立地条件
不同攀缘植物对环境条件要求不同,因此在进行垂直绿化时应考虑立地条件。在进行墙面绿化时,应考虑方向问题,北墙面应选择耐阴植物,如中国地锦是极耐阴的攀缘植物,用于北墙比用于西墙生长迅速,生长势强,开花结果繁茂。西墙面绿化应选择喜光、耐旱的植物,如爬山虎等。在北
方主要是考虑植物材料的抗寒、抗旱性。
3.2功能要求,根据不同形式正确选用植物
不同的绿地环境有不同的功能要求,植物造景也必须随之改变。在绿化中,如果是用于降低建筑墙面及室内温度,应该用生长快、枝叶茂盛的攀缘植物,这一类植物有爬山虎、五叶地锦、常春藤等。如果是用于防尘的,应尽量选用叶面粗糙且密度大的攀缘植物,如中华猕猴桃等。对于凉亭或棚架等设施,在提供观赏的同时,还应注意夏日的遮荫与冬日的阳光等实用价值,以选择枝叶浓密冬季落叶的木质藤本为佳。
3.3注意与建筑物色彩、风格相协调
如红砖墙不宜选用秋叶变红的攀缘植物,而灰色、白色墙面,则可选用秋叶红艳的攀缘植物。
4展望
攀缘植物生长快,占地面积小,且成本低、费用少,是物美价廉、快速绿化环境的良好材料。攀缘植物的应用较大限度地扩大了城市的绿化范围,美化了居民的生活环境。应用攀缘植物进行垂直绿化是现代园林绿化的一种发展趋势,不论是室外如墙面、栅栏、立交桥、庭院、亭廊、灯柱、阳台,还是室内装潢,都可以进行垂直绿化。目前,我市进行垂直绿化的攀缘植物种类非常少,最多见的是牵牛花、五叶地锦,其余品种所见甚少,有些种类并非园林部门所植,而是居民个人喜好所为。因此,加强科研工作,建立苗木生产基地,努力丰富攀缘植物种类,使攀缘植物在我市园林绿化中大显身手。
植物小论文:野生观赏植物资源开发利用研究论文
论文关键词野生观赏植物资源;开发利用;引种驯化;驯化原理
论文摘要在分析野生植物资源开发现状的基础上,提出了应遵循引种驯化的基本原理及园林运用中应注意的问题,能为野生观赏植物的开发和利用提供指导。
我国地大物博,野生观赏植物资源极其丰富,高等植物约3万种,有观赏价值的园林植物达6000种以上。我国不仅原产观赏植物种类繁多、品质优良,而且观赏植物栽培有极其古老的历史,早在公元前11至公元前7世纪的西周,我国劳动人民已在园圃中培育花木了。尽管如此,在我国城市绿化中,应用的植物种类并不多。如南京、杭州、宁波等城市一般为200~300种,上海有近400种。而且,除了生境条件极特殊的区域,如热带、寒带或干旱地区外,全国大多数城市的绿化没有很明显的区别,植物材料单调、雷同,造成千城一面的状况,这与植物资源大国的地位极不相称。
1野生观赏植物资源的开发现状
1.1家底不清,保护不力
我国丰富多彩的观赏植物种质资源尚未得到系统、的调查研究,即资源家底还未摸清。目前,不论野生还是栽培的园林植物种质资源,均由于多种原因而面临许多种类散失和濒于绝灭的严重威胁。野生的如兰属和金花茶系的某些种、变种、变型,栽培的如凤仙花品种,均为最突出的例证[1]。因此,进一步开展资源考察,摸清家底,加强保护是当前的一项迫切任务。近年来中央和地方主管部门做了些保护和管理工作,收到一定效果。如金花茶20世纪80年代由林业部通令全部种类一律禁止出口,后经再度修改,有些种类已对外开放,并在广西设立金花茶保护区与基因库,在洛阳建立中国洛阳牡丹基因库,在武汉建立中国梅花品种资源圃等。
1.2科技落后,盲目引种
①我国野生观赏植物资源虽很丰富,但大量可供观赏的种类却久居深山无人问,仍处于野生状态,未被开发利用;另一方面,我国育种水平还相当落后,如我国是山茶属的起源和分布中心,有不少优良茶花的传统品种和新品种,但与美国、日本、新西兰等茶花育种发达国家相比差距极大,现国际茶花协会登录的品种达2.2万个,而我国山茶栽培品种仅300多个,云南山茶140多个。②有盲目从国外引种的趋势,尤为严重的是我国缺乏对野生植物开发利用的深入研究。各地开发利用缺乏技术支撑,很多个体经营者直接从山上挖掘野生植物;一些政府职能部门缺乏长远的眼光或追求短期的政绩效应,造成资源的极大破坏,无异于杀鸡取卵。
1.3“产用研”脱节
①科研与生产脱节。由于科研体制问题,当前科研的一个共同的特点就是与生产相脱离,为科研而科研,通常是或课题结题之后就束之高阁,科研成果的转化率较低。②生产与应用脱节。生产者由于技术、投入或风险等原因,无力也不愿进行野生观赏植物资源的开发利用,而是随大流,生产“大路货”;而设计者在园林设计中力求满足人们日益增长的需要,应用尽可能多的植物种类来创造园林景观,但在实施过程中,却又因为植物应用的新材料、新品种的缺乏逼迫修改设计方案。
2野生观赏植物在园林中的应用
植物造景是应用乔木、灌木、藤本及草本植物来创造景观,充分发挥植物本身形态、线条、色彩等自然美,配置成一幅幅美丽动人的画面,供人们观赏[2]。要创造出丰富多彩的植物景观,首先要有丰富的植物材料。因此,要在保护的基础上,合理开发利用当地野生观赏植物资源,既能丰富园林植物种类,克服各地园林植物种类单调,又能突出地方特色,具有事半功倍的效果。
2.1丰富植物种类,提高城市品位
虽然我国具有十分丰富的观赏植物资源,但是各地城市园林绿化中运用的植物材料显得单调、雷同,缺乏地方特色,观赏植物能代表城市的例子并不多见。随着经济的发展和人民生活质量的不断提高,人们对环境的要求越来越高。因此,运用一些新的植物种类来进行城市园林绿化将成为一种趋势。而野生植物,尤其是乡土植物不仅能体现鲜明的地方特色,更具有适应性强、容易引种成功的优势。现在正是野生观赏植物开发利用的大好时机。
2.2开发野生资源,建设生态城市
城市生态园林主要是指以生态学原理为指导所建设的园林绿地系统。在这个系统中,乔木、灌木、草本和藤本植物被因地制宜地配置在一个群落中,种间相互协调,有复合的层次和相宜的季相色彩,具有不同生态特性的植物各得其所。它是现代城市园林绿化工作较高层次的体现,是人类物质和精神文明发展的必然结果。“小桥流水”、“岁寒三友”之类的诗情画意已不能满足现代人游赏及改善环境生态效应的需要了。在生态园林建设中,不仅要注意乔木、灌木、地被植物的复层次生态位,而且要尽量丰富各层次内的植物种类。要让苔藓类、蕨类、草本类、藤本类、灌木类、乔木类植物都能在城市园林中找到自己的位置,发挥各自长处。野生植物是植物与环境相适应的好样板,野生植物资源在生态园林中将起巨大作用。
2.3合理利用野生植物,增加城市物种多样性
生物多样性的3个层次中,最基本的就是物种多样性。在城市中绿地本身有限,在有限的范围内人工引进野生植物,再现植物的多样性具有更大的意义。在城市绿化中,近年也提出重视物种多样性,如从2000年开始,上海实施城市植物多样性3年行动计划,3年来,使常用园林植物由原来的400种增加到800种。其他城市也都希望能将物种多样性运用在园林绿化的实践中。
3野生观赏植物资源的引种驯化
要将野生观赏植物资源成功地运用到城市园林绿化中,首要的工作是引种驯化。引种驯化是将野生或栽培植物的种子或营养体从其自然分布区域或栽培区域引入到新的地区栽培。如果引入地区与原产地自然条件差异不大或引入观赏植物本身适应范围较广,或只需要采取简单的措施即能适应新环境,并能正常生长发育,达到预期观赏效果的称为简单引种。如果引入地区自然条件和原分布区自然条件差异较大,或引入物种本身适应范围较窄,只有通过其遗传性状改变才能适应新环境或必需采用相应的农业措施,使其产生新的生理适应性的方式为驯化引种[3]。追溯引种驯化理论的历史时,一般都把达尔文学说作为起点,其观点使引种驯化成为可能并具有科学的理论依据。真正在国际上最受重视和应用的是德国著名林学家迈尔(MayrH.)1906年提出的气候相似论。3.1气候相似论
气候相似理论认为树木引进时,引进地和原产地的气候必须相似,引进的树木才能正常生长发育。这一理论明确了气候对树木引种驯化的制约作用,对树木引种驯化的实践有一定的指导意义,不失为现代树木引种驯化理论的一个重要组成部分,有很多成功的引种例证。如杭州植物园从气候相近或相同的天目山、黄山、九华山等地引进大量树种,成活率较高;而南京地处北亚热带,其引种范围则没有浙江、江西等地广,很多常绿树种受到气候的限制,在南京不能安全越冬。
3.2生态历史分析法
这一方法是前苏联总植物园在试验了3000多种植物后总结出来的,并由库里基阿索夫于1953年提出[4]。其理论基础是根据某一植物区系成分起源的分析和揭露这些成分的生态历史,在引种工作中我们可以选择那些外来的区系成分,把它们迁回原来生存过的生态条件下,这些植物不但极容易引种成功而且生产率可以得到大大的提高。最著名的事例是天山苜蓿,它不是天山植物区系的成分,当将其从天山的旱生条件引种至湿生条件下时,它的生长状态比在天山好,而且其后代的植物体结构和功能也由旱生类型迅速地变回湿生类型。许多孑遗植物的推广种植成功是对生态历史分析法强有力的支持,比如,水杉在历史上曾经是一个广布种,但由于冰川的袭击其分布范围变得十分狭窄,目前该种在很大范围内的推广栽培取得了很好的结果。目前此方法对于自然区系植物的引种工作具有特殊的价值。
3.3米丘林学说
米丘林的引种驯化理论是建立在达尔文的进化论观点之上的,因而得到了创造性的发展,并把植物引种驯化事业推向了一个新的发展阶段。这个理论的基础是有机体与环境是矛盾的统一体,通过改变环境和遗传育种两条途径能够改造植物的本性,创造新的类型,以满足人类的需要。这一理论的提出,米丘林主要是依据他在果树园艺方面的引种驯化经验,所创造的一套研究方法和他所揭示的一系列规律,对于各类植物的引种驯化工作都具有普遍的理论指导意义。例如,他确定的实生苗法、斯巴达式锻炼法、定向培育法、逐级驯化法、亲本选择法、远缘杂交法(包括营养体接近法、混合花粉授粉法、媒介法、杂种培育法及蒙导法)等都是我们现在还在应用的方法。对于植物驯化的定义,米丘林始终认为,驯化必须与改造植物的本性联系在一起。同时,米丘林提出的有关植物引种驯化的许多观点,至今在我们的工作中仍是重要的参考。
3.4区系发生法
本法是建立在对区系成分、区系成分的形成历史和自然生态的研究基础上的,认为引种起源上有亲缘关系的和有某些共性的区系之间的植物容易成功。这一方法可供乔灌木引种时选择原材料之用。南京中山公园从北美大西洋区系引种松属植物的成功率很高,其原因就是该地与北美植物区系在起源上和发展历史上具有较密切的联系,现在植物区系也具有一定的相似性。
3.5生态相似法
这一方法由中国学者朱彦丞提出,认为植物引种驯化应从整个植物生态环境出发来分析,在生态条件相似时所选择的植物材料引种就容易成功,生态条件相差悬殊的植物材料引种不易成功。
我国劳动人民在植物引种驯化的理论和方法上也有自己的贡献,早在汉武帝元鼎6年(公元前111年),就提出了因地制宜、因时制宜的引种原则。北魏贾思勰在《齐民要术》中总结出“顺天时,量地利”和“人力之至,抑或可以回天”的引种驯化原理,指出了植物是可以驯化的,20世纪30年代庐山植物园的建立使得植物引种驯化进入了一个新的起点。对野生资源的掠夺性利用已经使人类付出了巨大的代价,21世纪的今天,我们必须在保护的基础上,充分尊重科学的原理,建立引种—繁殖—栽培驯化的完整体系,并充分利用野生植物种质基因,培育新品种,在园林运用上坚持适地适树的原则,这才是正确的方向。
植物小论文:居住区绿地植物配置研究论文
论文关键词居住区;植物配置;树种选择;重庆
论文摘要居住区是城市园林绿地系统中的重要组成部分,在分析居住区各类绿地的特点及功能的基础上,结合重庆的实际情况,探讨了重庆地区居住区各类绿地的植物配置与树种选择。
居住区绿地是城市园林绿地系统中的重要组成部分,是改善城市生态环境的重要环节,同时也是城市居民使用频率较大、最广泛的室外活动空间,因此是衡量居住环境质量的重要指标之一。
在城市总体规划编制中,居住用地占建设用地的比例为20%~32%,而居住区绿地新区建设不低于30%、旧区改建一般不低于25%。大面积的居住区绿地对城市的生态平衡、城市美化以及人们心理的良好作用等都有着重要的意义。近几年来,居住区不仅改进了单体住宅建筑的建设和商业服务设施的配套建设,也更加重视居住环境质量的提高。在绿化的基础上注重园林艺术的应用,建成了一大批花园式住宅。
1居住区绿地类型
居住区内绿地分为公共绿地、宅旁绿地、配套公建所属绿地和道路绿地,其中包括了满足当地植树绿化覆土要求,方便居民出入的地下或半地下建筑的屋顶绿地。
1.1居住区公共绿地
公共绿地是为全区居民公共使用的绿地,这类绿地根据不同的规划布局形式设置相应的中心绿地,以及老年人、儿童活动场地和其他的块状、带状公共绿地等。
1.1.1居住区公园或小游园。全居住区居民就近使用、面积较大的公共绿地,一般位于居住区的中心位置。
1.1.2组团绿地。这类绿地是直接接近居民的公共绿地,一般面积规模不小于400m2,布局灵活,是以住宅组团内居民为服务对象,设置花木草坪、桌椅、花架、简易儿童设施等,为居民提供一个休息、活动场所。
居住区公共绿地至少应有一个边与相应级别的道路相邻,绿化面积(含水面)不宜小于70%,并宜采用开敞式。
1.2宅旁绿地
宅旁绿地是最基本的绿地类型,包括宅前、宅后以及建筑物本身的绿化,是居住区绿地内总面积较大、居民最经常使用的一种绿地形式。这类绿地令居住区与外界之间、各幢楼之间分隔开,具有美化、阻挡外界视线、噪声和灰尘的作用,能创造一个安静、舒适、卫生的生活环境。
1.3配套公建所属绿地
指居住区的各类公共建筑和公共设施四周的绿地,如中小学、商店、影剧院、医院等用地周围的绿地。其绿化布置不仅要满足公共建筑和公用设施的功能要求,而且要考虑与周围环境的关系。
1.4道路绿地
居住区的道路可分为居住区道路、小区路、组团路和宅间小路4级。居住区道路绿地是联系居住区内外道路红线以内的绿地,将居住区各类绿地联系起来,是居民上班上学、日常生活的必经之地,也是居民散步的场所,对居住区的绿化面貌有着极大的影响。
2重庆地区居住区绿地植物配置及树种选择
居住区绿化应以中心绿地为中心,以道路绿化为网络,进行统一规划,不仅要自成体系,而且要与城市绿化系统相协调。合理配置植物对创造舒适优美的居住环境有很大作用。居住区绿地植物配置总的原则如下:
(1)按照植物群落学原理,依据植物的生态习性、生物学特性和园内自身的立地条件,合理安排各类观赏植物;在植物的布局与配置上,力求使植物的个体美和群体美从景观的角度得到更好更充分地展示。
(2)植物的配置方式上采用群植、带植、片植、孤植等手法,沿道路两侧以带植为主,主要观赏区以片植为主,建筑和景点周围以点植、孤植为主,而背景植物则以大面积的群植为主。
(3)适地适树,多选择乡土树种,坚持常绿与落叶相结合、乔灌草相结合的原则。
(4)注意植物的多样化。在统一基调的基础上,力求变化,创造优美的林冠线和林缘线;植物配置要避免杂乱、雷同,不同区域形成不同的特色。
(5)注意植物配置的季相景观,充分利用植物的观赏特性,进行色彩的组合与协调,通过植物叶、花、果、枝和干在一年四季中的变化来布置植物。
(6)注重公共绿地中水体景观的植物配置。通过各类水边、水际植物和水生植物的合理配置,形成各种良好的亲水空间。
2.1公共绿地的植物配置
公共绿地的平面布置可以分为规则式、自由式和混合式(规则式和自由式相结合的布置)。公共绿地因其功能是为居民提供工余、饭后活动休息的场所,园路边绿化树种应避免多刺植物(如构骨、丝兰、月季、玫瑰等)、过敏植物(如漆树科)和有臭味的植物,多应用夏季遮荫效果好的大乔木、四季花木、香花植物、色叶花木和丰富的地被植物。
公园和小游园的规划布局有功能划分,可设置儿童活动区、青少年活动区和老人安静休息区等。儿童活动区宜安置适合不同人数游戏的半开敞或开敞空间。植物配置上要求利用植物将儿童活动区与游园其他区域相对分隔开,在该区域的植物材料选择上尽可能做到多样化,应该有不同的体型、生态习性、种类和品种的乔木、灌木、绿篱、攀援植物与花卉等,并力求有不同的种植方式,以扩大儿童在植物方面的知识领域,植物配置注意要有明显的季相变化,如选用腊梅、海棠、山茶、杜鹃、紫薇、连翘、红枫等。
老人安静休息区布局应紧凑、忌空旷,紧凑的布局可给老人以安全充实感,而空旷的环境易造成不安全感、孤独寂寞感和凄凉感;老人活动区应以自然式为主,多用自由曲线,少用直线,以增加轻松、愉快的感觉。该区域多用枝叶茂密、阔叶的树种,并采取乔灌搭配、多样种植方式混用为好,色彩在整体上以静为主,但不可过于冷寂。植物配置应以柔和、使人恬静舒适的绿色为主,适量的天然暖色的色叶树种可给老人以温暖之感,从而唤起他们的生活热情。在重庆,此类色叶树种有红枫、合欢、石楠、银杏、三角枫、红叶李、红继木等。在围墙或道路的转角拐弯处,点缀一些色彩鲜明或姿态优美的植物,可弥补老人大多视力欠佳的缺陷,起到引导、转换空间的作用。
2.2宅旁绿地的植物配置
宅旁环境绿地遍及整个居住区,其绿化状况能反映出居住区绿化的总体效果。在绿化布置上应考虑以下几个方面。
(1)绿化布局、树种的选择要体现多样化,绿化布置要注意尺度感,以免由于树种选择不当而造成拥挤、狭窄的不良心理感应。树木的高度、行数、大小要与庭院的面积、建筑间距、层数相适应。行列式住宅易造成单调感,可以选择不同的树种和布置方式,作为识别不同住宅单元的标志。
(2)住宅周围常因住宅楼的遮挡而造成大面积的阴影,要注意耐荫树种的配置,以保阴影部位良好的绿化效果,如珊瑚、罗汉松、桂花、含笑、杜鹃、六月雪、海桐等都是喜荫或耐荫植物。
(3)树木的栽植不要影响住宅的通风采光,特别是南向窗前不宜栽植乔木,尤其是常绿乔木,在冬天由于常绿树木的遮挡,使室内晒不到太阳,而有阴冷之感。一般大乔木宜在窗外5m之距栽植。
(4)墙基、角隅的绿化,使垂直的建筑墙体与水平地面之间以绿色植物过渡,如麦冬、葱兰、岩石杜鹃等,角隅栽植珊瑚、凤尾竹、棕竹等,使沿墙处、屋角绿树茵茵,打破呆板、枯燥、僵直的感觉。
(5)多种攀援植物,以绿化花架、墙面、围栏、矮墙,提高居住区立体绿化效果,遮蔽观感不雅之物,如五叶地锦、爬山虎、九重葛、紫藤、络石等。
2.3配套公建所属绿地的植物配置
这类绿地不仅需要满足所属单位对其功能、特点的要求,而且应结合周围环境,发挥其作为居住区绿地组成部分的重要作用。配套公建所属绿地与居住区其他绿地相邻布置,可以通过精巧低矮的花围墙,使绿化空间相互渗透、相互增景,扩大绿色视野。
2.4道路绿地的植物配置
居住区的主要道路应绿树成荫,植物配置方式和树种选择应不同于城市街道,形成不同于市区街道的气氛,使乔木、灌木、绿篱、花卉、地被相结合,显得更为生动活泼。居住区道路和小区路车辆交通较多,栽植上要考虑行人的遮荫与交通安全,应选用枝叶茂盛的落叶或常绿乔木作为行道树,在人行道与居住建筑之间可多行列植或丛植乔灌木,以起到防尘、隔音和遮挡视线的作用。行道树选择姿态优美的落叶乔木,具有夏季遮荫、冬季阳光充足、树形尤佳的优点。在重庆地区适于作居住区道路行道树的落叶乔木常见的有银杏、垂柳、合欢、垂枝榆、黄葛树、栾树等;常绿乔木常见的有小叶榕、天竺桂、杜英、广玉兰、香樟等。
组团路以人行为主,树种选择上可以多选小乔木和开花灌木,特别是一些开花繁密或叶色变化的树种,如合欢、红枫、红叶李、红继木、樱花、腊梅、紫薇等,其配置方式应与宅旁绿地和组团绿地的绿化布局相协调统一,每条道路又应选择不同的树种、不同的断面种植方式。
宅间小路供人行,在靠近住宅2m以内,只宜种植花灌木和草坪,2m以外小路的另一侧可种植小乔木。各幢住户门前宅间小路应选择不同的树种,采取不同的配置方式,形成不同的景观,也便于识别家门。
3结语
居住区绿化是园林绿化的一部分,是以植物为主要材料的生态园林绿化,其目的是将生态效益、社会效益和经济效益融为一体,以丰富的植物景观为主体,兼容了文化休憩的功能,为居民创造、整洁、舒适、优美的生活环境。