DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结论 综上所述，推拿是一种“绿色疗法”，是用手在小儿体表的穴位施加一种物理性刺激，用这种刺激激发机体自身的调节作用，纠正经络的偏差，扶正祛邪，调整脏腑功能，增强机体的抗病能力，以达到防病治病的作用。它不需要任何医疗设备，让小儿免受针药砭石之苦，加之疗效确切，深受患儿及家长欢迎。 中医小儿推拿是中医特色外治法之一，已被许多医家广泛应用于小儿呼吸系统疾病，以其有效、安全、舒适等独特的优势而易被孩子及家长接受，并取得良好效果，值得推广应用。
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user: 摘要 采用MHL (金属卤化物灯)和LED (发光二极管)模拟景观灯夜间照射4小时，以不照光为空白对照，研究两种景观灯光源对冬青卫矛生长及光合特性的影响。结果表明：MHL为热光源，光谱能量主要集中在绿光和黄光两处，LED为冷光源，光谱能量主要集中在红橙光和蓝光两处。MHL夜间照射能显著提高冬青卫矛的叶面温度2˚C (P < 0.05)，LED照射仅高出对照组0.3˚C；两种景观灯夜间照射均显著降低了冬青卫矛的株高、叶面积、叶绿素和类胡萝卜素含量以及叶绿素a/b (P < 0.05)，并显著提高了相对电导率和表观量子效率(P < 0.05)，其中MHL照射还会使其叶片形状趋于圆形。除此之外，MHL和LED夜间照射能显著提高可溶性糖含量、比叶重和最大净光合速率(P < 0.05)，其中LED相比MHL效果显著；MHL和LED夜间照射能显著降低光补偿点和光饱和点(P < 0.05)，其中MHL相比LED效果显著。
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user: 1. 引言 奉树成等 [ 1 ] 经过前期调查发现，金属卤化物灯是上海城市绿地中应用较多的光源类型。近年来，LED作为新一代的绿色照明光源，在绿化景观中的应用越来越广泛。两种光源由于发光原理不同，导致它们在光谱分布和散热性等方面存在较大差异。金属卤化物灯(Metal Halide Lamp，简称MHL)是在卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯 [ 2 ]，发光的同时会释放出一定的热量，MHL会发出连续光谱，并迭加密集的线状光谱，故显色指数特别高。发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是将电能直接转化为可见光的固态半导体器件，它具有高效节能、绿色环保等优点 [ 3 ]。LED产生的光谱中没有紫外线和红外线，因而没有热量和热辐射，属于冷光源 [ 4 ]。 景观灯夜间的开放会改变植物周围的小环境，不同类型的景观灯照射下的光照和温度存在较大差异，对植物也会产生不同的影响。光照主要从光质、光强和光周期3个方面来调节植物的生长发育、生理代谢、光合作用以及基因表达等活动 [ 5 ] [ 6 ]；温度则影响光合作用、酶的活性以及物质的吸收和运输等过程。前期调查发现当绿地中采用热光源近距离照射植物时，很容易对植物造成灼伤。 冬青卫矛(Euonymus japonicus)为卫矛科卫矛属常绿灌木，叶片革质有光泽，倒卵形或椭圆形，原产日本南部，中国引进种植。该树种观赏性高，适应性强，作为最常用的绿篱以及造型植物之一，被我国南北各省广泛应用于公园绿地、道路绿地和园林绿化中 [ 7 ]，也因此成为目前与景观灯结合最多的植物。针对前期调查中发现的问题，本试验以冬青卫矛作为研究材料，选用MHL和LED两种光源模拟景观灯照射，探索两种类型的景观灯对冬青卫矛生长及光合特性的影响，旨在为城市绿地中景观灯光源类型的选择和管理提供理论依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1 试验材料 试验于2017~2019年在上海植物园科研基地的生产大棚内进行，温度保持在20℃~25℃，以冬青卫矛的扦插苗为试验材料，选取生长健壮、高度基本保持在40 cm的植株，移栽于上口径28 cm、下口径17 cm、高20 cm的花盆中，每盆15株，每个处理5盆，栽培介质土的比例均为原土:泥炭:珍珠岩 = 2:2:1，之后进行常规的水肥管理。 2.2. 试验设计 根据前期调查的结果，于2017年10月开始选用MHL (白光)和LED (白光)来模拟景观灯对冬青卫矛进行照射处理，以不照光处理为空白对照组(CK)。景观灯于每晚7:00~11:00开放，采用由上往下泛光照射，距离植株50 cm，为保障不同类型的光源在植物表面上的光照强度均保持在5 Klux左右(根据前期调查得出叶片在绿地景观灯照射下常见的平均照度值)，每个盆栽分别使用2个30 W的LED和1个70 W的MHL来照射。照射2年后，选取植株中上部的功能叶进行各项指标的测定。 2.3. 测定指标和方法 2.3.1. 景观灯光谱的测定 光谱分析采用光谱照度计(CL -200F 光谱照度计，杭州科兴光电有限公司)，在离光源距离1 m的正上方测定其光谱。 2.3.2. 生长指标测定 各处理均随机选取10株苗，测定从植株根茎部到顶部之间的距离，即株高；每个处理随机选取上部成熟叶片30片，以一元硬币作为参照，将叶片进行扫描，使用迅捷PDF阅读器得到叶面积(LA)，并同时测量叶长和叶宽，计算出长宽比，即叶形指数；比叶重(LMA)按照冯玉龙 [ 8 ] 的方法进行测定。 2.3.3. 叶面温度测定 照射2年后，于2019年11月选取3天，在夜晚景观灯开放期间，采用红外热成像仪(FLIR Systems AB， Sweden)来采集叶面温度，每个处理采集7张图像，使用Flir Tools软件进行图像分析，每张图像采集10个点的温度值。 2.3.4. 生理指标测定 叶绿素含量的测定采用丙酮浸提法 [ 9 ]；可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法；相对电导率采用电导仪法 [ 10 ]。 2.3.5. 光响应曲线测定 选取冬青卫矛上部枝条的第3片功能叶，做好标记，每个处理7个重复，于晴天上午用Li-6400光合仪(Li-Cor公司，美国)进行光响应曲线的测定。测定时红蓝光源设定的光通量密度梯度为2100，1800，1500，1200，1000，800，600，400，200，150，100，50，20，0 μmol∙m −2 ∙s −1 ，每个梯度重复3次，样本室CO 2 密度为(400 ± 5) μmol∙m −2 ∙s −1 ，叶片温度为(25 ± 1)℃。 2.4. 数据统计与分析 采用Excel 2010进行数据统计处理，采用SPSS 18.0中的Duncan检验进行显著性方差分析(α = 0.05)。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 两种类型景观灯光源的光谱分析 MHL和LED两种光源的白光光谱如图1，MHL的白光由多段窄光谱组成，不仅包含整个可见光(380~780 nm)，还有部分紫外和红外光线。在可见光谱范围内，其光谱能量分布相对均匀，各波段范围均有覆盖 [ 11 ]，其中绿光和黄光两处的光谱能量相对较高，而蓝光和红光的光谱较少。LED发光的波长全部在可见光范围内(380~780 nm)，最大光谱能量主要集中在红橙光和蓝光两处，其它的波长范围相对辐射强度很低。 图1. 两种景观灯光源的白光光谱分析 3.2. 两种景观灯光源对冬青卫矛生长的影响 两种景观灯夜间照射2年后对冬青卫矛的生长和形态特征均产生了明显的影响(表1)。与CK相比，2个处理的株高、叶片长及叶面积均显著降低，其中MHL照射下的叶片长下降了29.8%，显著低于LED；MHL照射下的叶片宽显著高于LED和CK，叶形指数显著低于其它2个处理，LED照射下的叶片宽和叶形指数则与CK无显著性差异；比叶重大小依次为LED > MHL > CK，且3个处理之间存在显著差异。 Table 1 Effects of two landscape lights on growth of E. japonica 处理 株高(cm) 叶片长(cm) 叶片宽(cm) 叶形指数 叶面积(×10 −4 m 2 ) 比叶重(g∙m −2 ) MHL 51.57 ± 5.85b 3.27 ± 0.70c 3.45 ± 0.69a 1.01 ± 0.38b 8.23 ± 1.46b 153.89 ± 6.22b LED 55.37 ± 10.57ab 4.08 ± 0.44b 2.76 ± 0.33b 1.49 ± 0.18a 8.22 ± 1.55b 172.23 ± 7.01a CK 61.17 ± 9.07a 4.66 ± 0.46a 2.89 ± 0.34b 1.63 ± 0.19a 9.92 ± 1.97a 126.71 ± 4.25c 表1. 两种景观灯光源对冬青卫矛生长指标的影响 同列数据后无相同字母表示差异显著(P < 0.05)，下同。 3.3. 两种景观灯光源对冬青卫矛叶面温度和生理指标的影响 两种景观灯光源自身的发热情况不同，在夜晚照射期间也会不同程度的影响植物的叶面温度(表2)。与CK相比，MHL和LED均显著提高了叶面温度，其中，MHL照射下叶面温度高出CK 2℃，LED仅高出CK 0.3℃。相对电导率和可溶性糖被广泛应用于植物抗性生理研究中，由表2可知，与CK相比，MHL和LED照射均显著提高了可溶性糖含量和相对电导率。其中LED照射下的可溶性糖含量显著高于MHL，两种光源照射下的相对电导率之间无显著差异。 Table 2 Effects of two landscape lights on leaf temperature and growth of E. japonica 处理 叶面温度(℃) 相对电导率(%) 可溶性糖(mg∙g −1 ) MHL 17.40 ± 0.22a 0.35 ± 0.02a 2.06 ± 0.02b LED 15.60 ± 0.30b 0.34 ± 0.04a 2.27 ± 0.08a CK 15.30 ± 0.32c 0.23 ± 0.03b 1.86 ± 0.02c 表2. 两种景观灯光源对冬青卫矛叶面温度和生理指标的影响 3.4. 两种景观灯光源对冬青卫矛光合色素含量的影响 叶绿素和类胡萝卜素是光合作用中必不可少的光合色素，由表3可以看出，两种光源类型照射下叶绿素a、叶绿素b、叶绿素和类胡萝卜素含量的大小依次为：CK > MHL > LED，也就是说MHL和LED夜间照射均显著降低了叶绿素和类胡萝卜素含量，其中LED照射下降低的程度要显著大于MHL。与CK相比，MHL和LED照射均显著降低了叶绿素a/b，而两种光源之间无显著性差异。 Table 3 Effects of two landscape lights on photosynthetic pigments content of E. japonica 处理 叶绿素a (Chla， mg∙g −1 FM) 叶绿素b (Chlb， mg∙g −1 FM) 叶绿素 (Chl， mg∙g −1 FM) 叶绿素a/b Chl a/b 类胡萝卜素 (Car， mg∙g −1 FM) MHL 0.36 ± 0.02b 0.11 ± 0.003b 0.48 ± 0.02b 3.23 ± 0.08b 0.09 ± 0.005b LED 0.28 ± 0.03c 0.08 ± 0.008c 0.36 ± 0.04c 3.27 ± 0.07b 0.07 ± 0.002c CK 0.58 ± 0.04a 0.16 ± 0.007a 0.73 ± 0.04a 3.73 ± 0.09a 0.13 ± 0.014a 表3. 两种景观灯光源对冬青卫矛光合色素含量的影响 3.5. 两种景观灯光源对冬青卫矛光合特性的影响 两种景观灯光源夜间的开放影响了冬青卫矛的光合特性，使用非直角双曲线模型拟合Pn-PFD光响应曲线，所得的光合参数如表4。结果显示，MHL和LED照射2年后，冬青卫矛的最大净光合速率和表观量子效率均显著高于CK，其中LED照射下的最大净光合速率显著高于MHL。与CK相比，MHL和LED照射下植株的光补偿点和光饱和点均显著下降，且MHL的降低程度要显著大于LED。暗呼吸速率的大小依次为Rday (LED) > Rday (CK) > Rday (MHL)，3个处理之间无显著性差异。 Table 4 Effects of two landscape lights on photosynthetic parameters of E. japonica 处理 最大净光合速率 (Pnmax， μmol∙m −2 ∙s −1 ) 光补偿点 (LCP， μmol∙m −2 ∙s −1 ) 光饱和点 (LSP， μmol∙m −2 ∙s −1 ) 表观量子效率AQY 暗呼吸速率 (Rday， μmol∙m −2 ∙s −1 ) MHL 5.10 ± 0.94b 27.58 ± 2.34c 260.91 ± 1.74c 0.0127 ± 0.0024a 1.97 ± 0.08a LED 6.69 ± 0.49a 50.77 ± 2.42b 331.49 ± 1.58b 0.0119 ± 0.0017a 2.08 ± 0.44a CK 4.28 ± 0.04c 96.28 ± 4.19a 366.38 ± 6.11a 0.0069 ± 0.0007b 2.00 ± 0.04a 表4. 两种景观灯光源对冬青卫矛光合参数的影响
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user: 4. 讨论 景观灯夜间的开放会引起植物发生形态变化，叶片作为光合和呼吸等生理代谢的主要场所，对生长环境变化敏感、且变异性较大 [ 12 ] [ 13 ]。本研究结果显示，MHL和LED夜间照射2年后，均显著降低了冬青卫矛的株高、叶片长和叶面积，其中MHL照射下的叶形指数显著降低，达到了1.01左右，它的叶片长显著低于LED和CK，叶片宽显著高于LED和CK，说明MHL照射能够使冬青卫矛的叶面积变小，且叶片形状趋于圆形。比叶重是指单位叶面积的叶干重，反映了叶片中物质积累和转移的状况，是衡量光合性能的形态指标 [ 14 ]，MHL和LED照射均能显著提高冬青卫矛的比叶重，且相比CK分别高出21.5%、35.9%，表明两种景观灯夜间照射均能促进冬青卫矛叶片的物质积累，其中LED照射下的物质积累要显著高于MHL。 两种景观灯光源的发光原理不同，MHL在发光的同时会释放出一定的热量，LED则没有热辐射，因此它们对植物叶面温度的影响也存在差异，研究表明MHL照射下叶面温度高出对照组2℃，LED照射仅高出对照组0.3℃。相对电导率在一定程度上可反映叶片受伤害的程度，叶片受到的伤害越大，膜质受损越严重，相对电导率越高 [ 15 ]。两种景观灯均显著提高了相对电导率，表明MHL和LED夜间照射会对冬青卫矛的叶片膜质造成一定的伤害。叶绿素在光合作用中起着吸收、传递光能的作用 [ 7 ]，类胡萝卜素则参与光能捕获和光破坏防御两个重要过程 [ 16 ]。MHL和LED照射2年后，均显著降低了叶绿素和类胡萝卜素含量，其中LED降低的程度要显著大于MHL。叶绿素a/b可作为植物利用弱光能力的判断指标，MHL和LED照射下叶绿素a/b显著降低，也即叶绿素b的相对含量增高，有利于提高植物对弱光的捕获能力，由此可见MHL和LED夜间照射能显著提高冬青卫矛对弱光的利用能力 [ 17 ]。 光响应曲线反映了植物光合速率随光照强度变化的规律 [ 18 ]，结果表明两种景观灯照射均显著降低了光饱和点、光补偿点，显著提高了最大净光合速率、表观量子效率，但对暗呼吸速率没有显著影响。光补偿点的高低直接反映了植物对弱光利用能力的大小，光补偿点越低，说明植物对弱光的利用能力越强 [ 19 ]。试验结果表明MHL和LED夜间照射均有助于冬青卫矛充分有效地利用弱光并进行较高的光合速率，这与对叶绿素a/b影响的结果一致。相比LED，MHL照射能显著提高冬青卫矛对弱光的利用能力。可溶性糖作为植物光合作用的直接产物，在植物碳代谢中发挥着非常重要的作用 [ 20 ]。MHL和LED夜间照射均有利于冬青卫矛叶片中可溶性糖的形成，是光合能力高的表现，也是造成比叶重显著提高的原因 [ 21 ]，相比MHL，LED能显著提高冬青卫矛的最大净光合速率、可溶性糖含量和比叶重。这可能是因为LED的最大光谱能量主要集中在红橙光和蓝光两处，它们能形成与植物光合作用的形态建成基本相同的光谱，因此对冬青卫矛的光合能力有显著的提高作用 [ 22 ] [ 23 ]。MHL光谱能量主要集中在绿光和黄光两处，而蓝光和红光的光谱较少，因此在光合有效辐射范围内的能量转化效率较LED低 [ 24 ] [ 25 ]。
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user: 5. 结论 综上可知，MHL为热光源，光谱能量主要集中在绿光和黄光两处，LED为冷光源，光谱能量主要集中在红橙光和蓝光两处。MHL夜间照射能显著提高冬青卫矛叶片的叶面温度2℃，LED照射仅高出对照组0.3℃。两种景观灯夜间照射不利于冬青卫矛株高、叶面积的增长以及光合色素的合成，并对叶片的膜质造成了一定的伤害。MHL和LED照射能显著提高冬青卫矛的可溶性糖含量、比叶重和最大净光合速率，其中LED相比MHL效果显著；MHL和LED照射能显著提升冬青卫矛对弱光的利用能力，其中MHL相比LED效果显著。不同景观灯对冬青卫矛影响的机理还有待进一步更深入的研究。
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user: 摘要 本文以那曲嘉黎县9个海拔梯度上的硬叶柳为研究对象，采用叶面积仪测量叶片的长度、宽度、厚度，并计算叶片面积和叶形指数。在4000 m~4800 m海拔梯度上，硬叶柳叶片长度、宽度、厚度和叶面积的演变均呈现二次方程。随着海拔的升高，叶片的长度、宽度、厚度以及叶面积起先均有下降趋势；当海拔达到4500 m时叶片各参数到达最低值，然后随海拔的上升而上升。
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user: 1. 引言 高山地区既是全球陆地环境中最为极端的区域之一，也是陆地高度特化适应性植物分布最为集中的区域，在此极端环境中生存的植物，必定有其特殊的适应机制 [ 1 ]。植物在进化过程中，叶片对环境变化相对敏感、可塑性较大，其结构特征最能体现植物对环境的适应 [ 2 ]。 在高山环境条件下，海拔高度在很大程度上综合控制着生物和非生物因子的组合形式和变化程度，而在青藏高原东部地区，由于强大的山体效应，海拔梯度变化对植物的生长和发育影响效应更加明显。植物常年生长于高山极端环境中，其生长状况及生存策略均表现出对海拔因子的适应性 [ 3 ]。硬叶柳的株高随海拔高度的增加而极显著减小，这与拉琼等对珠穆朗玛峰绒布沟西藏沙棘生境类型及海拔梯度下表型变异的研究结果一致，而这一现象对于欧洲阿尔卑斯山的高山植物而言也具有普遍性 [ 4 ]，即高山植物沿海拔梯度的升高表现出矮化的趋势。在高海拔地区，热量(均温和积温)和养分条件相对较差，长期的自然选择使高山植物的个体矮小，从而能够应对高山生命带的生存条件。首先，高海拔地区低温胁迫是高山植物必须面临的主要环境筛(Environmental filter)之一，植物个体矮小能够更好地适应低温环境，其次，高海拔地区植物生长季较短，这在很大程度上影响了其生物量的积累。Körner认为这类植物个体矮小更多的是主动适应高山环境条件的过程，并非不利环境因子抑制的直接结果 [ 5 ]。 叶片是光合作用、气体交换及蒸腾的最重要的位点，叶片形态结构对生境条件的变化，反应也最为敏锐，可塑性也最强 [ 6 ] [ 7 ]。长期生长在高山地区的植物，叶片缩小且加厚。叶大小随着海拔的增高而降低 [ 8 ]，这可能是因为小叶的呼吸和蒸腾成本更低，可以降低植株的维持消耗。在低温等不利环境下，植物小枝的茎更容易出现栓塞 [ 9 ] [ 10 ]，导致传输效率降低，只能满足较小叶片的营养和水分传输需求；额外的物理支撑结构投资(抵御不利环境条件)而导致在叶上的生物量投资下降 [ 11 ] [ 12 ] 等也有可能是导致叶大小随海拔升高而减小的潜在原因。在大风环境中，植物叶片变小，使其减少受风的损伤。 叶片形态和解剖结构对自然环境变化的适应策略，是植物经过长期适应以及自身进化形成的。基于海拔梯度分析植物对环境变化的响应，可以更好地反映出植物性状对温度和水分综合作用的响应。 硬叶柳(Salix sclerophylla)，是杨柳科(Salicaceae)柳属(Salix)的一种灌木。硬叶柳主要分布在中国海拔4000~4800米以上的高海拔地区 [ 13 ]。目前对硬叶柳的研究较少，本试验以西藏那曲市硬叶柳叶片作为研究对象，探索不同海拔梯度对硬叶柳叶片形态的影响以便深入了解硬叶柳对高海拔的适应性。为硬叶柳的人工栽培和应用提供理论基础。
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user: 2. 研究方法 2.1. 研究区概况 取样区域位于那曲嘉黎县。印度洋的富含水汽的气流沿易贡藏布河谷溯江而上，在嘉黎县境内可达念青唐古拉山脉的南麓。因此在嘉黎县境形成了明显的水热环境梯度，越靠近雅江主干道海拔越低，温度越高，降水量越多；反之，海拔越高，温度低、降水量少。 2.2. 材料 取样时间为2018年9月，在嘉黎县沿305省道选择有代表性的硬叶柳群落作为采样点，每个样点选定4株硬叶柳植株(雌雄各2株)进行取样，并选择叶片发育程度相近、在植株生长位置相同的成熟健康叶片进行采集，记录各采样点的海拔高度、经纬度等样点信息，每个样点共采集叶片16片，其中10片放入FAA固定液(其配方为：甲醛5% + 冰醋酸5% + 50%乙醇90%)保存。 2.3. 方法 采用叶面积仪测量硬叶柳叶片参数，将硬叶柳叶片样本按照叶片编号依次用YMJ-B型叶面积测量仪(浙江托普仪器有限公司)测量叶面积、叶长、叶宽、长宽比。 每个海拔梯度采10枚叶进行室内石蜡制片观测主脉直径。 2.4. 数据处理 用Excel2010软件对相关的数据进行统计和分析。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 硬叶柳不同海拔叶片长度和宽度 在试验所设的海拔梯度中，叶片长度随海拔的增加呈现二次方程(P < 0.05)，从低海拔(4000 m)降低到高海拔(4800 m)硬叶柳叶片长度先下降后上升(图1)。 图1. 硬叶柳叶片长度在海拔梯度上的变化 在试验所设的海拔梯度中，随着海拔的升高，叶片宽度先下降后上升，呈现显著的二次函数关系，叶片宽度最低点在4500 m海拔上(图2)。 图2. 硬叶柳叶片宽度在海拔梯度上的变化 3.2. 硬叶柳不同海拔叶片长宽比 在试验所设的海拔梯度中，从低海拔(4000 m)到高海拔(4800 m)长宽比呈现下降的抛物线(图3)。 图3. 硬叶柳叶片形状系数在海拔梯度上的变化 3.3. 硬叶柳不同海拔叶片主脉直径 叶脉是贯穿在叶肉内的维管束和其他有关组织组成的，是叶内的输导和支持结构。在试验所设的海拔梯度中，叶片主脉直径随海拔的增加呈现二次方程(P < 0.05)，从低海拔(4000 m)降低到高海拔(4800 m)硬叶柳叶片长度先下降后上升(图4)，拟合曲线的最低点在海拔4500 m，叶片主脉直径为0.3 mm左右。 图4. 硬叶柳叶片主脉直径在海拔梯度上的变化
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user: 4. 硬叶柳不同海拔叶面积 叶面积是与产量关系最密切、变化最大，同时又是比较容易控制的一个因素。在试验所设的海拔梯度中，叶片面积随海拔的增加呈现二次方程(P < 0.05)，从低海拔(4000 m)降低到高海拔(4800 m)硬叶柳叶面积先下降后上升(图5)，拟合曲线的最低点也在海拔4500 m。 图5. 硬叶柳叶片面积在海拔梯度上的变化
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user: 5. 结论与讨论 叶片是植物暴露在外界环境中面积最大、对环境的感知最为敏感的器官，最易受到并能反映环境变化所带来的影响 [ 14 ]。 从采样海拔最低处到最高处，随着海拔的不断升高，叶片主脉直径、宽度、长度以及叶面积都呈现出二次函数的关系，这可能是硬叶柳对不同生境所演化出的一系列适应策略。在高海拔地区，硬叶柳叶面积变小增厚可减少水分的蒸腾，防止高海拔地区风力对其造成的损伤，更有利于植株适应低温高辐射的高原气候，这可能是木本植物对高海拔地区严酷生态环境的适应 [ 15 ]。
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user: 摘要 通过对机力通风冷却塔进行数值模拟，研究环境风速及风向对机力通风冷却塔冷却性能的影响。结果表明：风速在0~16 m/s的范围内，机力通风冷却塔的换热功率随风速的增大而增大；风向角在0˚~90˚的范围内，机力通风冷却塔的换热功率随风向角的增大而减小。
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user: 1. 引言 我国人均淡水资源较为缺乏，仅为世界平均水平的四分之一。而我国的火力发电站的用水量极大，严重影响居民生活用水。电站湿冷系统虽然散热效率高，但用水量也极高，是同规模空冷系统的3~5倍 [ 1 ]。所以采用空冷系统可以极大缓解当地用水紧张的情况。 国内外学者对空冷系统进行了大量研究。林闽城等 [ 2 ] 对空冷塔进行了数值模拟，研究了不同风速下空冷塔的通风量和散热量，结果发现：无风时空冷塔的通风量和散热量最大。Al-Waked等 [ 3 ] 对某285 MW机组空冷塔进行数值模拟，结果发现：当风速为10 m/s时，换热量比无风时降低了15%。张艾萍等 [ 4 ] 研究了挡风墙对空冷系统冷却性能的改善效果。王鉴 [ 5 ] 对机械通风空冷系统进行了数值模拟，研究其冷却性能随风速的变化情况。李金刚等 [ 6 ] 分析了间接空冷系统发生冻结的原因，并提出了改进方案和相关注意事项。 现有一660 MW机组的湿冷系统改造为空冷系统的方案，由于湿冷塔内空间较小，布置的空冷散热器无法满足冷却水所需的换热量，所以在空冷塔四周布置额外的机力通风冷却塔(下称机力塔)以补充换热面积。本文对机力塔进行数值模拟，研究环境风对其冷却性能的影响，为今后研究及应用提供参考依据。
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user: 2. 计算模型 2.1. 几何模型和网格 某型机力塔的设计参数如表1所示。该机力塔单侧进风，在进风口垂直布置4个冷却三角，在顶部出风口处水平布置了轴流式引风机，机力塔的三维模型如图1所示。整个计算域的长、宽、高分别为225 m、100 m、100 m。采用四面体非结构网格，网格数量为150万。风向用风向角来表示，西风的风向角为0˚，北风的风向角为90˚，其示意图如图2所示。 Table 1 Mechanical tower design parameter 主要参数 单位 数值 机力塔离地面高度 m 13.60 风机离地面高度 m 36.86 机力塔迎风面宽度 m 11.70 风机直径 m 10.36 管束尺寸(长 × 宽 × 厚) mm 18，000 × 2560 × 136 单个机力塔内冷却三角数量 个 4 冷却水进出口平均温度 ℃ 54.53 表1. 机力塔设计参数 图1. 机力塔三维模型 图2. 风向角示意图 2.2. 数值模型 计算域内的空气流动认为是不可压缩的定常流动，且涉及到热量交换，所以其满足的方程包含连续性方程、动量方程以及能量方程，如式(1)~(3)所示： 连续性方程： ∂ ρ ∂ t + ∇ ⋅ ( ρ u → ) = 0 (1) 动量方程： ρ D u → D t = − ∇ p + μ Δ u → + ρ f → (2) 能量方程： ρ D D t ( e + 1 2 u → ⋅ u → ) = ∇ ⋅ ( Σ → ⋅ u → ) + ρ u → ⋅ f → − ∇ ⋅ q → (3) 式中： ρ ——空气密度，kg/m 3 ；t——时间，s； u → ——速度矢量，m/s；p——压力，Pa； μ ——动力粘度； f → ——单位质量力，m/s 2 ；e——单位质量流体的内能，J/kg； Σ → ——应力张量，Pa。 计算时考虑重力的影响，空气物性采用不可压缩理想气体；湍流模型采用标准k-ε模型；采用radiator边界条件模拟散热器的换热及阻力特性；采用fan边界条件模拟风机的性能；其余各面均为wall边界条件。
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user: 3. 数值模拟结果分析 3.1. 环境风速对机力塔换热功率的影响 当环境温度为15.5℃时，机力塔换热功率随风速的变化曲线如图3所示，机力塔换热功率随风速的增大而增大，当风速为16 m/s时，机力塔的换热功率比无风时增大了28.0%。 图3. 风向角为0˚时机力塔换热功率随风速的变化曲线 图4是风向角为0˚时不同风速下z = 0截面(沿宽度方向的对称面)的速度矢量图，当风速为0时，机力塔迎面风速较低，出口气流无偏斜，随着风速增大，机力塔迎面风速也增大，受来流的影响，气流在机力塔出口处受到的阻力随着风速的增大而增大，所以出口气流的偏斜角度也随之增大。 图4. 风向角为0˚时z = 0截面的速度矢量图 3.2. 环境风向对机力塔换热功率的影响 各风速下机力塔换热功率随风向角的变化如图5所示，当风速为0时，不同风向角下机力塔换热功率基本相等；当风速为8 m/s时，机力塔的换热功率随风向角增大而降低，风向角由0˚增大到90˚时，机力塔的换热功率降低了37.4%；当风速为16 m/s时，机力塔的换热功率随风向角增大而降低，且降幅更大，风向角由0˚增大到90˚时，机力塔的换热功率降低了54.3%。 图5. 换热功率随风向角的变化曲线 风速为8 m/s时，不同风向角在y = 25 m截面(散热器二分之一高处)的速度矢量图和压力云图如图6和图7所示，随着风向角增大，风向与机力塔迎风面的夹角越来越小，使得空气越来越难以进入机力塔；此外，当风向角增大到60˚时，空气在遇到机力塔壁后，在最北侧的散热器附近产生了绕流区，且风向角越大，影响的散热器数量越多；如图7(c)和图7(d)所示，绕流区的压力随风向角的增大而降低，从而使得散热器空气进出口的压差越来越小，由于机力塔的进风靠风机的抽吸力和散热器两侧的压差共同作用，所以随着散热器两侧的压差越来越小，机力塔的进风量也越来越小，机力塔的换热功率也随之降低；当风向角大于60˚时，机力塔内形成了明显的涡，使空气在塔内的流动阻力增大。 当风向角为0˚时，最北侧散热器的换热功率占机力塔总换热功率的25%，而当风向角增大到90˚时，最北侧散热器的换热功率仅占总换热功率的6%。风向角增大使得最北侧散热器冷却性能恶化严重。 图6. 风速为8 m/s时不同风向角在y = 25 m截面的速度矢量图 图7. 风速为8 m/s时不同风向角在y = 25 m截面的压力云图
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user: 4. 结论 对不同风速及风向角下的机力塔进行数值模拟得出以下结论： 1) 当风向角0˚，时机力塔的换热功率随风速的增大而增大，风速为16 m/s时比无风时，机力塔的换热功率增大了28.0%； 2) 当风速为0时，机力塔的换热功率随风向角的增大无明显变化； 3) 当风速为8 m/s和16 m/s时，风向角由0˚增大到90˚，机力塔的换热功率呈减小趋势，分别减小了37.4%和54.3%。
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user: 摘要 为了深入了解桂西北岩溶地区野生兜兰的分布及保护状况，以广西木论国家级自然保护区小叶兜兰、硬叶兜兰、白花兜兰、麻栗坡兜兰和带叶兜兰等野生兜兰为研究对象，通过野外调查和实验研究，观测野生兜兰在木论保护区的种群数量及分布、植物群落结构组成，分析兜兰分布点的土壤微生物种群多样性，并对其土壤理化性质进行测定，以便为野生兜兰的生物学保育及引种栽培提供参考。结果表明：1) 麻栗坡兜兰和白花兜兰分布点的植物群落成层现象明显，可分为乔木、灌木和草本层三层，其中麻栗坡兜兰生境相对较好，土壤腐殖质丰富，小叶兜兰、白花兜兰、带叶兜兰分布的生境比较相近，生长在石壁或石缝中，生存环境恶劣，种子繁殖率低，对环境依存度较高，这是其种群濒危灭绝的原因之一；2) 五种野生兜兰根际土壤真菌在门水平上主要包括担子菌门和子囊菌门，在目水平和属水平上微生物种类比较丰富，细菌在门水平上主要包括放线菌门、变形菌门和酸杆菌门；兜兰主要分布点土壤微生物中的真菌和细菌种类比较丰富，不同生境的土壤微生物种群差异明显，说明在喀斯特岩溶地区，土壤微生物对野生兜兰种群分布具有重要的作用，也说明了野生兜兰对喀斯特岩溶地区生境要求的特异性；3) 木论保护区五种野生兜兰根际土壤的pH在6.49~8.39之间，N、P、K和有机质含量总体上属于中等偏上水平；无论是同一采集地的不同兜兰或不同采集地的同种兜兰，其根际土壤理化性质均有显著差异，也就是说，每个采集地的野生兜兰都有一定的生境要求，并能较好地适应不同的生境。
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user: 1. 引言 兰科植物种类繁多，主要分布在热带和亚热带地区，少数分布于温带地区，许多种类具有极高的观赏价值、重要的药用价值和较高的经济价值 [ 1 ]。近年来，由于全球气候变化、环境破坏及人类过多采挖等诸多原因，野生兰科植物资源遭到严重的破坏，珍稀兰科植物资源保护引起了许多国家和国际组织的高度关注 [ 2 ] [ 3 ]。 国外学者认为，要有针对性的保护野生兰科植物，必须对其资源保护现状进行评估，弄清其受威胁的主要原因。研究发现，兰科植物数量的减少，主要是由于森林采伐、土地利用方式改变、过度采集及生境破坏造成的。研究者认为，为了及时掌握野生兰科植物资源数量的动态变化，应对野生兰科植物进行长期的监测，运用标本材料和生物居群统计等方法进行兰科植物濒危状况评估。基于生活史阶段模型对兰科植物的种群动态进行研究，可以得知种群正处于哪个阶段，再结合转移矩阵模型计算出种群各个阶段的转移概率，同时采用弹性分析方法或干扰分析的方法，确定种群一些参数的变化是否会对种群的增长率产生影响以及产生的影响有多大 [ 4 ] [ 5 ]，可以据此了解什么生活史阶段对种群的增长率影响最大 [ 6 ]，因此，可以在特定阶段密切关注兰科植物的长势等情况，争取使其种群增长率达到较大范围，从而达到保护兰科植物的目的。 为了保护珍稀野生兰科植物，我国采取了一系列相关措施，建立了国家级的兰科植物自然保护区(如广西雅长兰科植物国家级自然保护区)，对兰科植物的物种数量、居群分布、物种多样性、生境、保护现状、种质资源保护、组培快繁等方面进行大量研究，取得了不少的科研成果。 李鹏等 [ 7 ] 对黄龙沟内兰科植物种类、生境、居群及繁殖进行了调查，分析兰科植物的生物学特性及多样性的形成，深入探讨黄龙沟兰科植物的保护问题。李南岍等 [ 8 ] 对北京松山国家级自然保护区兰科植物的生物多样性及保护状况进行了研究，并提出了一些有价值的意见和建议。 王代谷等 [ 9 ] 对贵州省兜兰属植物进行组织培养和快繁技术研究时发现，兜兰属杂交种的组培相对容易，原生种则比较困难，我国现有的栽培种几乎都是从国外引进的杂交种，组培技术目前还未能实现商业上规模化生产，因此，在较长时期内，我国兜兰属植物的保护应以原地保护为主，积极开展珍稀物种的保护生物学基础研究，减少对兰科植物原生环境的破坏，大力发展和完善迁地保护技术体系。 虽然兰科植物资源不断减少，一些珍稀种类处于濒临灭绝状态，但广西建立了十多个国家级自然保护区，兰科植物资源保护相对完好，科研工作也持续有效展开 [ 10 ] [ 11 ]。 冯昌林、陈新军、黄承标等 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 对广西雅长林区兰科植物的生境条件、种质资源保护等问题进行了调查研究，并针对该林区兰科植物保护的问题，提出了一些对策和建议。 谭卫宁等人 [ 15 ] 对木论自然保护区兜兰属植物进行调查研究时发现，该保护区的野生兜兰大部分为半附生类型。其中，硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum)数量最多且分布较广，每个居群都至少有5丛，主要生长在腐殖质较厚的石缝、山顶及其附近位置。据初步统计，该保护区的白花兜兰(P. emersonii)分布在7个不同区域，约有208丛；小叶兜兰(P. barbigerum)大约有60丛；带叶兜兰(P. hirsutissimum)有100丛。小叶兜兰、白花兜兰和带叶兜兰的生境相似，主要分布在山腰以上的石壁上；麻栗坡兜兰(P. malipoense)有4小片，共有160多株，主要生长在林下腐殖质丰富、较湿润的石缝土壤中。 谢代祖等 [ 16 ] 在木论自然保护区调查发现，麻栗坡兜兰分布点的植物群落分层明显(可分为乔木层、灌木层和草本层)，但乔木层的亚层结构不明显(可分为2个亚层)，其上层主要植物种类有檵木、假桂皮等，其下层植物种类和数量较多，优势种主要是檵木，其次是米碎叶和假苹婆，常见物种还有鱼骨木、细叶楷木等。 覃文渊等 [ 17 ] 对木论自然保护区白花兜兰分布点的植物群落结构特征进行了调查研究，结果发现：白花兜兰分布点的植物群落结构也分为3层，与麻栗坡兜兰植物群落结构相似，乔木层的亚层也不明显，其优势种为圆果化香，亚优种为檵木，植物种类主要有圆果化香、檵木、腺叶野樱等；灌木层主要植物有腺叶野樱、山黄皮等；草本层主要植物有白花兜兰、小叶兜兰、广西鸢尾兰等，小叶兜兰和广西鸢尾兰为白花兜兰分布点的主要伴生种。 广西木论国家级自然保护区位于桂西北典型喀斯特地区，岩溶高度发育，生境复杂，物种资源丰富，已知兰科植物有120多种，其中兜兰属植物有5种 [ 15 ]。虽然人们对兰科植物进行了大量的研究，但对桂西北岩溶地区野生兜兰的研究还有待深入。本研究用常规的生态学调查方法，对保护区内的兜兰分布点进行调查研究，将传统的土壤理化分析与分子微生物技术手段有机结合，在深入调查了解生境特点的基础上，力求找到保护野生兜兰的方法，以期为兜兰属植物的引种栽培和生物学保育提供参考，为野生兜兰种群的扩大及珍稀物种迁地保护提供理论依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 调查区域气候地理概况 广西木论国家级自然保护区位于环江毛南族自治县西北部，属于典型的喀斯特地形地貌，地理坐标为107˚53'29''~108˚05'45''E，25˚06'09''~25˚12'25''N，总面积约10，829.7 hm 2 ，为亚热带季风气候区，年平均气温15.0℃~18.7℃，极端高温36℃，极端低温−5℃，无霜期235~290 d，年均降雨1638 mm，森林覆盖率达95%以上，³10℃的有效积温为4700℃~6300℃，可能蒸散量(E p )年总量为874 mm [ 18 ]。 2.2. 样品采集及处理 2.2.1. 供试样品 本研究的样品为木论自然保护区野生兜兰的根际土壤。根据岩溶地区环境的特点，以及野生兜兰的分布情况，2016年4月中旬至5月上旬，按蛇形采样方法，在木论自然保护区的兰花山、明利、当河山、下寨、瞭望塔、中论等野生兜兰主要分布点，分别采集麻栗坡兜兰、小叶兜兰、白花兜兰、硬叶兜兰、带叶兜兰0~10 cm深度的根际土，五种野生兜兰的代号分别用MPL、XY、BH、YY、DY表示。用于微生物研究的土壤样品，采集后立即放入冰盒中低温保存，尽快带回实验室中低温保存备用；用于土壤理化分析的土壤样品，先过2 mm标准筛，然后用四分法取适量放入封口袋中保存，尽快带回实验室进行风干处理。在土壤样品采集过程中，要记录采样点的地理坐标、海拔高度、植被分布等相关情况。采样点的分布情况见图1。 图1. 木论自然保护区野生兜兰根际土采样点分布 2.2.2. 试剂和仪器 本研究使用的主要药品和试剂见表1。 Table 1 List of experimental drugs and reagent 药品试剂 生产厂家 药品纯度 重铬酸钾、钼酸铵、氯化钾、无水乙醇 天津市光复精细化工研究所 AR 氢氧化钠、浓硫酸、硼酸、硝酸、无水碳酸钠 广东汕头市西陇化工厂 AR 2，4-二硝基酚、酒石酸锑钾、抗坏血酸 国药集团化学试剂有限公司 AR 浓硫酸、浓盐酸、氨水、乙酸铵、葡萄糖、 阿拉伯树胶粉、硫酸镁、氯化钙 西陇化工股份有限公司 AR 无磷活性炭 天津市光复科技发展有限公司 AR 高氯酸 上海金鹿化工有限公司 AR 乙酸 天津市化学试剂一厂 AR 溴甲酚绿、甲基红 沈阳市试剂三厂 AR 刚果红 上海远航试剂厂 AR 碳酸氢钠、氯化钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾 广州新建精细化工厂 AR 表1. 实验药品和试剂一览表 本研究所用实验仪器见表2。 Table 2 List of experimental instrument 仪器名称(型号) 生产厂家 SX3-3-10陶瓷纤维马弗炉 上海康路仪器设备有限公司 SHA-C水浴恒温振荡仪 江苏金坛中大仪器厂 FP6410火焰光度计 上海仪电分析仪器有限公司 FT102微型土壤粉碎机 广州雷迈机器设备有限公司 SH230N重金属消解仪 海能仪器有限公司 DB-3电热板 常州国华电器有限公司 华烨HYP-1040型消化炉、KDN-103F型自动定氮仪 上海纤检仪器有限公司 ME104E电子天平 梅特勒–托利多仪器上海有限公司 101-2-BS电热恒温鼓风干燥箱 上海跃进医疗器械厂 HPX-9052MBE数显电热培养箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂 PHS-3B型PH酸度计、DDS-307型电导仪 上海精密科学仪器有限公司 岛津UV-1800紫外分光光度计 北京莱贝赛威科技有限公司 美菱−86℃超低温冰箱DW-HL398S 广州市深华生物技术有限公司 表2. 实验仪器一览表 2.3. 实验方法 2.3.1. 野生兜兰种群数量、分布及植物群落结构调查 木论自然保护区野生兜兰种群数量、分布及兜兰分布点植物群落结构调查，采用常规的生态学野外调查方法。分别在多个不同季节进行野外调研，观察野生兜兰的数量、分布及相关情况，并做好相应的记录；调查植物群落结构时，要观察群落分层情况，并记录植物群落的优势种、建群种、伴生种等相关信息和数据。 2.3.2. 土壤微生物总DNA的提取和测序 将野外采集的土样带回实验室后，立即置4℃冰箱中保存备用，在48 h内进行提取土壤微生物总DNA的实验，所用方法为土壤基因组试剂盒提取法。按照实验步骤和操作说明提取出土壤微生物总DNA后，将其置于−20℃的冰箱中保存，每个土样做三个重复，其余的土样置于−86℃超低温保存。将土壤微生物总DNA用0.7%的琼脂糖凝胶进行电泳，染色后，在紫外凝胶成像仪下观察，拍下电泳图，条带清晰浓度高的DNA样品，即可送去有资质且比较权威的国内测序公司进行高通量测序(若DNA浓度不太高，则要进行PCR扩增，扩大DNA的浓度后，再进行凝胶电泳，看条带清晰与否)，测序的土壤微生物类群，主要包括细菌和真菌。 2.3.3. 土壤理化分析 将野外采集的土壤样品自然风干，用木棒或其他工具粉碎，分别过20、60、100目标准筛，分别保存于不同型号的聚乙烯塑料封口袋中，做好标记。土壤含水量测定用重量法，土壤有机质含量测定用重铬酸钾–浓硫酸氧化比色法 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]，土壤全氮含量测定用凯氏法 [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]，土壤碱解氮含量测定用碱解扩散法 [ 25 ] [ 26 ]，土壤全磷含量测定用氢氧化钠碱熔–钼蓝比色法 [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]，土壤速效磷含量测定用碳酸氢钠浸提–钼锑抗比色法 [ 30 ] [ 31 ]，土壤全钾含量测定用氢氧化钠碱熔–火焰光度计法 [ 32 ] [ 33 ]，土壤速效钾含量测定用乙酸铵浸提–火焰光度计法 [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]，土壤pH测定用电位法 [ 37 ]。 2.3.4. 数据处理 实验数据处理用Excel 2010进行，每个样品的测定均做3个重复，结果取平均值；一维方差分析(One-way ANOVE)和Spearman相关性分析，用数理统计软件SPSS 20.0进行，采样图的绘制用专业工具软件Arc GIS Pro进行。
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user: 4. 讨论 4.1. 野生兜兰的生境及根际土壤理化特性有较大差异 对木论自然保护区野生兜兰调查发现，该保护区野生兜兰的种类和居群数量都比较少，一个分布点大多只有一种兜兰分布，其个体数量也不多。也就是说，野生兜兰居群的扩大，可能受到诸多因素的制约。下寨瞭望台附近的山顶只有硬叶兜兰，且居群比较集中，而下寨的其余三个分布点，也只有麻栗坡兜兰、白花兜兰或小叶兜兰，中论片区只有小叶兜兰。究其原因，一方面可能是因为喀斯特地区生态环境的空间差异非常大，虽同在一个保护区之内，甚至同一座山的不同坡位，其生态因子也有较大差异；另一方面，每种野生兜兰对生境可能有特定的要求，之所以能在一些片区找到野生兜兰的居群，说明不同野生兜兰均有适应不同环境的特殊方式，因而能够在特殊的环境中维持居群的相对稳定及物种的生存；第三，木论自然保护区的森林覆盖率较高 [ 18 ]，野生兜兰的花粉和种子难以长距离传播；此外，木论自然保护区为喀斯特地形地貌，与土山丘陵地区相比，其林区内的湿度相对较低，经常遇到季节性干旱，传粉昆虫数量较少，因而影响其花粉的传播及居群数量的扩大，这也是木论保护区野生兜兰数量稀少的原因。 从小生境来看，麻栗坡兜兰通常生长在林下腐殖质丰富的土壤中，其生存环境与其他4种野生兜兰相比相对较好，其次是硬叶兜兰，而其余3种野生兜兰的生存环境则比较差，通常是生长在岩石缝隙之中，土壤瘠薄，水分缺乏，如果没有对岩溶环境的特殊适应方式，根本无法生存。 木论自然保护区5种野生兜兰根际土壤的pH在6.49~8.39之间，属于中性偏弱碱性。其根际土壤含水量、有机质、氮、磷、钾等含量与相邻的其他国家级自然保护区相比，属于中上水平 [ 38 ]。因为喀斯特岩溶地区具有地上地下二元空间结构，水分流失快，土壤保水能力较差，凋落物分解速度较慢，所以，土壤有机质相对比较丰富，同时，兰科植物具有根被等特殊结构且与真菌共生，叶片表面也具有较厚的几丁质或蜡层，可以有效防止水分的损失，因而能够很好地适应岩溶地区特殊的生境，这可能是喀斯特岩溶地区兰科植物物种比较丰富，但居群数量较小的原因。 4.2. 野生兜兰根际土壤微生物多样性存在较大差异 根据野生兜兰根际土壤细菌的测序结果可知：白花兜兰根际土壤细菌物种多样性及丰度与其他4种兜兰差异明显，说明每种野生兜兰根际土壤微生物类群有较大差异，这可能与不同兜兰分布的特殊生境有关。 从野生兜兰根际土壤真菌门水平分类图可知，帯叶兜兰根际土壤真菌的丰度较低，并且其样本中担子菌门占比较低，子囊菌门占比较高，与其它4种野生兜兰存在较大的差异，可能与其生长在石壁缝隙的特殊生境有关；其余4种野生兜兰根际土壤微生物在门水平的丰度一样，但在不同兜兰根际土壤微生物中，各个门类占比不同，在目水平及属水平多样性和丰度上也有较明显的差异，与野生兜兰共生的真菌目前尚不清楚。
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user: 5. 结论 根据以上实验数据及分析讨论，可以初步得到以下结论： 木论自然保护区不同野生兜兰的生境存在较大差异，其根际土壤理化性质及土壤微生物多样性均有较明显的差异，野生兜兰对岩溶地区不同生境具有特殊的适应方式，土壤微生物对其有效利用环境资源具有重要的作用，因而对野生兜兰生存能力的提高和居群扩大具有重要影响。 因为喀斯特岩溶地区的生态环境十分脆弱，所以野生兜兰的生境一旦遭到严重的干扰破坏，其生存及居群扩大将极为困难。因此，应提高人们的环境意识，切实加以保护。
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user: 摘要 植物染色体多倍化在育种、生产中有非常重要的意义。本文综述了诱导植物多倍体的主要方法，有物理诱导法、化学诱导法以及其他方法。有望为今后多倍体技术的研究及应用提供理论依据。
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user: 1. 引言 植物体细胞中含有三套或三套以上染色体组被称为多倍体。自然界中常见的植物以二倍体居多，研究发现了一些天然多倍体，其染色体数目增多，生长健壮、器官增大、营养物质含量增高，抗逆性增强，是理想的育种材料。通过对同源四倍体水稻的研究发现四倍体植株出现分蘖增多，有短芒，剑叶长、宽度显著增加，谷粒变长等性状，可提高水稻产量 [ 1 ]。魏望指出在低温、高温、干旱、盐碱、病害条件下，多倍体植物通过调整细胞的大小和结构、调节生物膜系统、增强抗氧化系统活性、增加基因表达等方式增强了抗逆性 [ 2 ]。 天然形成的多倍体发生频率低，难以被发掘。在育种、生产工作中我们可以通过人工诱导的方式获得多倍体。目前，诱导多倍体的研究已在很多方面取得进展。如多倍体植物的“巨大性”在观赏植物中就得到了广泛的应用 [ 3 ]，观赏植株多倍体的花冠大且厚实，颜色深，花瓣多，茎较粗壮，耐倒伏，适应性强，光合作用强，育种家已在30多个科中育成具有高观赏价值的花卉品种 [ 4 ]。植物多倍体在大田作物生产上也得到了应用，大面积种植的小麦是异源六倍体 [ 5 ]，四倍体花生栽培种(2n = 40， AABB)是世界上重要的油料和经济作物之一 [ 6 ]，三倍体西瓜细胞分裂时染色体联会紊乱表现为无籽 [ 7 ] 等。 现如今，社会发展越来越快，人民对农作物的品质要求越来越高，诱导植物多倍体在农业发展上是一条切实可行的办法。寻找快速、稳定的生产多倍体植物的方法显得尤为重要。本研究综述了目前人工诱导多倍体植物的方法，可为多倍体在育种、生产中的应用提供理论依据。
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user: 2. 物理诱导多倍体 极端温度、温度激变、射线等方法都可以获得多倍体。通过模拟自然界中的极端温度可成功获得多倍体植株。在极端温度处理白杨雌花芽实验中 [ 8 ]，三种白杨毛新杨、银毛杨和银腺杨均能诱导出三倍体植株，其中高温处理以40℃诱导率最高，低温处理以−2℃效果最佳。有研究表明，温度激变也可以筛选出植物多倍体，王凤宝 [ 9 ] 以低温1℃~3℃和高温30℃~35℃激变条件处理豌豆初期现蕾植株，发现有14.1%~18.2%的2n花粉粒产生；在棚室低温0℃~3℃和高温30℃~35℃激变条件处理时，豌豆植株多倍体率有0.8%~1.6%。他认为这种方法相对于其他物理方法更加安全，但是适用的植物很有限。此外，射线处理也是一种诱导多倍体的方法。孙清荣 [ 10 ] 用γ-射线照射梨试管苗，照射后对其叶片、顶芽、侧芽3种外植体分别接种，继代和筛选后获得了变异无性系，经染色体倍性鉴定，发现既有三倍体也有四倍体。 目前物理诱导植物多倍体还有很多不确定因素，以及射线照射幼苗危险性大等缺点。通过模拟自然界极端温度环境筛选多倍体植物虽然安全，但是诱导频率低，成本高，成功案例少。其他方法也都存在诱导率低、操作复杂、嵌合率高等问题，所以物理诱导方法尚在实验当中，在实际生产中应用有限。
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user: 3. 化学诱导多倍体 化学方法诱导多倍体即使用化学试剂处理植株使其染色体加倍，是目前为止最常用的方法。影响化学诱导效率的因素有很多，如诱导剂的选择、诱导方式的不同、诱导剂的浓度和处理时间等等。 3.1. 诱导剂的选择 秋水仙素是最常用的诱导染色体加倍的试剂。早在1937年Avery， A. G [ 11 ] 等就用秋水仙素处理并获得四倍体曼陀罗，从此开启了秋水仙素诱导多倍体实验的热潮。它的作用原理是在细胞分裂时与微管蛋白二聚体结合，抑制纺锤体的形成，从而使细胞染色体加倍。但秋水仙素有剧毒且价格昂贵，研究人员一直在寻找其他诱变剂代替它。近年来研究发现除草剂安磺灵(Oryzalin)、氟乐灵(Trifluralin)、甲基胺草磷(APM)、戊炔草胺(Propyzamide)等也有诱导染色体加倍的能力，诱导原理和秋水仙素相似，毒性小且价格低廉。周玲云 [ 12 ] 研究发现用除草剂氟乐灵、二甲戊灵处理泸定百合的不定芽，均能够获得四倍体泸定百合。她认为和秋水仙素处理相比，除草剂的处理时间更短，材料死亡减少，变异率较高，且对人畜伤害小，成本低廉。除此之外，在诱导剂中添加辅助剂、渗透剂结合震荡等方式处理，亦可促进诱导剂效果。常用的渗透剂有二甲基亚砜(DMSO)、氮酮等。韩超 [ 13 ] 秋水仙素诱导尾巨桉研究的结果表明：在添加渗透剂氮酮并使用摇床的情况下可使植株诱导率达到最大为56%。A. Kato [ 14 ] 用氧化亚氮气体处理单倍体玉米幼苗，结果发现处理后染色体加倍率达到44%，而对照组中只有11%单倍体自发染色体加倍。 3.2. 诱导方式 3.2.1. 体内诱导植物多倍体 诱变剂体内诱导植物多倍体应处理植物细胞分裂旺盛的部位。常用的方法有浸种、浸芽、滴苗、涂抹生长点等。在诱导西瓜四倍体的实验当中，施先锋 [ 15 ] 用0.1%秋水仙素浸泡西瓜种子24 h诱导率最高为4%。以0.1%秋水仙素浸芽12 h时，三种基因型西瓜的变异率分别是2.4%、3.6%和2.7%。滴苗就是在幼苗子叶完全展开之前用诱导剂溶液滴浸幼苗生长点。在秋水仙素对直立型扁蓿豆的诱变效应研究 [ 16 ] 中，王璐用棉花球包裹生长点浸滴法和浸种浸芽法处理直立豌豆，发现浸滴法比浸种浸芽法植株成活率高，最佳的浸滴处理是0.1%的秋水仙素和1.0%的二甲基亚砜24 h。阮玉娟 [ 17 ] 在诱导茉莉多倍体实验中发现滴液法的诱变效果优于涂抹法和浸泡法，但获得的变异株多为嵌合体，其中以0.4%秋水仙素滴生长点法处理3 d和5 d时的诱变率最高，是6.67%。 3.2.2. 体外诱导植物多倍体 近年来，随着组织培养技术的逐渐成熟，多倍体诱导与组培相结合的方法应用越来越多。与体内诱导相比，体外诱导效率高，试验条件容易控制，可尽早分离嵌合体 [ 18 ]。A. T. Roy [ 19 ] 在诱导蛇麻花(Humulus lupulus L.)四倍体实验中对新生叶片用流式细胞术方法检测倍性，检测得到加倍芽后再离体培养，既获得单纯的四倍体又缩短了育种的时间。 体外诱导中选择合适的材料很关键，丛生芽、愈伤组织、种子、子叶等均可作为诱导植物多倍体的材料。张晓曼 [ 20 ] 以田埂报春丛生芽为材料离体诱导多倍体，结果发现0.08%的秋水仙素处理48h效果最佳，诱导率为56%。张数鑫 [ 21 ] 用不同浓度秋水仙素处理大葱的愈伤组织，发现以0.06％的秋水仙素处理72 h诱导率最佳，且不对愈伤组织产生严重伤害。莫官站 [ 22 ] 的研究则用秋水仙素处理甘菊种子获得甘菊多倍体。在西瓜组织培养过程中，张兴平 [ 23 ] 认为，子叶不同部位的组织再生不定芽的能力显著不同(p < 0.05)，近胚轴端中心叶脉处的子叶组织再生能力最强。相反，远离胚轴的子叶边缘组织再生能力较差。袁建民 [ 24 ] 以子叶近胚轴、子叶远胚轴、茎段和根尖为外植体诱导不定芽，实验发现以子叶近胚轴为外植体诱导不定芽的诱导率为92.0%，子叶远胚轴的诱导率只有6.0%，而以茎段和根尖为外植体不能诱导出不定芽。 离体诱导的处理方法主要有浸泡法和混培法。目前浸泡法是最简便常用的方法，浸泡处理可以使外植体全面接触诱导剂，促进诱导，但是对材料毒害效果也比较大。考虑到浸泡法对外植体的毒害作用，混培法越来越受到人们的青睐。火龙果诱导体系的优化实验中，程志号 [ 25 ] 用浸渍法和混培法处理火龙果无菌苗，结果显示混培法诱导火龙果多倍体效率优于浸渍法，最佳处理为50 mg/L秋水仙素混培5 d。 3.3. 诱变剂的浓度和处理时间 不同作物不同基因型对诱变剂的敏感度是不同的。诱变剂浓度过低，诱变效率低；浓度过高，植物细胞畸形或死亡所以诱变剂浓度应适中且处理时间不宜过长。在探究新型除草剂Oryzalin的浓度和处理时间对诱导彩色马蹄莲多倍体的影响实验中，张锡庆 [ 26 ] 发现安磺灵浓度0.0016%时处理36 h效果最好，植株变异率高达34%。在秋水仙素水溶液和不同浓度胺磺灵除草剂滴苗处理诱导小型西瓜四倍体实验中，赵胜杰 [ 27 ] 发现秋水仙素处理，诱变频率基因型间差异较大，高的可以达到26.3%，低的仅有1.4%。张全美 [ 28 ] 实验发现离体诱导四倍体果型西瓜最佳的条件200 mg/L秋水仙素处理子叶12 h，诱导率有57.1%。 综上所述，化学方法诱导多倍体因操作简便、诱导率高在实际生产中应用较多。其中，体内诱导多倍体操作相对简便，但其诱导率低、诱导剂对植株伤害很大，易受环境条件影响。体外诱导具有操作更好控制、诱导频率更高，可以更早鉴定倍性等优点，但其操作成本和操作难度比体内诱导高。
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user: 4. 其他方法诱导多倍体 4.1. 体细胞融合法 体细胞融合法是用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，得到大量原生质体，再通过聚乙二醇(PEG)或电融合法融合，培养一段时间后诱导分化出的植株是多倍体。赵小强利用PEG成功融合了草地早熟禾新格莱德和午夜2号的原生质体，获得了体细胞杂种愈伤组织 [ 29 ]。该技术的发展是建立在组织培养和原生质体培养的基础上，将倍性育种与杂交育种结合起来，具有独特的优势。但是杂种细胞的融合率低，使得这项技术在生产上的应用难以发挥。 4.2. 胚乳培养法 大多数被子植物的胚乳是胚囊的两个极核和一个精子融合的产物，是三倍体组织，所以通过胚乳培养可以获得三倍体植株。1982年中国农科院郑州果树所第一次报道了可通过培养猕猴桃胚乳获得三倍体猕猴桃 [ 30 ]。赵丹丹 [ 31 ] 对胚乳培养猕猴桃的条件进行了一系列实验，研究了植物生长调节剂、暗培养、继代时间、秋水仙碱等对胚乳培养过程中染色体倍性的影响。结果发现：在添加0.2 μm/L NAA + 5μm/L 6-BA的培养基上可以获得更多的3C愈伤组织。但是胚乳培养法的胚乳是程序性退化组织，分化难度较大，胚乳愈伤组织继代培养中染色体数目不稳定，其再生植株多为非整倍体，目前很难应用到生产中去。 4.3. 农杆菌介导法 Tsayoshi Imai [ 32 ] 等以17个二倍体株系马铃薯块茎为材料，接种农杆菌。转化后发现其中四倍体占比67%。在没有参与农杆菌转化的78株马铃薯中，只有27株是四倍体，诱导率仅35%。他认为，在马铃薯农杆菌转化过程中伴随着染色体的加倍。此法后续鲜少报道，对实际生产意义甚微。