生物多样性作用(6篇)

生物多样性作用篇1

关键词：开发建设项目；生物多样性保护；生态环境；云南省

中图分类号：S718;Q16文献标识码：B文章编号：1671-3168(2012)01-0082-04

BiologicalDiversityConservationStrategyofDevelopmentand

ConstructionProjectsinYunnanProvince

HEPing1,LUHao2

(1。EcologyBranchofYunnanForestInventoryandPlanningInstitute,Kunming650031,China;

2。InvestmentProjectEvaluationCenter,People'sGovernmentofYunnanProvince,Kunming650021,China)

Abstract:ThecharacteristicsofbiodiversityinYunnanProvince,aswellasimpactsofdevelopmentandconstructionprojectsonbiodiversitywereintroduced。Problemsonbiodiversityconservationinthecurrentdevelopmentandconstructionprojectsi。e。,understandingisnotinplace,managementisnotclear,laws,regulationsandstandardsarenotperfect;thelackofprofessionalassessmentandmonitoringinstitutionsetc。wereanalyzed。Ccountermeasuressuchasawarenessrising,straighteningoutrelations,developingstandards,soundsystem,raisingfundsandlettingthewholesocietytoparticipateinwereproposed。

Keywords:developmentandconstructionprojects;biodiversityconservation;ecologicalenvironment;YunnanProvince

收稿日期：2011-11-23.

作者简介：和平（1963-），女，工程师。主要从事水土保持方案设计、生态治理和管理工作。1总论

生物多样性是生物与环境形成的生物类群层次结构和功能的总和，包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。遗传多样性导致物种多样性，物种多样性导致生物群落多样性，生物群落多样性与其依存的生境构成生态系统多样性，生态系统多样性组成景观多样性。

1.1云南省生物多样性特点

云南省地处中国西南边陲，植物区系处在泛北极植物区与古热带植物区的过渡地带，动物区系处在古北界与东洋界两大地理区过渡地带，生物物种种类和珍稀物种资源均居全国之首，生态系统类型多样而独特。不仅是我国物种资源、生态系统和景观类型最丰富的省份，也是我国生物多样性重要类群分布最集中，并具有国际意义的陆地生物多样性关键地区之一。生物多样性具有丰富性、独特性和脆弱性的特点。拥有一大批物种孑遗种、独特种和古老种，野生物种繁多，数量少，分布区域狭小，遇有自然灾害或人为破坏，很容易陷入濒危境地甚至绝灭，一旦灭绝则永远不可能恢复。

云南省属我国西部经济不发达，贫困面较大的边远地区。全省集“山区、民族、边疆和贫困”四位一体，目前仍处于全国发展的低层次，区域生物多样性衰减十分严重。

1.2开发建设项目特点

开发建设项目可分为线型开发建设项目和点型开发建设项目，建设类项目和建设生产类项目。线型开发建设项目布局跨度大，呈线状分布。点型开发建设项目布局相对集中，呈点状分布。建设类项目在基本建设竣工后，在运营期间基本没有开挖、取土（石、料）、弃土（石、渣）等扰动破坏地表植被的生产活动。建设类项目在建设期对项目区生物多样性影响较大，运营期间对项目区生物多样性影响逐渐减少并趋于稳定。建设生产类项目在基本建设竣工后，在运营期间仍然有开挖、取土（石、料）、弃土（石、渣）等扰动破坏地表植被的生产活动。建设生产类项目对项目区生物多样性的影响是一个持续的过程，根据生产性质不同，对项目区生物多样性的影响也不同，并持续到生产结束。

1.3开发建设项目对生物多样性的影响

生物多样性的丧失有自然因素和人为因素：①自然因素包括旧物种灭绝和新物种形成的自然进化过程，自然淘汰使大量物种灭绝。气候变暖、地质灾害等变化使物种生存环境发生较大变化，物种难以适应变异后的环境，造成物种退化或灭绝。②人为因素主要包括人口剧增和人为造成自然资源的高速消耗（森林植被滥砍乱伐，毁林开垦，过度樵采、采伐等），不断发展的农、林、渔业生产（不合理的开垦和耕作方式、散养放牧、林下采集等），栖息地生境的丧失、片断化、退化，不合理的开发建设活动，严重环境污染（水体污染、土壤污染、空气污染），外来物种入侵，气候等。

开发建设项目对生物多样性的影响主要有以下几方面：①开发建设项目征占用土地改变了原有土地使用功能后，项目区原有生态系统多样性和景观多样性将发生改变。②开发建设项目进行表土剥离、土石方开挖等扰动后，原有地表稳定和植被将遭到较大破坏，地表抗蚀能力下降，在自然和外力作用下可能造成滑坡、坍塌等自然灾害，项目区生境将受到影响，原有生态平衡将发生改变。③施工中弃渣形成的松散土石堆积体结构松散，堆置不合理造成的水土流失不仅破坏项目区生态系统和景观多样性，还会殃及栖息地中的物种。④项目建设和运行中的噪声和环境污染等也可能危及项目区生物多样性。

林业调查规划第37卷第1期

和平，吕浩：云南省开发建设项目生物多样性保护对策探讨

鉴于云南省经济建设现状和生物多样性特点，如何处理好开发建设项目与生物多样性保护的关系已成为急需解决的热点问题。

2开发建设项目生物多样性保护存在的问题

2.1认识不到位，管理不清晰

依据《森林和野生动物类型自然保护区管理办法》，在林业系统部级自然保护区的开发建设项目，须编制开发建设项目对自然保护区生物多样性的影响评价报告，通过专家技术审查后，由林业主管部门下发允许建设的行政许可决定书。目前，保护区外开发建设项目的生物多样性保护刚刚启动，存在多行业、多部门、多渠道管理现象，各行业各部门仅从各自行政职能上进行生物多样性保护管理，行业之间、部门之间对生物多样性保护的认识有偏差，缺乏明确的职责分工。

2.2国家法律和行业标准不完善

我国对生物多样性的立法仅有《中华人民共和国自然保护区条例》，国家正在逐渐建立并完善生物多样性保护法律体系。针对云南生物物种资源保护的特点，云南省制定了30多项地方性法规、规章和政策。现阶段的法规、规章和政策中涉及生物多样性的条款模糊，参考范围和执行标准难以界定，尚不能支撑生物多样性保护工作，许多共性与关键的标准、规范等亟待解决。

2.3缺乏专业的评估和监测机构

云南省尚未建立生物多样性管理体系。目前，评估单位资格要求比较模糊，既无专业的生物多样性评估机构，也无专业的生物多样性监测机构，还无专业技术审查专家资源数据库。

3开发建设项目生物多样性保护对策

3.1提高认识，处理好开发建设与生物多样性保护的关系生物多样性是人类生存和社会可持续发展的战略性资源，是国民经济发展的基础。为了有效地保护自然保护区和44个县（市、区）生物多样性保护重点区域的遗传、生物物种和生态系统的多样性，需将生物多样性保护列入国民经济发展规划，开发建设须以资源的永续利用为前提，合理布局产业结构，避免开发建设项目造成环境超载现象，杜绝不符合产业政策的开发建设项目。走生态建设产业化、产业发展生态化的道路，大力发展绿色经济，在保护中开发，在开发中更好地保护。通过建立政府宏观调控和市场运行机制相结合的生物多样性保护体系，提高生物多样性保护实效。

3.2理顺关系，处理好专业管理与社会参与的关系

生物多样性保护不是某个部门、某个行业或某个地区的问题，而是全球性的问题。要做好生物多样性保护工作，首先需要进一步统一思想和认识，理顺涉及生物多样性保护的各行业和各部门的关系，确定生物多样性保护的主管部门，明确职责范围，落实部门分工。其次，建立政府部门之间的协调机制，通过各行业及其相关部门的联动，将被动保护变为主动保护。最后，根据开发建设项目地理位置和建设特点，不仅可以通过多部门、多领域、多专业相互渗透，还可利用与世界科学界、相关国际组织和非政府组织的合作与交流，集全世界的智慧和力量，不仅保护项目区域生物多样性和区域生态环境，也保护人类共同生存的地球。

3.3制定标准，规范开发建设项目生物多样性保护方法国家法律、法规和条例是生物多样性保护的法律依据，行业规范和标准是生物多样性保护的技术准则。尽快建立并完善开发建设项目生物多样性保护的政策体系、法律法规体系，地方性法规、规章和政策。以“中国生物多样性保护战略与行动计划”（2011~2030年）为行动指南，借鉴现有的生物多样性保护经验，探索适合云南特点的开发建设项目生物多样性保护的技术标准、规范和实施细则，为全面开展开发建设项目生物多样性保护奠定基础。

3.4健全体系，完善开发建设项目生物多样性影响的评价、监测和管理生物多样性保护是集生态系统、物种、遗传资源等为一体的综合性的系统工程。建立并规范开发建设项目生物多样性影响评价、监测和管理体系是开发建设项目生物多样性保护的关键。通过建立开发建设项目生物多样性保护管理体系，达到开发建设与生物多样性保护的可持续利用和惠益共享。

1）项目立项前，对开发建设项目可能造成的生物多样性影响进行分析论证，确定开发建设项目对区域生物多样性的影响程度，以此作为开发建设项目可以立项的重要依据之一。

2）建立由多学科专家组成的生物多样性分析与社会发展咨询机制，通过联合专家组对开发建设项目可能造成的生物多样性影响进行审查论证，作出真实、可靠、科学的生物多样性综合评价结论，为政府决策提供科学依据。

3）规范开发建设项目生物多样性评价单位资格、个人上岗专业职称，建立并完善开发建设项目生物多样性评价程序、评价标准、验收标准。

4）规范开发建设项目生物多样性保护报告的篇（章）提纲，以及生物多样性保护分析报告的调查方法、评价方法、评价内容、评价范围、评价重点等，真实反映项目建设区域生物多样性现状，预测开发建设项目对区域生物多样性的影响，识别主要威胁因子，以就地保护为主，迁地保护为辅，制定科学而具有可操作性的生物多样性保护对策。并从生物多样性保护的角度，为政府部门决策开发建设项目是否立项建设提供参考意见。

5）建立生物多样性监测系统。设立专业监测机构，制定监测标准，确定监测内容、监测时段、监测空间、监测范围。在项目开工前，监测项目区域生物多样性背景值；在项目建设中，追踪纪录生物多样性的动态变化情况，掌握生物多样性保护措施的实施情况和效果，根据需要调整和完善保护措施,将工程建设对区域生物多样性的影响降到最低点；在项目运行期，了解专项生物多样性保护对策的实施效果。

6）依法行政是加强生物多样性保护的有效手段和必然要求。充分利用地方政府的作用，健全执法机构，依法行政，明确职能，落实分工，统一监督管理。完善生物多样性管理机制，探索科学、适用的生物多样性保护管理模式。

3.5多方筹资，确保开发建设项目与生物多样性保护措施共赢资金筹措是实现生物多样性保护的基本保障，可采取多渠道融资，探索生物多样性保护补偿机制，通过制度化、规范化的生态补偿体系，把生物多样性保护与生物资源管理融为一体，吸引企业资金和社会资金投入。开发建设项目生物多样性保护费用均应在基本建设投资费用中计列。生物多样性保护措施资金须与主体工程建设资金同时调拨，才能确保生物多样性保护措施与主体工程同时设计、同时施工、同时发挥效益，达到开发建设与生物多样性保护共赢的效果。

3.6加强宣传，提高全民生物多样性保护意识

国民素质直接关系到生物多样性保护的效果，须在大力提高国民素质的同时，强化公众的生态环境意识。充分发挥新闻媒体的宣传作用，持之以恒地开展生物多样性保护的文化教育、法律法规宣传。建立公众参与制度，加大社会舆论监督作用，鼓励公众自觉参与生物多样性保护和监督，从日常生活做起，保护生态环境。

4结语

云南省属我国西部经济不发达，区域生物多样性衰减十分严重的地区。根据经济现状和生物多样性特点，云南省提出了“生态立省、环境优先”的战略部署，明确了开发建设须以资源的永续利用为前提，在保护中开发，在开发中保护，实现开发建设与生物多样性保护的协调和可持续发展。“十二五”期间建设中国面向西南开放的重要桥头堡，为云南省打造具有内陆特点的开放型经济提供了历史机遇，也带来了严峻生态挑战。

开发建设必将对项目区生物多样性造成一定影响和破坏。开发建设项目生物多样性保护不仅需要单学科支撑，更需要多学科渗透；不仅需要完善的管理体系，更需要专业的机构；不仅需要政府给力，更需要民众参与。如何处理好开发建设项目与生物多样性保护的关系，做到事前评估论证，事中监测保护，事后验收总结，将开发建设项目对生物多样性的影响降到最低，使生物多样性在“十二五”期间经济社会发展的机遇中发挥重要作用，将是云南可持续发展战略中需要研究和解决的重要课题。

参考文献:

［1］2010国际生物多样性年云南行动腾冲纲领［Z］.2010.

［2］任治忠.云南环境保护主要问题及对策研究［J］.地理科学进展，2011（5）：563-568.

［3］黄国勇.泉州市生物多样性性保护工程建设对策［J］.中国生态农业学报，2002（4）：105-106.

［4］滇西北生物多样性保护联席会议.滇西北生物多样性保护规划纲要（2008-2022）［Z］.

［5］云南省林业厅.自然保护区建设项目的生物多样性影响评价技术规范［S］.2007

生物多样性作用篇2

关键词：PAHs来源迁移仪器监测生物监测微生物降解

一、多环芳烃的定义、性质及来源

多环芳烃从广义上说上讲是指分子中含有2个或2个以上苯环的化合物，而狭义的多环芳烃是指若干个苯环稠合在一起或是由若干个苯环和环戊二烯稠合在一起组成的稠环芳香烃类[1]。它是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物。它是最早发现且数量最多的致癌物，也是环境中最早发现且数量最多的致癌物。目前已经发现的致癌性多环芳烃及其衍生物已超过400种，每年排放到大气中的多环芳烃约几十万t[2]。美国环保局提出的129种“优先污染物”中，多环芳烃类化合物有16种。

多环芳烃具有强疏水性，其水溶性随分子量的增加而减小。但是当溶液中存在其它有机化合物时，它们可与这些有机物形成胶体，使水溶性发生很大的变化；另外，由于其由两个或两个以上苯环构成，结构稳定，不易被降解，且随分子量的增加降解性降低，故具有强吸附性，此外它还具有难降解性、毒性以及生物蓄积性，多环芳烃最突出的特性是具有强致癌性、致畸性及致突变性，当PAHs与-N02、-0H、-NH2等发生作用时，会生成致癌性更强的PAHs衍生物。另外，PAHs很容易吸收太阳光中可见（400-760nm）和紫外（290-400nm）区的光。对紫外辐射引起的光化学反应尤为敏感。另外可在其生成、迁移、转化和降解过程中，可直接通过呼吸道、皮肤、消化道进入人体和动物体，并且可以间接通过食物链的放大作用进入人体和动物，又由于其亲脂性及难降解性，易在生物体内蓄积，对人体及动物健康产生危害。

环境中的PAHs除极少量来源于生物体（某些藻类、植物和细菌）内合成，森林草原自然起火，火山喷发等自然本底外，绝大部分由人为活动污染造成，主要来自于两方面：首先是煤、石油和木材及有机高分子化合物的不完全燃烧，即热解成因[3]。随着生活水平的提高及基础设施的完备，交通污染源也逐渐成为多环芳烃污染非常重要的一部分；此外，我国是燃煤大国，在北方城市，使用煤炉取暖的情况很普遍，而在煤炉排放的废气中，致癌性PAHs浓度可达1000ug/m3，另外，家庭炉灶每年所产生的PAHs的含量也相当多，以居室厨房内做饭时由于欠氧燃烧产生的为例，其中BaP含量可达559ug/m3，超过国家卫生标准近百倍；在食品制作过程中，若油炸时温度超过200°C以上，就会分解放出含有大量PAHs的致癌物；吸烟所引起的居室环境的污染，已引起国内外的关注，至今已鉴定出150种以上的PAHs存在于香烟的焦油中。在雪茄烟的烟雾中PAHs浓度范围为8-12ug/支。

二、多环芳烃在环境中的迁移

PAHs最初的形态大多数为气态的，部分冷却后形成颗粒物或吸附在颗粒物上，随着颗粒物的飘动发散在环境各处，通过沉降和降水冲洗作用而污染地面水和土壤，植物在生长过程中会从中吸收、转化并富集PAHs，植物腐烂后，PAHs又回到土壤中，同时PAHs也可以通过食物链在动物体内累积，严重危害人类健康。具体说来多环芳烃主要存在于大气、水体、土壤及生物体中。

三、环境中多环芳烃的监测

多环芳烃的监测可以分为两类，一类是仪器监测，另一类是生物监测。前者是定量的对大气、水体、土壤或沉积物中的PAHs进行检测，以此了解环境汇总多环芳烃的污染状况，而后者则是通过检测生物体内多环芳烃的含量，继而定性的对多环芳烃污染做出健康风险评估，生物监测需要借助物理化学监测的分析仪器及方法，但相比之下后者更加能反映多环芳烃对环境的危害程度。

1.仪器监测

多环芳烃的仪器监测分为四个步骤：第一步为样品采集，对于不同形态的样品采集方法也不一，如采集沉积物时一般使用抓斗式或箱式采样器采集表层样品，而采水样是则用采水器，大气的采样较为复杂，有溶液吸收法、纤维滤膜法、固体吸附剂法、惯量撞击法、低温浓缩法[4]。溶液吸收法适合于气态样品的小容量采集；低温浓缩采样一般使用干冰，采样后用热解析将PAHs提取出来，因为需使用干冰，不太适于野外和长时间采样；当前使用最多的是以纤维滤膜法采集气态和颗粒物中的PAHs。

生物多样性作用篇3

园林植物作为风景园林景观的主要体现者和功能的主要承载者；植物景观设计是风景园林设计中的关键内容。

在景观方面，我们可以利用植物的形态特征表现特质美、利用植物的色彩和季相变化表现季节美、利用植物的装饰特性表现艺术美、利用植物的寓意和象征表现社会美；在功能方面，我们可以利用植物材料本身的特性，使其发挥生态作用、防护作用、实用作用和社会经济作用。

2.现代植物景观设计的现状

在现代景物景观设计中，由于设计者和决策者有时会忽视或片面理解园林植物的主导作用，导致现代植物景观无论在观赏上，还是在功能上都有所折扣。

2.1城市原有植物景观系统的破坏

在新近绿地的建设或是旧有绿地的改造中，往往有片面强调图形的美观和象征意义，而忽视其园林植物生态功能的现象；有些大树在移植过程中被截干去枝，甚至死亡，这对其原生的生态系统无疑造成了极大的破坏；有些林带本来是生态通道，结果被新修的所谓景观大道截断；而大面积的城市广场和硬质铺地很少考虑其对于城市生态环境的意义。

2.2城市物种多样性的破坏

景观生态学上衡量城市景观好坏的一个重要标准就是看其植物种类的多样性和本土化程度。物种多样性是维持生态系统稳定的关键因素。由于片面地追求景观的视觉效果，在我国各地的植物景观设计中，都存在大量引进外来的植物品种种植的现象，有时甚至完全不顾本地的气候和土质状况。由于外来植物的介入，城市生态环境被人为地加以改变，生态群落遭受破坏；此外，为了街道的整齐和气势的营造，往往整条街栽种单一树种而不维持原始状况下多树种的混种，最终导致物种多样性的破坏，是城市生态系统变得脆弱而不稳定。

3现代植物景观设计的问题

现代植物景观设计与建设中的滞后、不合理的观念，导致如下几个方面的问题：

3.1植物景观的生态效益低下

近年来，很多城市的公共绿地多是西方古典园林中的大面积草坪和小灌木林拼成图案的绿化方式，并在一段时期内草坪加上色块图案成为城市园林绿化中的时尚（如是做法被称为“城市美化运动”）虽然草坪加色块图案能给人宽阔和心旷神怡的感觉，也能使园林洁净明朗，但从生态学上看，此种绿化模式发挥的生态效益远不如中国传统的乔灌草复合群落，而且养护费用相当高。这种“事倍功半”的做法是不可去的，也是不应提倡的。

3.2植物景观“千城一面”

对植物景观设计的理解缺少深度和内涵，设计作品仅仅停留在概念、形式提出的水平上：有的将植物景观设计简单地理解为栽花种草，植物景观处于喷泉、雕塑、小品等人工景物的陪衬地位；有的偏爱以植物材料构成图案效果，热衷把植物修剪形成整齐划一的色带或几何形体——如此种种的做法，使得国内一些城市因缺乏城市特色而导致“千城一面”。

3.3植物微观群落不稳定

植物微观群落是植物与植物之间建立的互惠的、共生的关系。特定的“乔灌草”组合的搭配是物种亿万年进化的结果：符合自然规律，并且能够使群落中的各种生物生长良好、使其发挥最大的生态效益。但是，从植物景观设计的植物配置来看，设计者主观性的把一些不具备共生关系、甚至不能共同生长的植物种植在一起，使植物微观群落变得非常不稳定。

3.4忽视乡土树种的应用

乡土树种具有最佳的本土适应性和文化传承性，代表地方特色。但是由于设计者的观念问题和当地苗圃的种质资源问题，使乡土树种的应用具有相对的滞后性，很难使这一理念得以充分的理解和应用。

4现代植物景观设计的发展对策

现代植物景观设计承担着美化城市、改善城市生态环境、为人们提供良好的游憩场所的功能。在现代植物景观设计中，我们要吸收中国古典园林的精华，借鉴外国园林建设的优秀经验，实现植物景观设计的可持续发展。

4.1现代植物景观设计应当遵循的原则

4.1.1科学性

适地适树和选用乡土植物是科学性的基础。植物个体的生态习性非常不同，对温度、湿度、光照、土壤、空气等都有不同的要求，群体生态中还涉及各种植物相互关系，所以，要营造多种植物生长所需的生态环境。依照植物之间的微观群落的互惠共生关系，搭配植物。

4.1.2文化性

植物景观和园林中其它的景观一样都需要有文化涵义，中国自古花文化异常丰富。众所周知，梅兰竹菊、玉堂富贵都有其代表性的树种。此外，本土树种也可以代表当地文化。例如，哈尔滨是旧有“榆都丁香城”的美誉，榆树和丁香是我国旱地地区的本土植物，更代表了城市的文化特色。

4.1.3艺术性

一般的艺术规律同样可以用在植物景观设计中。对比与协调、节奏与韵律、均衡与稳定、比例与尺度等形式美规律可以在植物景观设计中灵活运用，创造出极富艺术性的植物景观。

4.1.4实用性

植物景观具有生态效益、社会效益和经济效益。单方面地说，例如，黑龙江省北方森林植物园内种植的郁金香每年就会为植物园创造巨大的经济效益：每当郁金香的花期，就会有大量游客慕名而来，一赏百花盛开的景象；另外，郁金香的切花也可以为植物园带来经济收入。

4.2寻求真正意义上的生态原则

4.2.1生态位原则

从生态学上说，生态位是指处于群落中的物种，在时间、空间和营养方面所占的地位。植物空间的生态位，从宏观层面上来讲，是指植物空间提供给人们的或者可以被人们利用的各种生态因子（如土地、气候、休憩空间、交通等）的集合，反映植物空间的现状对于人们各种活动（主要是游憩活动）的适宜程度及吸引力大小，良好的生态位比较适宜人们的各种活动，对人的吸引力比较大；从微观层面上讲，良好的生态位是指构成植物景观的每一种植物处于合理的空间分布，在它所处的生态空间都能比较健康的生长，正常地进行光合作用。

4.2.2引入绿量概念

城市建成区绿地率、绿化覆盖率和人均公共绿地面积是用以衡量城市绿化水平的三项主要指标，而仅应用绿地率和覆盖率这两个指标，已不能满足确切评价城市绿地景观状态和生态效益的要求，于是“绿量”的概念被越来越多的提出来。叶片是植物最主要的利用光合作用将太阳能转化为有机物的器官，因此，植物景观空间的物流和能流数量的大小，决定于植物叶片面积总量的大小。以叶面积为主要标志的绿量，是决定城市绿地生态效益大小的最具实质性的因素。例如，在具有相同绿地率的城市用地中，不仅可以有草坪和乔灌草复层结构群落的不同种植形式，表现出不同的绿化覆盖率，而且，绿地的生态环境效益也不一样。可见，合理的植物配植可充分发挥其增湿、降温、调节环境小气候的作用。

生物多样性作用篇4

关键词：生物多样性；价值；研究概况；综述

1生物多样性的概念及意义

生物多样性（biodiversity或biologicaldiversity）一词，最初是由Fisher和Williams（1943）在研究昆虫物种-多度关系时提出的，但生物多样性这一术语及其内涵在全球范围内被人们广泛理解和接受还是20世纪80年代后期的事情，特别是1992年《生物多样性公约》的正式签署，使得人们对生物多样性的关注度空前提高，生物多样性的研究与保护更多的进入了实质性阶段。目前人们公认的生物多样性是指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，包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统，是生命系统的基本特征。生物多样性按空间尺度可划分为3个层次，对此已形成基本一致的看法，并给予了明确的解释。

1.1遗传多样性（Geneticdiversity）

遗传多样性指种内基因的变化，包括种内显著不同种群间或同一种群内的遗传变异，也称基因多样性。种内多样性是物种以上各水平多样性的最重要来源。遗传变异、生活史特点、种群动态及其遗传结构等决定或影响着一个物种与其他物种及其环境相互作用的方式。而且，种内的多样性是一个物种对人为干扰进行成功反应的决定因素。种内的遗传变异程度也决定其进化的潜势，所有的遗传多样性都发生在分子水平，并且都与DNA的理化性质紧密相关。

1.2物种多样性（Speciesdiversity）

物种是指遗传特征相似，能够繁殖出有生殖能力的后代的一类生物。物种多样性是物种水平上的生物多样性。它是用一定空间范围内物种数量和分布特征来衡量的。一般来说，一个种的种群越大，它的遗传多样性就越大。但是一些种的种群增加可能导致其他一些种的衰退，而使一定区域内物种多样性减少。估计全球生物种类在200万到1亿种之间，而己被人类定名或描述的物种一般认为是140～170万种，绝大多数的物种尚未被发现和认识。

1.3生态系统多样性（Ecosystemdiversity）

生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化，以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性（Mcneely，1990）。生境主要指无机环境，生境多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落多样性主要指群落的组成、结构和动态方面的多样性。生态系统的类型变化也是生态系统多样性研究的重要内容。有些生态系统有它的独特性，一旦遭到破坏，难以恢复。在一定的区域内，即使有相似的自然条件，也存在着多种多样的生态系统。生物群落内部、群落之间以及与环境之间都存在极其复杂的关系。

2生物多样性对人类生存的重要价值

（1）生物多样性是人类赖以生存的物质基础。生物资源提供了地球人类生存的物质基础。其社会、伦理、文化和经济价值，从人类社会诞生起就已经被人类逐渐认识。我们主要的食物都来自于对野生生物物种的驯化，例如：人类已利用了大约5000种植物作为粮食作物，其中不到20种生物提供了世界绝大部分的食品。

（2）许多野生动植物是珍贵的药材野生生物作为人类祖先的医药宝库，使人类在抵抗疾病的过程中获得了生存的机会。至今世界上的很多药物都是从动植物或微生物中提取有效成分。野生动植物有许多是工业的原料。生物多样性可为人类提供特殊的基因。多样的生物具有众多特殊的基因，如研究耐寒抗病基因，可以培育动植物新品种，用以改善人类食品的品质和对生物的利用能力。

（3）生物多样性的间接价值，生物多样性的间接价值主要与生态系统的功能有关，如固定太阳能、调节水文、防止水土流失、调节气候、吸收和分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程等。

3生物多样性研究产生的历史背景

20世纪以来，由于工业的发展和人口的增加，人们对资源的利用大大提高了，特别是对生物资源掠夺式的开发，加之环境污染导致生物物种的锐减，己成为经济发展的制约因素。据统计，近200年来，地球上已有106种哺乳类动物和127种鸟类灭绝；濒临灭绝的哺乳类动物有406种，鸟类有593种，爬行动物209种，鱼类242种，其他低等动物更不计其数。位于地球赤道一带的热带雨林，是天然的动植物园，是地球的生物宝库，被誉为“地球之肺”，但是全球的热带雨林现在正以每分钟20hm2的速率减少，照此下去，不出100年，全球的热带雨林将荡然无存，大量珍稀生物也将随热带雨林的消失而灭绝，生物多样性保护正遭受到严峻的挑战。面对如此严峻的形势，人们逐渐认识到人类社会发展与自然之间相互协调的关系，1948年出版的《我们被掠夺的星球》和1962年出版的《寂静的春天》作为自然保护的先驱之作，唤起了人类对自己生存的环境的关心。

第二次世界大战以后，国际社会在发展经济的同时更加关注生物资源的保护问题，并且在拯救珍稀濒危物种、防止自然资源的过度利用等方面开展了很多工作。1948年，由联合国和法国政府创建了世界自然保护联盟（IUCN）。1961年世界野生生物基金会建立。20世纪70～80年代，召开了一系列有关人类环境、自然资源保护和可持续发展的国际会议。1971年，由联合国教科文组织提出了著名的“人与生物圈计划”。1980年由IUCN等国际自然保护组织编制完成的《世界自然保护大纲》正式颁布，该大纲提出了要把自然资源的有效保护与资源的合理利用有机结合起来的观点，对促进世界各国加强生物资源保护工作起到了极大的推动作用，并出版了包括“我们共同的未来”、“关心地球”等在内的纲领性文件，其中对生物多样性保护给予了高度重视。20世纪80年代以后，人们在开展自然保护的实践中逐渐认识到，自然界中各个物种之间、生物与周围环境之间都存在着十分密切的联系，因此自然保护仅仅着眼于对物种本身进行保护是远远不够的，也难于取得理想的效果，要拯救珍稀濒危物种，不仅要对所涉及物种的野生种群进行重点保护，而且还要保护好它们的栖息地，或者说，需要对物种所在的整个生态系统进行有效的保护。在这样的背景下，生物多样性的概念便应运而生了。

1992年6月，在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上通过了“生物多样性公约”，包括我国在内的150多个国家和地区的首脑在公约上签字，并于1993年12月29日生效，该公约的签署标志着生物多样性的研究、保护和开发利用进入了一个全新的发展阶段。20世纪以来，随着世界人口的持续增长和人类活动范围与强度的不断增加，人类社会遭遇到一系列前所未有的问题，面临着人口、资源、环境、粮食和能源等5大危机。这些问题的解决都与生态环境的保护与自然资源的合理利用密切相关。

4生物多样性的研究进展

4.1国际生物多样性科学研究规划

国际生物多样性科学研究规划（DIVERSITAS），是由6个国际组织于1996年7月提出，该计划提出了5个核心研究计划和5个特殊研究领域。其核心研究计划是：①生物多样性对生态系统功能的影响；②生物多样性的起源、维持和变化；③系统学研究、生物多样性编目和分类；④生物多样性的监察；⑤生物多样性保护、恢复和可持续利用。其特殊研究领域是：①土壤和沉积物中的生物多样性；②海洋生物多样性；③微生物生物多样性；④淡水的生物多样性；⑤与生物多样性有关的人文因素。该计划将生态系统的功能列为核心研究计划之首，其他的4个核心研究计划都将围绕生物多样性对生态系统功能的影响来开展，这一国际科学研究规划向我们展示了当前生物多样性研究的热点及未来若干年的研究方向。

4.2遗传多样性的研究

物种遗传多样性的大小是长期进化的产物，是其生存和发展的前提。对遗传多样性的研究始于19世纪中叶，达尔文《物种起源》中用大量资料和证据指出生物中普遍存在的变异现象，并发现了大部分变异有遗传倾向，随着孟德尔遗传定律的重新发现，遗传学家把遗传学定律应用于生物种群中，并对自然种群中的遗传变异数量进行了广泛的研究。早期的遗传变异研究主要在表型性状和染色体水平上进行，在染色体水平上发现了大量植物自然种群中的变异，其中包括染色体结构的变异。20世纪60年代，同工酶电泳技术的产生为检测遗传变异提供了有力的工具，1969年，Parakash等提出把同一基因位点的不同等位基因编码的一种酶的不同形式叫”等位酶（Allozyme）”，将它从同功酶的概念中分离出来，等位酶谱带与等位基因之间关系明确，其变化直接反应了DNA分子水平上的变化，使其成为一种十分有效的遗传标记，成为检测遗传多样性最普遍的方法，是当前分子系统学研究中应用最为广泛的手段。迄今为止，应用凝胶技术研究遗传变异已积累了丰富的资料，并建立起检测种群遗传分化、遗传多样性和基因流水平的方法。20世纪80年代以来，分子生物学技术的快速发展为遗传多样性检测提供了更直接、更精确的方法，即直接检测DNA本身的序列变化。特别是聚合酶链式反应（PCR）技术的出现及成熟，使DNA分析方法成为目前为止最有效的遗传分析方法。在有关遗传多样性的研究中，等位酶水平上的研究占了很大比例，已建立起一整套数据处理和分析方法；DNA水平上的各种分析技术产生较晚，但由于其具有快速、灵敏、精确、直接的优点，已逐渐被研究人员作为主要分析手段。利用分子标记技术分析种群地理格局和异质种群动态，确定种群间的基因流、确定个体间的亲缘关系等方面的研究成果也已有大量报道。

4.3物种多样性的研究

物种多样性的研究内容包括物种多样性的现状、物种多样性的形成，演化及维持机制，种群生存力分析，物种的濒危状况，灭绝速率及原因，物种多样性的有效保护与持续利用等。

物种多样性编目是一项艰巨又急待加强的工作，是了解物种多样性现状及物种特有程度的根本途径。目前，世界上对物种的估计甚至不能达到一个确定的数量级，其变化范围从500万到3000万种（Wilson，1988），甚至有200万到1亿种（世界资源研究所，1992）；要弄清这些，需要大量的调查研究工作，中国从20世纪50年代起组织了多地区、大规模的生物资源、区系、植被的综合考察，陆续出版了全国性和地区性的植被专著，动物志，植物志和各种经济生物志，为中国物种多样性编目打下较好的基础。对濒危、受威胁物种的濒危状况和濒危机制、灭绝速率进行深入研究，为保护重点生物物种提供最有力的依据，同时也提高了我们对物种灭绝过程和存活条件的认识。美国1973年颁布《濒危物种法令》，开始致力于这方面的研究，我国从20世纪80年代陆续开展了有关濒危植物的解剖、生理、生殖、遗传和生态学研究，1993年起实施国家自然科学基金重大项目“中国主要濒危植物的保护生物学研究”，对10种具代表性的濒危植物同时进行生态学、生殖生物学、遗传多样性的研究，这是我国对濒危植物进行系统研究的开始。当前，对濒危物种的研究只限于极少数物种，大多数珍稀种、濒危种的研究还有待于广泛开展。

4.4生态系统多样性的研究

生态系统多样性的研究内容包括生态系统的组成与结构，生态系统多样性的维持与变化机制，生态系统多样性的调查、编目和动态监测等。当前的热点主要有生物群落多样性的测度、人类活动对生态系统多样性的影响，生物多样性的长期动态监测。

人类活动对生态系统多样性的影响是生物多样性研究的核心内容，己受到广泛关注，Dompka（1996）指出许多自然保护区因为人为干扰而被破坏。欧阳志云等（1999）以大熊猫为例，指出人为因素对野生动物生境的影响并提出了评价方法。生物多样性的动态监测活动从20世纪80年代初开始，主要是美国一些研究机构在南美洲开展的若干生物多样性动态监测项目。我国在1950年以来，中科院已在全国建立了64个生态定位站，一直从事生态系统结构、功能、演替、物种消长等方面的研究，取得了大量研究成果。

4.5近年来我国在生物多样性研究方面所做的工作

应该说，人类对生物多样性重要性的认识及对其采取保护措施由来己久，但生物多样性作为一门正在形成的高度交叉的学科，却不过是20世纪90年代初的事情。1990年中国科学院成立了生物多样性工作组（即后来的生物多样性委员会）。1993年中国第一个全国性的生物多样性刊物《生物多样性》创刊出版。在生物多样性的遗传、物种、生态系统乃至景观等不同层次上，我国科学工作者己做了大量的研究工作，取得了许多有价值的研究成果。对遗传多样性的研究集中在对蛋白质、DNA和染色体多态性的测定上，涉及的对象主要是一些农作物如水稻、油菜等，家畜如滇南小耳猪、黄牛等，有关的研究方法主要包括RFLP，DNA指纹、RAPD、PCR等技术及对氨基酸、等位酶及染色体组型的分析。目前物种多样性的研究所占的比例较大，主要是以某一地理区域为单位（如自然保护区等），内容以区系组成为主。生态系统多样性的研究主要是在探讨生境类型的差异及不同生境中生物群落在物种组成及多样性上的变化。有关景观多样性的研究工作开展较少，一些学者对生态交错带的生物多样性，群落内物种多样性的发生与维持机制等进行了理论上的探讨。

4.6国际生物多样性研究的热点

当前，国际生物多样性研究的热点主要在以下几个方面：①生物多样性的调查、编目及信息系统的建立；②人类活动对生物多样性的影响；③生物多样性的生态系统功能；④生物多样性的长期动态监测；⑤物种濒危机制及保护对策的研究；⑥栽培植物与家养动物及其野生近缘种的遗传多样性研究；⑦生物多样性保护技术与对策。

2014年11月绿色科技第11期5结语

生物多样性对人类的生存和发展具有十分重要的意义，但是当前生物多样性正以惊人的速度丧失，现实状况已使生物多样性保护到了刻不容缓的地步。人类虽然已在生物多样性的研究与保护方面开展了大量工作，并已经引起了较多的重视，也取得了相当的成果，但相对于目前生物多样性的恶化现状还显得微不足道，生物多样性继续恶化的趋势没有得到根本上的改变，因此，人类必须进一步提高认识，加强合作，争取早日把这一系列的问题协调好、解决好。2012年11月召开的中共十，提出了“美丽中国”目标，把生态文明放在突出地位。生物多样性保护就是要保护地球上一切生物资源及人类的生存环境，它是实行可持续发展战略，正确处理资源保护与经济发展关系，促进人类与自然协调发展，实现生态、经济、社会效益高度统一的重要措施。只有有效地保护生物多样性，才能实现生物资源的可持续利用和发展，才能保护人类自己。

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生物多样性作用篇5

国家环境保护总局、欧盟和联合国开发计划署在人民大会堂联合举行国际生物多样性日纪念活动及中国-欧盟生物多样性项目和中国生物多样关系框架B档准备金项目的启动仪式。国家环保总局副局长吴晓青、欧洲委员会驻华副代表弗兰斯·叶森（FranzJessen）先生出席了本次会议。世界银行、联合粮农组织、联合国开发计划署等联合国系统代表，部分欧盟成员国，英国、法国、芬兰、挪威等驻华使馆和合作机构的代表、非政府组织的代表、私营部门的代表，中国履行《生物多样性公约》工作协调组的成员部门和单位及国土资源部、水利部，部分省（市、自治区）的代表、科研机构的代表等参加了本次活动。

今年的5月22日是第13个“国际生物多样性日”，其主题“保护干旱地区的生物多样性”积极响应了联合国将2006年确定为“国际沙漠和荒漠化年”的决定。全球的干旱和半干旱地区占到陆地表面的47%，这些地区不仅拥有丰富的生物多样性资源，而且还生活着大约2亿人口。干旱地区生态系统降雨类型变化无常，生态系统非常脆弱。人类活动，特别是对资源的过度开发利用，导致生境变化，造成干旱地区多达20%的生态系统的退化和荒漠化的加剧，2311个物种濒危，每年农业产品损失40多亿美元，社会、经济和政治压力增大。在中国，干旱和半干旱地区占到了国土面积的52.5%，同样，这一广大地区独特的生物多样性也面临着严峻的威胁，许多物种处于濒危状态。版权所有

中国政府一直重视生物多样性的保护工作。1993年，中国政府正式批准了《生物多样性公约》。十几年来开展了一系列履行国际公约和保护生物多样性的工作，成立了由国家环保总局牵头、国务院22个部门和单位参加的中国履行《生物多样性公约》工作协调组，2003年国务院批准成立了以国家环保总局牵头、国务院17个部委组成的生物物种资源部际联席会议制度，以加强对生物物种资源的保护和管理的协调。2005年初，国家环保总局牵头组织八个相关部门的专家编制《全国生物物种资源保护与利用规划（2006-2030）》，其重点是加强生物物种资源保护。并在保护的基础上持续利用生物物种资源。农业部于2003年完成《农业七大体系建设规划》，其中的一个重要内容是“农业资源和生态环境保护体系”，该体系明确提出了对草原的保护。国家林业局实施的六大工程与生物多样性保护密切相关，是直接保护生物多样性的大型工程。2005年，国家林业局还会同九个相关部门共同编制了《全国湿地保护工程实施规划（2005-2010年）》，该项规划将使50%的自然湿地得到有效保护。这些工作有力地促进了生物多样性保护和可持续利用，为世界生物多样性保护做出了应有的贡献。

中国的生物多样性保护也得到了国际社会的广泛关注和大力支持。随着中国改革开放的深入，中国与联合国相关机构开展了紧密的合作，引进国外成功的经验和先进技术，争取国际资金，世界银行、联合国开发计划署、联合国环境规划署、全球环境基金等都对中国的生物多样性保护与管理能力的提高做出了重要贡献。版权所有

生物多样性作用篇6

关键词：土壤微生物；PCR-DGGE；聚类分析；香浓威尔指数

中图分类号S15文献标识码A文章编号1007-7731（2013）24-65-04

在土壤养分循环的过程中，土壤微生物发挥着积极的作用，是土壤肥力的重要指标[1]，土壤微生物几乎是全部土壤生物化学过程的参与者，不但能提升土壤中有效养分的含量，还为作物生长和产量提供必要的物质保障[2]。由于人们长期对土壤进行农事操作，改变了土壤物理生物化学属性，因此对农田土壤微生物的主要类群和重要功能群的数量影响也愈见强烈，进而可能影响耕地质量保育与生态环境安全[3-4]。大部分土壤微生物对耕作措施很敏感，会表现出不同的反应[5-6]。其多样性对生态系统的稳定性、生产力和应对压力与扰动的恢复力方面有着重要的影响[7]。Al-Kaisi和Liebig等研究都表明，保护性耕作较传统耕作更有利于增加土壤中微生物多样性和生物量且更集中于地表，进而提高土壤系统稳定性。加之长期高强度的农药化肥大量投入使用也极易降低土壤中微生物群落多样性，导致微生物功能丧失，进一步影响土壤质量，使得土壤障碍频发[8-9]。研究结果表明恰当的管理制度能够增加土壤微生物种群数量，进而有利于作物产量的提高，土壤质量也会随之改善[10-11]。Schutter等利用PLFA法对保护性耕作和传统耕作下土壤微生物多样性进行了研究，发现对比传统耕作，保护性耕作更能增加土壤微生物种群数量。

1993年，Muyzer等首次将PCR-DGGE（Polymerasechainreaction-denaturinggradientgelelectrophoresis）技术应用于微生物生态的研究，这一技术的出现克服了传统微生物培养技术的限制，由于PCR-DGGE具有可靠、方便快捷、重现性好等优点，迅速成为微生物群落多样性和动态分析的强有力工具[12]，它利用PCR扩增产物中G+C含量的rDNA组分在电泳凝胶中移动的位置上的差异，不同G+C含量在胶中移动的速度不同，因此产生不同代表微生物群落组成的条谱带。本试验通过测定不同耕作方式下土壤微生物数量以及在分子水平上利用PCR-DGGE技术研究不同耕作方式下的农田管理措施对土壤微生物群落多样性的影响，从理论上阐明适合的耕作方式和农田管理模式，为土壤质量的改善和生产力的提高，提供重要的理论基础。

1材料与方法

1.1试验区概况试验在吉林省农田进行，试验地土壤为典型黑土。全省大部分地区年平均气温为2～6℃，全年日照2200～3000h，年活动积温平均在2700～3200℃，年降水量一般在400～1300mm。受季风气候影响，吉林省四季降水量以夏季最多，占全年降水量的60%以上，对作物生长十分有利。

1.2供试土壤与样品采集本研究选择4种处理：（1）陶家子（TH）：玉米收割后根茬还田，次年旋耕四位一体机进行播种施肥一次性作业；（2）永发乡（YH）：玉米收获后秸秆全部粉碎回田，两年播种前深翻一次后持续免耕；（3）农安（NH）：玉米收割后1/3秸秆粉碎还田，次年深翻；（4）公主岭（AH）：深翻配施有机肥。各处理设置的同时均有农民现行耕作对照。土壤样品采集于2011年10月中旬，供试土壤为中上层黑土，试验采取3点取样法，去除土样杂质、细根，将鲜土保存在4℃冰箱中待测。

1.3土壤DNA提取与PCR扩增采用FastDNASPINKitforSoil土壤DNA提取试剂盒。按试剂盒规定的实验步骤进行土壤DNA的提取，所提取的DNA用试剂盒纯化后保存。每个样品3次重复，以341f，758r（生工合成）为引物，在PTC-200PCR仪（Bio-Rad，美国伯乐公司）上进行扩增。PCR反应体系为50μL，包括10×buffer5μL，10mmoldNTP4μL，10pm正反引物各1μL，taqDNA聚合酶0.4μL，无菌水37.5μL，模板1μL。（大连宝生物公司）。PCR扩增程序为：94℃预变性5min；94℃变性1min，65℃（-0.5℃percycle）退火1min，72℃延伸1min，20个循环；94℃变性1min，55℃退火1min，72℃延伸1min，12个循环；72℃延伸10min。

1.4样品的DGGE分析用扩增的PCR产物进行DGGE分析，所用仪器为D-CodeUniversalDetectionMutationsystem（Bio-Rad，美国伯乐公司），凝胶成像系统（Bio-Rad，美国伯乐公司）。DGGE的凝胶浓度为6%，变性梯度为30%～60%，在60℃，180V条件下电泳6h.电泳胶片用Genefinder荧光染料染色。

1.5数据处理试验数据采用QuantityOne4.2.3软件，采用非加权成对算术平均法（UPGMA）对所有土壤样品进行聚类分析。

2结果与分析

2.1不同耕作方式对农田耕层土壤微生物多态性的影响对耕层土壤微生物的PCR扩增产物进行DGGE电泳，分别得到不同地区土壤细菌的DGGE图谱。从图1中能够清晰的看出菌群的整体分布多样性和优势菌的分布和数量。各样品的细菌DGGE图谱的条带数、条带位置和亮度呈现明显的差异。DGGE凝胶电泳能够分离长度相同而序列不同的DNA条带，条带越多说明生物多样性越丰富，条带信号越亮表示对应该条带的细菌数量越多，从而可反映出微生物的数量和种类[13]。不同处理间有很多共有条带，说明处理间微生物群落结构具有很强的相似性，然而这些共有条带粗细强度的差异，说明同一种微生物在不同处理内丰度不同。不同处理间出现的条带的增加或缺失现象，说明不同处理间微生物多样性存在一定的差异。图1显示，3种处理耕作方式TH/YH/NH都较它们的传统方式TS/YL/NL土样条带数量多，亮度强。其中NH/NL组条带数目差异明显，NH较NL条带数量变化最多；TH较YL条带亮度变化最强；TH较TS在数量及亮度上也有变化，但是变化幅度较小。表明不同耕作处理下的农田土壤微生物多样性较农民常规耕作下土壤微生物多样性丰富。

图1不同耕作方式下耕层土壤细菌DGGE图谱

进一步利用QuantityOne4.2.3对DGGE图谱进行数字化处理，通过UPGMA方法进行聚类分析，得到不同耕作下土壤微生物组成的聚类分析系统树。结果如图2所示，图2中处理分为2个族群，NL点处为一个族群，其余TH/YS、YH/TL和NH为另一个族群。说明深翻结合秸秆还田能够改变土壤中微生物组成。说明细菌群落结构类型因耕作方式不同，表现出明显差异。聚类分析系统树显示TH/TS、NH/NL均首先聚类，表明其土壤中微生物种群结构较为接近；YH/YL未首先聚类，说明深翻配施秸秆还田促进土壤微生物种群结构的多样性。

图2不同耕作处理与传统耕作耕层土壤微生物组成的聚类分析

2.2不同耕作方式对农田犁底层土壤微生物多态性的影响应用PCR扩增产物对土壤犁底层微生物进行DGGE电泳分析，分别得到犁底层细菌DGGE图谱条带，如图3显示。同样，从图3中能明显看出，犁底层中TH/YH/NH的条带数量及亮度方面要较TS/YL/NL等传统耕作土壤中微生物数量大，亮度强。

图3不同耕作方式下犁底层土壤细菌DGGE图谱

图4聚类分析系统树中显示，TH/NH和TS/NL首先聚类，说明四位一体耕作方式和深翻结合1/3秸秆还田对土壤微生物种类结构没有影响；并且NL/TS以及NH/TH的聚类结果显示不同样地同一深度的犁底层土壤微生物具有较高的相似性。

图4不同耕作方式下犁底层土壤微生物组成的聚类分析

2.3不同耕作方式对农科院试验田耕层和犁底层土壤微生物多态性的影响通过QuantityOne软件包对农科院试验站的土样进行DGGE图谱分析发现，如图5所示，C点耕层（0～20cm）条带数较传统耕作的耕层A点（0～20cm）条带数多且条带明亮，D点犁底层（20～40cm）条带数较传统耕作B点犁底层（20～40cm）条带数多且条带较亮，说明施入的有机肥能增加土壤中微生物的种类和数量。

注：A=Al（0～20cm）；B=AL（20～40cm）；C=AH（0～20cm）；D=AH（20～40cm）。

图5不同耕作方式下耕层与犁底层土壤细菌DGGE图谱

从图6的聚类分析系统树看出A、B、D三点首先聚类，而C点未能与其聚类，由此可以说明深翻配施有机肥同样能够促进耕层土壤微生物种群结构的多样性。

图6不同耕作方式下耕层与犁底层土壤微生物组成的聚类分析

2.4不同耕作制度下土壤微生物香浓威尔多样性的影响根据土壤在DGGE图谱上的条带信息，计算出的Shannon-weiner多样性指数，如表1所示。从表1中看出，4种不同耕作处理下的土壤微生物香浓指数都较农民常规耕作下微生物香浓指数高，说明4种耕作方式都能促进土壤微生物种群结构的多样性。这可能是由于4种耕作处理可以为土壤微生物提供相应的养分和适宜的生存环境，促使各类微生物很好的生长，因而微生物多样性指数较高。四位一体耕作方式下土壤微生物的香浓指数增幅最大，耕层和犁底层分别为23.2%和15.5%，

表1不同耕作与常规耕作耕层土壤与

犁底层土壤香浓威尔多样性指数

[耕作＼&1＼&2＼&3＼&4＼&4种耕作＼&耕作层＼&2.39＼&2.38＼&2.36＼&2.63＼&＼&犁底层＼&2.00＼&2.04＼&2.25＼&2.38＼&常规耕作＼&耕作层＼&1.94＼&2.30＼&2.25＼&2.48＼&＼&犁底层＼&1.70＼&1.92＼&2.01＼&2.29＼&]

3结论与讨论

黑土土壤中的微生物具有数量大、种类繁多等特性，因此本实验采用了16SrDNA扩增的DGGE方法研究不同耕作制度下土样微生物群落的多样性。通过分析农民常规耕作下农田土壤与不同耕作处理下农田土壤中微生物组成的DGGE图谱，显示了不同样地或同一样地不同深度土层土壤微生物组成的多态性。微生物是农田土壤中的核心组成部分，不但能为作物提供营养元素和最佳的生长环境，还能保持土壤的基本生产力。有研究表明，腐解的秸秆扮演着养分和载体的角色[14]，能够增加有机碳含量进而改善土壤环境，显著降低土壤pH值，增加土壤微生物数量。因此，对于促进作物生长、改善和提高土壤质量具有重要作用[15]，施肥可以增加根系的分泌物，给土壤微生物提供能源物质，进而提高土壤微生物量[16]。从DGGE图谱中看出（图1、图3、图5），耕层土壤微生物组成中TH/YH以及AH的电泳条带都较TS/YL和AL电泳条带数量多，亮度强；对犁底层来讲，同样是不同耕作措施下土壤微生物要较传统耕作下土壤微生物类群丰富，种类繁多。这说明了增施有机肥或秸秆还田都能明显增加土壤微生物类群和数量。这与施用有机肥可以维持较高的土壤微生物活性，保持微生物多样性与生态稳定性相一致[17]。秸秆还田可以为微生物的生长活动提供必要的能源和营养物质，加快刺激土壤中微生物的活性，从而加快土壤中微生物的自身物质合成，并利用外源养分进行新陈代谢[18]；有结果表明农民常规耕作模式下土壤微生物的DGGE条带数明显少于适宜的耕作模式处理，说明农民常规耕作降低了土壤细菌群落的多样性[19]。利用QuantityOne4.2.3软件对土壤DGGE图谱进行的聚类分析显示，无论是传统耕作还是不同耕作制下同一地区不同深度土壤的微生物组成具有多态性。

就Shannon-Weiner指数而言，不同耕作下的土壤耕层香浓指数都较农民常规耕作下耕层香浓指数高，这是由于秸秆还田可以直接为土壤微生物提供充足的有效养分，改善土壤微生物栖息环境[14]，提高了耕层土壤生态环境的缓冲能力。而犁底层可能是由于养分运输的限制，微生物不能得到充足的营养和适宜的生存环境，所以在类群功能和数量上不能像表层微生物那样丰富。通过对比不同耕作措施下的微生物香浓指数，发现陶家子耕作方式下土壤微生物多样性变化最高，耕层和犁底层增幅分别为23.2%和15.5%。推测其可能原因是根茬还田补充输入了有机碳源又改善了土壤物理性状，有利于维持土壤微生物的多样性及活性[20]，另外旋耕增强了土壤的通气能力，同时也使土壤的孔隙度增加，因此微生物的活动能力也相应的增强。

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