青海省冬虫夏草资源适宜性区划分析

冬虫夏草是青藏高原的珍稀物种,具有较高的药用和经济价值,然而其资源的数量特征、空间分布格局及适宜度尚不清晰。本研究以青海省冬虫夏草资源生境条件为依据,以海拔、植被、土壤、气温和降水量作为主要指标,利用地理信息系统(geographic information system,GIS)的空间分析方法对青海省冬虫夏草资源适宜性及空间分布进行分析,并用野外实地采样进行验证。研究表明：玉树州的玉树市、杂多县、称多县、曲麻莱县;果洛州的玛沁县、达日县、甘德县等区域多处在适宜区;海北州的祁连县、刚察县,黄南州的泽库县、河南县、同仁县,玉树州的治多县、囊谦县,海南州的兴海县、同德县、贵南县及其他产冬虫夏草县的部分区域为较适宜区;西宁市的大通县,海东市的互助县和海西州的低海拔地区为不适宜区。整个青藏高原具有冬虫夏草分布面积占当地县域国土面积的76.2%。在青海省具有冬虫夏草分布的地区(市/州)中,玉树州和果洛州冬虫夏草分布的面积占当地县域国土面积的88.3%-99.6%,海北州、海东市、海南州、海西州、黄南州和西宁市冬虫夏草分布面积占当地县域国土面积的30.2%-96.5%。综合区划图能比较真实地反映青海省冬虫夏草资源的空间分布格局,区划结果与实地调查结果相符,表明利用空间分析方法进行冬虫夏草资源的适宜性分布区域的划分是可行的,该研究为合理开发和科学利用冬虫夏草野生资源提供理论依据。     

青藏高原那曲地区冬虫夏草资源分布空间分析方法

冬虫夏草(Cordyceps sinensis)是分布在我国青藏高原的可再生资源,具有极其名贵的中药材价值,而目前我国冬虫夏草资源的分布区域尚不清楚。以西藏那曲地区为例,根据冬虫夏草资源分布的生境条件,结合冬虫夏草的生态特性指标,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法对冬虫夏草的空间分布区域进行了分析。结果表明,那曲地区冬虫夏草资源主要分布于那曲的东部,分布面积约为4.93万km2,占地区总面积的12.54%。与实地调查结果比较,提出的基于GIS空间分析的冬虫夏草分布区分析方法精度较高,说明空间分析方法在冬虫夏草资源调查评价上具有一定的可行性,为今后的冬虫夏草资源调查等相关研究提供方法支持。     

西藏高原冬虫夏草资源适宜性区划分析

冬虫夏草是分布在西藏高原高寒草甸中稀缺的可再生生物资源,具有很高的药用价值和经济价值,然而资源的数量、空间分布格局及分布适宜度尚不清晰。根据西藏高原冬虫夏草产区生态环境条件,以海拔高度、植被类型、土壤类型、年平均降水量、年平均气温为区划主要指标,利用GIS空间分析方法对西藏高原冬虫夏草生长区进行适宜性综合区划。结果表明:那曲地区的比如县、索县,昌都市的边坝县、丁青县、类乌齐县、江达县、洛隆县、察雅县、贡觉县部分产区处在适宜区;那曲地区的那曲县、嘉黎县、巴青县、聂荣县,拉萨市的当雄县及其他产区处在次适宜区;日喀则市的大部分地区、林芝市和山南市的低海拔地区为不适宜区。在出产冬虫夏草的地区(市)中,那曲地区、昌都市分布面积占当地产冬虫夏草县域国土面积的52.1%—59.3%,山南市、日喀则市、拉萨市和林芝市分布面积占当地产冬虫夏草县域国土面积的13.7%—26.1%,整个西藏高原产区的冬虫夏草分布面积平均占当地产冬虫夏草县域国土面积的34.5%。综合区划图能比较真实的反映西藏高原冬虫夏草空间分布格局,区划结果与采挖地乡镇调查结果符合程度高,与冬虫夏草单位草原面积统计产量分布较为一致。这一研究方法可为以后冬虫夏草资源调查提供参考,为冬虫夏草资源评估及区划等相关研究提供方法支持。     

基于模糊物元模型的桃儿七潜在地理分布研究

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum(Royle)Ying)为小檗科多年生草本植物,是我国传统濒危藏药。依据模糊物元模型建立桃儿七分布点位以及其产量数据与12个气候环境因子之间的模糊隶属函数,采用最大信息熵模型确定评价指标权重,利用GIS空间分析功能确定我国西部7省桃儿七生境适宜性空间分布。研究表明研究区桃儿七不适宜生境面积占研究区总面积的61.76%;低适宜生境占20.11%;中适宜生境占7.70%;高适宜生境占10.43%,主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区。结果显示基于GIS与模糊物元构建的生境适宜性评价模型可以准确的对我国西部7省桃儿七生境适宜性做出科学综合评价,量化适宜生境面积和空间分布,为其资源保护和管理提供科学依据。     

基于模糊数学的秦岭地区山茱萸生境适宜性评价

山茱萸(Cornus officinalis)是我国传统常用药材,本文采用模糊数学分析方法,对采自秦岭地区的山茱萸中马钱苷含量与21个评价因子的隶属函数进行拟合,同时采用最大信息熵模型确定各个评价因子的权重,利用ArcGIS 10空间分析模块模拟研究区域适宜山茱萸生长的潜在分布生境。结果表明,在山茱萸生境的21个评价因子中,主要影响因子为气候,其次是土壤和地形因子;所有评价因子中,土壤质地(TTEX)的权重最大,其次是果实生长期降水量(PG)、年降水量(AP)和降水季节性变化(PS)。研究区内山茱萸高适宜区面积占总面积的19.94%,主要分布在甘肃东南部、陕西南部和河南西部,这些区域温度适中、气候湿润、光照充足,适宜山茱萸生长;适宜区面积占总面积的11.85%,低适宜区面积占总面积的16.31%,不适宜区面积占总面积的51.90%。本研究基于GIS与模糊数学的生境适宜性评价模型,对秦岭地区山茱萸生境适宜性做出了科学划分,同时量化了不同生境区的评价因子对山茱萸的影响,可为山茱萸的管理和保护以及人工种植提供科学依据。     

基于五味子甲素与乙素的秦岭地区野生华中五味子的潜在空间分布

华中五味子(Schisandra sphenanthera)为我国三级保护野生药材物种, 在秦岭地区分布较广。采集秦岭地区19个样地307个采样点的华中五味子样本, 使用HPLC方法检测果实中五味子甲素和乙素含量, 基于模糊数学原理建立其与气候、土壤和地形三大类15个评价因子之间的隶属函数, 利用最大信息熵模型确定各评价指标权重, 使用加权平均法并参照GIS空间分析确定基于五味子甲素和乙素的秦岭地区野生华中五味子的潜在空间分布。研究结果显示, 秦岭地区华中五味子不适宜生境面积占研究区总面积的11.40%; 适宜生境面积占50.63%; 高适宜生境面积占37.97%, 主要集中在陕西南部、甘肃东部、河南西部、湖北神农架林区及其周边海拔800–2 000 m的山区。研究结果表明, 基于GIS与模糊数学构建的生境适宜性评价模型可以准确地对秦岭地区华中五味子生境适宜性作出科学且综合性评价, 并可量化适宜生境面积和空间分布, 为华中五味子野生抚育GAP基地选址和建设提供数据支撑, 为保护和可持续利用华中五味子野生资源提供参考。     

基于GIS的石渠虫草气候生态适宜性区划

根据虫草生物学特性,结合当地农业气候资源时空分布特征与虫草资源调查资料,以海拔、年平均气温、年平均降水量、植被、土壤为主导指标,地形坡度为辅助指标,作为虫草资源适宜性区划的主要依据,应用数理统计分析法、集优法、地理信息系统(GIS)空间分析方法对石渠虫草的气候生态适宜性及空间分布进行分析.结果表明:石渠县大部分乡镇出产虫草,但是分布区破碎分散,呈零星片状和块状,主要分布在石渠县东部、西部的部分乡镇,以及中部扎曲流域两岸部分乡镇;石渠虫草分布的适宜区海拔4000~4700 m,年平均气温-2.5~3℃,年降水量550~850 mm,生长环境一般为疏水性好、坡度15°~50°的高山草甸、亚高山草甸,适宜区生长环境和气象条件有利于取食植物和蝙蝠蛾的生长发育;不适宜区在河流宽谷区、牧区、湿地或雪线以上的高山区.     

基于GIS的秦岭山区聚落用地适宜性评价

利用自然地理、生态和社会经济方面共14个因子构建秦岭山区聚落建设用地适宜性评价指标体系,采用AHP法确定各评价因子的权重,在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用适宜性评价模型定量评价聚落建设用地适宜性,将聚落建设用地适宜性分为五个等级,并结合已建设区进行空缺分析。结果表明:(1)秦岭山区最适宜聚落用地面积为3378.1 km2,占研究区总面积的5.87%,说明秦岭山区适宜聚落开发的土地相对较少。(2)最适宜聚落用地集中在秦岭北、南坡山麓和东部的山间河谷地带,山地型特征明显。(3)有9.15%已建成区分布在限制建设区内,存在生态安全风险。(4)可用适宜聚落建设用地为3192.27 km2,空间分布不平衡。研究结果可为该区域城镇体系布局与用地规模的核算提供科学依据。     

应用GIS和最大熵模型分析秦岭冷杉潜在地理分布

秦岭冷杉(Abies chensiensis)为松科常绿针叶乔木,属国家濒危野生物种。本文利用获取的秦岭冷杉地理分布记录和14个气候指标、3个土壤指标和3个地形指标,通过最大熵模型(Max Ent)和Arc GIS空间分析构建秦岭冷杉潜在分布区。结果表明,影响秦岭冷杉潜在生境适宜性的主要环境指标为6个气候指标(年平均气温、年极端最高气温、1月平均气温、≥0℃积温、年干燥度指数和年日照时数)、1个土壤指标(p H)和1个地形指标(海拔)。研究区秦岭冷杉生长的最适宜区面积为19498.87 km2,适宜区面积为32219.61 km2,边缘适宜区面积为51874.76 km2,不适宜区面积为106307.97 km2,秦岭冷杉适宜生长区域狭窄,其中最适宜区和适宜区主要集中在甘肃东南部、陕西中南部、四川东北部,湖北西北部和河南西北部,适宜区内次生植被丰富、地形复杂。研究表明,基于最大熵模型与GIS空间分析构建的秦岭冷杉潜在地理分布,可以对我国秦岭冷杉适宜生长区做出科学的区划,为秦岭冷杉资源的保护和管理提供科学依据。     

海口市建设用地生态适宜性研究

选取海口市建设用地作为研究对象,基于2010年Alos遥感影像数据,利用层次分析法和GIS空间叠加分析法对研究区建设用地生态适宜性进行评价。结果显示:研究区生态适宜性评价等级为"最适宜"和"适宜"用地仅占全区总面积的14.06%,所占比例较小,主要分布在城镇建成区及周边临近区域;"基本适宜"用地占全区总面积的19.77%,面积较大分布不集中且范围较广;"不适宜"和"很不适宜"两者总比例占整个研究区总面积的44.64%,所占比例较大,主要分布在偏远郊区及植被茂密的区域;"不可用地"为21.54%,主要分布在红树林自然保护区、基本农田保护区、高速公路沿线、海岸带、特殊用地及风景名胜区。研究区建设用地生态适宜性整体比较低,总体分布规律呈现为南低北高;依照生态适宜性分析结果,提议在不同区域合理开发土地资源;建议加强对区域生态环境的保护并严格控制"禁建区"和"限建区"的开发行为。     

基于最大熵模型(MaxEnt)预测暗紫贝母的潜在分布

暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)干燥的鳞茎是市场名贵药材"川贝"的主要来源,目前由于人们的过度挖采及环境的恶化,使得其野生资源已近枯竭,被列为国家三级濒危保护药材物种。该研究通过收集暗紫贝母的地理分布点经纬度,结合26项生态因子,运用最大熵模型(MaxEnt)并结合地理信息系统(ArcGIS),对其在中国的潜在分布区域进行了预测。结果表明:暗紫贝母的潜在适生区主要分布在四川西部和北部、青海南部、甘肃南部,其中四川阿坝藏族羌族自治州的理县、茂县、松潘县、红原县、黑水县等地区,青海省果洛藏族自治州的久治县、玛沁县、同德县、兴海县、河南县地区以及甘肃省甘南藏族自治州地区是暗紫贝母最佳适生区。此外,在西藏和云南也有零星的分布。对暗紫贝母的分布贡献率较大的主要生态因子有5个,分别是海拔(40.8%),年均降水量(28%),1月最高温度(7.1%),最干季平均温度(6.6%)和昼夜温差日均值(6.6%)。其中,海拔为2700~4 500m、年均降水量为400~1 400mm,是暗紫贝母最适宜生长的生态位参数。该研究结果为暗紫贝母的野生抚育和人工栽培提供了重要的科学依据。     

Detection of Ophiocordyceps sinensis in the roots of plants in alpine meadows by nested-touchdown polymerase chain reaction

Ophiocordyceps sinensis, one of the most important income sources of rural Tibetan families, is an entomopathogenic fungus that parasitizes the ghost moth Thitarodes larvae, which live in alpine meadows on the Tibetan Plateau and in the Himalayas. The annual yield of O. sinensis has gradually declined in recent years. However, there is no effective method to sustain or increase the yield of O. sinensis artificially because the life cycle of the O. sinensis anamorph remains unclear. Here we detected O. sinensis in alpine plant roots by nested-touchdown polymerase chain reaction (PCR). Forty-two alpine plant species were screened. The roots from 23 alpine plant species (54.76 %) tested positive including 13 families and 18 genera. The detection results indicate that O. sinensis is present in the plant roots during the anamorph life cycle, to deal with harsh conditions in alpine habitats and have an increased opportunity to infect the larvae. The finding provides new information regarding the biology and ecology of O. sinensis that may be used to sustain this valuable resource.     

Correlation analysis between genetic and chemical differences of Nardostachys jatamansi from different habitats in Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture,Sichuan Province,China

In the traditional Tibetan medicinal system, the medicinal parts of Nardostachys jatamansi (D.Don) DC. include the dried roots and rhizomes, which is effective in treating various diseases. In this study, molecular evolutionary analysis based on three markers (i.e., ITS, matK and rbcL), and principal component analysis (PCA) combined with ¹H NMR measurements were used to assess the genetic and chemical differences of the N. jatamansi from different habitats in Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture, Sichuan Province, China. The results showed that the ITS marker was highly effective to identify the intraspecific variation of N. jatamansi. Furthermore, the results of the chemical analysis indicated that the nardosinone and sucrose, as the metabolite landmarks, can distinguish the different habitats of N. jatamansi in Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture, Sichuan Province, China. Moreover, combining the chemical analysis with phylogenetic analysis, the results indicated that the metabolites differences may be affected not only by genetic structures but also by environmental factors. These findings provide valuable references for the effective protection and exploitation of N. jatamansi resources.     

Genetic diversity of Ophiocordyceps sinensis, a medicinal fungus endemic to the Tibetan Plateau: Implications for its evolution and conservation

Background  

Ophiocordyceps sinensis (syn. Cordyceps sinensis), endemic to alpine regions on the Tibetan plateau, is one of the most valuable medicinal fungi in the world. Huge commercial demand has led to excessive harvest and a dramatic decline in its numbers. The diversity of terrains and climates on the Tibetan Plateau and the broad insect host range (more than 50 species in the family Hepialidae) may have resulted in substantial intraspecific genetic diversity for this fungus. The objective of this study was to evaluate the population distribution of O. sinensis from geographically diverse regions of the Tibetan Plateau based on nrDNA ITS and MAT1-2-1 gene sequences. Understanding of the genetic diversity and genesis of O. sinensis will provide important information for the evolution and conservation of this fungus.     

A real-time qPCR assay to quantify Ophiocordyceps sinensis biomass in Thitarodes larvae

Ophiocordyceps sinensis, an entomogenous fungus parasitic in the larvae of moths (Lepidoptera), is one of the most valuable medicinal fungi, and it only distributed naturally on the Tibetan Plateau. The parasitical amount of O. sinensis in various tissues of the host Thitarodes larvae has an important role in study the occurrence and developmental mechanisms of O. sinensis, but there no an effective method to detect the fungal anamorph. A real-time quantitative PCR (qPCR) system, including a pair of species-specific ITS primers and its related program, was developed for O. sinensis assay with high reliability and efficiency. A calibration curve was established and exhibited a very good linear correlation between the fungal biomass and the C _T values (R ²=0.999419) by the qPCR system. Based on this method, O. sinensis was detected rapidly in four tissues of its host caterpillars, and the results were shown as following: the maximum content of O. sinensis parasitized in the fat-body, and next came body-wall; both of them were much larger than that observed in the haemolymph and intestinal-wall. Taken together, these results show that qPCR assays may become useful tools for study on developmental mechanism of O. sinensis.     

青藏高原草地地下生物量与环境因子的关系

青藏高原草地生物量大部分分布于地下,地下生物量在其碳循环研究中起着重要的作用.基于大规模野外样地调查数据,分析比较了青藏高原南北和东西样带上草地地下生物量与环境因子的相关关系,探讨了环境因子对地下生物量控制作用的区域差异.研究结果表明:对于所有采样点而言,青藏高原草地地下生物量的环境控制因素主要有土壤含水量、表层土壤有机碳和全氮含量.通过比较南北和东西样带研究结果发现,草地地下生物量与土壤含水量、土壤表层有机碳和全氮含量相关的显著性水平,在东西样带上明显高于南北样带.同时,东西样带上草地地下生物量与降水量有显著正相关关系,这种关系在南北样带上不显著,表明水分对东西样带草地地下生物量的控制作用较强.气温与南北样带草地地下生物量呈显著负相关,但与东西样带草地地下生物量相关不显著,由此说明环境因子对青藏高原草地地下生物量的控制存在显著区域差异.     

Fishborne Trematode Metacercariae in Freshwater Fish from Guangxi Zhuang Autonomous Region, China

A survey was performed to investigate the infection status of fishborne trematode (FBT) metacercariae in freshwater fish from Guangxi Zhuang Autonomous Region, China. A total of 307 freshwater fish of 31 species were collected from 5 administrative regions of Guangxi Zhuang Autonomous Region. They were examined by artificial digestion method from July 2003 to August 2004. No metacercariae were detected in fish from Fusui-xian. In fish from Mashan-xian and a market in Nanning, 3 species of metacercariae, Haplorchis taichui, Haplorchis pumilio, and Centrocestus formosanus, were mainly detected. Metacercariae (8 in number) of Clonorchis sinensis were found in 1 Chanodichthys dabryi purchased from a market in Nanning. In fish from Yangshuo, Metagonimus yokogawai metacercariae were detected from all 18 fish species examined. Total 13 C. sinensis metacercariae were found in 3 out of 10 Hemibarbus maculatus from Yangshuo. All 7 Zacco platypus from Yangshuo were infected with 8-112 Echinochasmus perfoliatus metacercariae. In fish from Binyang-xian, H. pumilo metacercariae were mainly detected in all 5 fish species examined, and only 1 metacercaria of C. sinensis was found in a Hemiculter leucisculus. From the above results, it was confirmed that some species of freshwater fish play a role of second intermediate hosts for FBT in Guangxi Zhuang Autonomous Region, China. In particular, 4 species of intestinal flukes, M. yokogawai, H. taichui, H. pumilio, and C. formosanus, were prevalent in fish hosts, whereas C. sinensis metacercariae were detected only in 3 fish species.     

青藏高原高寒草甸退化对矮嵩草有关生理特性的影响

该研究采用空间分布代替时间演替的方法,选取青藏高原青海省果洛藏族自治州玛沁县境内典型的未退化草甸和退化草甸样地,分别设置3个5m×5m的样方,于6至9月下旬上午进行植株和土壤采样,测定矮嵩草生理指标,探讨高寒草甸退化所导致的环境变化对自然生长状态下矮嵩草生理特性的影响机制。结果表明:(1)与未退化草甸相比,退化导致土壤表层速效氮含量极显著降低,而速效磷和速效钾含量显著升高;全氮、全磷和全钾的含量总体上表现为未退化草甸低于退化草甸。(2)与未退化草甸相比,退化草甸矮嵩草叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性在生长前期高而后期低(低4%),谷胱甘肽(GSH)含量在两个样地的变化趋势基本一致。(3)退化草甸矮嵩草叶片可溶糖和可溶蛋白含量在生长后期分别比未退化草甸降低17.6%和34.9%,且9月份降低达极显著水平。(4)生长中期以后,退化草甸矮嵩草叶片叶绿素a、b含量比未退化草甸的下降速度快、含量分别低18.84%和20.68%。(5)退化草甸矮嵩草叶片超氧阴离子自由基(O_2~)的产生速率在9月份极显著高于未退化草甸。研究表明,在非生物胁迫下未退化草甸的矮嵩草具有更高的ROS清除能力和渗透调节能力,退化导致的环境变化可能是矮嵩草在生长后期抗氧化能力降低、衰老早的内在原因。