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文档简介
竹类植物生物多样性保护
永安市林业局
林敏水高级工程师
竹类植物概况竹类植物是属于植物界(Plantae)被子植物门(Magnoliophyta)单子叶植物纲(百合纲)(Liliopsida)鸭跖草亚纲(Commelinidae)禾本目(Poales)禾本科(Graminaceae)
中竹亚科(Bambusadea)植物的统称。竹亚科植物是禾本科中最原始的一类植物也是禾本科植物中最具多样化的一个类群,它以木质的秆、复合分枝、兴旺的根系和很少开花的特点区别于同科的其它植物。全球约有竹类植物107属,1300多种,其中木本竹类植物79属1200多种,草本竹类植物28属180多种[1];竹林面积达1400万公顷。广泛地分布于地球的北纬46°至南纬47°之间的热带,亚热带和暖温带地区。但主要集中分布于南、北回归线之间的广阔地区。中国有竹类植物39属553种[1-4],属数和种数分别占世界总数的36%和39%[5]。中国的竹林面积约500万hm2,约占全国森林总面积的4%,占全球竹林面积的25%。福建省天然分布竹种有17属129种。为什么我们如此重视竹子?竹类植物是重要的可再生资源,竹林常被人们称为“第二森林〞,它具有生长快、产量高、用途广、效益好、周期短等独特优势,在建筑、轻工、食品、家具、包装、运输等行业有广泛的应用,具有作为建筑材料、工艺品原料、造纸原料、竹炭原料、竹笋食品及制药原料等直接使用价值,并具有作为园林欣赏对象的间接使用价值,还具有水土保持、调节气候、净化空气、减少噪声及维护竹林野生生物的生物多样性等生态效劳功能。为什么我们如此重视竹子?竹类植物生长发育不同于一般的树木,其繁殖主要靠地下茎的无性繁殖而延生成林。因而竹类植物群落往往是一种单优势种构成的群落,其群落结构和植物种类组成、群落外貌等方面比较特殊,形成了一类木本状多年生常绿植物群落类型,在我国往往被放在阔叶林植被型组内,成为一个独立的植被型,是生物多样性保护不可或缺的一个方面,具有特殊的生态学价值。2.1竹类植物概述2.1.1竹类植物特征竹类植物为禾本科竹亚科植物总称,狭义的竹亚科植物(不包含我国不产的草本竹类),通称竹类、竹子,常绿直立,有时是蔓生木本。具有地下茎、竹竿、枝、叶和箨、花和果等器官。地下茎
竹类植物的地下茎(rhizome)是竹类植物养分和水分输导、贮存、生长竹竿和繁殖更新的主要器官。按其形态和生长方式,可分为合轴型(sympodium)、单轴型(monopodium)和复轴型(amphipodium)3种。合轴型地下茎又称粗型(pachymorph)地下茎,由竹竿(culm-base)基部(竹蔸)的大型芽眼萌发生长,在近地面土中作短距离(一般10-30厘术)的横向延伸,各节为箨包裹,节上无芽,无根,罕可生有不定根,也称假鞭(pseudorhizome)。以众多竿和竿柄(culmneck)两者堆聚而成为单丛,地上竹竿密集成丛,称合轴丛生竹。有些竹种,如梨竹、泡竹的假鞭长达1术以上,地上茎散生分布,称合轴散生竹。单轴型地下茎又称细型(leptomorph)地下茎,在土中能长距离横向延伸,幼时为鞭箨包裹,老时鞭箨腐烂,节上均有互生芽和环生不定根,称为竹鞭,其侧芽发育成竿或新的地下茎,顶芽一般不出土。地上竹竿稀疏散生,称单轴散生竹。占中国竹林面积70%左右的毛竹(Phyllostachysheterocyclacv.pubescensKengf.)属此类型。复轴型兼有单轴型及合轴型的特征,其地下茎既有横向生长的竹鞭,又有从竹蔸侧芽萌发、翘头出土的假鞭,地上竹竿既有密集丛生,又有稀疏散生,称为复轴混生竹。单轴型在不良的生长环境中也可转变为复轴的地下茎。地下茎的类型是竹类分类的重要依据,但凡单轴型(包括复轴型)以及合轴型而有假鞭的竹类,其地面竿散生或多丛散生,能形成大面积的竹林,通称散生竹。合轴型无假鞭的竹类那么地面竿成单丛生长,不能形成大面积竹林,通称丛生竹。竹竿
竹的主体,一般为木质,多为灌木或乔木状,有明显的节与节间,可分为竿柄、竿基和竿茎3局部。竿柄是竹竿的最下局部,是与地下茎相连的输导枢纽。竿基是竹竿入土生根局部,由数节至十数节组成,节间短而粗。竿茎是竹竿着生枝叶的地上局部,端正通直,中空有节,节又分为着生竿箨(即笋壳)的箨环及位于其上多少隆起的竿环。每节的箨环与竿环之间称为节内,分枝即自节内生出。节间通常呈圆筒形,很少呈方形,或在分枝的一侧扁平或具纵沟。竹竿的节数、长短、粗细,节间空或实、竹壁的薄厚等是鉴别竹种的特征。竹竿的寿命一般为5-10年,有的竹种如毛竹、桂竹(Phyllostachysbambusoides)等那么可活20年以上。新竿有其特殊的生长方式,即由地下茎(竹鞭或竿基)的芽向上出土而成新苗(shoot),它最初有不分枝的短暂时期。枝竹类植物分枝每节为一至多数,竹分枝的方式和枝数因属而异。按每节分枝的枝数,分为单枝型、双枝型、三枝型和多枝型。箬竹属(Indocalamus)、赤竹属(Sasa)等的竹种属单枝型,竹竿每节仅有1枚主枝。其粗度几乎与竹竿相等。刚竹属(Phyllostachys)的竹种那么为双枝型,每节有2枚主枝。唐竹属(Sinobambusa)和大节竹属(Indosasa)等的竹种为3枝型,每节有3枚主枝。箣竹属(Bambusa)、牡竹属(Dendrocalamus)等的竹种那么为多枝型,每节分枝多数。除少数竹种外,一般主枝的大小差异不很显着。大、中型竹种的分枝节位大都在10节上下,但有些竹种如毛竹、桂竹(Phyllostachysbambusoides)等分枝较高,可达25-30节,竹竿的枝下长度可达全长的1/2。也有些竹种如撑篙竹(Bambusapervariabilis)、麻竹(dendrocalamuslatiflorusmunro),从地面各节就有分枝。竹分枝通常分为
3级,即主竿分生主枝、主枝分生侧枝和侧枝分生小枝。叶和箨
叶二型,有主竿叶(茎生叶)与普通叶(营养叶)之分,主竿叶(也就是竿箨、笋箨)与普通叶(也就是竹叶)明显不同。竿箨(culm-sheath)为竹竿所生之叶,着生于箨环上,对居间分生组织有保护作用。箨鞘相当于叶鞘,包裹竹竿节间,颇为兴旺。单生在大枝条各节的茎生叶,那么称为枝箨(branch-sheath)。箨顶中央着生一枚叶片,称箨叶(也称箨片),通常缩小而无明显的中脉。在两者间的联结处之向轴面还生有箨舌。箨顶两侧称箨肩,着生箨耳或鞘口燧毛。箨的功能主要是支持幼竿和保护幼芽,是分种、有时是分属的重要依据。营养叶(竹叶)着生于枝系中末级分枝(常称具叶小枝)的各节,每节一叶,交错排列成两行,新叶未展放时裹卷呈针状,展放后叶片呈披针形或椭圆形,叶鞘长,包裹局部竹枝节间,中脉极显着,次脉及再次脉亦均明显,小横脉易见或否,常彼此重叠覆盖。具短柄或缺如,位于叶鞘顶端由内外两个叶舌所形成的杯状凹穴之内,且与叶鞘相连处成一关节,叶易自叶鞘脱落,叶鞘那么常宿存。叶片大小变化甚大。叶鞘连接处的内侧有膜质片或纤毛,称为叶舌。两侧有耳状突起称为叶耳,或叶耳缺如,生有鞘口燧毛等附属物。花和果
竹类很少开花结籽,开花是竹丛表败的表现,有些竹类在花后通常整个竹林估死,同一地区甚至不同地区但为同一种源的竹林也可同时开花死亡。竹类的花也是分类的主要依据。花和果花期不固定,一般相隔甚长(数年、数十年乃至百年以上),某些种终生只有一次开花期,花期常可延续数月之久。竹类花序分为一次发生的有限真花序(semelauctantinflorescence)和屡次发生的无限假花序(interauctantinflorescence)两种根本类型。花和果雄蕊(2)3—6,稀可为多数[例如我国不产的群蕊竹属(OchlandraThwait.)],花丝彼此别离或有局部的连合,甚至相互连成管状或片状而成为单体雄蕊(monadelphousstamen);雌蕊1,花柱l-3,柱头(1)2—3稀或更多,子房卵圆形、长椭圆形或近于球形,有时基部干缩而作具柄状。花和果果实为颖果,有时果皮厚而为坚果或浆果。颖果易与稃片相别离。果皮枯燥或新鲜时稀可肉质,有时为硕大型,此时那么较子房原来体积增大许多倍[例如梨竹属(MelocannaTrin.),花和果染色体小型,基数以x=12为主。散生竹多为4倍体(2n=48),丛生竹多为6倍体(2n=72),2倍体仅存在于草本竹类中,但也有多倍体竹类植物生物学特性
竹类是禾本科竹亚科植,系有花高等植物,它的生长遵循有花高等植物生长发育的根本规律,又有不同于其它植物特有的生长发育规律,其繁殖主要靠地下茎的无性繁殖而延生成林。不同的竹种,其生物学特性也有所不同。竹类植物生物学特性竹是常绿(除少数竹种在旱季落叶外)浅根植物,要求温暖、湿润的气候条件。年平均温度10-15℃、年降水量700-1000mm的地区为温带竹区;年平均温度15-20℃、年降水量1000-1500毫术的地区为亚热带竹区;年平均温度20℃以上、年降水量1500毫术以上的地区为热带竹区。高山竹类分布地区的气候条件约相当于温带竹区。在小范围内,地形、地貌、海拔、坡向影响水热的状况,从而也影响到竹种的分布。散生竹的地下茎入土较深,春季出笋长竹,当年入冬以前竹竿老化,因而对干、寒气候条件有较强的适应和抵抗能力,多分布在纬度和海拔较高地区。丛生竹的地下茎一般入土较浅,局部竿基和芽眼露出地面,夏秋出笋,当年新竹木质化程度较差,经不起冷冻枯燥,主要分布在低纬度湿润的平原丘陵地区。竹的根系集中稠密,竹竿生长快、生长量大,蒸腾作用强,对土壤水肥条件要求较高。土层深厚、肥沃湿润、富含有机质、呈酸性反响的土壤最适宜生长。
竹类植物生物学特性竹多数属中等耐荫植物,常侵入阔叶林或针叶林中混交生长。大、中型竹种形成混交林的第二三林层,小型的形成林下灌木层。一些耐荫性特强的竹种如箭竹(Fargesiaspathacea)、赤竹(Sasalongiligulatamc)等常形成林下稠密的活地被物层,阻碍森林的更新演替。竹类植物生物学特性竹的真鞭侧芽和假鞭顶芽的顶端分生组织分裂分化,形成箨、节、节隔和居间分生组织,长成竹笋。散生竹的地下茎又叫竹鞭,是由节和节间组成,节间短,外表光滑坚硬,每节有一个芽,可以发育成笋,亦可发育成新的竹鞭,但在未分化前,笋芽与鞭芽几无区别。竹鞭的生长靠鞭梢(又叫鞭笋),鞭梢是竹鞭的前端局部,为坚硬的鞭箨所包被,尖梢如楔,具有强大的穿透力。竹笋生长自基部开始,总是笋箨生长,继而是居间分生组织逐节分裂伸长,推动竹笋上移,穿过土层,长出地面。各节间的居间分生组织,自下而上分裂延伸,推动竹笋和幼竹的生长。单轴竹种的笋期在初春到初夏(3-6月),竹笋出土后35-55天即可完成高生长。合轴型竹种的笋期一般在夏秋之交(8-10月),从出土到高生长停止约需80-
100天。复轴型竹种的笋期那么在二者之间。竹笋出土前的生长,以加粗生长为主,出土以后,那么以高长生为主。竹笋出土后,初期生长缓慢,每天生长量只有1-2厘术,中期以后逐渐加快,到了生长顶峰期,生长量一昼夜可达1术左右,后期又趋缓慢。所形成的节间长度也相应地表现出竹竿下部短,中部长,上部又短的规律。单轴型竹种竹笋、幼竹的节间延伸与其侧芽萌发抽枝大致同时进行。竹笋从出土到新竹长成约需1-2个月。竹类植物体内维管束没有形成层,故在新竹长成后,竹株的干形生长结束,高度粗度和体积不能随年龄的增加而增大,而只是组织变老,干物质增多,力学强度增大。竹类植物生物学特性竹叶更新通常每年1次;也有来年1次的,如1年生以上的毛竹竹株通常每两年换叶
1次。多数单轴和复轴竹种在老的着叶小枝脱落前,下部各节的休眠芽萌发长成新的着叶小枝;而许多合轴型竹种那么枝条顶端连续抽放新叶,枝条下部的老叶不断估落。多数竹种的老叶脱落和新叶展放差不多同时进行;但毛竹老叶脱落后
1个月左右,新叶才全部展放。在旱季雨季很清楚的地区,常绿竹会变成落叶竹,如印度的牡竹〔Dendrocalamus
strictus〕无叶期长达数月之久。竹类植物生物学特性竹类植物开花有的一生1次,有的一生屡次。1次开花的竹种,花后全林或全丛死亡,再天然下种更新恢复(如毛竹、撑篙竹等)。也有全林死亡后,个别地下茎仍能抽出更新鞭,长出更新竹如桂竹、乌哺鸡竹(Phyllostachysvivaxmc)等。一生屡次开花的竹种每次花后又抽出新竹竿,恢复其营养生长。也有的开花结实与出笋长竹同时进行,持续不断。竹开花有的成片成群,有的零星散生,甚至在单株竹竿上仅有局部枝条开花结实,另一局部枝条换叶更新。
竹林或竹丛开花前出笋很少或不出笋;竹叶估黄,或全部脱落,或换生短小新叶。竹体内的醣类物质增加、氮含量减少,预示花期即将来临。开花不受竹株年龄限制,在成片开花的竹林和竹丛中,老竹新竹都可开花。老竹开花较早,一般都在春季换叶时开始,新竹开花较晚,在抽出新枝后孕育花朵。开花一年四季都可发生,但盛花时期因竹种而异,一般丛生竹的盛花期为3-4月,散生竹为4-7月。开花周期数年、十数年、数十年甚至上百年不等,主要取决于竹种的遗传特性,但也受环境条件影响。竹类植物生物学特性归纳起来,竹类生长发育有以下特点。①竹类植物的生长只有初生生长,没有次生生长,形态生长在短期内一次完成。②竹竿寿命一般不超过10年。③因开花周期长,繁殖传播主要依靠营养体分生实现。④地下茎具横向地性,既有养分贮存和输导的主要器官,又有强大分生繁殖能力。竹类植物分类概况
全球约有竹类植物107属,1300多种,其中木本竹类植物79属1200多种,草本竹类植物28属180多种[1];竹林面积达1400万公顷。而据《中国植物志》记载,狭义的竹亚科(不包含我国不产的草本竹类)有70余属约1000种。中国是世界上竹类资源最丰富、竹类栽培和利用历史最悠久的国家,在竹类研究、竹林培育和产品开发上均居于国际领先行列,被称为“世界竹业大国〞,有竹类植物39属509种,属数和种数分别占世界总数的36%和39%,其中约1/3属种为特有成分。但由于国内诸多学者对竹属的划分争议颇多,国产竹属资源说法不一,按照1996年3月出版的《中国植物志》九卷一分册,计收录国产竹类37个属,500余种,均占到世界木本竹类属种的1/2左右。《中国植物志》九卷一分册的收稿截止日期为1985年底,在这之后的20年中,不断有竹类植物分类研究新成果的论文发表:月月竹属(Monstruocalamus)和贡山竹属(Gaoligongshania)2个新属发表,新小竹属(Neomicrocalamus)应从总序竹属(Racemobambos)中分出,李海竹属(Neohouzeaua)的新分布,单枝竹属(Monocladus)应归为Bonia,短穗竹属(Brachystachyum)应归为业平竹属(Semiarundinaria,而异枝竹属(Metasasa)的竹种包括模式种经考证均应归为其他属。马乃训、陈光才、袁金玲(2007)经研究整理,认为国产竹类植物资源计39个属,553种(含变种、变型)[3]。中国的竹林面积约500万hm2,约占全国森林总面积的4%,占全球竹林面积的25%,主要分布于长江流域及其以南各省区。福建省天然分布竹种有17属129种。竹类植物分类概况由于竹类植物不常开花,笋期短且发笋时间不一,很难把各种器官标本都同时采集,给研究工作带来了困难,使竹亚科分类系统研究成为植物系统学研究中分歧较大的一个局部。1789年,建立了第一个丛生竹属(BambusaSchreb.),1803年,建立了第一个散生竹属(Arundinariamichaux)。之后,分类学者发表了大批的新属和新种。我国除古籍中有大量有关竹子的著述外,20世纪30年代起有学者对竹类进行现代分类研究。已故耿以礼教授(1897-1975)于1959年主编《中国主要植物图说·禾本科》对我国竹亚科的属种作了初步系统整理,当时收入20属71种(含变种和类型)。他根据花序类型将我国竹类植物分成箭竹系(Arun-dinariatae)和箣竹系(Bambusatae)。箭竹系中按花序着生位置分成具顶生花序的箭竹亚族(Arundinariinae)和具侧生花序的苦竹亚族(Pleioblastinae)。竹类植物生态分布
竹类一般适生于温暖湿润的气候及土层较厚、物理性能良好、有机质丰富的酸性土壤。散生竹类对温度虽有较大的适应性,但不耐干旱。的竹类植物在全球主要分布在亚洲、非洲及拉丁美洲的热带及亚热带,少数分布至温带,以亚洲最多,大洋洲及北美洲仅有少数种,欧洲无乡土竹种。在中国,分布在黄河流域及其以南各地,自五岭山脉至武夷山脉为一分界线,此线以南、以东地区及西南各省区以丛生竹为主,其它地区那么以散生竹为主。在中国以散生竹属种最丰富。一些属为中国特有或者其中绝大多数的种原产于中国,如刚竹属、箬竹属(Indocalamus)、唐竹属、倭竹属(Shibataea)、寒竹属(Chimonobambusa)、酸竹属、玉山竹属(Yushania)、箭竹属(Fargesia)、短穗竹属(Brachystachyum)等。在福建,丛生竹主要分布在沿海地区,而内陆山区那么以散生竹为主。竹类区划
竹类起源于热带但仍有很强的适应性,从热带至温带都有分布。有些种类可分布到寒温地带及海拔高达4500m的山峦上部。世界上除欧洲无天然竹种外,其余各大洲均有自然分布,唯其大多数种类集中于热带和亚热带湿润而温暖地区。从世界范围来看,竹类在地理分布上看可分为三大区域.1、亚太竹区
本区是最大竹区,南到42°S的新加坡,北至51°N的库页岛中部,东至太平洋诸岛,西至印度洋西南部。分布竹类约40至50属近900种。本区东南亚地区是世界竹类起源中心,同时也是其现代分布中心之一,特别是我国云南中部和南部,竹种极为丰富,区系地理成分亦较为复杂,具有大量经济价值较高的竹种。2、美洲竹区
跨越南美洲,南到47°S的阿根延南部,北至40°N的美国东部,共约18属270种。竹子在美洲人的文化开展、生产和生活中远不如在亚洲重要。3、非洲竹区
本区竹类分布范围较小,南到22°,北至6°N的苏丹东部。其中非洲大陆竹类区系贫乏,乡土竹种不多,但形成大面积竹林,或与其它树种伴生形成混交林的中下层,而在东非马达咖斯加岛却有11属40种,远比非洲大陆丰富。中国竹类区划
中国是世界上竹类最为丰富的国家之一,从分布上看具有明显的地带性和区域性,可划分为5大竹区。1、北方散生竹区
包括甘肃东南部、四川北部、陕西南部、河南、湖北、安徽、江苏以及山东南部和河北西南部等地区,约分布竹类10属29种10变种和变型。该区竹类以散生竹为主,如巴山竹属(Bashania)、刚竹属。依据竹类水平分布又可分为3个自然分布区:北亚热带淮河、汉水上游竹区;暖湿带黄河中下游竹区;暖温带陕甘宁竹区。中国竹类区划2、江南混合竹区
本区包括四川东南部、湖南、江西、浙江及福建西北部,约相当于25-30°N,具有散生竹和丛生竹混合分布的特点,既有刚竹属、箬竹属、苦竹属(Pleioblastus)等散生竹类,又有慈竹属(Neosinocalamus)、箣竹属等丛生竹类。该区是我国人工竹林面积最大、竹材产量最高的地区,尤其以毛竹为甚,是我国毛竹分布的中心地区,竹业生产较为兴旺。中国竹类区划西南高山竹区
包括地处横断山区的西藏东南部、云南西北部和东北部、四川西部和南部,主要以箭竹属和玉山属等合轴散生型高山竹类为主,一般分布在海拔1500-3800m或更高地带。本区间或有有箬竹属、香竹属(Chimonocalamus)和寒竹属种类分布。中国竹类区划3、南方丛生竹区
根据竹种组成和生境条件的不同分为两个亚区。华南亚区:包括台湾、福建沿海、广东南岭以南及广西东南部,处于现亚热带季风常绿阔叶林地带和热带雨林、雨林区。代表性竹类有箣竹属、思劳竹属等丛生竹类。箣竹属种类最多,且为该属分布中心。该亚区也有唐竹属等复轴混生型种类。西南亚区:包括广西西部、贵州南部、云南大部,主要是牡竹属、巨竹属(Gigantochloa)、空竹属(Cephalostachyum)、泰竹属(Thyrsostachys)等丛生竹类,尤以牡竹属为多,是该属地理分布中心。中国竹类区划琼滇攀援竹区
包括海南岛中南部、云南南部和西部边缘,以及西藏南部边缘地带。本区竹类的主要特点是具有多种攀援性丛生竹类,如梨藤竹属(Melocalamus)、藤竹属(Dinochloa)、总序竹属(Racemobambos)、长穗竹属(Teimostachyum)、思劳竹属(Schizostachyum)、悬竹属(Ampelocalamus)、箣竹属的一些种类等。对于生物多样性〔biologicaldiversity,简称biodiversity〕的概念,目前还没有统一的解释。1992年6月15日订于巴西里约热内卢的联合国《生物多样性公约》〔ConventiononBiologicalDiversity〕,把生物多样性定义为:生物多样性是指所有来源的形形色色生物体,这些来源除其它外包括陆地、海洋和其它水生生态系统及其所构成的生态综合体;这包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性〔Thevariabilityamonglivingorganismsfromallsourcesincluding:interalia,terrestrial,marineandotheraquaticecosystemandtheecologicalcomplexesofwhichtheyarepart,thisincludesdiversitywithinspecies,betweenspeciesandofecosystem〕。我国学者蒋志刚等〔1997〕给生物多样性所下的定义为:生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合,包括动物、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生物多样性概念生物多样性的组成1、遗传多样性〔geneticdiversity〕广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化,包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异总和〔世界资源研究所,WRI,1992〕生物多样性的组成2、物种多样性〔speciesdiversity〕可理解为生物多样性在物种水平上的表现形式,它指生命的有机体即动物、植物、微生物物种的多样化,也是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性实质上是关于物种的生物学多样性,物种数量是物种多样性最直接也是最重要的量度。生物多样性的组成3、生态系统多样性〔ecosystemdiversity〕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、生物群落和生态过程变化的惊人的多样性。包括地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性,生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。生物多样性的组成4、景观多样性〔landscapediversity〕是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。近年来,景观水平的生物多样性即景观多样性,已越来越受到人们的重视,它不仅在理论上对于认识生物多样性的分布格局、动态监测等具有重要意义,在实践上对区域规划和管理、评估人类活动对生物多样性的影响等方面,均具有广阔的应用前景。生物多样性的价值对于生物多样性价值的估算一直是环境经济学的主要焦点之一。Moran〔1994〕认为:自然资源的总经济价值包括了它的可利用价值〔usevalue,UV〕和非利用价值〔non-use-value,NUV〕。可利用价值可以被进一步分成直接利用价值(directusevalue,DUV〕、间接利用价值〔indirectusevalue,IUV〕和可选择价值〔optionvalue,OV〕,即可能的利用价值。非利用价值主要是存在价值〔existencevalue,EV〕[16]。1993年,联合国环境规划署〔UNEP〕组织专家编写的《生物多样性国情研究指南》中,将生物多样性价值划分为5种类型,即:⑴具显著实物形式的直接价值;⑵无显著实物形式的直接价值;⑶间接价值;⑷选择价值;⑸消极价值。McNeely等〔1992〕把生物多样性价值分为直接价值和间接价值,直接价值又分为产品用于自用的消耗性使用价值和产品用于市场销售的生产使用价值。间接价值与生态系统功能有关,也即为人类所提供的生态系统公益。
通常,环境哲学的研究者们把生物多样性的价值划分为两种类型。1〕使用的价值:以人的评判标准为依据的。2〕内在的价值:本身所固有的何时何地,不依赖于人而存在。
因此,出现了两种不同的生物多样性的价值观:人类中心(anthropoco-centric)的价值观自然中心(biocentric)的价值观生物多样性经济价值的分类1993年,联合国环境规划署(UNEP)组织专家编写的《生物多样性国情研究指南》中,将生物多样性价值划分为5种类型,即:⑴具显著实物形式的直接价值;⑵无显著实物形式的直接价值;⑶间接价值;⑷选择价值;⑸消极价值。
UNEP的分类存在价值或内在价值中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统
主要价值类型对人们提供效益的典型用途直接使用价值产品及加工品直接使用价值效劳价值林业、农业、畜牧业、渔业、医药业、工业、消费性利用价值旅游观光价值、科学文化价值、畜力使役价值间接价值有机物生产、维持大气平衡、物质循环、水土保持、净化环境
选择价值或潜在价值潜在使用价值、潜在保存价值确保自己或别人将来能利用某种资源或某种效益生物多样性经济价值的分类直接经济价值消耗性利用价值生产性利用价值间接价值包括:非消耗性的利用价值选择价值存在价值。1〕、直接经济价值直接经济价值与生物资源的消费者所直接接受的享受和满足有关,能相对容易的被观测和计算。又包括:消耗性利用价值、生产性利用价值。
直接经济价值消耗性利用价值是标在那些没有经过市场,直接消耗的自然产品上的价值,这局部价值通过估计市场价值的机制来确定。生产性利用价值是指那些商业性收获,供正规市场上交换的生物资源价值。国家财政总收入中表达出的生物多样性价值,实质只是这局部价值,其余并未包括进去,这样容易造成人们的误解,从而无视了其他价值1〕、间接经济价值间接价值主要涉及到生态系统的功能〔"环境的效劳"〕,虽不出现在国家的财会体系中,但其值可能要远远高于直接价值。间接价值包括:非消耗性的利用价值选择价值存在价值。非消耗性的利用价值指具有多样性的生态系统在全球的大环境中所起到的稳定水文、保持土壤、维持区域环境的动态平衡等方面的作用;选择价值是指,保持生物多样性为未来的人类提供了多方面的选择,从而有能力应付将来生态和社会经济中有可能发生的不可预料的事件;存在价值那么是从伦理学角度而言的,指使后代在对多样性的生物资源的了解过程中所获的收益〔如获得生态和社会经济的责任感〕,也是一种无可估量的潜在价值。4、生物多样性经济价值的计算和评估可利用价值〔Usevalue,UV〕直接利用价值〔directusevalues,DUV〕间接利用价值〔indirectusevalues,IUV〕可选择价值〔optionvalues,OV〕〔即可能的利用价值〕Mcneely将生物多样性经济价值分为:非利用价值〔Non-usevalues,NUV非利用价值主要是存在价值〔Existencevalues,EV〕。总经济价值〔TEV〕=DUV+IUV+OV+NUV有机物的生产(我国960万k㎡陆地上光合生物同化的有机物的净价值为:23.3×1012元维持大气CO2与O2的平衡〔每年固定CO2的平均价值为3.27×1012元。〕每年释放O2的平均价值为3.11×1012元。共计6.38×1012元营养物质的循环与储存〔中国生态系统每年新吸收N、P、K的总量按化肥的平均价计为324×109元〕水土保持〔水土流失带来的土地、有机质、N、P、K、的损失和泥沙淤积的经济价值为6.64×1012元〕修养水源〔森林修养水源的经济价值为271.28×109元〕环境的净化(植物吸收CO2滞尘等399.7×109元)小计:1993间接经济价值=37.31×1012元。间接价值IUV可选择价值OV生物多样性潜在的经济价值为:生物多样性潜在的保存价值为:根据联合国环境规划署〔UNEP〕的要求,生物多样性潜在的有可能利用的经济价值以及生物多样性潜在的保存价值的评估,用保险和捐赠支付愿意调查法进行。非利用价值〔Non-usevalues,NUV〕非利用价值主要是存在价值〔EV〕。用保护捐赠支付愿意调查生物多样性的价值1、直接利用价值生物多样性的直接利用价值指生物资源可供人类消费的特性,是人们直接受益或使用的那些产品。直接利用价值
1消耗性使用价值指直接消耗性的〔即不经市场交易的〕自然产品的价值。就地消耗的物品表达着消耗使用价值。这些产品如薪炭、饲料、野味并不出现在市场上的产品价值。有些地方的人们常利用周围环境中的生物资源来维持生计,这些物品的价值并不反映在国民经济的总收入中。对开展中国家传统社会的研究说明,那里的人们广泛利用自然资源以满足他们对薪炭、蔬菜、水果、肉类、医药、绳索及建筑材料的需要。2生产使用价值生产使用价值是指通过商业性收获供市场交换产品的价值,即商品价值〔commodityvalue〕,从自然界获得产品后,拿到国内外市场去销售。进入市场的产品表达着生产使用价值。产品的估价是指产品的第一次销售价减去其本钱,而不是产品的零售价。直接利用价值表达在生物多样性能提供食物、药物、生产生活必需品,为农作物品种遗传改进提供原材料,作为生物控制手段来控制外来有害物种等。间接经济价值和生态价值
生物多样性的间接经济价值是指不能直接转化为经济效益的价值,也常被称为非消耗性使用价值(non-consumptiveusevalue〕,也是指生物多样性的环境作用〔environmentprocesses〕和生态系统效劳〔ecosystemservices〕,这些作用确保了自然产品的持续生产,而在使用过程中却不受损失。常常是与生态系统的公益〔ecosystemservice〕有关,也就是与生态系统过程有密切关系,它们的价值可能大大超过直接价值,而且直接价值往往来源于间接价值。因此,生物多样性的间接价值也可看作环境资源的价值,其价值表达在以下几个方面:①维持生态系统的生产力;②保持水土;③调节气候;④对污染物质的吸收和分解;⑤环境监测“指示植物〞;⑥维护生态系统的平衡和稳定;⑦科学、教育、文化等方面的价值;⑧休闲与生态旅游价值潜在价值
潜在价值是指生物资源将来可能被利用〔包括直接利用、间接利用〕的价值,或者说是生物种在未来的某个时候能为人类社会提供经济利益的可能,生物多样性能为后代提供选择时机的价值,即选择价值〔也有人称为备择价值〕。它具有较大的不确定性。存在价值
存在价值,指伦理或道德价值,自然界多种多样的物种及其系统的存在,有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定。存在价值常常受保护愿望来决定,反映出人们对自然的同情和责任。一个物种的存在价值有多大,它的消失究竟带来多大的损失,目前人们还难以准确评估,正如人们不能评估一只恐龙的存在价值一样。因此,某些伦理学家认为,不管物种的经济价值如何,一切物种都具有生存的权利;不管这些物种有无经济价值,它是客观存在的。从伦理学角度而言的,存在价值那么是指使后代在对多样性的生物资源的了解过程中所获的收益〔如获得生态和社会经济的责任感〕,也是一种无可估量的潜在价值。讨论生物多样性的伦理价值,就是要从崇尚尊重生命、珍视生物、理解自然的内在价值来讨论生物多样性的价值。存在价值对于特殊的物种,即所谓“有超凡能力的动物〞,如大熊猫、狮子、大象和许多鸟类,能激发人类的反响。竹类植物生物多样性研究概述
AReviewofBambooPlantBiodiversity长期以来人们对生物多样性及其保护的研究主要集中在关键地区、关键类群及热点问题。在竹类植物生物多样性保护工作中存在竹类分类混乱、资源不清、研究根底薄弱和竹类资源破坏严重等问题。不同学者从不同的角度进行了研究。有学者〔李睿等〕对中国竹类植物属种、竹林面积、竹类植物直接使用价值和间接使用价值以及生态效劳功能进行了阐述,对竹类植物迁地保护和就地保护进行了介绍,指出今后应该重点加紧对濒危、渐危竹类植物的识别并研究其致危机制,加强低温种子保存、超枯燥种子保存及组织培养等技术在竹类植物生物多样性保护中的应用。也有学者〔马乃训等〕通过系统研究,指出竹类植物生物多样性保护工作中存在的问题。建议在今后的竹类植物生物多样性保护中应突出对我国特产、珍稀、濒危竹类植物的调查、认定和拯救保护,将自然保护区的建设放在首要地位,大力开展珍稀竹类的人工培育利用,重视和加强珍稀濒危竹类的迁地保护。竹类植物遗传多样性研究
GeneticDiversityofBambooPlants近年来,分子标记在竹类植物遗传多样性保护方面的应用研究得到重视。常用的DNA分子标记〔RFLP、RAPD、AFLP等〕在竹类植物种质资源鉴定、分类、亲缘关系、遗传多样性和起源进化等方面的研究李秀兰等报道了40种散生竹及中国局部丛生竹类染色体数目,其研究结果说明:散生竹的染色体根本上为2n=48,丛生竹那么为2n=70士2,普遍存在多倍性、非整倍性、混倍性和染色体结构变异等现象。以上的研究多半是为竹子分类提供佐证。种内遗传多样性是目前的研究重点。聚类分析。形态学分析说明居群间和居群内存在相对丰富的遗传差异竹类植物物种多样性研究进展对竹林中物种多样性的研究,目前主要集中在经济价值比较高的竹种上,特别是毛竹。由于人类经营活动的干扰,原生性的竹林已难以寻觅,因此,学者们把竹类植物物种多样性研究的重点放在人为干扰后的竹林上。有人认为人为干扰对多样性影响很大,长期经营后,竹林群落层次结构简化,降低了灌木层物种多样性;随着人为干扰强度增大,竹林下植物的丰富度、多样性指数随之减少,也有研究认为,干扰后竹林乔木层物种多样性下降,而灌木层和草本层物种多样性上升。目前,对竹林物种多样性研究不够系统全面,样方取点不够典型且局部调查面积较小,群落类型少,只涉及了毛竹纯林或竹阔混交林,竹种少,因而所得出的结论还不全面。对更多的竹种、对不同的竹林类型、竹类植物物种多样性沿海拔梯度变化、纬度梯度变化的研究应引起人们足够的重视。Researchprogressonspeciesdiversityofbambooplants竹类植物生态系统多样性研究进展从生态系统尺度上研究竹类植物生物多样性是一件长期而艰巨的工作。其原因在于生态系统本身是一个动态系统,边界难以确定,而且系统内生物之间、生物与环境之间关系非常复杂,加之竹类植物属于典型的无性系植物,克隆生长形式使竹类具有许多特有的生长性质,使之能有效地寻找空间,利用异质性生境。同时,竹类的克隆生长过程还深刻影响着群落的物种组成、物种多样性及群落的格局和动态[56]。因此,许多学者只是对竹类植物群落进行了描述竹类存在于不同类型的群落中,并在许多群落中处于主导地位,发挥着重要作用。在许多温带森林,林下竹层的分布和多度对林窗内树种更新的速度、周转率及组成起着重要的影响。Researchonthediversityofbambooplantecosystem竹类植物生物多样性价值表达1直接利用价值DirectValue,我国群众利用竹子已有很长的历史,竹与中华民族文化的开展有密切关系。中国人民利用竹的历史可追溯到新石器时代。浙江钱山漾新石器时代遗址出土文物中有竹箩、竹篮、簸箕等竹编器,甲骨文〔公元前16~前11世纪〕中有竹制品的记载。竹为“八音〞之一,周代竹制乐器已有7类之多。竹材广泛用于建筑、交通、家具、造纸等。随着时代的进步,竹子的利用领域愈来愈厂、愈来愈新。近年来,竹材性质的研究和竹制品的加工工艺又有新的开展。特别是在木材资源日益贫乏的严峻形势下,人们想方设法“以竹代木〞,竹子系列的新产品不断涌现。竹类植物竹笋是一类少污染的天然保健食品,含有丰富的糖类、蛋白质、脂肪和磷、镁、铁、钙等矿质元素及多种维生素。竹炭极耐酸碱,能吸收水分并自动调节空气湿度至人体舒适,对众多有害气体有很强的吸附作用,是一种功能独特、用途广泛的人类保健和居室环保新材料。笋、叶等提取物含有大量的营养成分和众多的生理活性物质,如维生素、氨基酸、黄酮、田类、酚类、砧烯、有机酸等,他们有重要营养价值或医疗保健作用,经提取可加工成饮料、医药、食品及食品添加剂等。竹子除了在生产生活中有广泛的用途外,还具有药用价值,竹叶、竹实、竹根、竹茹及竹沥均可入药。Thevalueofbambooplantbiodiversity间接利用价值竹子种类多,竿形挺拔秀丽,枝叶潇洒多姿,形态多种多样,四季常青,情趣盎然,既可观秆形、秆色,又可观枝叶。它具有高风亮节、虚心自持、宁折不曲、坚强正直、扶老携幼、助人为乐的审美价值。竹子在美化环境、丰富人们的文化生活方面起着重要作用。竹子历来是造园的好题材,在园林中独树一帜,如北京的紫竹院、西安的楼观台公园、成都的望江公园、昆明的世博园竹子馆、杨州的“个园〞、浙江安吉的竹种园、广州的晓港公园等都以竹子著称。竹林现在也成为人们生态旅游的良好场所。浙江德清的莫干山避暑胜地、四川长宁的蜀南竹海、浙江杭州的云栖竹径等也都以竹林景观吸引着中外游客。在永安,九龙竹海省级森林公园也吸引了八方的游客。随着生活水平的提高,庭院种竹子及各式竹子盆景越来越受到人们的青睐IndirectValue生态效劳价值1、水土保持、调节气候Soilandwaterconservation,mitigateglobalwarming竹子四季常绿、枝繁叶茂、鞭根兴旺、盘根错节,具有很好的截留降水、修养水源、保持水土功能,是一类理想的防护林。每公顷竹林可蓄水1000t,竹林的降水截留率达11%,渗水率为草地的1倍,夏天可增加空气相对湿度5%—10%,并使竹林内温度比周围空旷地低3—5℃。EcologicalServices生态效劳价值2净化空气、减少噪声reducingnoise空气中的CO2浓度升高,不仅会加剧温室效应,而且当含量超过0.05%时,人的呼吸就开始感觉不适,含量高到4%时,就会出现头痛、耳鸣、呕吐反响,含量到达10%以上人就会死亡。竹林〔毛竹林〕的光合作用吸收CO2并释放O2,其净光合率约为4-10mgCO2·dm-2,对环境气体的平衡能力较强。竹林同其它森林类型一样,是环境的滞尘、吸尘用除尘器。其吸附灰尘的能力平均为4—8g·m-2。竹林、竹丛通过对声波的漫反射、吸收、阻碍等作用,可以大大减弱噪声。据测定,40m宽的竹林林带,可以减少噪声10-15分贝EcologicalServices生态效劳价值3、维护竹林野生生物的生物多样性Maintainthebiodiversityofthewildlifewithinbambooforest竹林中生活着种类繁多、大小各异的野生动物、微生物及非竹类植物,它们相互联系、相互作用,构成一个完整的竹林生态系统。竹林资源及环境的改变,也会相应地引起其它竹林野生生物资源的变化〔1〕竹林野生动物竹林为动物提供良好的栖息场所,隐蔽的条件和丰富的食物来源。著名的国宝大熊猫〔Ailuiopodidaemelanoleuca〕现代分布只局限于四川盆地北部、西南部和陕西的西南部和陕西南部相当狭窄的山地区域,以当地的箭竹、冷箭竹、寒竹等高山竹类为主食。黄河流域至长江流域广泛分布的竹鼠bamboorat〔Rhizomyssinensis〕在竹林中打洞、筑巢,以取食竹子的幼根和幼嫩的地下茎为食。竹林还有利于增加一定区域鸟类的种类和数量,如国家二级保护动物白鹇silverpheasant〔Lophuranycthemera〕。生态效劳价值Providedshelterforthenon-bambooplants〔2〕竹林为群落中的其他非竹类野生植物庇护。不同地区不同类型的竹林内混生、伴生着相对稳定且各具特色的其它植物种类,尤其是天然竹林内,混生、伴生的物种数目更多。〔3〕Providedsuitableconditionsforthemicroorganism竹林为微生物生长提供条件。竹类植物根际的联合固氮菌对其氮素营养供给中起着重要作用。竹林中还生长着一些独特的食用菌ediblemushrooms、药用菌medicinalusedfungi。如竹荪〔Dictyophoraspp.〕、竹黄〔Shirariabambusicola〕、竹生肉球菌〔Gngleromycesgeotzii〕、竹小肉座菌〔Hypocrellabambusae〕、竹苓〔Polyporusmylitae〕、天竺黄〔Concetioninbamboo〕等。竹林微生物对竹林地表的枯枝落叶进行分解,使养分进人土壤,保证了竹林物质循环的正常进行。生态效劳价值存在价值existencevalue从伦理学角度而言的,存在价值那么是指使后代在对多样性的生物资源的了解过程中所获的收益〔如获得生态和社会经济的责任感〕,也是一种无可估量的潜在价值。竹类植物作为森林植被的重要组成部份,自然有它存在的价值。Thebambooforestisavitalpartofglobaleco-syste,thereforeisaessentialpartofnaturalforestresources竹类植物生物多样性的保护1、竹类植物生物多样性面临的威胁生物多样性丧失的直接原因主要有生境丧失和破碎化、外来种的侵入、生物资源的过度开发、环境污染、全球气候变化、工业化的农业和林业等。其根源在于人口的剧增的自然资源消耗的高速度,不断狭窄的农业、林业和渔业的贸易谱,经济系统和政策未能评估环境及其资源的价值,生物资源利用和保护产生的效应分配的不均衡,知识及其应用的不充分,以及法律和制度的不合理。栖息地的消失和破碎是生物多样性消失的最主要原因之一。Theprotectionofbambooplantbiodiversity竹类植物生物多样性面临的威胁1生境的破坏damage
on
natural
habitats由于天然林保护政策的滞后,导致天然林被大量砍伐,加之砍伐后绝大多数采伐迹地采用人工方法更新,许多适合竹类植物生长的环境被破坏。同时由于造林措施的不科学和造林树种的单一,作为森林生态系统重要组成局部的竹林或构成其他生物群落的一局部而居于亚乔木层、灌木层的竹子被人为地消灭。森林火灾不但严重破坏生境,而且使竹类植物遭到消灭性的破坏;不合理的水电开发,水库蓄水形成大小不同的淹没区,使得适生于河谷两岸的竹类植物大量淹死。生境的破坏和破碎化,导致生物链endangerbiologicalcompleteness断裂,引起许多竹子病虫害,使得竹子生长衰弱,群落退化缩减Threatstothebiodiversityofbambooplants竹类植物生物多样性面临的威胁2过度的开发利用excessive
exploitation
and
utili
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