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植被类型研究的论文好写吗

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植被类型研究的论文好写吗

好吧,我只能说,论文的框架始终就是那样,题目,综述,摘要,正文,引用文献,但你要细问的话,你可以在(植物学研究)里面去学下~会给你提供些许的灵感吧~

植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。

摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。

关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响

1水体与水生植物

概念

水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。

水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。

水体和水生植被的发展阶段

描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。

任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。

2水体水位对水生植物的影响

在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。

植物形态的改变

以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。

植物数量的增加

水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。

植物物种的多样性

在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。

3波浪形态的水体对水生植物的影响

江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。

商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。

4沼泽地对水生植物的影响

沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。

5结束语

水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。

摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。

关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画

0 引言

植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。

1 植物生长三维动画的生长方式

经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。

⑴ 破土而出式

植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。

⑵ 藤蔓伸展式

不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。

⑶ 层叠上升式

层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。

⑷ 迷幻障眼式

迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。

图1 植物生长三维动画方式

2 植物生长三维动画关键技术

植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。

Ivy Generator和Guruware Ivy插件

Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。

Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。

XFrog

XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX

GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。

Vue

Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。

T-Gen插件

T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。

SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro

SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。

3 结束语

植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。

由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。

参考文献:

[1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,:177-180

[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,(08):3196-3197

[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,:127-129

[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,:27-28

[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,:64-68

[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29

[7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,:94

[8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,:116-117

[9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,:57-58

[10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,:2406-2407

可以从几个方面来写:第一个是从植物保护这一学科的作本身的作用重要性上入手第二可以分析当前植物保护的情况第三个稍微难一点,就是从植物保护这一专业学科中写出自己的独到见解。

土地资源管理专业论文可以写植被类。据查询相关资料信息显示,土地资源是指一个主权国家管辖下的领土、领海、领空范围内的全部资源,主要包括自然资源和社会资源两大部分,植被属于自然资源,可作专业论文题材写。国土开发整治的对象,主要是指自然资源。国土资源是一切生产活动的基础,它的开发利用不仅影响到生产力布局的经济效果,而且影响与其相适应的生态环境。在国土资源开发利用中没有遵循生态经济原理,只注重经济效益,不顾生态效益,就会使生态系统的结构受到破坏和损害,就会导致生态环境恶化。

研究类论文好写吗

不好写。根据查询论文相关资料显示,写加工研究的论文不好写。论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。

不好写。研究生毕业论文写来是有点困难要花点时间和功夫,不过一般的学校都要求不高,质量都一般。只要认真肯花功夫,一般没有问题。好一点的大学要求稍高,可能要花很长时间完成,不过绝大多数人都可以通过的。好题目是成功的一半。在选题时,一定要找那种在网上容易找到资料的,至于跟自己的工作有没有关联并没那么重要。智能降重是智商税,除非你愿意花更多的钱找更专业的人写,否则的话,还是老老实实自己改吧,任何想要投机取巧的行为都是不可取的。要和指导老师及时沟通。这个交稿时间,在和指导老师沟通后是可以适当调整的,我们小组就是在和老师沟通后将交稿时间推迟了,但要求可能会提高。

我个人觉得综述类的好写,调查类的制作问卷、收集数据,数据分析太麻烦了。综述类的多看点书、查点资料、列个提纲很好写。我毕业论文就选的综述类的,可能我擅长综述,嘿嘿!

关于植被研究的论文

西双版纳民族植物学的初步研究 西双版纳是我国著名的少数民族聚居地区,这里地处热带北缘,森林茂密,气候温暖,植物资源异常丰富。居住在这一地区的傣、哈尼、布朗、拉祜、瑶、基诺等兄弟民族,历史悠久,文化多样,利用植物传统方法和经验十分丰富。 解放前,在反动统治下由于交通极为闭塞,瘟疫流行,毒虫猛兽猖獗,以及民族隔阂等多种原因,植物学者无法进入这一地区工作,仅有个别学者如,吴中伦、王启无等,冒着生命危险进行过短期零星的采集工作,因此,在植物学上基本上是一个空白地区。解放后,由于党和政府十分重视边疆少数民族地区的开发和建设,五十至六十年代初期曾组织过较大规模的热带生物资源综合考察(1954—1960);1959年中国科学院在西双版纳建立了专门的植物学研究机构。随着边疆社会、经济条件的巨大进步,为植物学工作者提供了深入研究当地少数民族植物学知识的有利条件。 民族植物学,或人文植物学(Ethnobotany)一词源出人文贝类学Ethno-Cunchology(研究早期货币的科学),由美国植物学家哈斯伯格()1896年创立。哈斯伯格当时对民族植物学所作的定义是“研究早期人类对植物的利用和土著植物学”。经过一个世纪的研究与探索,民族植物学已发展成为“研究人类与植物直接交互作用的科学”()。其主要研究内容是不同民族、不同地区的人群对植物的意识与利用,及其对植物环境所产生的后果。尤其侧重于无文献记载的人文地理社会和特定的民族文化地区的研究。近半个世纪以来,由于人类对植物原料的需求不断增加和植物在人类精神文化上的重要性被大大提高,进一步刺激了西方学者对民族植物学的极大兴趣。由于植物渗透到人类生活的各个方面,因此民族植物学的研究涉及到一定地区、一定民族的人群与植物的全面关系。包括人们在吃、穿、用、住、草药、文学、艺术、宗教、乃至民俗,民间传说中起重要作用的一切植物;关系到一个社会多方面的行为、结构、及其相伴的整个植物世界。西方学者认为,民族植物学是开发新世界的一个产物,有人把它归属于人文科学下的一个分支;也有人把它归属为经济植物学下的分支;但确切地说,它是位于植物学与人文科学的交叉位置上。植物学家和人文学家从各自的领域在实践民族植物学的研究,在共同编织民族植物学的理论、方法、观点和材料。植物学家进行科学地鉴别环境植物材料的用途、问题,焦点是利用,材料按林奈分类系统排列;人文学家的焦点则是所研究地区人群的见解、地位、及其对周围世界所作的安排()。 笔者五十年代末进入西双版纳从事植物调查研究工作,由于长期定居于当地,有较多机会深入少数民族村寨,采集、调查、学习访问当地民族有关认识与利用植物的独特知识,其中不少是前人没有发现记载过的。本文试图按照民族植物学的研究方法加以整理,作为在我国开展这一工作的一个初步尝试。 一、研究地区 西双版纳位于我国云南省南部,北纬21°10′—22°40′,东经99°55′—101°50′,土地面积19,220平方公里,属热带季风气候、滇南湿热河谷类型;热带森林分布于全区各地,现有森林被覆率高达,是我国现存大片热带原始森林的唯一地区。西双版纳在行政上现划分为三个县十九个公社,即景洪、勐腊、勐海三县,西北部与云南省思茅地区相连,东南部与老挝接界,南部与缅甸毗邻,整个地势北高南低,河流纵横,山间盆地众多。主要山脉为横断山南延部分,哀牢山系由西北向东南纵列,最高山峰为景播大山,海拔2400米,最低处为南腊河下游官累海拔420米,大部分地区海拔高度在500—1000米之间,相对高度一般300—500米左右,澜沧江及其干支流,流沙河、罗梭江、南腊河横贯全境,中小河流及山泉不计其数,水源相当丰富。 本区气候终年温暖,年平均温度20—22℃,大部分地区终年无霜雪,雨量充沛,年降雨量1200—1800毫米,年平均空气相对湿度在70—80%左右,全年划分为干季(3—5月),雨季(6—9月),雾季(10—2月)三个季节。本区由于地处云贵高原南端,垂直高度差异甚大,具有多种类型的植被分布,海拔1000米以下低山河谷地带森林植被呈明显的热带东南亚性质,大多属于热带季雨林,局地分布有以龙脑香料(Diptc-rocar paccac)望天树(Parashorea chincnsis Wang Hsie)为优势的热带雨林群落,山地则以热带山地雨林为主,呈明显的南亚热带常绿林过度性质,以樟科(Lauraceae)、山茶科(Thcaccac)、大戟科(Euphorbiaceae)等科乔灌木为主要成分。近年来,由于大面积垦殖森林,植被类型已急剧演变,大部分森林植被已沦为次生林、灌丛、竹丛和稀树草地所取代。 二、民族及其文化特征 西双版纳是一个多民族地区,在总人口万中,傣族占万,哈尼族(当地称爱尼)万,布朗、拉祜、瑶、基诺等其它少数民族各在3万人口以下〔3〕。傣族聚居于河谷盆地,其它少数民族分散居住于山地。西双版纳各民族都有悠久的历史,自古以来就是祖国各民族大家庭的成员之一,共同创造了中华民族古老的文明,同时又有各自的独特文化传统,特别是在利用植物方面,呈现出强烈的地方色彩和丰富的传统经验,形成利用植物的独特文化。 傣族是西双版纳的主要土著民族,遍布本区各地,主要居住于低山河谷盆地,当地称为“坝子”。傣族有自己的文字、语言、风俗习惯和农业文化传统。傣族自称为“Daizu”,有悠久的历史,远在公元前一世纪,汉文史籍已有关于傣族的记载;据民族学研究,傣族与我国南方的壮、布依、水、侗、黎等民族同出一源,古代通称为“百越”。远在公元前二百多年的后代,傣族的先民就已经居住在今云南西南部广大地区,西双版纳是聚居中心之一,开发西双版纳有着悠久的历史。傣族的语言属于汉藏语系壮傣语族傣语支、西双版纳的傣族操傣泐语、使用傣泐文。西双版纳在傣族语中释意为十二“千田”,“千田”为封建领地的计算单位,每一千田便是一个“版纳”,其面积大小并不等同,相当于行政管理上的一个区。西双版纳自元、明、清各封建皇朝设置土司制度以来,沿袭至解放,直到一九五六年民主改革才彻底结束了封建领主制。漫长的封建领主制度、极为闭塞的交通和富饶的自然资源,使傣族人民长期以来生活在一种自给自足的农业自然经济社会之中。不仅植物资源的保存比较完好,而且民族文化也保存比较完好,是研究民族植物学的理想地区。傣族信奉小乘佛教,某些植物的利用传播直接与宗教文化有关,如贝叶棕、菩提树、铁刀木、鸡蛋花、羯波罗香、孟加拉苹果等。傣族人民有保护森林的良好传统习惯,每一村寨都有自己的“龙山”,划定为禁伐禁猎区,又有人工种植的薪炭林,这样,长期处于自然经济的傣族人民,对于自然界的植物便有较大的依赖性,因而对于当地植物的认识与利用,便成为生产、生活中极为重要的环节。 西双版纳傣族认识与利用植物的文化已经达到了一个相当高度的水平,他们早已有了定耕的农业,种植水稻为主,陆稻次之,同时,也种植少量其它旱地粮、油、棉、果树等农作物;与此同时牛、猪、鸡、鸭等家养动物也以适应于当地自然条件的野牧方式发展了起来。在定居的村寨内,每户农民都拥有面积一到数亩不等的小块家宅园圃,种植多种热带果树(香蕉、芒果、罗望子、柑桔、菠萝蜜),香料(薄荷、罗勒、香蓼、香茅、香露兜、姜花、生姜等)、草药(巴豆、苏仿木、白花丹、血苋、薏苡、儿茶、槟榔、芦子等)、纤维(攀枝花、牛角瓜、九层皮、白榔皮等)、染料(靛叶、密蒙花、红木等)以及竹类、观赏植物等,并且拥有独特的人工种植的薪炭林——铁刀木(Cassia siamea Lam.)作为农村能源的主要供应者。在每一个村寨附近的山谷、陡坡上都保留着大面积的热带原始森林,丰富的森林动植物资源是傣族人民采摘野菜、野果、草药、饲料,和狩猎补充动物蛋白的重要来源。森林又是建造竹木结构的傣家竹楼、独木舟、牛车、家具、农具等的天然材料“仓库”,森林被视为自给自足的经济中不可缺少的重要环节而被保存了下来。森林自身的保水保土,涵养农田灌溉用水、调节气候的作用,保持生物种间以及种群个体数量之间平衡的微妙作用,推动着傣族地区水稻——家宅园圃——天然森林农业生态系统缓慢而稳定地发展着。这是西双版纳地区在自然经济条件下,得以长期保持生态平衡的一个重要原因。还应特别提到的是,勤劳而智慧的傣族人民,在与疾病作斗争中早已形成了本民族的医药学——傣医药,在我国《逸周书、王会解》的记载中傣族医药已有一千多年的历史。他们不仅有本民族的医疗方法,而且拥有超过五百个以上药物方剂,以植物药为主,来自三百种以上的药用植物,大多是我国其它地区所没有的,并拥有用傣文编写的专门医药学书籍收载有关的医药学知识,至今尚未加以系统研究整理。 哈尼、布朗、瑶、拉祜、基诺等民族是西双版纳山地的土著民族,他们同样有悠久的历史和本民族的文化传统,从民族起源方面来说,他们与我国南方许多兄弟民族有着共同的起源和血肉的联系。他们都有本民族语言和多种方言,但多数没有文字。他们从前依靠草药、巫医治病,尚未形成本民族的医药学。他们信奉自然崇拜或多神论,十分崇拜山神、树神、兽神等,但没有定耕的农业生态系统,几千年来一直依赖传统的游耕农业——刀耕火种谋生。笔者近年来考察发现,世界热带地区,除了水稻种植区和近代发展橡胶、可可、油棕、咖啡等树艺作物种植业以外,基本上都是这种刀耕火种的游耕农业占主导地位,在我国热带也不例外。西双版纳地处热带、拥有大面积的森林植被,在热带的气候生物土壤环境良好条件下,森林植被经过烧垦种植粮食2—3年以后,丢荒任其自然恢复植被,在一定的条件下是可以恢复地力的,即在一定范围内轮垦森林,七年为一个周期,反复循环,这种粮作——森林休闲轮作制,能够连续数千年地保持了下来,其主要原因在于山区人口的增长缓慢,开垦森林轮作的面积不大,且长期维持在一定比例水平之上,即人口与“植口”(Plant population)的增殖是基本相适应的。同时,山区各族人民以勤劳与智慧相结合,利用热带山地天然植被发展了放养紫胶的技术,经营了大片的茶园、竹林,采集种类繁多的森林产品如省藤、木耳、竹笋、药材、木材以及狩猎等,并以这些林产品向坝区傣族换取多余的粮食,用以补充游耕农业之不足;此外,山地森林还提供了多种野生食用植物,如薯芋属(Dioscorea spp.)、榕树属(Ficus spp.)、蕨类植物等,也补充了一部分食物和荒年救灾之需要。因此,热带山地少数民族与当地森林植物,同样有着相互依存的密切关系,甚至在一定程度上对森林植物有更大的依赖性。 三、研究方法 在党的民族政策的光辉照耀下,边疆少数民族对植物学工作者的访问、调查、采集工作全力的支持与合作,是开展我国民族植物学研究的重要前提和鲜明的特点。傣族是一个有较高文化的民族,乐于同外界进行文化交流,尽管在民间医药知识方面也不是随遇而得,总的来说开放程度比汉族地区要高。山区各兄弟民族同样易于交流,较少保守,但由于交通十分不便,居住分散和语言上的困难,从他们当中获得有关植物学的知识,相对来说不如傣族地区的多。调查工作大体上分为三个阶段:1959—1963年为第一阶段,其中59—60年野生资源植物调查历时7个月;1970—1975年为第二阶段,以调查民间药用植物为主要目标,其中1972年一次调查历时2个月,其它短期调查一般10—15天,共10次以上;第三阶段为1976年以来,进行的多次专项药用植物调查,用材树种调查和一些补充调查,以充实更多的材料。十分有幸的是,在进行民间药用植物调查时,有当地医务工作者(包括当地少数民族医生)一道参加工作。大部分调查资料来自民间第一手材料,笔者亲自参加访问、采集、鉴定整理资料等工作;大多数食用和药用植物经过亲自实践,以作出某些直观判断。调查的地区包括西双版纳三县十九个公社中的十四个公社:勐腊、易武、象明、勐捧、麻木树、勐满、基诺、勐养、景洪、小街、橄榄坝、勐海、勐混等、涉足的村寨百处以上,一般食宿都在调查区的村寨内,与相当多的民间医生、猎人、老农、乡村教师、商业购销人员、基层干部、护林员等进行广泛的接触,其间还参加过两次规模较大的民间医生交流会、草药展览会、和若干次林业、土产专题座谈会,从中得益不浅。 历年调查,采集植物标本共2000余号,以及一些种子、苗木、样品等。标本收藏于中国科学院云南热带植物研究所标本室内,部分民间药物标本保存于云南省思茅地区中草药研究所;种子及活植物均种植于热带植物所植物园内。 四、重要有用植物 历年调查采集的植物,经本所植物分类研究室整理鉴定,某些植物经过化学成分分析和品质鉴定,已被推荐和利用于生产,如绿壳砂仁、灯台树、千年健、锡生藤、车里朴、团花、云南石梓、毛麻楝、依兰香、龙血树、美登木等,更多的种类有待深入的研究。历次调查采集的植物经过研究整理,按照当地民族利用的广度和多度,将其中具有民族文化特征的植物共218种,(按用途计食用86种,药用71种,纤维木材29种,香料、染料、饮料22种,其它10种。)汇集为《西双版纳民族有用植物集要》。植物的排列顺序,有花植物按照哈钦松分类系统,蕨类植物按照秦仁昌系统,以植物学名字母先后为序,每种植物有拉丁名、中名、当地名(按当地民族语注汉语拼音),用途及利用方法简述等。 ——这里提供参考

我国的华北地区由于悠久的农业开发,森林植被遭到了严重的破坏。在20世纪初的时候,山西汾河、滹沱河流域土壤侵蚀之严重,水涝灾害之频繁已经引起了国内外的严重关注。但这并未引起后来国人、尤其是决策者应有的觉悟,导致我国保留较好的东北林区在短时间内遭到迅速的破坏。本文试图就“护林”这种众所周知的“善举”难以成就的原因进行剖析,以期对今天的环境保护事业提供某种借鉴。近二十年来,伴随经济的快速发展,我国政府对资源和环境越来越重视,把环境保护当作一个基本“国策”。目前,正在大张旗鼓地实施天然林保护工程,越来越多的青山和湿地被纳入自然保护区网,这当然是社会进步的一个重要标志,无疑是件值得欣慰的事情。20世纪中,我国森林资源的掠夺性开发历程表明,决策者和生产者如果缺乏长远的眼光,不能遵循森林更替的科学规律,并很好地理解“永续利用”的意义,只凭主观意志,就不能有效地保护资源。因此,提高国人的科学素养,按照科学规律安排生产和建设是至关重要的,因为资源和环境问题毕竟是一个需要从长远和全方位角度考虑的问题。一.近代华北森林破坏的状况我国是一个有着悠久农业开发历史的大国,在长期的农业实践中,我们的祖先积累了丰富的建设家园保护环境的经验。但由于长期强调人口的增长和发展农业种植业,使林地面积不断减少,更由于近数百年来人口压力的缘故,对耕地和薪柴的需求,使森林资源越来越少,我国的自然环境不断恶化,生物多样性面临越来越严重的威胁。这种情况尤以清中期以来最为明显。 众所周知,清代经过所谓的“康乾盛世”之后,我国人口激增,加上从美洲引入了一些适合于山区和高寒地区种植的高产作物如甘薯、玉米和马铃薯等,大量的贫民因此涌进深山老林,毁林开荒,结果使原先并不适于开垦的荒山陡坡也都种上了粮食,使自然环境遭到很大的破坏。当然水患灾害也因此频繁起来。 由于当时政治腐败,社会黑暗,民不聊生,苟延残喘的政府不可能考虑从根本上解决防灾减灾的问题,使得日趋恶化的环境问题不断严重起来。关于这方面的情况,可以很清楚地从近代一些在华考察生物的西方人的著作中看出来。 从19世纪中晚期开始,一些在我国华北等地长期进行考察和博物学收集的西方人如古伯察(E. Huc)、谭微道(A. David)都曾在有关文章中提到他们在内蒙等地所见的森林植被破坏与环境恶化的情形[1]。另外,在20世纪初期的时候,还有一些西方学者指出河北北部承德、东陵等地的森林遭到迅速破坏,随之而来的自然灾害也在不断地加重[2]、[3]。 不惟如此,1930年,我国著名植物学家、林学家刘慎谔先生也曾就东陵森林破坏之情形指出:东陵自前清入关以来,附近诸山辟为禁地二百余年,草木得其自然生长,遍地成林,老树参天,山明水秀,风景不亚于西欧。民国元年以来,东陵开禁,政府设专局(林垦局)从事割伐至今才十余年间,而森林已摧残殆尽。……东陵森林割伐后第一步手续则在焚烧林下草木,次年施种,有灰为肥,收成甚佳。为山林无林木之保护,雨水逐年将昔日林下酿成之沃土渐为冲去,终至岩石露出,山瘦地薄,耕之不利,必至放弃。此时东陵诸山即完全变为今日之西山时期。此所谓“荒山”,“土山”。荒山不仅无益而且有害,夏季大雨时期水不停留,直向山巅下流,沙土岩石悉被冲下,河流加涨,桥梁断截,河道更易,民房种田不择。即以民国十八年西山一带损失论之当以万计,穷民流离,怨声载道,不知者或指为天灾,岂知森林割伐之后,事有必至,理有固然。……东陵在短期内先后得封禁、开禁关系,显出山林之变化,诚足贵也。然当局者之任意割伐,亦足惜也。[4]当然,给人印象更为深刻的是,我国文明发端很早的山西一些经长期开发的农业区的环境恶化状况。20世纪初,黄河流域旱涝灾害频繁。当时有个叫梅耶(F. Meyer)的美国人在山西五台山收集植物标本和作物种子。他发现那一带由于森林破坏很严重,滹沱河、汾河流域的水土流失非常严重。因为这个缘故,水涝灾害频繁发生。他拍了不少反映这种实际情况的照片,同时将这种情况报告给他的雇主——美国农业部外国作物引种处。1908年美国总统罗斯福(T. Roosevelt)在国会上作的一个关于自然保护重要性的报告中,利用他和另外一些人拍的同类照片和相关的文字说明[5],提醒美国人注意在中国发生的不注重自然保护的灾难后果。要求大家保护森林,保护环境,以免重蹈中国的覆辙。其后,在山西南部和中部作过植物调查的瑞典人史密斯,在《中国期刊》中发表过“山西南部和中部植物学调查初步报告”[6]指出:山西的土地被超强度利用,森林遭受严重的过度开发。当地的居民用火和斧子毁坏一切森林。他认为这与时局混乱和政治不良密切相关。其结果是侵蚀加剧,土地砂石化。要重新造林非常困难。在南京金陵大学森林系任教授和森林系研究部主任的美国学者罗德民(W. C. Lowdermilk),曾利用1924和1925两年暑假在山西、河南、陕西等地作过森林考察和水土流失方面的调查,写过《山西森林滥伐和斜坡侵蚀》、《山西土地利用的变迁》等论文。文章列举了大量的事实,指出山西汾河流域的宁武等地区,由于植被被随意破坏,以垦荒种地,导致当地环境恶化。气候干燥时,旱灾严重;一旦下雨,由于缺少涵养水源林,经常洪涝成灾。因为地表径流造成土壤严重侵蚀,河流淤塞,导致平原地区土地、房屋被淹。在陡坡毁林开荒的结果使自然灾害不断加重。他不但写下了大量的文字资料,而且也摄取了大量的图片。生动地记录了我国各地自然植被遭到破坏,土壤受到侵蚀,河流和农田水利设施为泥沙淤积所破坏,自然灾害不断加剧的客观现实。并被作为一种惨痛的教训在国外用于警醒世人。他还提出应该设法恢复森林植被,进行水土保持以减轻自然灾害[7]。可能受罗德民等学者工作的影响,后来于1930年,当时的国民政府行政院公布了“堤防造林及限制倾斜地垦殖办法”。 从上面这个事例中可以看出,当时西方人的这些文章在我国的学者中是产生过一定的影响的,尤其是梅耶的资料经当时美国总统罗斯福在国会上宣讲后,当时也曾由我国林学家向国人作了介绍。环境恶化到被当作反面教材的地步,按理说本国的政府和人民应该警醒,可惜在战乱期间,尽管我国的林学家进行各种宣传、教育以唤醒世人对自然环境破坏导致各种恶果的醒悟。在他们的影响下,当时的政府也制订了一些保护森林植被和植造防护林的措施,有的还进行了初步的工作。但终究缺乏合适的社会大环境,这种关系建设的声音和民众的呻吟都被随时产生的炮火声给淹没了。二.东北地区森林的破坏中华人民共和国成立后,其实森林的覆盖率已经很低。总体而言,东北是唯一农业开发程度较轻、保存较多原始林区的地方。根据林业部门的资料,东北大兴安岭林区有林地面积1500万公顷,森林覆盖率约62%,森林总蓄积量为14亿立方米,是我国最大的林区[8];小兴安岭林区有林地面积为600多万公顷,森林总蓄积为亿立方米;东北东部山地林区有林地面积约1000多万公顷,森林覆盖率为,森林总蓄积量为亿立方米。这3 处林区的林地和蓄积量分别占全国林地总面积11528万公顷和森林总蓄积量亿立方米的27%和30%。按理说应该充分利用有利的社会条件,吸取华北等地森林破坏的严重教训,做好这片“绿宝盆”的维护工作。 解放初期,东北森林的采伐方式普遍采用“强渡择伐”,当地的森林工业干部不同意皆伐的作业方式。根据经验,他们知道,用皆伐方式砍掉红松之后,再长出来的就不是红松[9]。值得一提的是,当时很多学有所长的植物学家和林学家如刘慎鄂等都曾经指出,应该保护森林植被,在林区进行采伐作业时,应该根据森林植被的演替规律,采取合适的采伐方式,以达到合理利用资源、持续利用的目的。 刘慎谔在1954年的一个报告中就森林的采伐应该采取择伐抑或皆伐方式时认为:“……择伐作业的方式,虽然不利于拖拉机的运输。但是采伐方式的目的,首先是为更新服务,保证森林的迅速恢复,不能脱离更新的利益或忽视树种生长的特殊习性,单纯为拖拉机化追求有利条件”。同时还指出:“两者相较,则以来自择伐迹地的补苗更新,优于来自皆伐迹地的植树造林。此则后者不仅在目前受有人力物力的限制,而且将受有采伐循环的影响”[10]。道明了在林区实行择伐的益处。 1957年,这位正直而富有才华的学者在“关于大小兴安岭的森林更新问题”一文中进一步就东北地区森林资源的合理利用提出了自己卓越的见解。文中严肃地指出:“森林更新的研究工作,必须建立在植物生态学和地植物学的基础之上,而不应该看成是一种单纯的林业技术问题。我们强调这一点,因为现在东北林区有大量的采伐迹地不能更新或不易更新,造成严重的破坏现象。有些外宾在参观我们的林区之后,提出忠告说,我们应该对我们的后代子孙负责。但在森林经营部门常常只认为是技术问题,要求提高技术,改进技术……但是我们认为……如果不从生态地植物学的观点找出森林更替演变的全面规律性,只凭主观愿望在技术方面要求改进,则技术就会缺乏理论依据,解决不了森林的更新问题。”文中还就具体的造林问题提出要考虑造林树种的生物特性和林地的立地条件。认为:“正是由于我们在造林方面往往不顾树种的生物特性和林地的立地条件,而选定一种优良树种,逢地皆栽,结果成活率不高,说是技术问题;苗木发育不良,也说是技术问题。……但是否是技术问题,就是疑问。”文中还就当时片面强调机械化皆伐提出不同的看法。他说:“我们只听到说,苏联或其他国家采用的什么采伐方式或什么样的机械化,而不问人家的树种如何?树性如何?生长地点又如何?因而就想机械地搬运过来。在森林工业部门有好多人是这样想法,在森林经营部门有好多人也是这样想法”,但这种想法无疑是片面的,“因为每一树种有每一树种的生物特性,有其每一树种的更新规律性,而不能强求一律,强求就会造成在采伐以后无可弥补的严重损失。” 1963年,刘慎谔在“动态地植物学”一文中,具体就人工植被的建立和自然植被的改造问题,提出了很好的见解。文中反对采用皆伐的作业方式,倡导采取措施,保护森林的天然更新。面对大跃进时期一些盲目主张“皆伐”进行森林人工更新的主张,这位学者指出:“必须重新对人工更新和天然更新的树木生长量进行比较统计,不能象以前那样单凭主观想象和主观愿望”。 因此刘慎谔主张采取择伐,最好是弱度择伐。这样既有利于红松等林内更新的树种更新,也有利于保留林中的幼壮树木,从而缩短森林的采伐周期,使其迅速循环,以保证国家对木材的源源供应。另外,采用择伐还可以保全较好的森林植被,而不象皆伐那样,使林地迅速变成荒山秃岭,造成严重的水旱灾害。他还指出:“近几年来,东北的水灾不是愈来愈轻而是愈来愈重,本年夏季松花江的水位高涨,已经打破过去以前从来没有的记录……近来经过大面积的皆伐作业之后,不能不对东北的水灾直接产生一定的影响,这是值得引起林业当局高度警惕的。”[11] 可悲的是,无论是林区干部的经验,还是这些“首先觉悟者”们的主张并没有引起人们的重视。特别是刘慎鄂这样对东北林区有充分调查,同时知道如何合理利用森林资源的学者的建议并未被当地林业部门的决策者采纳[12],还是规定:“以人工更新为主”。因为:“在领导方面,为了要进行机械化,就强调皆伐作业,认为不同意机械化,好象就是旧脑筋不能接受新事物。……规定的采伐方式,称为‘伐区式皆伐’,现在又改称为‘窄带皆伐’……询之森林经营部门干部的意见,他们说,他们是按照制度办事,上面怎么交代,下面就怎么办,……可是更新的问题是否解决了?好象谁也没有把握。”[13] 事实证明刘慎谔等专家的意见是有道理的。因为当时即使在所谓强度择伐迹地上的红松小苗也常因为遮荫不足而枯死。在皆伐的迹地上上的情况就更为不妙。在皆伐林区,尽管留了一些针叶母树,同时进行了红松的直播造林,但是并没有红松长出,代之出现的是以糠椴、山杨等阔叶树为主的针阔混交林。原因在于红松、云杉、冷杉都是在林内更新,而全光不适于这类树木小苗的生长,因此无法直接恢复。另外,在有些皆伐的迹地中长出的是杂草。结果是“只见砍伐森林,不见恢复森林”。[14]而且情况日趋严重。 当时存在的问题在于不注意以往经验的总结。不根据客观情况,片面强调学习苏联经验,盲目主张皆伐。全然不顾苏联森林面积很广,远非中国可比这样一种实际情况;也不考虑捷克、法国和东德仍然采用择伐的国家的经验。此外,一方面强调采伐工业的速度,提高木材产量。另一方面效率低下和浪费木材的现象却十分严重。有专家指出,我国当时森林资源的利用只有27%,原木的利用率只有50%。而发达国家的原木利用都已利用到80—90%以上。东德的一个教授在看到东北林区内木材的惊人浪费现象时感慨地说:“如果你们说你们的木材不够用的话,你们只要少糟蹋一些,还可以少砍一些,也就等于多生长一些。”其实只要少浪费一些,我们的森林破坏速度也会减缓一些。当时甚至流行放手采伐,然后进行全面人工造林的主张;而全然不顾森林的演替规律,以及当地森林生长缓慢和木材供应的持续性之特点;有人则从一种急攻近利的观点出发,主张放弃生长比较迟缓的针叶树种,通过重新造林以发展速生树种森林来解决木材需求和发展林业,完全不顾国家建设和人民生活中的不同需要。 由于决策者缺乏科学的育林用林思想,诚如有人指出的那样:“在全部伐区的任务,都集中在怎样完成和超额完成采伐任务的观点上”[15]只是抱着迅速进入理想的共产主义社会的良好愿望。充满激情的劳动者为了多快好省地建设社会主义,在缺乏远见的领导指挥下,盲目地模仿苏联做法,使我国仅存的比较完好的东北的原始森林,被一片片地“皆伐”。一个个林业局,一个个林场,把颇有哲理的“斧斤以时进山林”、和“木不中伐,不鬻于市”的古训当作旧观念加以抛弃。无形中充当了可怕的“绿色杀手”。他们在剃头式地砍树过程中,虽然也有大炼钢铁和毁林开荒等盲目的破坏;但另一方面,应当承认,在短期内,林业部门确实为当时国家建设提供了大量的木材和资金,也使自己成为富有的“林大头”。然而这种杀鸡取蛋式的掠夺自然方式,不但使天然林遭到史无前例的迅速破坏,而且也使自己赖以生存的经济发生了很大的危机。 有资料表明,自上个世纪50年代以来,我国东北林区经历着严重的过度采伐。以东北原先森林覆盖率最突出的黑龙江为例,“三江平原从1962年至1976年的14年间,该地区天然林面积减少了25%,……又如,爱辉县的北师河、西峰山、得都县的小兴安等公社,垦荒点建在小兴安岭南部的岭脊,由于毁林开荒使小兴安岭南部的兴安岭主脉,已接近被垦通,成为大小兴安岭天然防护林体系的突破口”。 “由于森林资源的日渐败落和近20余年的集中过量采伐,可采资源已日趋减少,全省48个林业(企业)局,已有35个局已感到难以维持现有生产水平,乌敏河、八面通等12个林业局,可采资源已枯竭,不得不被迫停产而转为经营局。有半数的局不能实现永续利用,积重难返。”[16]在吉林发生的情况也差不多,“1958年至1966年,长白山林区蒙受过量采伐和乱砍滥伐的威胁。十年‘文化大革命’期间的森林过量采伐尤为严重。仅以松江何林业局为例,1971年—1975年的采伐面积较前5年的多1倍,比1958—1962年多5倍。1958—1978年总采伐面积4万多公顷,其中皆伐面积有2万多公顷。虽然采伐基地大多数已更新造林,但已由高大成片的原始林变成低矮的幼丛林。特别是长白山林区的采伐量在60年代达到了高峰,与1930年开采前相比较,在降水量等方面已发生巨大变化。”[17]严酷的现实是,当遍布各地的林业局在不顾一切的向青山杀去的时候,就注定这种杀鸡取蛋式的掠夺行为不能持久。终于在这些林场、林业局一个个刀光闪闪地会师时,这些勤劳的劳动者们终于悲哀地发现,他们的面前已经无树可砍。 森林破坏导致的恶果是非常严重的。以上述的黑龙江省为例,它“致使气候恶化……平均大风日数每年增加22天。……蒸发量是降水量的四、五倍,十年九旱,……泰来、杜蒙、肇源、大庆、齐市(齐齐哈尔),有沙地面积1200万亩,现在洼地盐碱化、岗地沙化、草原退化。杜蒙现有土地,70%是沙地,风剥现象连年发生,1980年5月27日的一场大风,70%的耕地受灾,24万亩毁种”。 “全省的耕地土壤肥力下降,有机质含量以千分之一到千分之二的速度递减,耕地黑土层厚度以每年一厘米的速度递减……近年来全省水土流失面积已达7500万亩,超过全省耕地面积的一半以上,每年流失土量亿立米。黑龙江的森林资源严重破坏还造成松嫩平原、三江平原严重水灾”[18]。 随着他们不得不放下“屠刀”的同时,不但往日的经济繁荣已经不再可见,而且原先的老虎、梅花鹿、山参等珍贵的生物资源也成为昨日黄花[19]、[20]。镜泊湖等名胜,原先应有的瀑布,已经难以再现,湖边的参天大树的无情清除,使这棵东北明珠失去往昔固有深邃、含蓄的富有韵味之美,粼粼的波光没有了树海的掩映、松涛声的协拍,低矮的次生林掩饰不了长湖的悲凉和神伤。从东北这棵明珠经历的沧桑,也使人深深地体会到“风光”—“风景”—“风水”的丢失。更令人难堪的是,大自然开始了狠狠的报复,使东北地区水涝灾害加剧,1998年的洪灾使当地人民遭受了巨大的生命财产的损失。而原先令人自豪的黑土地,也随着日益加剧的侵蚀而面临危机。原来在华北少林地区频繁出现的水涝灾害和严重的土壤侵蚀,仅仅在半个世纪之后又在东北初露端倪。林业部降格为林业局也从一个侧面体现了砍树“林大头”的终结,而环保局成为环保总局也从一个侧面表明原先从资源的过度耗费已经使人们不得不把保护放到了更高的议事日程。三.有关的思考 当然东北林区森林破坏只是我国这方面的一个缩影,实际上,在上个世纪下半叶,我国森林的采育和更新由于缺乏科学的管理和规划,一直在遭受着严重的摧残。1949年,国家计划内的木材产量为567万立方米,到1984年前后,增加到5000万立方米左右[21]。以这种速度砍树,环境恶化恐怕就是意料之中的事了。有人这样写道:“在左的路线影响下,森林资源方面的政策失误,管理不善,致使全国主要采伐林区超量采伐,消耗量大于生长量。到80年代末,出现了森林资源危机和经济危机的严重局面。”[22]充分说明了后果的严重性。 东北林区的破坏,很好地证明,一个地区乃至整个国家,如果不能很好地合理利用资源,缺乏长远的战略眼光,没有长远的打算,那么很快就会酿成灾难。当然首先是自然灾害,处理不当,就会使之发展为社会灾难。因为自然和社会是通过经济加以联系的。应该说东北地区的人们和其他地区的人们一样是勤劳勇敢的。他们也都不缺乏智慧和聪明。那么问题出在哪里呢?很显然,是我们的政策缺乏长远的考虑。也没有使人民真的有“主人翁”的责任感,就是说有保护森林的自觉性。或者说他们过于相信上级,并未考虑到森林的破坏与他们和社会的切身关系,他们只是服从国家的命令,完成上级交给的任务。一旦上级的指示出了问题,他们是不会考虑,或者考虑也不起作用的。 另外,不尊重合理的科学建议,是这块“宝地”遭到迅速破坏的主要原因之一。很显然,假如在开发东被森林资源的时候,稍微考虑一下刘慎谔等林学家的合理建议,采取弱度的“择伐”,那么毫无疑问就能较好地保持森林的天然更新,使其良性循环,完整地维持这个巨大的“绿色金库”,使之更好地发挥应有的长远经济效益和生态效益。按理说,实事求是是唯物主义者的优良传统,但遇到一些具体的决策问题时,一些政府领导却往往忽略了这种应有的基本精神。 大家知道,在东北那种气温低、降水量少的林区,树木的生长和更新是非常缓慢的。只有分期分批把适合开采的林木逐步采伐,同时抚育那些还属于未成熟或幼龄的森林,才能使这种可更新资源达到持续利用的目的。这样做还有另一方面的好处,即保持良好的植物生态群落。中华人民共和国成立以来,国内的造林方式存在着很突出的问题。且不论当时的形式主义,年年造林,年年不见新林出现,常搞些虚幻的数字,自欺欺人;致命的弱点体现在不讲究科学。正如刘慎谔所指出的那样,红松林的更新是有其自身的规律性的,仅凭主观意志结果只是适得其反。 这种情况在全国是普遍存在的。在南方的红壤土丘陵中,马尾松通常能生长在向阳和山梁上,而杉木通常生长在比较潮湿和遮荫的山坳和山坡中。而当地的一些地方干部一般只知道凭着良好的愿望,经常令百姓一座山一座山地把原来的植被砍伐甚至烧掉,然后再种上经济价值较高或生长较快的单一数种。殊不知,违反了植物分布的基本规律,结果常常是事倍功半得不偿失。其实维护原来的植被,合理地进行适当的人工更新,比这种“整齐划一”的造林方式要经济和可行得多。在不适合地方种植不合适的树不能达到理想的结果;至于在不合适的地方造林,胡乱地号召、发动群众做违反树木本身生长规律的事,盲目鼓吹“人定胜天”只能是劳民伤财。 对于森林的爱护,古人已经多有很好的论述,护林碑在我国各地都有。但是为何大家都知道护林的重要,甚至立碑强调它的重要性,为何还是不管用呢?其中很重要的一个原因就是法律的保障方面存在着缺陷,因而生产建设中存在的急功近利、好大喜功的浮躁、短视行为就很容易给包括森林在内的各种资源带来致命的危害。因为开发资源非常容易显露成绩,迅速带来本部门的荣耀和种种经济乃至政治上的好处,而维护资源则是一个需要耐心、进行持久而细致甚至艰苦工作的过程,成绩的显现也要缓慢得多。另外,中华人民共和国成立后,五六十年代的初期和八十年代初期两次的所有制变革也给集体森林带来了严重的破坏。头次是因为公有制使不少农民试图将要成为公有的林木尽量采伐,到手的就是自己的或是小集体的财产。改革开放以后,不少地区的山林又划归私人经营,许多农民生怕以后政策又发生变化,马上把树尽量砍伐,造成了森林的第二次严重破坏。如果我们的森林法从一开始就考虑得全面一点,对业绩的评价体系有更客观的指标,法律能被始终如一地执行,那么那种不计后果的开发方式可能就不会蔓延。 也许我们应该从我国东北林区的破坏吸取这样一个教训,即涉及资源、环境这样一些重大决策的问题,应该避免主观浮躁、急功近利和片面强调部门利益。片面地迎合所谓的“建设需求”。应该充分总结以往的有关国家和地区的发展经验,要有长远的战略眼光,多听取各方面的意见。有严肃的科学理论分析和实验依据,用科学的理论指导实践。使实践符合自然规律。急功近利往往欲速则不达,有时甚至走向劳民伤财的一面。因为这种涉及整个国家和民族利益的问题,需要严谨、科学,忌讳哗众取宠、欺世盗名。一旦处理不好,将带来严重的灾难性后果。不但给国家和人民造成严重的经济财产损失,而且可能使我们的生存环境恶化,失去持续发展的先机,为以后的发展背上承重的包袱,在后人身上造孽。这种教训有过不少,这种失误不是哪个部门和团体对此负责就能了事的,追究个人责任既无可能也无意义。

学术堂整理了十五个植物景观设计方向的论文选题,供大家参考:1.郑州紫荆山公园植物群落美景度评价2.多肉植物在景观园林绿化中的应用3.南宁市彩叶植物研究概况4.合肥滨湖国家森林公园植物配置研究5.浅析园林植物病虫害现状及综合防治6.佳木斯市园林木本植物多样性与应用调查研究7.基于层次分析法的宁夏职业技术学院校园植物景观美学评价8.塔里木盆地园林工程提高植物成活率的途径9.地锦育苗及园林绿化栽培技术10.陕西关中主要城市观花树种花的观赏性状分析11.城市园林植物病虫害的特点及生态控制策略12.广西地区15种典型园林观赏植物的耐阴性及光合特性13.上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究14.南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征15.园林道路绿化种植的配置方法探索

专科相对好写。。。不知你是做设计还是要只写论文可以写你们地区某个公园的植物景观设计分析、某小区的植物景观设计、老城区或商业区的植物设计 也可以写一些特殊区域的,比如 工厂、矿区或者医院,这些地方在做植物设计的时候都有额外的要求。

泰山植被研究论文

落叶阔叶林主要分布在海拔550~1 000 m,温性常绿针叶林主要分布在海拔1 000 m以上,呈现出简单而显著的垂直分布规律.定量地分析了泰山景区森林植被的类型及其空间泰山以人工林为主的原因泰山森林垂直分布的特征人工林导致的问题植被垂直分布的特征以人工林为主的林区泰山是什么气候类型落叶阔叶林与针叶林的区别植被垂直结构简单的原因气候、植被条件对动物种类、分布及其种群密度有重要影响。泰山森林植被资源丰富,森林覆盖率,有林地面积近一万公顷,是一座巨大的绿色天然屏障。 建国前,随着地球表面环境条件的差异,植被类型呈有规律的带状分布,这种规律性表现在纬度、经度和垂直方向上,合称为植被分布的三向.

全球变暖对农业的影响 首先,全球变暖使全球粮食总产量有所下降。一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素,温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。气候的变化曾经导致生物带和生物群落空间(纬度)分布的重大变化,如公元800~1200年北大西洋地区的平均温度比现在高l℃,使玉米在挪威种植成为可能,但到了公元1500~1800年,西欧出现小冰川期,平均气温也只比现在低l~2℃,就造成了挪威一半农场弃耕,冰岛的农业耕种活动则几乎全部停止。其次,二氧化碳是形成90%的植物干物质的主要原料。光合作用强度与二氧化碳浓度的关系很密切,不同作物对二氧化碳的浓度要求是不一样的。世界上20种主要粮食作物中,有16种(如小麦、水稻)是对二氧化碳敏感的,二氧化碳倍增可能使其增产10%~50%,有利于农业生产;但有一些作物(如玉米、高梁、甘蔗)对二氧化碳的敏感性很差,二氧化碳浓度倍增只能使其增产0~lO%,同时还要承受因二氧化碳增加而长势更旺的杂草的压力,因而二氧化碳倍增对许多以种植玉米、高粱为主地区(如非洲撒哈拉沙漠南部)的谷物生长不一定有利。此外,由于昆虫是变温动物,受气候的影响特别明显,气候变暖使得分布区边缘的农作物害虫有可能向区外扩展,而且使许多害虫的越冬存活率提高,会导致疾病和病虫害的发生率增大。

我只想提一下,引进资金,带入新模式,商业化运作,增加新景点,新特色,新玩法。首先引进社会资金资本,开发一些新项目景点。比如看日出,看云海,高山度假酒店,会议大楼,山顶温泉,高档会所等。有人会说保护环境,不能过度开发。这么开发自然是更好的保护环境。你想想,越穷的时候越会破坏环境,人穷就会向自然索取的多,而资金充足不愁吃穿的人谁会破坏环境?都是在回馈,没有过度开发,只有适度开发才会更好的保护环境。其次带入的新模式就是发展 登山旅游 山顶应多设置一下平台合适年轻人,野营爱好者露营,增加景区保安力度。防止引发景区火灾等。这些对已引入资本充足的泰山景区九牛一毛。让人爬泰山还能随时选择休息,可以随时驻足睡到第二天,而不是爬一次好几天走不了路。增加半山商店,旅店可以旅游还能度假,让老泰山换新颜。再次就是新景点老景点可以错落分部 互相补充,有缆车和公路连接甚至是空铁。让人玩法多样。让更多人留在泰山,留在泰安。让泰安更美 更好 更厚重 更发达 ! 最后希望祖国,国泰民安!!!

随便写吧,别着急!

研究植物类的论文

《豆科植物与根瘤菌共生》空气中存在着大量的分子态氮,它们约占空气成分的百分之八十。估计在整个大气层中,约有四千多吨的分子态氮。然而,绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮,用来合成自身的含氮化合物,如蛋白质等。土壤中的含氮化合物,不是土壤本身固有的,而是在生物生命活动过程中逐渐积累起来的,其中很大一部分来自微生物的生物固氮。据估计,地球表面上每年生物固氮的总量约为一百吨,其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为五十五屯,占生物固氮总量的百分之五十五左右。在植物根系上生长的特殊的瘤,因寄生组织中建成共生的固氮细菌而形成。用来合成自身的含氮化合物。根瘤菌在皮层细胞中迅速分裂繁殖,同时皮层细胞因根瘤侵入的刺激,也迅速分裂和生长,而使根的局部体积膨大,形成瘤状突起,就是根瘤。豆科植物能肥田,是由于根瘤菌的固氮作用。豆科植物与根瘤菌的共生因得到氮素而获高产;同时由于根瘤的脱落,具有根瘤的根系或残株遗留在土壤中,能增加土壤的肥力。根瘤菌从根瘤细胞中摄取它们生活所需要的水分和养料,它能固定游离氮、合成含氮化合物,为豆科植物所利用。

植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。

摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。

关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响

1水体与水生植物

概念

水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。

水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。

水体和水生植被的发展阶段

描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。

任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。

2水体水位对水生植物的影响

在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。

植物形态的改变

以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。

植物数量的增加

水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。

植物物种的多样性

在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。

3波浪形态的水体对水生植物的影响

江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。

商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。

4沼泽地对水生植物的影响

沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。

5结束语

水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。

摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。

关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画

0 引言

植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。

1 植物生长三维动画的生长方式

经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。

⑴ 破土而出式

植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。

⑵ 藤蔓伸展式

不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。

⑶ 层叠上升式

层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。

⑷ 迷幻障眼式

迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。

图1 植物生长三维动画方式

2 植物生长三维动画关键技术

植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。

Ivy Generator和Guruware Ivy插件

Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。

Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。

XFrog

XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX

GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。

Vue

Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。

T-Gen插件

T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。

SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro

SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。

3 结束语

植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。

由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。

参考文献:

[1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,:177-180

[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,(08):3196-3197

[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,:127-129

[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,:27-28

[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,:64-68

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人是要靠自己的

无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术.它不用天然土壤,完全用化学溶液(营养液)栽培植物。 一、无土栽培的发展简史 人类对植物矿质营养的探索,可以追溯到公元前600年亚里斯多德的时代,但是目前比较公认的,有关植物矿质营养研究的最早科学报告是1600年Belgion Jan Van Helmant发表的著名的柳树实验。19世纪中叶(1842) Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸馏水和盐类成功地培养植物,并证明了水中溶解的盐类是植物生长的必需物质。但这一时期的最杰出的代表人物,应当认为是 Van Liebig(1803-1873),他证明了植物体中的碳来自空气中的CO2,H和O来自NH3、NO3-,其它一些矿质元素均来自土壤环境。他的工作彻底否定了当时流行的腐殖质营养理论,建立了矿质营养理论的雏型,他的理论也是现代”营养耕作”理论的先导。 1838年德国科学家斯鲁兰格尔,鉴定出来植物生长发育需要15种营养元素。1859年德国著名科学家Sachs和Knop,建立了直到今天还沿用的、用溶液培养来植物矿质营养的方法。在此基础上,逐步演变和发展而成为今天的无土栽培实用科学技术。 1920营养液的制备达到标准化,但这些都是在实验室内进行的试验,尚未应用于生产。1929年美国加利福尼亚大学的 教授,利用营养液成功地培育出一株高米的番茄,采收果实14公斤,引起人们极大的关注。被认为是无土栽培技术由试验转向实用化的开端。 1935年一些蔬菜和花卉种植者,在Gericke的指导下,进行了大规模的生产实践。首次把无土栽培发展到商业规模,面积最大的有公顷。同时美国中西部发展了一些砂培和砾培的技术,水培技术也很快传到欧洲、印度和日本等地。Gericke教授并把无土栽培定义为”Hydroponics ”(hydor是”水”的意思,ponics意为”放置”)。 第二次世界大战期间,水培在生产上起了相当作用。在Gericke教授指导下,泛美航空公司在太平洋中部荒芜的威克岛上种植蔬菜,用无土栽培技术,解决了航班乘客和部队服务人员吃新鲜蔬菜问题。以后英国农业部也对水培发生兴趣,1945年伦敦英国空军部队在伊拉克的哈巴尼亚和波斯湾的巴林群岛开始进行无土栽培,解决了吃菜靠飞机由巴勒斯坦空运的问题。以后在圭亚那、西印度群岛、中亚的不毛沙地上,科威特石油公司等单位,都运用无土栽培为他们的雇员生产新鲜蔬菜。 由于无土栽培在世界范围内的不断发展,1955年9月,在荷兰成立了国际无土栽培学会。当时只有一个工作组、成员12人。而到了1980年召开的第五届国际无土栽培会议时,会员人数已发展到45个国家的300人。据不完全统计,全世界目前关于无土栽培的研究机构,大约在130个以上。栽培面积也不断扩大,在新西兰,50%的番茄靠无土栽培生产。在意大利的园艺生产中,无土栽培占有20%的比重。在日本无土栽培生产的草莓占总产量的66%、青椒占52%、黄瓜占37%、番茄占27%、总面积已达500公顷。荷兰是无土栽培面积最大的国家,1986年统计已有2500公顷。目前无土栽培技术,已在全世界100多个国家应用发展。 我国无土栽培技术在研究应用起步较晚,但较原始的无土栽培技术却有悠久历史。生豆芽、种水仙早有记载(至晚在宋代就有),但较正规的科学研究和生产试验,则是近十几年的事。山东农业大学于1975年开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等,均获成功,1987年在胜利油田推广面积达6000平方米。无土育苗技术已在我国广泛运用,北京市朝阳区1987年,无土育苗的数量,已占总育苗数量的%。1985年在河北省农科院蔬菜研究所,召开了全国会议,成立了中国的无土栽培学组,并于1986、1987、召开了全国性的学术讨论会,出席者多达百人。1988年5月,中国首次出席了在荷兰召开的第七届国际无土栽培学会的年会,并在会上发表了论文,引起了很多国家的重视。 二、无土栽培的优点 无土栽培之所以能迅速在全世界范围内发展,是因为这种新的栽培技术与常规土壤比较有许多优点。 (一)产量高、品质好 无土栽培能充分发挥作物的生产潜力,与土壤栽培相比,产量可以成倍或几十倍地提高,如4-4-1所示。 上表说明土壤栽培不仅产量低,而且消耗水分很多。 北京农业大学园艺系在北京地区秋季进行大棚黄瓜无土栽培试验,自7月30日播种至9月14日,共计46天,浇水(营养液)共立方米。若进行土培,46天中至少浇水5-6次,需用50-60立方米的水,统计结果,节水率为%。节水效果非常明显,是发展节水型农业的有效措施之一。 无土栽培不但省水,而且省肥,一般统计认为土栽培养分损失比率约50%左右,我国农村由于科学施肥技术水分低,肥料利用率更低,仅30-40%,一半多的养分都损失了,在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的过程很复杂,不仅有很多损失,而且各种营养元素的损失不同,使土壤溶液中各元素间很难维持平衡。而无土栽培中,作物所需要的各种营养元素,是人为配制成营养液施用的,不仅不会损失,而且保持平衡,根据作物种类以及同一作物的不同生育阶段,科学地供应养分,所以作物生长发育健壮,生长势强,增产潜力可充分发挥出来。 (三)清洁卫生 无土栽培施用的是无机肥料,没有臭味,也不需要堆肥场地。土栽培施有机肥,肥料分解发酵,产生臭味污染环境,还会使很多害虫的卵孳生,危害作物,无土栽培则不存在这些问题。尤其室内种花,更要求清洁卫生,一些高级旅馆或宾馆,过去施用有机花肥,污染环境,是个难以解决的问题,无土养花便迎刃而解。 (四)省力省工、易于管理 无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业,省力省工。浇水追肥同时解决,由供液系统定时定量供给,管理十分方便。土培浇水时,要一个个地开和堵畦口,是一项劳动强度很大的作业,无土栽培则只需开启和关闭供液系统的阀门,大大减轻了劳动强度。一些发达国家,已进入微电脑控制时代,供液及营养液成分的调控,完全用计算机控制,几乎与工业生产的方式相似。 (五)避免土壤连作障碍 设施栽培中,土壤极少受自然雨水的淋溶,水分养分运动方向是自下而上。土壤水分蒸发和作物蒸腾,使土壤中的矿质元素由土壤下层移向表层,常年累月、年复一年,土壤表层积聚了很多盐分,对作物有危害作用。尤其是设施栽培中的温室栽培,一经建设好,就不易搬动,土壤盐分积聚后,以及多年栽培相同作物,造成土壤养分平衡,发生连作障碍,一直是个难以解决的问题。在万不得已情况下,只能用耗工费力的”客土”方法解决。而应用无土栽培后,特别是采用水培,则从根本上解决了此问题。土传病害也是设施栽培的难点,土壤消毒,不仅困难而且消耗大量能源,成本可观,且难以消毒彻底。若用药剂消毒既缺乏高效药品,同时药剂有害成分的残留还危害健康,污染环境。无土栽培则是避免或从根本上杜绝土传病害的有效方法。 (六)不受地区限制、充分利用空间 无土栽培使作物彻底脱离了土壤环境,因而也就摆脱了土地的约束。耕地被认为是有限的、最宝贵的、又是不可再生的自然资源,尤其对一些耕地缺乏的地区和国家,无土栽培就更有特殊意义。无土栽培进入生领域后,地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区,都可采用无土栽培方法加以利用。例如在中东和墨西哥,人们在海滨沙滩上建立起了很多塑料温室,与海水淡化系统相结合,采用无土栽培技术,生产新鲜蔬菜,成为沙漠中的绿洲,这为解决地球上许多贫瘠地区人民生活的困难,带来了福音。 此外,无土栽培还不受空间限制,可以利用城市楼房的平面屋顶种菜种花,无形中扩大了栽培面积。据1986年的卫星测定,北京市就有平面屋顶16000多亩,如果充分利用起来,可以产生很大的经济效益和社会效益。 (七)有利于实现农业现代化 无土栽培使农业生产摆脱了自然环境的制约,可以按照人的意志进行生产,所以是一种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作,有利于实现机械化、自动化,从而逐步走向工业化的生产方式。目前在奥地利、荷兰、苏联、美国、日本等都有水培”工厂”,是现代化农业的标志。我国航空工业进出口公司,曾在1986年引进了日本的无土栽培设备,也建立了一座小型的水增工厂,参观学习的人络绎不绝,反映出人们对这一新技术的兴趣。 三、无土栽培的类型和方式 无土栽培的方式方法多种多样,不同国家、不同地区由于科学技术发达水平不同,当地资源条件不同,自然环境也千差万别,所以采用的无土栽培类型和方式方法各异。 目前比较普遍的分类方法,是根据作物根系的固定方法来区分。大体上可以分为无基质(也称介质)栽培和有基质栽培两大类(表4-4-3)。 (一)水培 水培是指植物根系直接与营养液接触,不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长,这种方式会出现缺O2现象,影响根系呼吸,严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题,英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式,简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液(-1厘米)层,不断循环流经作物根系,既保证不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物,灌溉技术大大简化,不必每天计算作物需水量,营养元素均衡供给。根系与土壤隔离,可避免各种土传病害,也无需进行土壤消毒。 (二)雾(气)培 又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上,根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板,其上按一定距离钻孔,于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形,形成空间,供液管道在三角形空间内通过,向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2-3分钟喷雾几秒钟,营养液循环利用,同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高,需要消耗大量电能,且不能停电,没有缓冲的余地,目前还只限于科学研究应用,未进行大面积生产。 (三)基质栽培 基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中,通过滴灌或细流灌溉的方法,供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内,或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的,称为开路系统,这可以避免病害通过营养液的循环而传播。 基质栽培缓冲能力强,不存在水分、养分与供O2之间的矛盾,且设备较水增和雾培简单,甚至可不需要动力,所以投资少、成本低,生产中普遍采用。从我国现状出发,基质栽培是最有现实意义的一种方式。 欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉(rockwool),它是由60%的辉绿岩,20%石灰石和20%的焦碳混合后,在1600℃的高温下煅烧熔化,再喷成直径为毫米的纤维,而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品(岩棉栓、块、板等),使用搬运方便,并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用,废岩棉的处理比较困难,在使用岩棉栽培面积最大的荷兰,已形成公害。所以,日本现在有些人主张开发利用有机基质,使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 四、无土栽培技术要点 不论采用何种类型的无土栽培,几个最基本的环节必须掌握,无土栽培时营养液必须溶解在水中,然后供给植物根系。基质栽培时,营养液浇在基质中,而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状,必须有所了解。 (一)水质 水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度(EC),pH值和有害物质含量是否超标。 电导度(EC)是溶液含盐浓度的指标,通常用毫西门子(mS)表示。各种作物耐盐性不同,耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS),如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格,尤其是水培,因为它不象土栽培具有缓冲能力,所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低,否则就会发生毒害,一些农田用水不一定适合无土栽培,收集雨水做无土栽培,是很好的方法。无土栽培的水,pH值不要太高或太低,因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好,如果水质本身pH值偏低,就要用酸或碱进行调整,既浪费药品又费时费工。 (二)营养液 营养液是无土栽培的关键,不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多,但大同小异,因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中,差别最大的是其中氮和钾的比例。表4-4-4介绍了从50年代到80年代不同科学家所采用的配方,可供参考。 配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本,生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液(原源),再进行稀释,可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内,使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合,尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定,必须调整到适于作物生育的PH值范围,水增时尤其要注意pH值的调整,以免发生毒害。 (三)基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多,已在表4-4-3中列举,可供参考。可根据当地基质来源,因地制宜地加以选择,尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。无土栽培对基质的要求是: 1.具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即:1毫米;1-5毫米;5-10毫米;10-20毫米;20-50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。 2.具有良好的物理性质。基质必须疏松,保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为,对蔬菜作物比较理想的基质,其粒径最好以毫米,总孔隙度>55%,容重为克•厘米-3,空气容积为25-30%,基质的水气比为1:4。 3.具有稳定的化学性状,本身不含有害成分,不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面: PH值:反应基质的酸碱度,非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH=6-7被认为是理想的基质。 电导度(EC):反映已经电离的盐类溶液浓度,直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。 缓冲能力:反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力,要求缓冲能力越强越好。 盐基代换量:是指在pH=7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多;无机基质中蛭石可代换物质较多,而其它惰性基质则可代换物质就很少。 4.要求基质取材方便,来源广泛,价格低廉。浙江农科院园艺研究所选用南方农村广 为存在的砻糠灰(农村家庭饭用的燃料废渣),做无土栽培基质,栽培番茄,效果良好,大幅度降低了成本。 在无土栽培中,基质的作用是固定和支持作物;吸附营养液;增强根系的透气性。基质是十分重要的材料,直接关系栽培的成败。基质栽培时,一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986-1987年的试验研究,在黄瓜基质栽培时,营养液与基质之间存在着显著的交互作用,互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方,在基质栽培时,特别是使用有机基质时,会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响,而使配方的栽培效果发生变化,这是应当加以考虑的问题,不能生搬硬套。 (四)供液系统 无土栽培供液方式很多,有营养液膜(NFT)灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水(闭路系统)和非循环水(开路系统)两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。 1. 营养液膜法(NET) (1)备三个母液贮液灌(槽)。一个盛硝酸钙母液,一个盛其它营养元素的母液,另一个盛磷酸或硝酸,用以调节营养液的pH。 (2)贮液槽。贮存稀释后的营养液,用泵将其液由栽培床高的一端的送入,由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关,一般1000平方米要求贮液槽容量为4-5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。 (3)过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器,以保证营养液清洁,不会造成供液系统堵塞。 2. 滴灌系统的灌溉方法 (1)备两个浓缩的营养液罐,存放母液。一个液罐中含有钙元素,另一个是不含钙的其它元素。 (2)浓酸罐。用业调节营养液的PH。 (3)贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300-400平方米的面积,贮液槽的容积1-吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关,只要高于1米,就可供30-40米的距离。如果用泵抽,则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。 (4)管路系统。用各种直径的黑色塑料管,不能用白色,以避免藻类的孳生。 (5)滴头。固定在作物根际附近的供液装置,常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀,发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞,所以在贮液槽的进出口处,也必须安装过滤器,滤出杂质。 五、无土栽培前景展望 从历史上来看,农业文明标志,就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明,对作物地上部分的环境条件的控制,比较容易做到,但对地下部分的控制(根系的控制),在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现,使人类获得了包括无机营养条件在内的,对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力,从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约,完全按照人的愿望,向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。 从资源的角度看,耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用,所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充,这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题,有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲,而且在不久的将来,海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上,就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告,那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本,已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段,人们称为太空时代的农业,已经不再是不可思议的问题。 水资源的问题,也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区,就是在发达的人口稠密的大城市,水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长,各种水资源被超量开采,某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一,而无土栽培,避免了水分大量的渗漏和流失,使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。 诚然,无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题。突出的问题是成本高、一次性投资大;同时还要求较高的管理水平,管理人员必须具备一定的科学知识,这也不是任何地方都能做到的。 从理论上讲,进一步研究矿质营养状况的生理指标,减少管理上的盲目性,也是有待解决的问题。此外,无土栽培中的病虫防治,基质和营养液的消毒,废弃基质的处理等等,也需进一步研究解决。

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