确定夏枯草种群分布的方法
【专利摘要】本发明公开了一种确定夏枯草种群分布的方法，属于药用植物资源生态学【技术领域】。该方法从不同种群夏枯草的实际情况出发，将不同地区的夏枯草群落特征和土壤特征指标化，得到夏枯草群落特征和土壤特征的具体数据，然后有目标有方向的对不同种群的夏枯草进行聚类分析，从而得出确切的夏枯草种群分布情况。为调查种群的多样性及分布情况提供了方向和理论基础。揭示不同生长环境条件下夏枯草种群的特征，对保护其野生资源，促进资源的可持续利用具有重要意义。
【专利说明】确定夏枯草种群分布的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及药用植物资源生态学【技术领域】，特别是涉及一种确定夏枯草种群分布的方法。
【背景技术】
[0002]夏枯草Prunella vulgaris L.为唇形科多年生草本植物，以干燥果穗入药,为我国常用中药材；味辛、苦、寒；归肝、胆经；具有清肝明目、消肿散结之功效；常用于治疗甲状腺肿大、淋巴结核、乳腺增生、肺结核、急性黄疽型传染性肝炎和高血压等疾症(中国药典，2010)。近年来由于市场对夏枯草药材需求量急增，对野生资源乱采滥挖导致了该种资源量枯竭。
[0003]基于上述原因，亟需一种确定夏枯草种群分布的方法，用于揭示不同生长环境条件下夏枯草种群的特征，对于保护夏枯草野生资源，促进资源的可持续利用具有重要意义。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种确定夏枯草种群分布的方法，采用该方法，能够有目标有方向的对不同种群的夏枯草进行聚类分析，提供夏枯草种群的多样性及分布情况。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0006]一种确定夏枯草种群分布的方法，包括以下步骤，
[0007]I)获得群落特征:在不同的夏枯草生长地区随机抽取样方，统计每个地区样方中的植物种数，夏枯草及其它伴生植物的个体数、盖度和高度；并计算出夏枯草相对密度、夏枯草相对盖度、夏枯草相对高度、夏枯草重要值、群落总盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和均匀度指数；将上述植物种数、夏枯草个体数、夏枯草盖度、夏枯草高度、夏枯草相对密度、夏枯草相对盖度、夏枯草相对高度、夏枯草重要值、群落总盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和均勻度指数作为夏枯草的群落特征；
[0008]2)获得土壤特征:测定每个地区样方中土壤的含水量，容重，pH值，有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷的含量，作为夏枯草的土壤特征；
[0009]3)聚类分析:将上述步骤得到的群落特征和土壤特征作为评价指标进行聚类分析，得到不同地区的夏枯草种群分布情况。
[0010]其中:盖度=植物地上部分植投影面积/地面面积X 100% ；
[0011 ] 相对密度=某一植物种的个体数/全部植物种的个体数X 100% ；
[0012]相对盖度=某一植物种的盖度/各植物种的分盖度之和X 100% ；
[0013]相对高度=某一植物种的高度/各植物种高度之和X 100% ；
[0014]重要值(IV)=(相对高度+相对密度+相对盖度)/3 ；
[0015]丰富度指数(Margarlef,Ma) = (S-1) /LnN ；[0016]多样性指数(Shannon-Wiener,H，)=_Σ PiLn (Pi);
[0017]多样性指数(Simpson，D)=1_Σ (Pi) 2 ；
[0018]均勻度指数(Pielou,Jp) =_Σ [PiLn (Pi) ]/Ln (S)0
[0019]上述式中:S为植物种数；N为所有植物种的个体数目；Pi等于IV/Σ IV。
[0020]本发明的确定夏枯草种群分布的方法，从不同种群夏枯草的实际情况出发，将不同地区的夏枯草群落特征和土壤特征指标化，得到夏枯草群落特征和土壤特征的具体数据，然后进行聚类分析，从而得出确切的夏枯草种群分布情况。
[0021]在其中一个实施例中，步骤3)中，将群落特征中的夏枯草重要值、群落总盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数的权重增加后进行聚类分析。在夏枯草药材优劣的评定中，果穗的产量是最为重要的方面，因此，以果穗重量作为因变量进行回归分析，通过分析找出对夏枯草果穗重量影响较大的群落特征评价指标，增加这些指标特征的权重，使聚类分析得到的夏枯草种群分布结果对于夏枯草药材来说更有针对性。
[0022]在其中一个实施例中，步骤3 )中，所述夏枯草重要值权重系数为0.66-0.76，优选
0.71 ;群落总盖度权重系数为0.03-0.07，优选0.05 ;丰富度指数权重系数为0.05-0.11，优选0.08 ；Shannon-Wiener多样性指数权重系数为0.13-0.19，优选0.16 ;且权重系数的总和为I。将权重系数设定在上述范围内，能够得到更好的分析结果。
[0023]在其中一个实施例中，步骤2)中，所述土壤特征包括上层土壤特征和下层土壤特征，上层土壤是深度为O-1Ocm的土壤，下层土壤是深度为10-20cm的土壤。通常来说，上层土壤和下层土壤的各项特征是有差异的，将土壤类别进行细分，可以获得更为准确的分析结果。
[0024]在其中一个实施例中，步骤3)中，将土壤特征中的上层土壤全磷含量、上层土壤有机质含量、上层土壤含水量和下层土壤容重的权重增加后进行聚类分析。在夏枯草药材优劣的评定中，果穗的产量是最为重要的方面，因此，以果穗重量作为因变量进行回归分析，通过分析找出对夏枯草果穗生长影响较大的群落特征评价指标，增加这些指标特征的权重，使聚类分析得到的夏枯草种群分布结果对于夏枯草药材来说更有针对性。
[0025]在其中一个实施例中，步骤3)中，所述上层土壤全磷含量权重系数为0.02-0.04，优选0.03 ;上层土壤有机质含量权重系数为0.005-0.015，优选0.01 ;上层土壤含水量权重系数为0.27-0.33，优选0.30 ;下层土壤容重权重系数为0.62-0.70，优选0.65 ;且权重系数总和为I。将权重系数设定在上述范围内，能够得到更好的分析结果。
[0026]在其中一个实施例中，步骤3)中,采用Pearson相关的组间连接法进行聚类分析。以该方法进行聚类分析得到的分析结果，经实地考察验证，与真实情况更为接近，以该方法进行聚类分析能够得到更为准确的分析结果。
[0027]在其中一个实施例中，步骤I)中，根据每个夏枯草生长地区的面积确定该地区随机抽取的样方数量，当面积小于60平方米时，抽取4-5个ImX Im的样方；当面积为60-100平方米时，抽取6-8个ImX Im的样方；当面积大于100平方米时，抽取9_12个ImX Im的样方。根据不同生长地区的面积，选取不同数量的样方，在能保证取样具备代表性的前提下，尽量减少取样的工作量。
[0028]在其中一个实施例中，步骤2)中，土壤pH值用电位法测定得到，有机质含量用硫酸-重铬酸钾法测定得到，全氮含量用半微量凯氏法测定得到，全磷含量用氢氟酸-高氯酸消化法-钥蓝比色法测定得到，全钾含量用氢氟酸-高氯酸消化-火焰光度法测定得到，碱解氮含量用扩散皿法测定得到，速效磷含量用碳酸氢钠法或乙酸铵提取-火焰光度法测定得到。
[0029]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0030]本发明的确定夏枯草种群分布的方法，从不同种群夏枯草的实际情况出发，将不同地区的夏枯草群落特征和土壤特征指标化，得到夏枯草群落特征和土壤特征的具体数据，然后进行聚类分析，从而得出确切的夏枯草种群分布情况。该方法有目标有方向的对不同种群的夏枯草进行聚类分析，为调查种群的多样性及分布情况提供了方向和理论基础，揭示不同生长环境条件下夏枯草种群的特征，对于保护夏枯草野生资源，促进资源的可持续利用具有重要意义。可根据本发明方法的分析结果，对于优良的夏枯草野生资源提供更有针对性的保护。
[0031]此外，该方法还具有简单，成本低，便于操作的优点，适宜于药用植物资源的调查及其群落分布。
[0032]同时，该方法还对群落特征和土壤特征的指标进行了优化，提高重要因素对分析结果的影响力，使得到的夏枯草种群分布结果更为准确，并且对夏枯草药材资源的保护和可持续利用更有针对性。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为实施例1中得到的夏枯草种群分布情况；
[0034]图2为实施例2中得到的夏枯草种群分布情况。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明。
[0036]实施例1
[0037]对长江下游南北岸平原丘陵区的夏枯草进行调查，调查范围是北纬31° 10'~32° 21'，东经117° 22;~119° 24;，大别山脉向江淮东部的延伸的张八岭丘陵区、宁镇山脉丘陵区和茅山山脉低山丘陵区等区域，具体地点详见下I。
[0038]表1样地情况
[0039]
【权利要求】
1.一种确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于包括以下步骤， 1)获得群落特征:在不同的夏枯草生长地区随机抽取样方，统计每个地区样方中的植物种数，夏枯草及其它伴生植物的个体数、盖度和高度；并计算出夏枯草相对密度、夏枯草相对盖度、夏枯草相对高度、夏枯草重要值、群落总盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和均匀度指数；将上述植物种数、夏枯草个体数、夏枯草盖度、夏枯草高度、夏枯草相对密度、夏枯草相对盖度、夏枯草相对高度、夏枯草重要值、群落总盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和均匀度指数作为夏枯草的群落特征； 2)获得土壤特征:测定每个地区样方中土壤的含水量，容重，PH值，有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷的含量，作为夏枯草的土壤特征； 3)聚类分析:将上述步骤得到的群落特征和土壤特征作为评价指标进行聚类分析，得到不同地区的夏枯草种群分布情况。
2.根据权利要求1所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤3)中，将群落特征中的夏枯草重要值、群落总盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数的权重增加后进行聚类分析。
3.根据权利要求2所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤3)中，所述夏枯草重要值权重系数为0.66-0.76 ;群落总盖度权重系数为0.03-0.07 ;丰富度指数权重系数为0.05-0.11 ;Shannon-Wiener多样性指数权重系数为0.13-0.19 ;且权重系数的总和为1
4.根据权利要求1所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤2)中，所述土壤特征包括上层土壤特征和下层土壤特征，上层土壤是深度为O-1Ocm的土壤，下层土壤是深度为10-20cm的土壤。
5.根据权利要求4所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤3)中，将土壤特征中的上层土壤全磷含量、上层土壤有机质含量、上层土壤含水量和下层土壤容重的权重增加后进行聚类分析。
6.根据权利要求5所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤3)中，所述上层土壤全磷含量权重系数为0.02-0.04 ;上层土壤有机质含量权重系数为0.005-0.015 ;上层土壤含水量权重系数为0.27-0.33 ;下层土壤容重权重系数为0.62-0.70 ;且权重系数总和为I。
7.根据权利要求1-6任一项所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤3)中，采用Pearson相关的组间连接法进行聚类分析。
8.根据权利要求1所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤I)中，根据每个夏枯草生长地区的面积确定该地区随机抽取的样方数量，当面积小于60平方米时，抽取4-5个ImX Im的样方；当面积为60-100平方米时,抽取6_8个ImX Im的样方；当面积大于100平方米时，抽取9-12个ImX Im的样方。
9.根据权利要求1所述的确定夏枯草种群分布的方法，其特征在于，步骤2)中，土壤PH值用电位法测定得到，有机质含量用硫酸-重铬酸钾法测定得到，全氮含量用半微量凯氏法测定得到，全磷含量用氢氟酸-高氯酸消化法-钥蓝比色法测定得到，全钾含量用氢氟酸-高氯酸消化-火焰光度法测定得到，碱解氮含量用扩散皿法测定得到，速效磷含量用碳酸氢钠法或乙酸 铵提取-火焰光度法测定得到。
【文档编号】G06N3/00GK103914633SQ201410127679
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】郭巧生, 方广宏, 郑荣波, 刘丽, 黄晓丹, 杨伟, 朱焕容 申请人:南京农业大学, 广州王老吉药业股份有限公司