一、项目实施情况：
一、研究目的
生态文明一直是我国促进可持续发展的长期国家战略。党的十九届五中全会提出了“坚持和完善生态文明体系，促进人与自然和谐共处”的强烈共识，明确了生态文明的目标是通过追求绿色发展，引导全社会生产方式和生活方式的转变，实现人与自然的和谐。生物多样性是人类赖以生存发展的基础，对于促进人类健康的生态环境和提供对人类福祉的各种生态系统服务至关重要。
中国是世界上植物种类繁多的国家之一，拥有3万多种高等植物。药用植物是我国生物多样性的重要组成部分药用植物是那些含有对人类健康有益的化合物，用于治疗或预防疾病的植物。丰富多样的药用植物为传统医药系统和制药工业的药用原料提供了重要来源。但由于市场需求的不断增长，大多数野生药用植物，特别是商业上可行的和高价值的物种，正面临着过度采伐的威胁。此外，生境退化、生境丧失和气候变化也威胁着药用植物的生存。与非药用植物物种相比，药用植物因其商业价值而更易受到威胁，从而导致选择性收获。药用植物物种的流失已经严重影响了遗传资源的保护和中药产业的可持续发展。因此，药用植物的保护已迫在眉睫。彝药作为中药文化的重要组成部分，楚雄彝族自治州是彝药之乡，云南省的民族药50%出自于楚雄州。然而，楚雄州野生药用植物资源的现状尚不清楚，不利于药用资源的保护。
近年来由于市场需求的不断增长，大多数野生药用植物，特别是商业上可行的和高价值的物种，正面临着过度采伐的威胁。因此，保护药用植物资源迫在眉睫，而开展药用植物多样性分布格局的研究有利于更好地进行生物多样性保护，有助于确定生物多样性保护的优先事项，从而提高有限资源保护的效率。而β多样性为提供了人类了解生物多样性变化的驱动机制及其影响多种生态系统功能的新见解；厘清 β多样性模式能够更好地从过程层面理解区域内生物多样性变化及其对生态系统的影响。本项目依据《楚雄州种子植物名录》和《云植物志》确定各县的药用种子植物名录，并通过《中国植物志》核对和校正拉丁名，然后将楚雄州10个县药用种子植物分布名录整理成数据集。通过对数据的分析，探讨楚雄州药用种子植物群落β多样性及其组分的空间模式以及它们的影响因素，阐明形成机制。
二、研究过程
1.数据来源
1.1 县域药用种子植物名录编制
依据《楚雄州种子植物名录》和《云植物志》确定各县的药用种子植物名录，并通过《中国植物志》核对和校正拉丁名。然后，根据《中华人民共和国药典》、《国家药典中药实用手册》、《中国中药资源志要》、《新编中药志》、《中国民族药志要》、《中国植物主题数据库——民族药用植物数据库》以及《彝药志》等综合性药用文献资料确定所有药用植物的物种信息。最后，将楚雄州10个县的药用种子植物分布名录整理成数据集。数据每行代表一个县， 每列代表一个物种，某物种在该县出现就记录为“ 1”， 反之则标记为“ 0 ”;最终数据记录成为有/无类型的二元数据矩阵。
1.2 环境数据
年均降水量和年均温度均从Worldclim数据库中提取。地形起伏度利用ArcGIS10.3从航天飞机雷达地形任务（Shuttle Radar
Topography Mission，SRTM）30m数字高程模型中提取。各县的面积数据通过《楚雄州年鉴》获得；各县中心位置的经纬度利用ArcGIS10.3从楚雄州县域地图确定。
2.数据分析方法
2.1 物种丰富度
统计每个县收集到的药用种子植物物种数作为物种丰富度。对物种丰富度和环境变量进行对数转换，构建多元线性回归模型，分析物种丰富度与环境因素的关系。
2.2
β多样性指标及分解
β多样性为每个县成对比较的索伦指数（Sorenson’s index）。依据Baselga（2012）的方法，将β多样性（βSOR）划分为空间周转组分（βSIM）和嵌套组分（βSNE）。Baselga（2012）指出，配对β多样性的平均值会低估β多样性。因此，使用多地点β多样性来衡量所有县域中植物组成的实际总体差异。即利用所有县计算多地点β多样性，然后根据Baselga（2010、2012）的方法将其分解为空间周转组分和嵌套组分。
基于β多样的计算结果，利用嵌套组分在其总β多样性中的占有比例表示嵌套组分的比例（βratio）。如果βratio < 0.5，则表示β多样性主要由空间周转组分决定；若βratio > 0.5，则表示β多样性主要由嵌套组分贡献。
2.3
β多样性及其组分与环境因素的关系
以β多样性及其组分为因变量，环境因素为自变量，基于距离矩阵的多重回归模型（multiple regression model，MRM） 分析β多样性及其组分与环境因素的关系。首先计算各个环境因素的欧氏距离矩阵（Euclidean
distance matrix），然后使用MRM模型分别对环境因素距离矩阵进行回归，获得回归斜率和截距。由于两两县间的成对观察可能并非完全独立，因此为了避免空间自相关对结果估计的影响，利用Mantel置换检验法（Mantel
permutation test）校对统计推断时产生的偏差，并分别获得Pearson相关系数r和p值。所有p值通过9999次Mantel置换检验后得到。
三、研究结果
1.楚雄州各县药用植物物种丰富度
楚雄州各县药用植物物种丰富度如图一，结果表明：物种丰富度最高的为楚雄市，丰富度为803；物种丰富度最低为牟定县，丰富度为272。
图1 楚雄州各县药用植物物种丰富度
2. 县域种子植物分布数量与密度的关系
图二表明：楚雄州的药用种子植物在县域分布上数量越少概率密度越大，随着县域分布数量越多，概率密度随之降低，在县域分布数量大约为9时概率密度又会逐渐增大。
图2 县域种子植物分布数量与密度
3.β多样性及其组分
基于种子植物在楚雄彝族自治州10个县中分布的二元数据，运用成对相异性指数构建了10个行政地理分布区的分层聚类树（如图三）。聚类结果表明：10个地理分布区明显聚为3大支，包括地理群(Ⅰ)：双柏，楚雄；地理群(Ⅱ)：武定，禄丰；地理群(Ⅲ)：大姚、永仁、元谋、姚安、牟定、南华。
在大姚的物种更替过程中周转组分的贡献明显大于其他几个县，其次是禄丰，元谋、永仁、武定次之，最后是姚安、牟定、楚雄、南华、双柏。
嵌套代表在不同地点物种的增加或减少，双柏，武定，楚雄，大姚，禄丰这几个县的物种的更替程度明显有差异于牟定，元谋，南华，永仁，姚安，且在物种更替中前五个县的嵌套组分贡献的更大于后五个县。
楚雄州县域种子植物的β多样性指数为0.66，两种组分中周转（替换）组分占比为0.37，嵌套组分占比为0.29。因此楚雄州县域种子植物的β多样性的主要模式是周转模式。
图3 β多样性（左）及其组分（中：周转组分；右：嵌套组分）
图4 周转组分（beta
SIM）和嵌套组分（beta SNE）占总β多样性的比重
4. Mantel相关性分析热图
结果显示：药用种子植物的物种组成与县域面积和纬度存在显著关系；药用种子植物的物种多样性随着县域面积的增大而增高，随纬度的增加而增大。例如经度、海拔高差、年均气温、年均降雨量和地形起伏度指数、地形起伏度平均值等因素与药用种子植物的物种组成没有显著关系。
三、研究心得
本次项目也是我们团队第一次参与的竞赛项目，激动的心情中伴随着忐忑和紧张。项目刚开始进行时，我们就感受到了自己所学知识的匮乏，甚至对一部分的工作感到了无从下手。不过在指导教师耐心的指导下，我们明白了应该要将理论和实践充分结合，一步步探索。当我们真正完成以后，发现是由于没有充分的知识储备以及实践才将自己困在了误区当中。这此项目经历不仅是对我们理论知识上的延伸和补充，还开拓了我们的视野，提高了我们大家动手能力和分析解决问题的能力。
在项目进行的过程中，团队合作是我们收获最大、体会最多的，一个人虽然确实能完成这些工作，但多人合作带来的不仅是快速还有更高的效率。每个人视角不同，能发现问题和解决问题的角度各不相同，能带来更新颖的观点和思维。团队合作的重要性和必要性，在一定程度上让我们每个人的学习能力和创新能力得到了提升。同时，由于我们项目的特殊性，也让我们知道了野外考察对于实验结果的重要性，野外的实地考察能让我们更加了解这些药用植物的生活环境，也能根据实地考察的结果更正我们的植物名录。
二、项目创新点与特色：
中医药是我国经过几千年不断实践积累下来的传统经验，为中华民族的繁衍生息和健康发展做出了不可磨灭的贡献，并且在世界医学界的发展道路上也起了不可估量的作用。药用植物是中药药材的重要组成部分,是指那些含有对人类健康有益的化合物，用于治疗或预防疾病的植物。中国是世界上植物种类繁多的国家之一。据最近一次普查，我国药用高等植物资源10608种，占药用生物资源的83.4%。因此，了解野生药用植物资源的现状是药物开发利用的基础。楚雄彝族自治州作为彝药之乡，云南省的民族药50%出自于楚雄州。然而，楚雄州野生药用植物资源的现状尚不清楚。
近年来由于市场需求的不断增长，大多数野生药用植物，特别是商业上可行的和高价值的物种，正面临着过度采伐的威胁。此外，生境退化、生境丧失和气候变化威胁着药用植物的生存，药用植物的保护已迫在眉睫。
目前，一些植物多样性分布格局的研究，从小尺度地域范围分析到大尺度的全国性研究，都取得了较大成果。然而，药用植物多样性分布格局的关注较少，药用植物的多样性是如何分布的，这些植物种类多样性是否与当地植物种类多样性有关，影响药用植物种类多样分布的主要因素是什么，目前还不清楚。
因此，本项目从子植物种类多样性、县域分布模式、空间转换模式、药用植物多样性与植物种类多样性的关系以及影响药用种子植物多样分布的主要因素五个方面着手研究楚雄州药用种子植物的多样性及其分布格局。
三、项目成果：
项目申请书中的预期成果及成果提交形式
公开发表论文：2(篇)，专利：0(项)，调查报告：1(份)，软件、著作：0(份)实物：0(件)，竞赛获奖：0(次)，其它：
项目结题时取得的成果
公开发表论文：0(篇)，专利：0(项)，调查报告：1(份)，软件、著作：0(份)实物：0(件)，竞赛获奖：1(次)，其它：
项目主要研究成果情况
| 序号 | 成果名称
（获奖名称及等级） | 成果形式 | 作者（获奖者） | 出版社、发表刊物
或颁奖单位 | 时间（刊期） |
| 1 | 全国大学生生命科学竞赛云南赛区二等奖 | 论文 | 邝粉良、范树国、周睿璐、周雪婷 | | |
四、研究体会和心得：
起初，参加竞赛是我们想要更好的磨炼自己，通过参与创新性实验计划项目培养我们的创新意识和能力，锤炼自主性、探索性、实践性和协作性，在项目进行过程中得到锻炼和培养。
本次项目也是我们团队第一次参与的竞赛项目，激动的心情中伴随着忐忑和紧张。项目刚开始进行时，我们阅读了大量相关文献，努力拓宽我们的知识面。但项目进行时，我们仍然感受到了自己所学知识的匮乏，甚至对一部分的工作感到了无从下手，总是难以理解出现的问题的。不过在指导教师耐心细致的教学下，我们明白了应该要将理论和实践充分结合，应该一步步探索，逐步挖掘自身的价值。而当我们真正完成这个步骤以后，我才发现其实真的不难，是由于没有实践将自己困在了误区当中。这样的经历不仅是对我们理论知识上的延伸和补充，还开拓了我们的视野，提高了我们大家动手能力和分析解决问题的能力，对我们的未来十分有意义。
当然，在整个项目进行的过程中，团队合作是我们收获最大、体会最多的，一个人虽然确实能完成这些工作，但多人合作带来的不仅是快速还有更高的效率。每个人视角不同，能发现问题和解决问题的角度各不相同，能带来更新颖的观点和思维。团队合作的重要性和必要性，在一定程度上让我们每个人的学习能力和创新能力得到了提升。
最后，在本次项目完美收关之际，我们想说，想要得到尽可能好的结果，就得付出尽可能多的努力。其实对于学生而言，平衡竞赛与学业是一大挑战，懂得什么是主什么是次，什么事情先做，什么事情后做，什么事情应该多花时间，而什么事情可以放弃或者简单点做，这些是成功的第一步，但最终要的是知行合一，知道更要做到。
五、经费使用明细情况：
项目获批总经费：5000(元)，项目实际投入经费：5000(元)，实际使用资金：0(元)，结余资金：5000(元)
项目经费开支情况
| 名目 | 用途 | 金额(元) | 备注 |
| 论文版面费 | | | |
| 专利申请费 | | | |
| 调研、差旅费 | | | |
| 打印、复印费 | | | |
| 资料费 | | | |
| 试剂等耗材费 | | | |
| 元器件、软硬件测试、小型硬件购置费 | | | |
| 其它 | | | |
指导教师意见：
药用植物多样性是人类赖以生存发展的基础，然而正面临着过度采伐、生境退化、生境丧失和气候变化带来的威胁。该研究对楚雄州县域药用种子植物多样性进行了编目，从分类学角度探讨楚雄州药用种子植物β多样性及其组分的空间模式，解析了影响楚雄州药用种子植物β多样的主要因素，初步阐明药用植物地理分异的形成机制，为楚雄州药用植物资源保护与开发利用提供重要的基础资料。
研究团队基于《楚雄州种子植物名录》和21卷《云植物志》编撰了楚雄州10个县的种子植物名录，然后参考大量药用植物相关的权威著作完成楚雄州药用种子植物多样编目工作，最后通过严禁详实的数据分析，得到可靠的研究结果，工作量饱满。项目主持人责任心强、组织得当；成员间分工明确、积极配合。该研究的完成使团队成员得到了基本的科研训练，提升了思辨能力和合作精神。但缺少野外调查的扶正，也没有进一步凝练和提升研究结果以发表。
总体而言，该研究基本达到了预定的目标，建议为良好。