生物特征分析精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生物特征分析，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，電子商務(wù)將成為今后信息交流的熱點(diǎn)，成為各國(guó)爭(zhēng)先發(fā)展，各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門最為關(guān)注的領(lǐng)域。

1.互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)平臺(tái)的普及使安全性經(jīng)受新考驗(yàn)

由于INTERNET的迅速流行，電子商務(wù)引起了廣泛的注意，被公認(rèn)為是未來(lái)IT最有潛力的增長(zhǎng)點(diǎn)。然而，在開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)上處理交易，如何保證傳輸數(shù)據(jù)的安全成為電子商務(wù)能否普及的最重要的因數(shù)之一。人們擔(dān)心遭到黑客的侵襲而導(dǎo)致信用卡信息丟失，不愿意使用電子商務(wù)，安全成為電子商務(wù)發(fā)展中最大的障礙。

2.電子商務(wù)的國(guó)際化趨勢(shì)使安全問(wèn)題日益嚴(yán)峻

中國(guó)電子商務(wù)必然走向世界，同時(shí)也面臨著世界電子商務(wù)強(qiáng)手的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國(guó)電子商務(wù)企業(yè)將隨著國(guó)際電子商務(wù)環(huán)境的規(guī)范和完善逐步走向世界。我國(guó)企業(yè)可以由此同發(fā)達(dá)國(guó)家真正站在一個(gè)起跑線上,變我國(guó)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)軌道上的后發(fā)劣勢(shì)為后發(fā)優(yōu)勢(shì)。

2、基于生物統(tǒng)計(jì)特征的生物識(shí)別技術(shù)

1.生物識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)

生物識(shí)別技術(shù)是以生物技術(shù)為基礎(chǔ)，以信息技術(shù)為手段，集光學(xué)、傳感技術(shù)、超聲波掃描和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身的身份驗(yàn)證技術(shù)。它依靠人體的生物特征來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證，具有不可復(fù)制性和唯一性。生物識(shí)別技術(shù)是最為方便與安全的識(shí)別技術(shù)，它不需要記住復(fù)雜的密碼，也不需隨身攜帶鑰匙、智能卡之類的東西。可借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

2.生物識(shí)別技術(shù)分類

虹膜識(shí)別技術(shù):通過(guò)對(duì)虹膜的特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)而確定用戶身份。這種方式方便可靠，無(wú)需物理接觸，具有惟一性、穩(wěn)定性、可采集性、非侵犯性等優(yōu)點(diǎn)。

視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)：包括虹膜技術(shù)與角膜技術(shù)。角膜掃描是用低密度的紅外線去捕捉角膜的獨(dú)特特征，血液細(xì)胞的惟一模式就被捕捉下來(lái)。它具有使用者和設(shè)備非接觸、視網(wǎng)膜不會(huì)被偽造等特點(diǎn)，但由于要求被掃描者在它讀取角膜信息時(shí)直立不動(dòng)，很難獲得用戶的普遍接受，另外，角膜掃描儀對(duì)于盲者和眼睛患病的人是無(wú)效的。

面部識(shí)別:通過(guò)對(duì)面部特征進(jìn)行識(shí)別。標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的攝像頭攝取面部的圖像或者一系列圖像，記錄一些核心點(diǎn)及它們之間的相對(duì)位置，然后形成模板；熱成像技術(shù)通過(guò)分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來(lái)產(chǎn)生面部圖像，通過(guò)特定算法將圖像變成數(shù)字信號(hào)，最終產(chǎn)生匹配或不匹配信號(hào)。面部識(shí)別是非接觸的，用戶不需要和設(shè)備直接接觸。

簽名識(shí)別:也被稱為簽名力學(xué)辯識(shí)，它是建立在簽名時(shí)的力度上的。它分析的是筆的移動(dòng)，而非簽名的圖像本身。簽名力學(xué)的關(guān)鍵在于區(qū)分出不同的簽名部分，有些是習(xí)慣性的，而另一些在每次簽名時(shí)都不同。它容易被大眾接受，但隨著經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng)、性情的變化與生活方式的改變，簽名也會(huì)隨之改變。

聲音識(shí)別技術(shù):是一種行為識(shí)別技術(shù)，識(shí)別設(shè)備不斷地測(cè)量、記錄聲音的波形和變化,并將現(xiàn)場(chǎng)采集到的聲音同登記過(guò)的聲音模板進(jìn)行精確的匹配，從而確定用戶身份。是一種非接觸的識(shí)別技術(shù)，用戶可以很自然地接受。

指紋識(shí)別系統(tǒng):它通過(guò)對(duì)指紋的全局特征和局部特征采集、分析后，與模板庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋對(duì)比，自動(dòng)、準(zhǔn)確地鑒別出個(gè)人身份。用來(lái)采集指紋圖像的技術(shù)為光學(xué)技術(shù)和電容技術(shù)。光學(xué)技術(shù)需要一個(gè)光源從棱鏡反射按在一個(gè)取像頭的手指，光線照亮指紋從而采集到指紋。電容技術(shù)是按壓到采集頭上的手指的脊和谷在手指表皮和芯片之間產(chǎn)生不同的電容，芯片通過(guò)測(cè)量空間中的不同的電容場(chǎng)得到完整的指紋。

3、生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái),基于生物特征的驗(yàn)證技術(shù)愈加顯示出它的價(jià)值。生物密碼時(shí)代呼之欲來(lái),生物識(shí)別技術(shù)的可靠性,以及有效地鑒定個(gè)人的身份有著重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。“執(zhí)生命密匙，啟身份之鎖”,在以計(jì)算機(jī)和生物技術(shù)為主流的知識(shí)經(jīng)濟(jì)崛起時(shí)代,身份的鑒定有了來(lái)自生物體自身的密匙,橫跨這兩大科技領(lǐng)域的生物特征識(shí)別技術(shù)正愈益顯示出其旺盛的生命力和遠(yuǎn)大前景。

由于各種生物特征的識(shí)別方式都有其一定的適用范圍，單一的生物特征識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中顯現(xiàn)出各自的局限性，生物特征識(shí)別技術(shù)開(kāi)始向多生物特征識(shí)別技術(shù)結(jié)合方向發(fā)展。當(dāng)然生物識(shí)別技術(shù)并非萬(wàn)無(wú)一失，與數(shù)字密碼識(shí)別技術(shù)相比最大的缺點(diǎn)是，一旦當(dāng)事人的生物特征被仿制，很難像改變密碼一樣更改自身的特征。

4、結(jié)論

從目前的應(yīng)用現(xiàn)狀看，生物特征是最好的驗(yàn)證方式，個(gè)體的生物特征不易丟失，不易仿造，是個(gè)體在出生的時(shí)候就獲得了的惟一的、先天的身份證明，這份證明是由最可信，最具權(quán)威性和通用性的大自然發(fā)放的。總之，隨著電子商務(wù)成為信息交流的熱點(diǎn)，生物識(shí)別技術(shù)將獲得空前的發(fā)展空間，多生物識(shí)別技術(shù)共同應(yīng)用是大勢(shì)所趨，隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的發(fā)展，電子商務(wù)安全體系將越來(lái)越完善。

參考文獻(xiàn):

[1]徐雪梅:淺談保障電子商務(wù)活動(dòng)中的信息安全[J]．科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2003(5)

[2]王飛劉毅:可信計(jì)算平臺(tái)安全體系及應(yīng)用研究.微計(jì)算機(jī)信息，2007（3～3）P76～78

篇2

關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能;資源總量;新疆

中圖分類號(hào):F127文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)13-0109-02

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的進(jìn)程中,消耗了大量的化石能源,不僅造成了化石能源的日趨枯竭,而且也帶來(lái)了生態(tài)環(huán)境的破壞,這些都越來(lái)越成為影響人類社會(huì)發(fā)展的重要問(wèn)題,受到了發(fā)達(dá)國(guó)家以及發(fā)展中國(guó)家的普遍關(guān)注。因此,只有從根本上改變?nèi)祟惿鐣?huì)這種持續(xù)了數(shù)百年的能源供給及消費(fèi)模式,大規(guī)模地開(kāi)發(fā)利用包括生物質(zhì)能在內(nèi)的取之不盡、用之不竭、清潔環(huán)保的可再生能源,才能真正使人類實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。從本質(zhì)意義上說(shuō),包括生物質(zhì)能在內(nèi)的可再生能源是人類社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)久保障和不竭動(dòng)力。

作為可再生能源,生物質(zhì)能是指所有可以作為能源使用的源于植物的物質(zhì)。而植物的成長(zhǎng)通過(guò)光合作用,綠色植物的葉綠素吸收陽(yáng)光與植物吸收的CO2和水合成碳水化合物,把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成生物質(zhì)的化學(xué)能固定下來(lái)。因此,生物質(zhì)能來(lái)源于太陽(yáng)能,是太陽(yáng)能的有機(jī)儲(chǔ)存 [1]。生物質(zhì)能資源主要包括農(nóng)作物秸稈和水生植物可作為燃料使用的部分,合理采伐的薪柴、原木采伐和木材加工的剩余物,能源植物,人畜糞便,農(nóng)副產(chǎn)品加工后的有機(jī)廢棄物,有機(jī)的廢水、廢渣,城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾等。生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用主要有三個(gè)方面:一是直接燃燒供熱,二是供氣或發(fā)電,三是生產(chǎn)液體燃料。

新疆是能源供應(yīng)大區(qū),擁有豐富的煤炭、石油、天然氣等化石能源,但是作為不可再生的化石能源,其枯竭是不可避免的事實(shí)。同時(shí)作為傳統(tǒng)的農(nóng)牧大區(qū),生態(tài)環(huán)境十分脆弱。在這種情況下,生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用,對(duì)于維護(hù)新疆能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)農(nóng)村和農(nóng)業(yè)發(fā)展、改善農(nóng)村環(huán)境、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

一、新疆生物質(zhì)能資源總量的估算

新疆地域廣大,生物質(zhì)能資源豐富,為對(duì)其進(jìn)行合理的估算,本文把新疆生物質(zhì)能資源分為四類:一是農(nóng)作物資源;二是薪柴資源;三是人畜糞便資源;四是城市生活垃圾資源。

1.農(nóng)作物資源。農(nóng)作物資源以農(nóng)作物秸稈為主,農(nóng)作物資源量是以農(nóng)作物產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行推算的,首先宏觀的確定產(chǎn)品與秸稈的質(zhì)量比值。如產(chǎn)出1KG玉米,估計(jì)就有2KG玉米秸稈,其谷草比(產(chǎn)率)為2。農(nóng)作物秸稈資源量的估算公式

式中,Sn為秸稈資源量;i=1,2,3,…,n為資源品種編號(hào);Si為第i種作物產(chǎn)量;di表示第i種農(nóng)作物谷草比(產(chǎn)率)。

新疆農(nóng)作物主要包括水稻、小麥、玉米、大麥、豆類、薯類、棉花、油料、甜菜、蔬菜、果用瓜、苜蓿等。新疆2007年水稻、小麥、玉米、大麥、豆類、薯類、棉花、油料、甜菜、蔬菜、果用瓜、苜蓿的產(chǎn)量分別為62.52萬(wàn)噸、359.22萬(wàn)噸、396萬(wàn)噸、24.26萬(wàn)噸、20.69萬(wàn)噸、101.36萬(wàn)噸、290萬(wàn)噸、40.3萬(wàn)噸、586.93萬(wàn)噸、1 173.99萬(wàn)噸、338.67萬(wàn)噸、205.47萬(wàn)噸,根據(jù)新疆2007年農(nóng)作物產(chǎn)品產(chǎn)量利用農(nóng)作物秸稈資源量估算公式估算,新疆農(nóng)作物秸稈資源量估算值為4 073.558萬(wàn)噸,折合2 154.912萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.薪柴資源。新疆薪柴資源豐富,薪柴資源量可以通過(guò)下述三類估算方法進(jìn)行估算:1)森林采伐木和木材加工的剩余物,可用作燃料量按原木產(chǎn)量的1/3估算。2)薪炭林、用材林、防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林、疏林的收取或育林剪枝,按林地面積統(tǒng)計(jì)產(chǎn)柴量。3)四旁林(田旁、路旁、村旁、河旁的林木)的剪枝,按樹(shù)木株樹(shù)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)柴量。假設(shè)有一片較大的地域范圍,里面有幾個(gè)區(qū)域,2)和3)中各種林木在不同的區(qū)域里擁有不同的情況,統(tǒng)計(jì)這片地域范圍的薪柴資源量,可用下式估算:

式中,Sx為統(tǒng)計(jì)地域范圍的薪柴資源量;i為統(tǒng)計(jì)地域范圍的區(qū)域數(shù),i=1,2,3,…,n;j為第i區(qū)域內(nèi)的林地種類,j=1,2,3,…,m;Fij為第i區(qū)第j種林地的面積;Yij為第i區(qū)第j種林地的產(chǎn)柴率;Qij為第i區(qū)第j種林地的可取薪柴面積系數(shù)(取柴系數(shù));Tij為第i區(qū)第j種四旁林的株樹(shù);Xij為第i區(qū)第j種四旁林的產(chǎn)柴率;Yij為第i區(qū)第j種四旁林的取柴系數(shù);W為統(tǒng)計(jì)地域范圍內(nèi)年原木產(chǎn)量;1/3為原木加工產(chǎn)生的剩余物比例。

2007年,新疆薪炭林面積為1 256公頃、用材林面積為3 300公頃、防護(hù)林面積為60 704公頃、經(jīng)濟(jì)林面積為51 958公頃、四旁林為2 937.07萬(wàn)株。根據(jù)薪柴資源估算公式的估算值為21 355.22萬(wàn)噸,折合12 193.83萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

3.人畜糞便資源

人畜糞便資源量,是以人口數(shù),禽畜存欄數(shù),年平均排泄量為基礎(chǔ)進(jìn)行估算,在計(jì)算兒童、幼畜的糞便資源量時(shí),要乘以成幼系數(shù)。統(tǒng)計(jì)公式如下

式中,C為人畜糞便資源量;i為資源的來(lái)源類別,i=1,2,3,…,n;Pi為第i類成人或成畜的數(shù)量;Ai為第i類每個(gè)成人或成畜的年糞便排泄量;Ri為第i類兒童或幼畜數(shù)量;Bi為第i類兒童或幼畜的成幼系數(shù)。

新疆2007年人口總數(shù)為2 095.19萬(wàn),牛、馬、驢、豬、山羊、綿羊2007年底存欄數(shù)分別為486.98萬(wàn)頭、86.09萬(wàn)頭、113.92萬(wàn)頭、237.9萬(wàn)頭、608.1萬(wàn)頭、3 475.34萬(wàn)頭。根據(jù)人畜糞便資源量估算公式的估算值為1 081.864萬(wàn)噸,約折合540.932萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

4.城市生活垃圾

城市生活垃圾主要是由居民生活垃圾、商業(yè)和服務(wù)業(yè)垃圾、少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物。其成分和產(chǎn)量受很多因素的影響,如城市人口、居民收入、燃料結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣、城市建設(shè)以及季節(jié)變化等的影響。根據(jù)新疆2008年統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算,新疆2007年生活垃圾清運(yùn)量為340.19萬(wàn)噸,約折合39.46204萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

根據(jù)對(duì)新疆農(nóng)作物資源、薪柴資源、人畜糞便資源和城市生活垃圾的估算,新疆生物質(zhì)能資源總量26 850.832萬(wàn)噸,折合標(biāo)準(zhǔn)煤14 929.14萬(wàn)噸。

二、新疆生物質(zhì)能資源分布特征分析

由于新疆地域廣大,各地區(qū)自然條件各異,因此,農(nóng)作物的作物品種、種植面積大小不同,資源量各異。林業(yè)發(fā)展程度不同,薪碳資源量不同,林木種類、面積差異較大。人畜糞便資源的分布將隨著人口集中度及畜牧業(yè)發(fā)展的不同而不同。生活垃圾資源量主要集中在中心城市。

本文利用新疆2008年統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),對(duì)新疆2007年各主要地區(qū)的生物質(zhì)能資源量進(jìn)行估算。估算結(jié)果為:喀什地區(qū)、昌吉回族自治州、阿克蘇地區(qū)、伊犁哈薩克族自治州的農(nóng)作物資源比較豐富,分別為737.8012萬(wàn)噸、426.6608萬(wàn)噸、342.0262萬(wàn)噸、341.8427萬(wàn)噸。喀什地區(qū)、克孜勒蘇自治州、和田地區(qū)、伊犁哈薩克族自治州的薪柴資源較為豐富,分別為7 771.191萬(wàn)噸、2 806.759萬(wàn)噸、2 328.804萬(wàn)噸、2 097.703萬(wàn)噸。伊犁哈薩克族自治州、喀什地區(qū)、阿克蘇地區(qū)人畜糞便資源較為豐富,分別為357.5358萬(wàn)噸、185.2862萬(wàn)噸、119.6185萬(wàn)噸。烏魯木齊市、伊犁哈薩克族自治州、巴音郭楞蒙古自治州、喀什地區(qū)的城市生活垃圾資源較為豐富,分別為141.6萬(wàn)噸、48.19萬(wàn)噸、27.3萬(wàn)噸、18.25萬(wàn)噸。

同時(shí),各地區(qū)生物質(zhì)能的分布密度也存在較大差異:克孜勒蘇自治州、吐魯番地區(qū)、喀什地區(qū)的人均生物質(zhì)能分布密度較大,說(shuō)明上述三個(gè)地區(qū)的人均生物質(zhì)能資源占有量較大,生物質(zhì)能資源開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。喀什地區(qū)、克孜勒蘇自治州、吐魯番地區(qū)、昌吉回族自治州生物質(zhì)能資源分布密度較大,每平方公里資源量較大,具有便利的資源獲得性。可以對(duì)上述地區(qū)的具有區(qū)域優(yōu)勢(shì)的生物質(zhì)能資源進(jìn)行集中開(kāi)發(fā)利用。

三、對(duì)生物質(zhì)能資源的開(kāi)發(fā)利用

人類對(duì)生物質(zhì)能的利用已有悠久的歷史,但是,長(zhǎng)期以來(lái)以傳統(tǒng)的直接燃燒方式利用它的熱量,直到20世紀(jì),特別是近一二十年,當(dāng)人們對(duì)節(jié)約能源與環(huán)境保護(hù)的意識(shí)有了普遍提高,對(duì)地球固有的化石燃料日趨減少有一種危機(jī)感,在可再生能源方面尋求能源持續(xù)供給的今天,生物質(zhì)能利用新技術(shù)的研究與應(yīng)用才有了快速的發(fā)展。根據(jù)新疆生物質(zhì)能的資源總量及分布特征,對(duì)生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用應(yīng)該因地制宜。

1.針對(duì)新疆廣大的農(nóng)牧區(qū),應(yīng)該主要采用直接燃燒技術(shù)及生化轉(zhuǎn)化技術(shù)。通過(guò)改進(jìn)爐灶燃燒技術(shù)、鍋爐燃燒技術(shù)和壓縮成型技術(shù),不僅可以提高生物質(zhì)能的利用效率,而且可以降低污染、保護(hù)環(huán)境。發(fā)展小型戶用沼氣技術(shù),不僅可以提高農(nóng)牧區(qū)生活用能的能源品位,而且也符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理論。

2.針對(duì)新疆城鎮(zhèn)地區(qū),如烏魯木齊市、伊寧市等城市生活垃圾清運(yùn)量較大的城鎮(zhèn),應(yīng)該進(jìn)一步提高城市生活垃圾等有機(jī)廢棄物的高效厭氧處理及發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用程度,以及大型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)及發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。

3.針對(duì)農(nóng)作物秸稈集中地區(qū),如喀什地區(qū)、昌吉回族自治州應(yīng)該集中利用農(nóng)作物秸稈氣化集中供氣技術(shù)、秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)及秸稈制取液體燃料乙醇技術(shù),在薪柴資源集中地區(qū),應(yīng)該大力發(fā)展薪柴燃燒發(fā)電技術(shù),集中供電,調(diào)整生活用能結(jié)構(gòu)。通過(guò)秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)、秸稈氣化技術(shù)和秸稈制取液體燃料技術(shù),不僅利用規(guī)模大、利用效率高,還可以變廢為寶,保護(hù)環(huán)境,緩解日益進(jìn)展的能源危機(jī)。

4.針對(duì)能源植物種植面積大并集中的地區(qū),應(yīng)該大力發(fā)展能源植物制造乙醇、纖維素制造乙醇、生物柴油及間接液化技術(shù)(天然氣、柴油等),并做好產(chǎn)業(yè)化示范、應(yīng)用及工程示范等。

參考文獻(xiàn):

[1]陳勇.中國(guó)能源與可持續(xù)發(fā)展[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

篇3

[關(guān)鍵詞]關(guān)黃柏；黃檗；活性成分；區(qū)域性特征；差異性分析；聚類分析

[Abstract]In the present research， 674 wild medicinal material samples of Phellodendri amurensis Cortex were collected from 31 sampling sites in the whole distribution of its original plant Phellodendron amurense The samples were collected under the premise that the stem diameter of sampling plant， sampling position and time were controlled And the sampling sites were set at the interval of a latitude The content of 6 kinds of active ingredients， palmatine chloride， berberine hydrochloride， phellodendrine chloride， jatrorrhizine hydrochloride， magnoflorine， chlorogenic acid， etc in the medicinal material samples were determined， and the results showed that the content of most active ingredients in the medicinal materials showed significant differences due to the difference of sampling sites Among them， the medicinal materials from Liaoning region had the highest content of active ingredients， followed by Beijing and Jilin regions， and that from Heilongjiang region had the lowest content The study has important directive significance to the exploration of environmental factors for the formation of active constituent and artificial planting regionalization of high quality Phellodendri amurensis Cortex

[Key words]Phellodendri Amurensis Cortex； Phellodendron amurense； active constituent； regional characteristic； difference analysis； clustering analysis

doi：10.4268/cjcmm20161006

黃檗的干燥樹(shù)皮，除去粗皮曬干后為我國(guó)傳統(tǒng)常用中藥關(guān)黃柏[1]，關(guān)黃柏常用于清熱燥濕，瀉火除蒸，解毒療瘡；生物堿作為黃檗主要的次生代謝產(chǎn)物，被認(rèn)為是藥材關(guān)黃柏的重要活性成分，具有抗炎，抗腫瘤，抗過(guò)敏和降血糖等藥理活性[24]。作為常用藥材，關(guān)黃柏是多種中成藥的原料藥，市場(chǎng)需求很大。由于生存環(huán)境惡化，對(duì)關(guān)黃柏的需求增加以及黃檗自我更新障礙影響資源恢復(fù)等原因的長(zhǎng)期存在，黃檗野生資源急劇減少，分布范圍越來(lái)越小。黃檗已被列為重點(diǎn)保護(hù)野生藥材和國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)物種[56]，野生資源受國(guó)家法律保護(hù)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)關(guān)黃柏藥材的需求主要依靠進(jìn)口[79]，關(guān)黃柏藥材的長(zhǎng)期供應(yīng)只能通過(guò)人工種植加以解決，確定形成優(yōu)質(zhì)藥材的生態(tài)適宜區(qū)域，是保障優(yōu)質(zhì)關(guān)黃柏藥材生產(chǎn)的重要研究?jī)?nèi)容。2013年以來(lái)，作者對(duì)整個(gè)黃檗分布區(qū)所產(chǎn)野生關(guān)黃柏藥材中5種生物堿類成分及綠原酸的含量進(jìn)行了比較研究，用于評(píng)價(jià)各地所產(chǎn)藥材的特性，以期為關(guān)黃柏藥材的人工種植及規(guī)范化生產(chǎn)提供客觀、準(zhǔn)確的優(yōu)質(zhì)藥材生產(chǎn)依據(jù)。

在自然環(huán)境的作用下，植物中次生代謝產(chǎn)物的合成與積累會(huì)發(fā)生復(fù)雜變化[10]，只有在實(shí)驗(yàn)樣本的代表性和可比性得到充分保障的前提下，生態(tài)條件與次生代謝產(chǎn)物之間相關(guān)性研究的結(jié)果才有可能客觀、真實(shí)。在本研究中，對(duì)采樣策略進(jìn)行了嚴(yán)格控制，以保證樣本的可比性和研究結(jié)果的科學(xué)性。《中國(guó)藥典》2015年版中以鹽酸巴馬汀和鹽酸小檗堿作為關(guān)黃柏藥材質(zhì)量檢測(cè)的指標(biāo)性成分，但黃檗分布廣泛，成分復(fù)雜，單獨(dú)2個(gè)成分不足以對(duì)其次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，為此，建立了同時(shí)測(cè)定關(guān)黃柏藥材中鹽酸巴馬汀、鹽酸小檗堿、鹽酸黃柏堿、鹽酸藥根堿、木蘭花堿、和綠原酸等6種化學(xué)成分含量的檢測(cè)方法[11]，并在此基礎(chǔ)上對(duì)黃檗的區(qū)域性化學(xué)特征進(jìn)行研究。

1材料與方法

11采樣點(diǎn)布局

文獻(xiàn)記載，黃檗分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北、北京、內(nèi)蒙古、山西、河南、寧夏等省（區(qū)、市）[1215]。然而由于過(guò)度利用及自我更新障礙等原因，使得黃檗野生資源面積逐漸縮小，目前東北三省和北京地區(qū)是黃檗的主要分布區(qū)，而黑龍江省的資源存有量最大。黃檗為陽(yáng)性植物，苗期耐陰能力較強(qiáng)，成年屬喜光樹(shù)種，喜濕潤(rùn)，在土壤腐殖質(zhì)深厚、排水較好的環(huán)境中生長(zhǎng)良好，在沼澤、干旱貧瘠的土地上生長(zhǎng)不良，分布稀少[1516]。此外，由于人為干擾、開(kāi)墾農(nóng)田等原因致使人類活動(dòng)密集的地區(qū)黃檗野生資源分布極其稀少。目前，野生黃檗僅分布在燕山山脈東北部、千山、長(zhǎng)白山、張廣才嶺、完達(dá)山、小興安嶺以及大興安嶺東南部林區(qū)，極少有較大面積的人工種植。

根據(jù)以上特點(diǎn)，確定實(shí)驗(yàn)樣本采集范圍為：燕山山脈東北部、千山南麓為最南端，向北經(jīng)長(zhǎng)白山、張廣才嶺，至最北端小興安嶺北部，以1個(gè)緯度為間隔沿山脈自南向北，每1個(gè)緯度設(shè)置1～4個(gè)采樣點(diǎn)，橫跨東北地區(qū)主山脈東西兩個(gè)坡向，南北跨越9個(gè)緯度，從 3980°N（莊河市長(zhǎng)嶺鎮(zhèn)）至 4878°N（烏伊嶺區(qū)雙河林場(chǎng)），經(jīng)度從 11543°E（小龍門自然保護(hù)區(qū)）至 13050°E（勃利縣通天二林場(chǎng)），樣點(diǎn)基本覆蓋黃檗的主要分布區(qū)。

12藥材樣本采集

121采集部位《中國(guó)藥典》中關(guān)黃柏藥材來(lái)自蕓香科植物黃檗的干燥樹(shù)皮。研究發(fā)現(xiàn)，黃檗成年植株不同器官、部位中生物堿的含量存在差異，小檗堿和藥根堿在根韌皮部中含量最高，而巴馬汀則在樹(shù)干和側(cè)枝的韌皮部中含量最高；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，黃檗樹(shù)干韌皮部中主要藥用成分含量的方位差異不顯著，但隨著樹(shù)干高度的增加，主要藥用成分的含量逐漸降低[17]。本實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一在黃檗樹(shù)干胸徑處（離地面13 m）取5 cm×5 cm的樹(shù)皮，除去粗皮，取其韌皮部作為樣本。

122采集季節(jié)藥材的采收期具有很強(qiáng)的時(shí)間性，不合理的采收會(huì)影響藥材的品質(zhì)、療效以及有效成分的含量等。通常，皮類藥材的采收在植株的生長(zhǎng)期，即5―9月，此時(shí)植物體內(nèi)水分、養(yǎng)分輸送旺盛，形成層細(xì)胞分裂較快，韌皮部與木質(zhì)部容易分離，而且由于生長(zhǎng)期分裂旺盛，較易恢復(fù)[18]。此外，研究發(fā)現(xiàn)黃檗中主要藥用成分含量在不同季節(jié)中存在差異，不同的成分在季節(jié)變化中不盡相同，但均是夏、秋季高于春季[19]。因此，本實(shí)驗(yàn)的樣本統(tǒng)一集中在7月中旬至9月中旬近2個(gè)月的時(shí)間內(nèi)采集，以保證藥材采收期的一致性。

123采集植株黃檗中主要藥用成分的含量在一定時(shí)間范圍內(nèi)隨著樹(shù)齡的增加而增多，對(duì)野生樹(shù)木的年齡進(jìn)行無(wú)創(chuàng)傷界定比較困難，而樹(shù)齡與胸徑存在極顯著正相關(guān)[2021]關(guān)系，在有關(guān)野生林木的研究中常用胸徑替代樹(shù)齡進(jìn)行相關(guān)比較研究。有研究報(bào)道，樹(shù)齡8年以上的黃檗樹(shù)皮中，鹽酸小檗堿含量達(dá)到藥用要求并開(kāi)始趨于穩(wěn)定，在樹(shù)齡10年時(shí)鹽酸小檗堿含量達(dá)到最大值，后隨著樹(shù)齡的增加有微弱下降的趨勢(shì)，但并不顯著[22]。種植于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所植物園內(nèi)16年樹(shù)齡的黃檗，胸徑為10 cm左右，經(jīng)測(cè)定韌皮部中巴馬汀和小檗堿的含量均達(dá)到藥典規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。基于以上信息，本實(shí)驗(yàn)采集樣本的個(gè)體均要求：胸徑大于10 cm，各樣點(diǎn)的個(gè)體須為處于相同林分條件下生長(zhǎng)良好的成株，以最大程度減少個(gè)體差異和樹(shù)齡因素對(duì)含量測(cè)定結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)樣本株莖級(jí)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

124藥材樣本信息共采集了31個(gè)樣點(diǎn)的野生關(guān)黃柏藥材樣本674份，各批次樣本經(jīng)中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所張昭研究員鑒定為黃檗Phellodendron amurense的干燥樹(shù)皮，保存于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所資源中心。樣品采集信息見(jiàn)表1。

13活性成分的提取及含量測(cè)定

采用超聲提取法提取關(guān)黃柏藥材中鹽酸巴馬汀、鹽酸小檗堿、鹽酸黃柏堿、鹽酸藥根堿、木蘭花堿和綠原酸等6種活性成分，并按照張陽(yáng)等[11]的方法測(cè)定各成分的含量。

2結(jié)果與分析

21各樣點(diǎn)藥材活性成分含量分析

分別測(cè)定31個(gè)樣點(diǎn)藥材樣本中鹽酸巴馬汀、鹽酸小檗堿、鹽酸黃柏堿、鹽酸藥根堿、木蘭花堿和綠原酸的含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

《中國(guó)藥典》2015年版中規(guī)定關(guān)黃柏藥材中含鹽酸小檗堿（C20H17NO4?HCl）不得少于060%，鹽酸巴馬汀（C21H21NO4?HCl）不得少于030%。通過(guò)含量測(cè)定結(jié)果可以看出，不同樣點(diǎn)藥材樣本的含量差異較大。從鹽酸小檗堿的含量來(lái)看，31個(gè)樣點(diǎn)的藥材中有4個(gè)樣點(diǎn)的平均含量低于《中國(guó)藥典》中規(guī)定的060%，分別是S18，S23，S25，S28號(hào)樣點(diǎn)，均分布在黑龍江省；從鹽酸巴馬汀的含量來(lái)看，31個(gè)樣點(diǎn)的藥材平均含量均高于《中國(guó)藥典》中規(guī)定的030%。結(jié)果表明，本研究的樣點(diǎn)中有近13%的樣點(diǎn)所產(chǎn)藥材的指標(biāo)性成分含量達(dá)不到《中國(guó)藥典》的要求。

31個(gè)樣點(diǎn)的藥材中6種活性成分的平均含量差異較大，各樣點(diǎn)樣本中鹽酸小檗堿的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在499～2101 mg?g-1，鹽酸巴馬汀的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在307～1042 mg?g-1，鹽酸黃柏堿的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在125～494 mg?g-1，綠原酸的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在096～358 mg?g-1，含量差異均達(dá)3倍以上；鹽酸藥根堿的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在019～044 mg?g-1，木蘭花堿的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在681～1453 mg?g-1；鹽酸黃柏堿和綠原酸的平均含量在各樣點(diǎn)中均相差2倍以上。

22藥材活性成分聚類分析

以31個(gè)樣點(diǎn)的關(guān)黃柏藥材中6種活性成分的平均含量為分析對(duì)象，運(yùn)用SPSS軟件對(duì)其進(jìn)行聚類分析，選用平方歐氏距離（Euclidean）計(jì)算樣本間相似性測(cè)度，用離差平方和法（Ward′s Method）進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，得到不同地域關(guān)黃柏藥材中鹽酸巴馬汀、鹽酸小檗堿、鹽酸黃柏堿、鹽酸藥根堿、木蘭花堿和綠原酸等6種活性成分的樹(shù)狀聚類圖譜，見(jiàn)圖2。

由圖2可見(jiàn)，最短距離法將31個(gè)樣點(diǎn)的關(guān)黃柏藥材聚為2類，其中第Ⅰ類包括S13，S16～S20，S22～S29，該類樣品中的6種次生代謝產(chǎn)物的含量均較低，包括鹽酸小檗堿的平均含量未達(dá)到《中國(guó)藥典》規(guī)定的不低于060 %的4個(gè)樣點(diǎn)，即S18，S23，S25，S28號(hào)樣點(diǎn)，其中S13號(hào)樣點(diǎn)位于吉林樺甸市紅石鎮(zhèn)，S29號(hào)樣點(diǎn)位于北京市海淀區(qū)鷲峰森林公園，該地的黃檗為人工播種林（無(wú)人工管理），植株間距約15 m，由于過(guò)密植株生長(zhǎng)狀況不良，剩余其他樣品均來(lái)自黑龍江省。第Ⅱ類則包括S1～S12，S14～S15，S21，S30，S31，該類中的樣品來(lái)自北京、遼寧和吉林，各樣點(diǎn)樣品中6種次生代謝產(chǎn)物的平均含量較高，明顯高于第一類，包括6種次生代謝產(chǎn)物平均含量均很高的S4號(hào)樣點(diǎn)的樣品，采自遼寧鳳城市鳳凰山景區(qū)。

聚類分析圖清楚地描繪了各樣點(diǎn)關(guān)黃柏藥材中6種活性成分含量的相對(duì)關(guān)系，含量較低的樣點(diǎn)（第Ⅰ類）絕大部分位于黑龍江地區(qū)，主要包括張廣才嶺和小興安嶺2個(gè)山脈的樣點(diǎn)，該地區(qū)的黃檗中6種活性成分在整個(gè)分布區(qū)內(nèi)含量最低。含量較高的樣點(diǎn)（第Ⅱ類）主要為遼寧、吉林和北京地區(qū)的樣點(diǎn)，包括燕山、千山和長(zhǎng)白山3個(gè)山脈的樣點(diǎn)，該地區(qū)黃檗中6種活性成分在整個(gè)分布區(qū)內(nèi)含量最高。

23各產(chǎn)區(qū)藥材活性成分差異性分析

將各樣點(diǎn)按省市進(jìn)行分組，考察黑龍江省、吉林省、遼寧省以及北京市四地關(guān)黃柏藥材中6種活性成分含量情況，見(jiàn)圖3。遼寧省產(chǎn)區(qū)藥材中綠原酸平均含量最高，明顯高于黑龍江省和北京市，與吉林省相差不大；木蘭花堿平均含量最高，顯著高于黑龍江省和北京市，與吉林省持平；鹽酸巴馬汀平均含量最高，明顯高于黑龍江省和北京市，與吉林省基本一致；鹽酸小檗堿平均含量最高，顯著高于吉林省和黑龍江省，與北京市藥材含量相差較小。黑龍江省藥材中鹽酸黃柏堿和鹽酸小檗堿的平均含量最低，明顯低于其他3個(gè)省市。鹽酸藥根堿平均含量在藥材中最低，在各省市之間變化很小，無(wú)明顯差異，見(jiàn)表3。

4個(gè)產(chǎn)區(qū)關(guān)黃柏藥材中鹽酸巴馬汀的平均含量均高于國(guó)家藥典標(biāo)準(zhǔn)；黑龍江產(chǎn)區(qū)鹽酸小檗堿的含量普遍較低，部分樣本的含量達(dá)不到國(guó)家藥典標(biāo)準(zhǔn)；遼寧產(chǎn)區(qū)的藥材中鹽酸小檗堿和鹽酸巴馬汀的含量均明顯高于國(guó)家藥典標(biāo)準(zhǔn)，且處于黃檗整個(gè)分布區(qū)內(nèi)的最高水平；吉林和北京產(chǎn)區(qū)的藥材則處于中間水平。數(shù)據(jù)顯示，黑龍江產(chǎn)區(qū)關(guān)黃柏藥材中藥典規(guī)定的2種指標(biāo)性成分的含量均低于其他省市，而遼寧產(chǎn)區(qū)關(guān)黃柏藥材中6活性成分的含量均最高。

3討論

通過(guò)本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，遼寧地區(qū)關(guān)黃柏藥材中6種活性成分含量明顯高于黑龍江地區(qū)，從生態(tài)條件來(lái)看，黃檗適宜生長(zhǎng)在陽(yáng)光充足、濕熱的環(huán)境中，而黑龍江地區(qū)降水量、日照時(shí)數(shù)和年均溫等均低于遼寧地區(qū)，生長(zhǎng)在黑龍江地區(qū)的黃檗其生長(zhǎng)期也明顯短于遼寧地區(qū)。關(guān)黃柏藥材主產(chǎn)區(qū)為東北三省及華北北部，尤以黑龍江地區(qū)資源最為豐富，因而被認(rèn)為是主要道地產(chǎn)區(qū)。僅從本研究結(jié)果來(lái)看，黑龍江地區(qū)關(guān)黃柏藥材中藥典規(guī)定的指標(biāo)性成分含量較低，部分樣本甚至低于藥典要求，結(jié)果提示應(yīng)對(duì)關(guān)黃柏藥材基于中藥療效的活性成分進(jìn)行研究，探討僅以生物堿類成分作為關(guān)黃柏的質(zhì)量控制指標(biāo)是否恰當(dāng)。在現(xiàn)有質(zhì)量管理框架下，對(duì)關(guān)黃柏藥材種植進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，可重點(diǎn)考慮遼寧產(chǎn)區(qū)。

不同地域黃檗中活性成分含量具有顯著差異，其主要原因是各地氣候、土壤等生態(tài)因素的不同，從北京所在的燕山，到遼寧、吉林所在的千山、長(zhǎng)白山，最后到黑龍江所在的張廣才嶺和小興安嶺，南北相差9個(gè)緯度，各樣點(diǎn)的溫度變化幅度及降水量變化很大，土壤環(huán)境中各元素的含量也可能相差迥異，不同的氣候條件和土壤環(huán)境很容易導(dǎo)致黃檗中各成分的含量差別較大，希望本研究結(jié)果能為深入探討生態(tài)因子對(duì)藥材質(zhì)量的影響、黃檗資源的保護(hù)與利用提供科學(xué)依據(jù)。

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篇4

關(guān)鍵詞：入侵植物；區(qū)系特征；種類組成；東北三省

入侵植物容易破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，威脅生物多樣性，危害人畜健康，給入侵地的經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，已成為全球的共同問(wèn)題。據(jù)農(nóng)業(yè)部科技教育局的調(diào)查顯示，我國(guó)是遭受植物入侵危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。東北三省因其特殊的地理位置，也存在植物入侵問(wèn)題。本文對(duì)東北三省的入侵植物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行區(qū)系特征分析，以便更好更詳細(xì)地了解當(dāng)?shù)卦馐苤参锶肭值臓顩r，為當(dāng)?shù)刂参锕芾砗蜕鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

東北三省包括黑龍江省、遼寧省和吉林省，位于東經(jīng)115°20′-135°，北緯38°43′-53°24′，大體屬于溫帶季風(fēng)氣候，少部分在寒溫帶和暖溫帶。年均降水量350-1200mm，平均氣溫為-4.8-11.3℃，無(wú)霜期為140-170d。東北三省植物區(qū)系匯集，種類豐富，植被類型多樣，區(qū)內(nèi)還有面積較大的濕地。這些因素為入侵植物的定居提供了適宜的條件。

東北三省地處東北亞中心，鐵路與航空連接朝鮮、俄羅斯和蒙古，擁有較多口岸城市，貿(mào)易頻繁。同時(shí)，該地區(qū)擁有一批重要的港口城市，每年大量的物流和人流經(jīng)此進(jìn)入東北地區(qū)。這些為植物入侵提供了便利的交通條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 入侵植物種類組成

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，東北三省入侵植物共111種，隸屬27科82屬，其中雙子葉植物有24科68屬95種，單子葉植物有3科14屬16種。從入侵植物的種類來(lái)看，菊科植物21種，占總外來(lái)入侵植物的18.9%，是入侵植物種類最多的科，也是入侵植物含20種以上的科；包含10種以上的科有禾本科14種，占12.6%，豆科11種，占9.9%，莧科10種，占9.0%；含5種以上的科有茄科、十字花科、石竹科和旋花科，各科分別有9種、9種、8種和5種，各占8.1%、8.1%、4.5%和4.5%；3種的科有車前科和大戟科，各占2.7%；2種的科有錦葵科、藜科、柳葉菜科和紫草科，各占1.8%；1種的科有白花菜科、鳳仙花科、堇菜科、蓼科、木樨草科、葡萄科、漆樹(shù)科、傘形科、桑科、莎草科、亞麻科、罌粟科和雨久花科，各占0.9%。

從生活型來(lái)看，東北三省入侵植物的生活型多樣化，但以草本植物為主，共107種，占總數(shù)的96.4%，構(gòu)成了入侵植物的主體在草本植物。其中一年生草本有78種，占總?cè)肭址N數(shù)的70.3%，多年生草本植物19種，占26.1%。其他落葉小喬木、落葉喬木、落葉灌木和落葉藤本植物各有1種，分別占0.9%。

2.2 入侵植物區(qū)系分析

從入侵植物屬的分布區(qū)類型來(lái)看，東北三省的入侵植物隸屬于分布區(qū)系的14個(gè)類型，其中世界分布類型有21屬40種，占入侵植物總屬數(shù)的25.6%；其次是泛熱帶分布有15屬21種，北溫帶分布14屬17種，二者分別占總屬數(shù)的18.3%和17.1%；所含屬數(shù)少于10個(gè)的分布區(qū)類型分別是舊世界溫帶分布7屬8種占8.5%，東亞和北美洲間斷分布有6屬6種占7.3%，地中海區(qū)、西亞至中亞分布有5屬5種占6.1%，北溫帶和南溫帶間斷分布有4屬4種占4.9%，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布、歐亞和南非洲間斷分布、地中海區(qū)、西亞和東亞間斷分布均是2屬2種，分別占2.4%；中亞分布、溫帶亞洲分布、熱帶亞洲至熱帶非洲分布、熱帶亞洲、非洲和南美洲間斷分布均是1屬1種，分別占1.2%。總體分析，入侵植物中世界分布成分最多，其次是泛熱帶分布和北溫帶分布，三者共占61%。

2.3 入侵植物的來(lái)源地分析

東北三省的入侵植物中，尚有9種未查到來(lái)源地。根據(jù)102種入侵植物的來(lái)源地看，來(lái)自美洲的有48種，其中北美洲的有28種，占入侵植物總種數(shù)的27.5%；南美洲有4種，占3.9%；美洲熱帶有3種，占2.9%；尚有13種是南北美洲均有的種類，占12.7%。其次是來(lái)自歐洲的25種，占24.5%。12種來(lái)自亞洲，占11.8%；6種來(lái)源于地中海區(qū)，占5.9%；5種是歐洲及亞洲共同起源，占4.9%；3種來(lái)源于非洲，占2.9%；2種來(lái)源于歐洲及西亞，占2.0%；另有1種來(lái)源于歐洲及地中海，占1.0%。

3 討論

東北三省的入侵植物^前人有增多的趨勢(shì)，究其原因，有下列三點(diǎn)：（1）與植物本身特性有關(guān)。如多數(shù)菊科植物生長(zhǎng)發(fā)育快，果實(shí)數(shù)量多，具有適宜傳播擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)和機(jī)制，甚至能分泌化感物質(zhì)抑制其他植物生長(zhǎng)，成為入侵植物種類最多的類群；禾本科植物可能是引種水稻、高粱、大麥、小麥等作物時(shí)，稗、野燕麥等雜草種子夾雜其中被攜帶入境。草本植物中一年生植物生活史短，產(chǎn)籽量大，擴(kuò)散繁殖較快；二年生或多年生植物因其的塊根或根狀莖無(wú)性繁殖能力較強(qiáng)。草本植物憑借其繁殖周期短、繁殖體量大、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，成為入侵植物最多的類群。（2）與立地的地理自然環(huán)境因素有關(guān)。彭少麟等的研究表明，來(lái)源于相似氣候帶的外來(lái)植物競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，入境后成為入侵植物的成功率較高。東北三省和北美洲基本處于同一緯度范圍，自然環(huán)境相似，因此從北美洲來(lái)的植物比較容易適應(yīng)東北的氣候環(huán)境。（3）與人類活動(dòng)有關(guān)。外來(lái)入侵植物的遠(yuǎn)距離傳播離不開(kāi)人類活動(dòng)。東北地區(qū)交通發(fā)達(dá)，旅游、貿(mào)易等蓬勃發(fā)展，與外界交流頻繁，使外來(lái)植物更容易入侵該地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

篇5

【關(guān)鍵詞】生理特征；行為特征；鑒定

隨著越來(lái)越多的電子設(shè)備不斷進(jìn)入日常生活，傳統(tǒng)使用口令、密碼或身份證號(hào)等來(lái)辨識(shí)身份的方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)安全性和便利性的渴求。生物特征識(shí)別技術(shù)不再需要身份證號(hào)或密碼，也免去隨身攜帶智能卡之類物件的煩惱，它是根據(jù)人自身所擁有的東西，是人的個(gè)體特性，目前生物識(shí)別市場(chǎng)正處于快速增長(zhǎng)當(dāng)中。

1生物特征識(shí)別技術(shù)的歷史

最早采用生物特征來(lái)鑒定人的身份可追溯到古埃及人采用測(cè)量人的尺寸來(lái)鑒定身份。指紋識(shí)別起源于古代的中國(guó)，而在美國(guó)和西歐，指紋識(shí)別技術(shù)也使用了有一百多年。1986年從事掌紋識(shí)別的RecognitionSystem,Inc.成立。1987年Drs.Flom&Safir研究虹膜獲得專利。1990年從事簽字識(shí)別的PenOp，Inc.在英國(guó)成立。1994年Drs.Atick,Griffin成立了從事人臉識(shí)別的Vi?sionicsCorp。

2生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

每種生物特征識(shí)別技術(shù)不一定適合所有場(chǎng)合。例如有些人的指紋是很難提取特征的，患白內(nèi)障的人虹膜會(huì)發(fā)生變化等。在對(duì)安全級(jí)別要求較高的領(lǐng)域中，人們往往需要結(jié)合多種生物特征來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的系統(tǒng)識(shí)別，提高鑒別系統(tǒng)的精確度和可靠性是未來(lái)身份鑒別領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3生物特征識(shí)別系統(tǒng)的內(nèi)容

生物特征識(shí)別系統(tǒng)一般包括“生物特征采集子系統(tǒng)”“圖像預(yù)處理子系統(tǒng)”“生物特征提取子系統(tǒng)”“生物特征鑒定子系統(tǒng)”和“生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)”，以及系統(tǒng)識(shí)別的對(duì)象——人。在“生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)”中建立了生物特征與相關(guān)身份信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性和可靠性。“生物特征鑒定子系統(tǒng)”通過(guò)模式識(shí)別方法，把待識(shí)別的生物特征與數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)中生物特征進(jìn)行比對(duì)，按照事先確定的篩選條件（閾值）決策來(lái)確定是否匹配成功。

4生物特征識(shí)別技術(shù)的種類

生物特征包括生理特征和行為特征，生理特征有指紋、人臉、手形、虹膜、人體氣味和DNA等；行為特征有簽名、聲音、步態(tài)、擊打鍵盤的力度等。

5基于生理特征的生物識(shí)別技術(shù)

5.1指紋識(shí)別

指紋識(shí)別的優(yōu)勢(shì)是該技術(shù)是較早被開(kāi)發(fā)應(yīng)用的，作為研發(fā)歷史最為長(zhǎng)久的生物識(shí)別技術(shù)是比較成熟的。提取指紋設(shè)備小巧方便，相應(yīng)的價(jià)格成本也比較低。其缺點(diǎn)是指紋的采集是接觸式的，人工操作比較耗時(shí)，可接受性較差，而且指紋也可以通過(guò)手術(shù)或者一些有創(chuàng)手段得以改變或者破壞，因此不是最穩(wěn)定和可靠的身份識(shí)別手段。

5.2人臉識(shí)別

人臉識(shí)別與其它生物特征識(shí)別相比具有以下特點(diǎn)：（1）方便高效，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，人臉識(shí)別可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷以及識(shí)別。（2）非接觸的，用戶不需要和設(shè)備直接接觸。（3）由于人臉臉部存在相似性，不同個(gè)體的區(qū)別不大，所有人臉的結(jié)構(gòu)都相似。再加上現(xiàn)代妝容技術(shù)的發(fā)展，人臉識(shí)別還是有很大的識(shí)別難度。（4）人臉的易變性，人臉的外形其實(shí)并不穩(wěn)定，可以通過(guò)臉部變化產(chǎn)生很多表情，而在不同的觀察角度，人臉的視覺(jué)圖像差別也較大。此外，人臉識(shí)別還受光照條件等多種因素的影響。

5.3虹膜識(shí)別

虹膜識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)有：虹膜本身具有穩(wěn)定性和唯一性，基本不會(huì)隨著人年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生變化；另外同一個(gè)人雙眼的虹膜，包括雙胞胎的虹膜特征都不會(huì)一樣，相似概率為億萬(wàn)分之一，所以虹膜識(shí)別最大的優(yōu)點(diǎn)就是安全性高。在各項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)中，僅次于DNA。當(dāng)然虹膜也有缺點(diǎn)：獲取圖像不是很方便，一般人眼和設(shè)備要保持在20cm-40cm，鏡頭可能產(chǎn)生圖像畸變而使可靠性降低，用戶交互效果并不很好。另外虹膜識(shí)別技術(shù)依賴光學(xué)設(shè)備，需要紅外燈配合紅外鏡頭才能取到用于身份識(shí)別的虹膜圖像。不同種族人的虹膜顏色不同，比如亞洲人和非洲人的虹膜是黑色或者棕色。由于很難將圖像獲取設(shè)備的尺寸小型化，設(shè)備造價(jià)高，所以無(wú)法大范圍推廣。

5.4視網(wǎng)膜識(shí)別

有人認(rèn)為視網(wǎng)膜技術(shù)識(shí)別的可靠性和準(zhǔn)確率要高于虹膜識(shí)別，所以基于視網(wǎng)膜的身份識(shí)別技術(shù)也是非常可靠、值得信賴的。視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)相似于虹膜技術(shù)，比如無(wú)法偽造，不會(huì)磨損，更不會(huì)老化，也不受疾病影響。缺點(diǎn)是到目前為止還無(wú)法證明在使用視網(wǎng)膜技術(shù)對(duì)用戶進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，是否對(duì)用戶的健康有影響還需進(jìn)一步確實(shí)。

5.5掌靜脈識(shí)別

用掌靜脈進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí)，獲取的是手掌內(nèi)部的靜脈圖像特征，而不是手掌表面的圖像特征。因此，掌靜脈識(shí)別不同于指紋識(shí)別，它不存在因?yàn)槭终票砻娴膿p傷、磨損、干燥或太濕等帶來(lái)的識(shí)別障礙。另外，和人臉識(shí)別技術(shù)相比，掌靜脈識(shí)別時(shí)攝像機(jī)應(yīng)對(duì)不同光照環(huán)境、雙胞胎和化妝等問(wèn)題時(shí)人工智能算法更加容易自我學(xué)習(xí)和調(diào)整。但它也存在一些缺點(diǎn)：（1）手背靜脈的永久性尚未得到證實(shí)。（2）存在無(wú)法成功注冊(cè)登記的可能。（3）采集設(shè)備要求特殊，相關(guān)設(shè)計(jì)比其它生物特征獲取設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高，難于推廣。（4）由于優(yōu)秀的人工智能算法不多，只有極少數(shù)廠商能應(yīng)對(duì)海量掌靜脈數(shù)據(jù)的瞬時(shí)比對(duì)。

5.6人耳識(shí)別

人耳識(shí)別有基于二維圖像的人耳識(shí)別、基于3D的人耳識(shí)別和耳紋識(shí)別。人耳識(shí)別和常用的幾種生理特征識(shí)別技術(shù)相比有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：（1）人耳識(shí)別相比于虹膜識(shí)別方法其人耳圖像的獲取更加便捷。（2）和人臉識(shí)別方法比較，人耳獲取的圖像要小很多，相應(yīng)顏色也比較一致，因此對(duì)數(shù)據(jù)的處理量更小，更方便。另外，人耳識(shí)別方法不像人臉識(shí)別會(huì)因臉部化妝、表情等變化而受到影響。（3）相比指紋識(shí)別接觸式的獲取方式，人耳圖像非接觸式的采集方法更容易讓人接受。

5.7紅外溫譜圖

由紅外設(shè)備獲取能夠反映人身體各個(gè)部位熱量值的圖像稱為溫譜圖。獲取溫譜圖的方法和拍攝普通照片的方法類似，它的采集是非接觸式的，非常隱蔽的，更不具侵犯性，所以它的可接受性是比較高的。然而人體的溫譜值不是恒定不變的，它會(huì)受外界環(huán)境的變化而發(fā)生變化。

5.8基因識(shí)別

基因識(shí)別的特點(diǎn)簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是唯一性、強(qiáng)識(shí)別性和防偽。但是它最大的優(yōu)點(diǎn)也是最讓人擔(dān)憂的，因?yàn)樵谥谱鳌盎蛏矸葑C”時(shí)可以測(cè)出這個(gè)人基因有哪些缺陷，有哪些疾病易感基因等，這些都涉及到個(gè)人隱私和倫理上的問(wèn)題。所以基因識(shí)別的可接受性還有待商榷。目前基因識(shí)別是在特定實(shí)驗(yàn)室完成的，耗時(shí)較長(zhǎng)，和其它生物特征識(shí)別技術(shù)比起來(lái)在便利性和及時(shí)性方面是處于劣勢(shì)的。

6基于行為特征的生物特征識(shí)別技術(shù)

6.1簽名識(shí)別

簽名被認(rèn)為是身份識(shí)別的最廣泛的行為特征之一，是人類最常見(jiàn)的確認(rèn)他們的身份的社會(huì)和法律認(rèn)可的方式之一。相關(guān)的寫作習(xí)慣是在兒童時(shí)期養(yǎng)成的，它們主要受視覺(jué)知覺(jué)、協(xié)調(diào)、靈巧、成長(zhǎng)、寫作系統(tǒng)、社會(huì)關(guān)系、寫作頻率、教育和民俗等幾個(gè)參數(shù)的影響[1]。因此一個(gè)人的簽名不是一生中都固定不變的，這為簽名識(shí)別的準(zhǔn)確率提高了難度。

6.2步態(tài)識(shí)別

步態(tài)識(shí)別在生物特征識(shí)別技術(shù)研究中算是起步較晚的，目前基于步態(tài)的身份識(shí)別還只是起步階段。和人臉識(shí)別不同的是，步態(tài)識(shí)別不只是采集到人臉圖像就行，它是要采集到步態(tài)圖像的序列，因此它處理的數(shù)據(jù)量比人臉識(shí)別要大很多，應(yīng)用到的算法也復(fù)雜許多。步態(tài)識(shí)別的采集裝置只需要一個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭就行，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。它對(duì)采集的距離要求比人臉識(shí)別低，只要能看清走路的姿態(tài)就行，甚至可以背離攝像機(jī)，這是人臉識(shí)別所不能的；另外它也不需要像人臉識(shí)別那樣具備較好的光照條件，因此使用起來(lái)較為方便。

6.3聲音識(shí)別

聲音識(shí)別與其他生物特征相比優(yōu)勢(shì)在于：（1）聲音提取方便，可在不知不覺(jué)中完成，可接受性強(qiáng)。（2）獲取聲音的設(shè)備簡(jiǎn)單方便，比如麥克風(fēng)，價(jià)格相對(duì)比較低廉。（3）和其它生物特征身份識(shí)別相比可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程身份辨認(rèn)，比如通過(guò)手機(jī)或麥克風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄。當(dāng)然聲音識(shí)別也有一些缺點(diǎn)：（1）聲音在人不同的年齡或是身體狀況、情緒等情況下獲取會(huì)有所差別。（2）不同的采集設(shè)備或采用不同的信道對(duì)聲音識(shí)別也會(huì)有影響。（3）環(huán)境噪音對(duì)識(shí)別有于擾。（4）混合說(shuō)話情形下，人的聲音特征不易提取。（5）同一個(gè)人的磁帶錄音也能欺騙語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。

7總結(jié)

在上述生物特征識(shí)別技術(shù)中，每種識(shí)別技術(shù)都各自有優(yōu)缺點(diǎn)，在應(yīng)用上難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。所以，在一些安全等級(jí)要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中，往往會(huì)采用兩種甚至多種生物特征識(shí)別技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證[2]。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，生物識(shí)別將擁有更為廣闊的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1]曾曉云.基于探測(cè)網(wǎng)格的離線簽名認(rèn)證方法[J].現(xiàn)代信息科技,2019,3(23):90-92.