中国蒲公英属分组问题研究

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1、中国蒲公英属分组问题研究太原师范学院生物系012班段慧源指导教师翟大彤内容提要：本文以《中国植物志》等有关资料对蒲公英属植物的描述为依据，选取蒲公英的叶、花、果实等器官的性状，利用多元数据分析中的数量聚类分析方法进行了比较研究，试图解决《中国植物志》未能解决的疑难种归组问题。聚类分析的结果显示，中国蒲公英属植物可以分为4组，分别为：光果蒲公英组（Sect.GlabraDahlst）、大角蒲公英组(Sect.MacrocornutaV.Soest)、亚洲蒲公英组(Sect.SinensiaV.Soest)、大头蒲公英组(Sect.Calant

2、hodia(Dahlst.)R.Doll，其中光果蒲公英组又可分为5个亚组，大角蒲公英组分为6个亚组，大头蒲公英组分为4个亚组。关键词：蒲公英聚类分析比较研究1、前言蒲公英属植物约有2000种，广泛分布与全世界，大部分产于北温带，少数产于热带南美。据不完全统计，我国约有100种，广布于东北、华北、西北、华中及西南各省区。从蒲公英的发现到现在，国内外植物学家对它组的划分有不同的看法。苏联植物学家B.K.Schischkin对苏联蒲公英属植物进行了研究，在《苏联植物志》第29卷中采用了Hand-Mazz建立了9个组，而在Taraxaca组中又确

3、定出8个亚组。《欧洲植物志》蒲公英的作A.J.Richards用数值分类学的手段,将在欧洲发表的1200种蒲公英归成了40个组。《捷克植物志》蒲公英的作者JanKirschner&JanStepanek把蒲公英属的植物划分为48个组。《德国植物志》蒲公英的作者R.Doll又把蒲公英属的植物划分为23组，其中ArcticaDahlst组分为2个亚组，MongdicaDahlst组分为4个亚组，SpectabiliaDahlst组分为3个组，AlpinHagl组分为2个亚组Tibetana组分为6个亚组Erythrocarpa(H.-M.)组分

4、为2个亚组。葛学军、翟大彤在《中国植物志》第八十卷第二分册中记述了77种蒲公英，将其分为15个类群，还剩7个存疑种和8种不能确定分组位置的蒲公英。鉴于目前蒲公英属分组意见不一，大组与小组有较大争议，《中国植物志》对组的划分尚不完善。作者利用多元统计分析中的数量聚类分析法进行比较研究，试图就解决蒲公英组的划分及确定中国各种蒲公英分组位置进行尝试。2、研究方法2.1概述数量分类的发展使之逐渐形成一个新的数学分支——分类分析。它通常包括三大类处理数据的多元分析方法：聚类分析（clusteranalysis）、排序分析(ordinationanal

5、ysis)、和判别分析(discriminatoryanalysis)，本文使用聚类分析方法。聚类分析或称群分析、点群分析、簇分析和簇群分析等。其中心思想是运用数学方法研究OTU（或性状）之间的亲疏程度，以此为依据将一批OTU（或性状）聚合为若干OTU组（或性状组），在数量分类中，对OTU的聚类分析称为Q型分析，它对矩阵中不同行间各相同列的元素进行比较；对性状的聚类分析则称为R型分析，它对矩阵中不同列间各相同的元素进行比较。本文选取18个单位性状对中国蒲公英属植物的各个OUT进行Q型聚类分析。聚类分析的方法主要有聚合法（joining），分

6、裂法（splitting）加入法（adding）等，本文7主要运用聚合法，即首先视每个OTU为一类，然后将关系最接近的两个合并为一个新类；将这个新类与其它类放在一起，再将关系最接近的两类合并成一个新类；如此类推，最后使的OTU归为一类为止。在具体的分类过程中,由于占有资料或见解的不同造成同一OTU在不同的分类系统中位置不一致的情况是十分自然。但是在同一系统中,目前只有使用非重叠(non-overlapping)的分类方法，也即每个事物只能属于最后划分的某一类群，而不能同时属于其它类群，将事物集合在不同等级逐渐划分类群，结果可能形成树状结构的

7、方式，这种分类方式称为等级的(hierarchical)或系统的(systematic)分类，在分类中是根据多个特征或属性的综合性质对事物进行分类处理的方式就是多元的(polythetic)，多元分类中对不同特性或属性平等对待称为不加权的(unweighted)，本文所用的分类主张和方法在形式上主要为多元不加权的，系统非重叠的聚合分类法。2．2数据标准化原始数据由于来源不同,因此度量标准(量纲和单位)也不同,因为这些差别可能会导致量纲或单位较大的量的变化掩盖了量纲或单位较小的量的变化。鉴于各种性状的作用和变化的混淆将进一步影响分类运算的结果

8、。因此，数量分类工作必须对性状重新标度(scaling)，也就是对原始数据距阵进行标准化(standardization).。数据标准化的方法主要有总和标准化(sumstanda