短柄乌头为毛茛科乌头属多年生草本植物，其块根中药上又称雪上一枝蒿。主要分布于云南东北部和西北部、四川西南部等省区，云南是其分布中心。短柄乌头性温，味苦、辛，有剧毒，能祛风除湿，消炎镇痛，用于风湿骨痛，跌扑肿痛及牙痛等症，疗效显著。由于短柄乌头的块根含雪上一枝蒿甲素等多种生物碱，民间用于治疗风湿疼痛、跌打损伤、镇痛等。目前短柄乌头用药完全依赖采挖野生资源，由于滥采滥挖，加之森林砍伐，使其生存环境受到破坏。另外受自然气候影响及本身自然繁殖力等因素影响，资源总量急剧下降，已被列为国家珍稀濒危保护植物，载于《中国植物红皮书》中。　　本论文以云南、四川10个短柄乌头种群为材料，以保护生物学为核心，对短柄乌头开展了生物学特性、种群生态学、解剖生态学、细胞学和繁殖生物学等方面的研究工作。以期对植物物种的生物学研究思路进行探讨，摸索濒危植物保护生物学的研究方法，同时为短柄乌头的保护和可持续利用提供有价值的基础性资料。　　1、短柄乌头的生物学特性及形态变异研究　　短柄乌头在自然条件下，种群数量增长以种子行有性繁殖为主。该物种虽然开花、结实正常，但种子有较长的胚后熟过程，加上较低的种子传播效率，实生苗在种群中只占很少比例。成年植株的花芽在七月开始分化，8-9月开花，11月种子成熟，完成生活史，个体生命周期可长达10余年。短柄乌头种群较小，分布在狭小、呈片断化的特殊生境中，生态幅极其狭窄，基本限于在高寒、冷凉的陡坡生长。土壤和群落小气候是限制其分布的主要因素。短柄乌头资源生于海拔3000米以上高寒、紫外线强的高山草甸，野生种群已极为罕见，种质资源的保护刻不容缓。　　对云南、四川10个种群的20个性状的变异式样进行了研究。对10个种群的形态变异系数进行横向比较后发现:营养性状的变异系数集中分布在6.0％～25.0％之间，平均CV值为14.35。就变异系数来看，总的变异幅度为:中部叶柄长＞上部叶柄长＞株高。生殖性状的变异系数集中分布在5.0％～55.0％之间，平均CV值为21.28，总的变异幅度为:花序长＞小花数＞盔萼宽。生殖性状的平均CV值(21.28)比营养性状平均CV值(14.35)大，表明生殖性状有较大的变异幅，都容易受到外界环境的影响。　　2、解剖生态学研究　　短柄乌头的根从纵切面上看，南皮层、韧皮部、形成层以及木质部构成。韧皮部宽广，筛管群不规则散布于韧皮部当中;木质部于形成层内侧，多排列成倒圆锥形或倒八字形、V字形，木质部脊为六原型。短柄乌头植物的叶片由表皮、叶肉和叶脉构成，上下表皮细胞从纵切面上看，排列整齐，呈近长方形扁平状，具较厚的角质层;短柄乌头叶为异面叶，叶肉组织分化明显，栅栏组织与海绵组织界限明显;栅栏组织发达，海绵组织占据的横切面面积较大，有较大细胞空隙，通气组织异常发达。叶肉内气腔大而明显。　　短柄乌头的气孔器为不定型，即围绕保卫细胞的副卫细胞与表皮细胞无区别，这是毛莨科植物气孔器的典型类型。短柄乌头上、下表皮细胞的表面观以无规则形、垂周壁波状为主。上表皮均无气孔，下表皮具密集的气孔。从解剖特征来看，短柄乌头在根、叶各器官的结构、功能上这些特征都说明了短柄乌头植物生于高海拔高山草甸的生物学特性和对高寒、冷凉生境的生态学要求。　　3、种群生态学研究　　以不同生境分布区的短柄乌头为研究对象，分析它的种群生态学及其生态适应特性。对不同海拔生境的短柄乌头群落进行了研究。结果表明:组成短柄乌头群落的植物共28种，隶属23属19科，含有种类数最多的科是菊科。从各样地植物重要值排序知，短柄乌头在这三个代表性群落中不发挥重要作用。总体上说短柄乌头种群的分布格局类型为集群分布，种群聚集尺度多为8m2，当年生植株种群聚集强度高于多年生种群，整个种群分布格局的演化趋势趋向于高聚集强度的集群分布。短柄乌头的集群分布格局的形成，与人类活动、自身的生物学及种群所依存的环境因素有关。因此，在短柄乌头的保护策略上，应当首先保护其自然分布区的生境。　　4、生殖生物学研究　　对云南东北部会泽县两个不同海拔地点(绿荫塘，3080 m和小公窑，3480 m)的短柄乌头的传粉生态学进行了比较研究。研究结果表明高海拔居群的单花花期、雄性期持续时间、雌性期持续时间比低海拔长。熊蜂是短柄乌头的主要传粉昆虫，熊蜂取食花蜜为主，在同一个花序上的访问顺序以由下向上为主。低海拔居群的熊蜂访花频率高于高海拔居群，但自然状态下两个居群的结实率并没有显著差异。短柄乌头种子初级散布距离在距植株50-60cm区域种子数目最多，随面积的增加而减少，种子特征使其漂浮能力很强。短柄乌头传粉生物学的研究，为分析短柄乌头的居群扩展受限、濒危机制提供理论依据。　　5、短柄乌头及近缘种的细胞学研究　　细胞学研究中，所观察报道的云南、四川省10个地区短柄乌头10个地理居群（会泽、东川、丽江、宁蒗、盐源、木里、巧家、鹤庆、云龙、剑川居群）均为二倍体，染色体基数均为X=8，不同居群染色体形态变异较大。所研究的10个居群出现9种核型公式，9种核型公式分别为:2n=16=8m+4sm+4st（会泽居群）、2n=16=2m+10sm+4st（东川居群）、2n=16=12m+4st（丽江居群）、2n=16=12m+4sm（宁蒗、四川盐源居群）、2n=16=14m+2sm（木里居群），2n=16=8m+8sm（鹤庆居群）、2n=16=4m+10sm+2st（巧家居群）、2n=16=4m+6sm+6st（云龙居群）、2n=16=14m+2sm（剑川居群）。其中只有2个居群核型公式相同为:2n=16=12m+4sm(宁蒗和盐源居群)。四川木里居群属Stebbins的1A型，丽江、宁蒗、四川盐源、鹤庆、巧家、剑川居群属2B型，会泽、东川、云龙居群属3B型;各项染色体参数表现出较高的不对称性，核型比较不相近。铁棒锤核型公式为2n=16=8m+8sm，展毛短柄乌头为2n=16=10m+6sm，核型类型都是属于Stebbins的2B型。核型公式变异、核型不对称系数、核型不对称指数并没有显示出清晰的、对应的地理分布。10个短柄乌头居群中也没发现三倍体，短柄乌头的选育还需进一步研究。　　6、短柄乌头种子萌发特性的研究　　针对短柄乌头野生资源受到严重破坏的情况，本文主要研究了浸种时间、温度、光照、植物激素等因素对其种子萌发的影响。试验结果表明，自然状态下短柄乌头种子萌发率和萌发势低，而经后熟、赤霉素、低温和生长素处理后种子萌发率和萌发势显著提高，而有无光照对短柄乌头种子萌发没有明显影响。短柄乌头种子具有休眠现象;激素及低温贮藏对打破种子的休眠具有重要作用。48h是较合适的浸种时间。短柄乌头种子萌发的最适温度为15-20℃。25℃以上的温度则抑制种子萌发。GA和NAA可以极显著的提高发芽率和发芽势。光照条件下，100mg/L的GA浸泡16h，是最佳的处理浓度;而200 mg/L的NAA处理16h的种子发芽率和发芽势均极显著高于对照。短柄乌头种子萌发特性的研究是其种质资源保存与引种栽培过程中的关键性工作。