紫紅秋葉色木槭優(yōu)良觀賞種質(zhì)資源調(diào)查分析*

曹申全 張茂增 羅 也 張 鵬 楊 玲 沈海龍

東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 哈爾濱 150040

在世界眾多的紅葉樹(shù)種中，槭樹(shù)的秋葉獨(dú)樹(shù)一幟，極具魅力。其中，色木槭(Acer mono Maxim.)樹(shù)姿優(yōu)美，葉形秀麗，秋季葉漸變?yōu)榧t色或黃色、紫色，是槭樹(shù)中占首位的彩葉樹(shù)種，是我國(guó)北方、日本、韓國(guó)等地極其重要的秋色葉樹(shù)種［1-2］。

色木槭俗稱色木(東北)，又名五角楓、水色樹(shù)、地錦槭等，屬槭樹(shù)科(Aceraceae)槭樹(shù)屬(Acer Linn.)落葉喬木，高可達(dá)20 m［3］。其集中分布于我國(guó)東北小興安嶺和長(zhǎng)白山林區(qū)，在我國(guó)華北和長(zhǎng)江流域各省、朝鮮、俄羅斯遠(yuǎn)東和日本也有分布。色木槭有彎翅、大翅、岷山、三尖(金沙)、海島、毛萼、里光、粉綠、帝釋?shí){、赤、鬼色木槭等眾多變種或亞種［3-5］。據(jù)筆者項(xiàng)目組長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，張廣才嶺山地色木槭葉色、葉型變異豐富，其中秋季紫紅變色型紅葉期長(zhǎng)、觀賞性強(qiáng)，是極具開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的優(yōu)良鄉(xiāng)土彩葉樹(shù)種資源。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于色木槭的研究多數(shù)集中在分類與地理分布［3-5］、生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)、種子特性、育苗技術(shù)［6-9］、藥用價(jià)值［10］和天然種群特點(diǎn)［11-12］等，尚未見(jiàn)秋季紫葉變型資源調(diào)查方面的研究報(bào)道。國(guó)外關(guān)于色木槭的研究除了形態(tài)分類等研究［4］外，涉及種群密度、性形態(tài)和樹(shù)體大小對(duì)繁殖特性的影響［13］，樹(shù)液效用和收集［14-18］，基因材料超低溫保存［19］，林內(nèi)幼苗動(dòng)態(tài)［20］，葉物候和幼苗動(dòng)態(tài)［21-22］和SSR 分子標(biāo)記的開(kāi)發(fā)和在交配格局分析中的應(yīng)用［23-24］等。國(guó)外在槭樹(shù)開(kāi)發(fā)利用和選種育種方面已達(dá)到了較高的水平，如日本僅雞爪槭一種就培育出450 余個(gè)賞葉品種［25］。目前，國(guó)外已育出多種彩葉、斑葉槭樹(shù)，如北美紅楓和銀槭雜交已選育出十幾個(gè)優(yōu)良品種［26-27］。我國(guó)槭樹(shù)觀賞資源的開(kāi)發(fā)利用與國(guó)外相比有很大差異，栽種的種類僅占全國(guó)各種總數(shù)的1/4，而且目前大多數(shù)栽培的種類及用以選育的親本主要源于日本、歐洲和北美，這與我國(guó)是槭屬植物分布中心的地位是不相稱的［28］。加強(qiáng)色木槭等鄉(xiāng)土槭樹(shù)樹(shù)種種質(zhì)資源調(diào)查、引種馴化和品種選育工作是非常迫切和必要的。本研究對(duì)東北張廣才嶺地區(qū)色木槭紫紅葉色種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查分析，以期為東北鄉(xiāng)土色木槭彩葉資源的開(kāi)發(fā)和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的色木槭觀賞品種的培育提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 調(diào)查地概況與調(diào)查方法

1.1 調(diào)查地概況

調(diào)查地點(diǎn)以位于黑龍江省五?？h境內(nèi)的張廣才嶺中西南部為主，兼顧張廣才嶺東坡、中部、北部地區(qū)。張廣才嶺屬于長(zhǎng)白山山脈的支脈，地處溫帶，氣候冬暖夏涼，雨量充沛，年降雨量520 ～730 mm。地帶性植被為紅松闊葉林，分布有紅松、紅皮云杉、沙松、冷杉、水曲柳、黃菠蘿、胡桃楸等珍貴喬木樹(shù)種。由于各種破壞和建設(shè)因素作用結(jié)果，該區(qū)原始闊葉紅松林僅見(jiàn)于幾塊母樹(shù)林和森林公園，其余深山區(qū)還保留一些過(guò)伐林，淺山區(qū)則基本上是次生林和退化灌叢。該區(qū)分布有槭樹(shù)科槭樹(shù)屬樹(shù)種7種，其中色木槭是紅松闊葉林及其衍生而來(lái)的過(guò)伐林和次生林中具有標(biāo)志意義的伴生樹(shù)種之一，是該地區(qū)分布的槭樹(shù)屬樹(shù)種中應(yīng)用價(jià)值最大、最有開(kāi)發(fā)利用前景的樹(shù)種。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 資源調(diào)查

采用踏查和典型地帶樣線調(diào)查相結(jié)合方式進(jìn)行。首先通過(guò)踏查，走訪確定黃葉、橘紅葉、深紫葉等變色類型的分布狀況和深紫紅變色類型分布的優(yōu)勢(shì)區(qū)域;之后在優(yōu)勢(shì)區(qū)域選定典型林分，設(shè)定100 m樣線，在樣線一側(cè)30 m 范圍內(nèi)(即100 m×30 m 樣地)調(diào)查確定所有色木槭樣木的秋葉變色類型。

1.2.2 性狀穩(wěn)定性

采用定株連年觀測(cè)、種群數(shù)量調(diào)查和播種育苗相結(jié)合的方法對(duì)秋季紫紅葉變色類型性狀穩(wěn)定性進(jìn)行初步鑒定。定株連年觀測(cè)對(duì)2006年秋天選定的4株秋季紫紅葉變色色木槭樣木在每年的9月中旬至10月中旬進(jìn)行3 ～4 次觀測(cè)，記載其變色開(kāi)始期、全變期、枯死凋落期和年際間性狀一致性。種群數(shù)量調(diào)查就是根據(jù)踏查結(jié)果結(jié)合樣線調(diào)查，確定具有秋季紫紅葉變色類型分布的種群數(shù)及種群內(nèi)個(gè)體數(shù)。播種育苗就是通過(guò)在初選樣木上采種后進(jìn)行播種育苗，通過(guò)其子代播種苗秋季葉色表現(xiàn)來(lái)檢測(cè)親本秋季葉色的遺傳表現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 色木槭秋季葉變色類型及其基本特征

根據(jù)2006年以來(lái)歷年踏查和觀察結(jié)果與2012年樣線調(diào)查結(jié)果，確定張廣才嶺山地色木槭秋季葉變色類型有全樹(shù)紫紅、全樹(shù)橘紅色(黃紅色)、全樹(shù)黃色(鮮黃色)，另外還可以見(jiàn)到冠頂紅冠下黃的類型，但年度間不穩(wěn)定，尚需進(jìn)一步觀察。

2.1.1 紫紅色秋葉類型

全樹(shù)冠的葉子在秋季均變?yōu)樽霞t色(或深紅色)，在林內(nèi)和林冠下同樣變色。群葉和整樹(shù)的觀賞性更強(qiáng)。在整個(gè)森林背景下，紫紅葉植株非常鮮艷，具有很大的震憾性。多數(shù)紫紅變?nèi)~類型的葉片呈現(xiàn)近革質(zhì)的質(zhì)地，少數(shù)為紙質(zhì)質(zhì)地。變色初期首先在葉面上出現(xiàn)斑點(diǎn)狀紅斑，很快就會(huì)變成全葉深紅色。該類型的變色時(shí)間較早，張廣才嶺地區(qū)依據(jù)每年氣候情況不同，一般在9月中下旬變色，10月中下旬呈現(xiàn)死亡狀態(tài)，觀賞期15 ～30 天。

2.1.2 橘紅色秋葉類型

全樹(shù)冠的葉子在秋季均變?yōu)殚偌t色(或淺紅色)，在林內(nèi)和林冠下同樣變色但稍淺。整樹(shù)的觀賞性較好。多數(shù)橘紅變?nèi)~類型的葉片呈現(xiàn)紙質(zhì)質(zhì)地，葉片相對(duì)較小。該類型的變色時(shí)間比紫紅類型稍晚，張廣才嶺地區(qū)依據(jù)每年氣候情況不同一般在9月下旬變色，10月上中旬呈現(xiàn)死亡狀態(tài)，觀賞期15 ～20 天。

2.1.3 黃色秋葉類型

全樹(shù)冠的葉子在秋季均變?yōu)辄S色，有鮮(亮)黃色和普通秋葉黃色的差別。前者葉片一般較大，較鮮亮，觀賞性好;后者葉片相對(duì)較小，無(wú)光澤，觀賞性差。多數(shù)黃色變?nèi)~類型的葉片呈現(xiàn)紙質(zhì)質(zhì)地。該類型的變色時(shí)間差異較大，張廣才嶺地區(qū)有的9月中下旬就變色，葉片有時(shí)在10月上旬就呈現(xiàn)死亡狀態(tài);有的要到10月上中旬才變色，之后在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)因?yàn)樘鞖庠蚨菟赖蚵洹?/p>

2.2 色木槭秋季紫紅葉色資源的種群數(shù)量

2012年10月上旬，分別在張廣才嶺西南部雪鄉(xiāng)公路70 ～110 km 處、中東部大林公路55 km 處、中部虎峰林場(chǎng)、北部方正和林口公路交界處等典型地點(diǎn)設(shè)置100 m 樣線(100 m × 30 m 樣地)55 條(塊)，調(diào)查結(jié)果表明，在張廣才嶺地區(qū)，紫紅秋葉色木槭種群數(shù)量非常少，調(diào)查的55 條樣線中，有紫紅秋葉類型的樣線只有4 條，占總樣線數(shù)的7%;4 個(gè)有該類型的樣線中，比例最高的僅占32%，最低的只有7%;淺紅秋葉類型樣線比例雖然也占7%，但個(gè)體數(shù)量更少，高的僅占7%，低的僅有2%;絕大多數(shù)的秋葉類型還是黃色。

從地區(qū)分布來(lái)看，秋季紫紅葉色類型僅限于位于黑龍江省五常市境內(nèi)的張廣才嶺中西部地區(qū);在中東部的海林市境內(nèi)、中部的尚志市境內(nèi)、北部的方正縣和林口縣交界處均未發(fā)現(xiàn)秋季紫紅葉色類型，只發(fā)現(xiàn)了少量的淺紅葉色類型，基本上都是黃色葉色類型。盡管如此，秋季紫紅葉色類型還是有一定的種群數(shù)量的。本次調(diào)查中，我們?cè)谥形鞑空{(diào)查地點(diǎn)的2 個(gè)比較集中的色木槭種群中就定位了50 株具有典型秋季紫紅葉色性狀的色木槭樣木。

2.3 紫紅葉色親本子代苗期秋季葉色表現(xiàn)

2011年秋季發(fā)現(xiàn)有3 株紫紅葉色類型有少量結(jié)實(shí)，采集種子并經(jīng)過(guò)低溫層積催芽處理后，2012年進(jìn)行了播種育苗。在獲得的苗木中，發(fā)現(xiàn)秋季紫紅葉色類型占20%，淺紅葉色類型占13%，黃色葉色類型占67%。這說(shuō)明秋季紫紅葉色類型親本經(jīng)自由授粉的后代有部分個(gè)體能夠遺傳親本的葉色性狀。

3 結(jié)論與討論

中國(guó)雖然是世界槭樹(shù)的現(xiàn)代分布中心，槭樹(shù)種類占世界全部種類的3/4，但是我國(guó)對(duì)槭樹(shù)的觀賞價(jià)值的開(kāi)發(fā)和優(yōu)良觀賞品系的選育研究卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、加拿大、美國(guó)和歐洲等國(guó)家和地區(qū)，眾多優(yōu)良槭樹(shù)觀賞資源仍在山中孤芳自賞。色木槭是我國(guó)鄉(xiāng)土樹(shù)種，是喬木樹(shù)種，在我國(guó)園林綠化中雖然很早就有應(yīng)用，而且近年來(lái)越來(lái)越受重視;但是目前還基本上是野生狀態(tài)的原始利用，沒(méi)有有針對(duì)性地選育研究和選育出的優(yōu)良新品系的應(yīng)用。筆者通過(guò)多年觀察研究發(fā)現(xiàn)了色木槭秋季紫紅葉色的變異類型，為優(yōu)良觀賞樹(shù)種種質(zhì)資源的選育和開(kāi)發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)自然狀態(tài)下色木槭秋季紫紅葉色類型雖然種群數(shù)量不多，但種群內(nèi)有一定的個(gè)體分布，而且經(jīng)筆者多年觀察確定的4 株秋季紫紅葉色樣木每年秋季都能穩(wěn)定變色，其中3 株樣木上采種培育出的子代苗木在人工栽培條件下仍有一定比例的苗木表現(xiàn)出秋葉紫紅變色的性狀。由此我們可以初步確認(rèn)，色木槭的這種秋葉紫紅變色類型的變異性狀是穩(wěn)定的、可以遺傳的，因此具有育種價(jià)值，值得進(jìn)一步深入研究。

［1］魚(yú)鳳玲.著名觀賞樹(shù)種:槭樹(shù)［J］.森林與人類，2002(5):40.

［2］楊昌煦，劉興玉.中國(guó)槭樹(shù)資源與觀賞利用［J］. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，20(1):67-71.

［3］鄭萬(wàn)鈞.中國(guó)樹(shù)木志:第4 卷［M］.北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2004.

［4］佐竹義輔，原寛，亙理俊次，等.日本の野生植物木本［M］. 東京:平凡社，1993.

［5］徐廷志.色木槭的變異式樣及其分類學(xué)［J］. 廣西植物，1992，12(3):229-234.

［6］李廣祥.色木槭、擰勁槭生長(zhǎng)分析及生長(zhǎng)階段劃分初探［J］. 吉林林業(yè)科技，2009，38(5):26-28.

［7］高風(fēng)華.色木槭開(kāi)花習(xí)性與幼果發(fā)育的觀察與研究［J］.吉林林業(yè)科技，2009，38(6):1-2，15.

［8］李廣祥，劉玉波.色木槭嫩枝扦插試驗(yàn)初報(bào)［J］.吉林林業(yè)科技，2004，33(3):9-11.

［9］顧地周，叢小力，姜云天，等.色木槭的組織培養(yǎng)與快速繁殖［J］.植物生理通訊，2008，44(2):314.

［10］王立青.色木槭葉中2 個(gè)新的保肝茋苷［J］.國(guó)外醫(yī)藥:植物藥分冊(cè)，2006(2):73.

［11］殷東生，張鳳海，山永清，等. 色木槭次生林種群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析［J］.林業(yè)科技，2011，36(6):19-22.

［12］殷東生，葛文志，張鳳海，等.色木槭天然次生林種群競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系研究［J］.植物研究，2012，32(1):105-109.

［13］Shibata M，Kikuchi S，Tanaka H，et al.Effects of population density，sex morph，and tree size on reproduction in a heterodichogamous maple，Acer mono，in a temperate forest of Japan［J］. Ecological Research，2009，24(1):1-9.

［14］Lee G S，Byun H S，Kim M H，et al.The beneficial effect of the sap of Acer mono in an animal with low-calcium diet-induced osteoporosis-like symptoms［J］.British Journal Of Nutrition，2008，100(5):1011-1018.

［15］Lee B D，Chung J S，Kwon D S. Analysis of site suitability of forest stands for extracting sap of Acer pictum var. mono using GIS and fuzzy sets［J］.Journal of Korean Forestry Society，2006，95(1):38-44.

［16］Lee K J，Park J Y，Park K H，et al.Chemical composition，nutritional value，and saponin content in the spring sap of Acer mono［J］.Journal of Korean Forestry Society，1995，84(4):415-423.

［17］Moon H S. Sap collection and major components of Acer mono for.rubripes native in Geoje［J］. Journal of Korean Forestry Society，2005，94(4):258-263.

［18］Park H S，Song W S，Na C S.Effect of growth and temperature on sap yield of Acer-mono in mt. Baekun area korea［R］.Research Report of the Forest Genetics Research Institute，1989，25:29-30.

［19］Park Y G，Kwon G S，Tay D. Cryopreservation for gene conservation of Acer mono max［J］.Propagation of Ornamental Plants，2005，5(2):78-83.

［20］Masaki T，Osumi K，Takahashi K，et al. Seedling dynamics of Acer mono and Fagus crenata:an environmental filter limiting their adult distributions［J］.Plant Ecology，2005，177(2):189-199.

［21］Seiwa K.Changes in leaf phenology are dependent on tree height in Acer mono，a deciduous broad-leaved tree［J］. Annals of Botany，1999，83(4):355-361.

［22］Park H S，Song W S，Na C S，et al.Growth characteristics of open-pollinated seedlings in Acer-mono max［J］. Research Report of the Forest Genetics Research Institute，1990，26:26-30.

［23］Kikuchi S，Shibata M. Development of polymorphic microsatellite markers in Acer mono Maxim［J］.Molecular Ecology Resources，2008，8(2):339-341.

［24］Kikuchi S，Shibata M，Tanaka H，et al.Analysis of the disassortative mating pattern in a heterodichogamous plant，Acer mono Maxim. using microsatellite markers［J］.Plant Ecology，2009，204(1):43-54.

［25］徐廷志.我國(guó)槭屬植物資源評(píng)價(jià)［J］.資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)，1988，4(4):51-54.

［26］Sibley J L，Ruter J M，Eakes D J. Growth periodicity for container-grown red and Freeman maple cultivars in AHS Heat-Zone 8［J］.Journal of Environmental Horticulture，1999，17(3):141-146.

［27］Mickelbart M V.Variation in leaf nutrient concentrations of Freeman maple resulting from canopy position，leaf age，and petiole inclusion［J］.HortScience，2010，45(3):428-431.

［28］李倩中，蘇家樂(lè)，陳尚平，等.江蘇省槭樹(shù)科植物的利用現(xiàn)狀與發(fā)展建議［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006(6):282- 284.