路邊青種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長規(guī)律分析

宋金枝，王占新，張硯凱，秦佳梅*

(1.通化師范學(xué)院，吉林 通化134001;2.集安市花甸鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，吉林 集安134200)

路邊青(Geum aleppicum Jacp.)為薔薇科多年生草本植物，以夏、秋兩季采收全草入藥，為中國藥典收錄藥材藍(lán)布正的基源植物之一。具益氣健脾，補(bǔ)血養(yǎng)陰，潤肺化痰之功效［1］。生于海拔300～1 000 m之間的山坡、林緣、草地、溝邊、路旁、河邊、灌叢、荒地及住宅附近［2］。植物種群構(gòu)件理論為植物種群生物學(xué)和植物種群生態(tài)學(xué)開辟了一個新的研究領(lǐng)域［3］。在植物的生長過程中，植物通過調(diào)節(jié)其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，同時植物各構(gòu)件的生長過程亦具有規(guī)律性。探討植物體各構(gòu)件的生長規(guī)律，了解植物生長發(fā)育過程中各構(gòu)件的變化和生長狀況并對其進(jìn)行定量刻畫，是深入研究植物適應(yīng)與進(jìn)化的基礎(chǔ)［4-5］。有關(guān)路邊青構(gòu)件結(jié)構(gòu)及其生長規(guī)律的研究尚無報(bào)道。本文以吉林省集安市陽岔溝野生路邊青為調(diào)查對象，分析路邊青種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長相關(guān)性，揭示其構(gòu)件的形成規(guī)律，并為構(gòu)件生物學(xué)理論的深入研究積累資料。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 集安市位于吉林省東南部，地理坐標(biāo)東經(jīng)125°45'-126°30'、北緯40°52'-41°35'。東南與朝鮮隔鴨綠江相望，北與通化縣、通化市、白山市毗鄰，西南與遼寧省寬甸、桓仁兩縣接壤。地處長白山南麓，長白山系的老嶺山脈由東北向西南橫貫全境，境內(nèi)山巒疊嶂，森林覆蓋率高達(dá)83.12%。最高點(diǎn)老禿頂海拔1 516 m，最低處涼水朝鮮族鄉(xiāng)楊木村海拔108 m。屬溫帶濕潤季風(fēng)氣候，全年日照時數(shù)為2 284 h。全市年平均氣溫7.5℃，年≥10℃活動積溫3 142℃，無霜期150 d以上，年降水量800～1 200。是典型的山區(qū)市，素有“吉林小江南”之美譽(yù)。

1.2 研究方法 2012年7月下旬，路邊青花盛期，在集安市陽岔溝林間路旁山坡，選擇路邊青分布的典型地段，采用大樣本隨機(jī)挖取單個植株的方法進(jìn)行取樣。取樣時，分別挖取30個大小不等的植株，去除根部泥土并編號。回室內(nèi)逐一測定其根長、根鮮重、根干重，株高、莖粗、莖干重、莖鮮重，基生葉長、基生葉寬、基生葉鮮重、基生葉干重，莖生葉長、莖生葉寬、莖生葉鮮重、莖生葉干重，花直徑、花及果實(shí)干重、花果實(shí)鮮重。其中各構(gòu)件長度用厘米尺測定，各構(gòu)件的干鮮重用Sartorius。BA210s型電子天平測定。計(jì)算各構(gòu)件占構(gòu)件總數(shù)的百分比。

1.3 數(shù)據(jù)處理 用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選擇線性函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對數(shù)函數(shù)4種函數(shù)中相關(guān)性最高的函數(shù)作為其無性系生長分析的定量刻畫模型［6］。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株數(shù)量特征及構(gòu)件的結(jié)構(gòu) 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析表1。各數(shù)量指標(biāo)的平均值代表樣本的整體水平，最大值和最小值反映樣本的實(shí)際范圍，標(biāo)準(zhǔn)差反映樣本變異的絕對數(shù)量指標(biāo)［7-8］。路邊青種群構(gòu)件由根、莖、基生葉、莖生葉、花和果實(shí)組成。在整體水平上，根干鮮重所占比例為21.71%、23.26%，莖的干鮮重占比例為20.82%、18.31%，花果的干鮮重所占比例為6.97%、6.68%，葉的干鮮重所占比例為 50.52%、51.76%占絕對優(yōu)勢。表明路邊青花盛期即藥材的收獲期，葉片構(gòu)成了路邊青種群構(gòu)件的主體。路邊青株高在30～67 cm之間，平均株高46.58 cm，標(biāo)準(zhǔn)差10.13最大，說明路邊青的株高不是集中在均值附近而是離散的，參差不齊的。

2.2 路邊青植株株高、莖直徑和莖生物量的生長規(guī)律 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，路邊青植株株高與莖生物量、莖直徑和莖生物量、莖直徑和莖鮮重之間有密切的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)的程度最佳的均為線性函數(shù)(圖1)，其確定系數(shù) R2分別為0.4943、0.4224 和0.5843。

表1 路邊青植株的數(shù)量特征及構(gòu)件結(jié)構(gòu)(n=30)

圖1 路邊青植株株高、莖直徑和莖生物量、莖鮮重的觀測值及擬合曲線

從圖1擬合方程的參數(shù)可以反映出，隨著株高和莖直徑的增加，路邊青莖的干鮮重呈線性函數(shù)增加。表明株高和莖直徑都與莖的干鮮重在增長速度上存在著差異，并具有同速生長規(guī)律。

2.3 路邊青葉片的生長規(guī)律 路邊青葉片構(gòu)件是由莖生葉和基生葉構(gòu)成。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，路邊青葉片鮮重與葉片長寬之間及葉片長與寬之間均有密切的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)程度最佳的函數(shù)不同(圖2)。從圖2的擬合方程反映出，路邊青莖生葉片隨著長度的增加，其葉片鮮重以線性函數(shù)形式增加，隨著莖生葉片寬度的增加，其葉片鮮重呈指數(shù)函數(shù)形式增加，莖生葉片長度與莖生葉寬度呈線性函數(shù)形式增加。路邊青基生葉片隨著長度的增加，其葉片鮮重呈指數(shù)函數(shù)增加，隨寬度的增加，其葉片鮮重呈線性函數(shù)形式增加，基生葉片長度與葉片寬的則以冪函數(shù)形式增加。說明路邊青葉片的生長遵循著不同的規(guī)律，不僅存在著同速生長規(guī)律，也有異速生長規(guī)律。

圖2 路邊青葉片鮮重與葉片長寬及葉片長與寬的觀測值及擬合曲線(n=30)

3 討論

路邊青廣泛分布林緣及山坡路旁。在花盛期，路邊青種群構(gòu)件由根、莖、基生葉、莖生葉、花及果實(shí)組成。在整體水平上，葉片(包括基生葉和莖生葉)占的比例最大，構(gòu)成了路邊青種群構(gòu)件的主體。從收獲藥材的產(chǎn)量指標(biāo)看，花盛期無論基生葉還是莖生葉均處于最佳生長狀態(tài)，認(rèn)為夏季采集優(yōu)于秋季。

異速生長指的是生物體的某一特征的相對生長率與第二種特征的相對生長率不相等;而同速生長則指的是這2種特征都以相同的比例增加［7］。本研究表明，路邊青株高與莖生物量之間、莖直徑和莖生物量、莖鮮重之間的相關(guān)的程度為線性函數(shù)，表現(xiàn)出同速生長規(guī)律。路邊青葉片的生長則遵循著不同的規(guī)律，不僅具有一致的同速生長規(guī)律，也有異速生長規(guī)律。在植物各特征的生長分析研究中，R2為擬合方程的確定系數(shù)，可用來估計(jì)遺傳因子的控制水平，而1-R2則體現(xiàn)隨機(jī)環(huán)境的影響水平［9］。路邊青各構(gòu)件的異速生長規(guī)律中，確定系數(shù) R2為0.3797～0.5771，在同速生長規(guī)律中確定系數(shù)R2為0.412～0.6067?？梢姡愤吳喔鳂?gòu)件的生長無論是異速的還是同速的，均受遺傳因子和環(huán)境因素雙重控制的，同時也體現(xiàn)出各構(gòu)件生長因環(huán)境影響而具有的生態(tài)可塑性［10］。

［1］衛(wèi)生部藥典委員會編寫組.中國藥典:1部［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，2010:329-330.

［2］嚴(yán)促鎧，李萬林.中國長白山藥用植物資源彩色圖志［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，1997:221-222.

［3］黎云祥，劉玉成，鐘章成.植物種群生態(tài)學(xué)中的構(gòu)件理論［J］.生態(tài)學(xué)雜志，1995，4(6):35-41.

［4］劉慶，鐘章成.無性系植物種群生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展及有關(guān)概念［J］.生態(tài)學(xué)雜志，1995，4(3):40-45.

［5］楊允菲，張寶田，李建東.松嫩平原人工草地野大麥無性系冬眠構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及形成規(guī)律［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24(2):268-273.

［6］田迅，楊允菲.西遼河平原不同生境草蘆種群分株生長的可塑性［J］.草地學(xué)報(bào)，2004，12(1):17-21.

［7］楊允菲，李建東.松嫩平原人工草地羊草和野大麥葉種群的趨同生長格局［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2003，12(5):38-43.

［8］祝廷成.羊草生物生態(tài)學(xué)［M］.長春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

［9］王俊煒，李海燕，楊允菲.溫帶地區(qū)4種園林灌木葉片的生長規(guī)律［J］.東北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，37(1):95-98.

［10］肖灑，王剛，李良.毛烏素沙地油蒿與楊柴異速生長模式及個體大小的種內(nèi)競爭調(diào)節(jié)［J］.中國沙漠，2003，23(1):67-72.