長白山區(qū)月見草種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長分析

長白山區(qū)月見草種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長分析

宋金枝1，楊允菲2，董雪1，郝久程1，孟慶華3

(1.通化師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化134002；2.東北師范大學(xué)草地研究所

植被生態(tài)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林 長春130024;3.吉林省乾安縣第七中學(xué)，吉林 松原 131400)

摘要:采用大樣本隨機(jī)挖取單個(gè)植株的調(diào)查和測定方法，分析了長白山區(qū)月見草種群構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及生長規(guī)律.結(jié)果表明，在籽實(shí)乳熟期，月見草種群構(gòu)件是由根、莖、葉、果實(shí)組成，月見草各構(gòu)件之間有密切的相關(guān)關(guān)系，株高和穗長、果實(shí)數(shù)量之間均為線性函數(shù)的同速生長規(guī)律；其決定系數(shù)R2為0.6592～0.7366之間，月見草各構(gòu)件生物量及整株生物量之間有密切的相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)其相關(guān)程度最佳的也為線性函數(shù)，其決定系數(shù)R2為0.7389～0.9958.

關(guān)鍵詞:月見草；構(gòu)件；生長分析；同速生長

DOI:10.13877/j.cnki.cn22-1284.2015.10.004

收稿日期：2015-05-10

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金“東北草原堿班極端生境兩種廣布無性系禾草的趨異適應(yīng)機(jī)理”(31472134)

作者簡介：宋金枝,女,吉林梅河口人,教授.

通訊作者：楊允菲,女,教授,博士生導(dǎo)師.

中圖分類號：Q948文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

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(gè)新的研究領(lǐng)域.構(gòu)件是指具有多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的并相互聯(lián)結(jié)的重復(fù)單元[1-2]. 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(shí)，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)[3-5].

月見草(OenotherabiennisL.)為柳葉菜科、月見草屬植物.月見草又稱待霄草、山芝麻、野芝麻、夜來香、晚櫻草，適應(yīng)性強(qiáng)，耐酸耐旱，北方為一年生植物，是比較重要的藥用植物，可調(diào)節(jié)血液中類脂物質(zhì)，對高膽固醇、高血脂引起的冠狀動(dòng)脈梗塞、粥樣硬化及腦血栓等癥有顯著療效[6].目前，有關(guān)月見草油的開發(fā)和利用所開展的研究較多[7]，但有關(guān)月見草構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長規(guī)律的研究尚無報(bào)道，本文對月見草種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及其生長進(jìn)行了定量分析，以揭示其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生長規(guī)律，為月見草的高效利用和人工栽培管理提供更為可靠的理論依據(jù).

1研究區(qū)自然概況與研究方法

1.1研究區(qū)概況

通化市位于吉林省東南部長白山區(qū),西鄰遼寧省,南與朝鮮隔鴨綠江相望.地處于東經(jīng)125°10′～126°44′,北緯40°52′～43°03′.屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫4.1～6.5℃ ,最高氣溫為37.7℃,最低氣溫為-41.8℃ ,年日照時(shí)數(shù)2 200～2 884h,無霜期105～160d,冬季長達(dá)5個(gè)月，嚴(yán)寒而干燥，夏季炎熱而短促，氣候的基本特征是高溫、平溫、低溫周期性明顯.

1.2研究方法

2013年7月中下旬，在月見草的籽實(shí)乳熟期，選擇通化市周邊地區(qū)月見草分布的典型地段，采用大樣本隨機(jī)挖取單個(gè)植株的方法，隨機(jī)挖取31棵大小不等的植株，去除根部泥土并編號，回室內(nèi)逐一測定其株高、穗長及果實(shí)個(gè)數(shù)，并將植株各構(gòu)件分離，分別用Sartorius BA210s型電子天平測定其鮮重，待風(fēng)干后再測定其干重(生物量).

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)和冪函數(shù)3種函數(shù)中相關(guān)性最高的函數(shù)作為其生長分析的定量刻畫模型[8].

2結(jié)果與分析

2.1構(gòu)件結(jié)構(gòu)及其數(shù)量特征

月見草的構(gòu)件結(jié)構(gòu)包括：根、莖、葉以及果實(shí).表1是調(diào)查的31株月見草各構(gòu)件的數(shù)量特征，其中各數(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)差是反映樣本變異的絕對數(shù)量指標(biāo)，變異系數(shù)是反映樣本變異的相對數(shù)量指標(biāo)[9-10].由表1可知，月見草穗長占株高6.91%～31.76%,株高變異系數(shù)是29.6%，穗長的變異系數(shù)42.3%，果實(shí)數(shù)量變異系數(shù)61.8%，均屬于中等變異，其中果實(shí)個(gè)數(shù)的變異范圍大一些，從相對數(shù)量指標(biāo)變異系數(shù)來看，整株、葉、根、莖的干重和鮮重的變異系數(shù)都大于100%，所以均屬于強(qiáng)變異.

表1　月見草構(gòu)件的數(shù)量特征(n=31)

圖1　月見草株高、穗長和果實(shí)數(shù)量觀測值及擬合曲線

圖2　月見草各構(gòu)件及整株生物量觀測值及擬合曲線

2.2月見草株高、穗長和果實(shí)數(shù)量之間的相關(guān)性分析

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，月見草株高、穗長和果實(shí)數(shù)量之間有密切的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度最佳的均為線性函數(shù)(圖1)，其決定系數(shù)R2為0.6592～0.7366之間，說明株高、穗長和果實(shí)數(shù)量，不僅受遺傳因素的影響，同時(shí)也受環(huán)境因子的影響，具有一定的生態(tài)可塑性.從圖1的擬合方程(y= bx+a)的參數(shù)可以看出，當(dāng)月見草株高長到14.77cm(y=0)以上時(shí)才開始長出穗，隨著株高的增加，穗長以株高的23.27%的比率增加；當(dāng)株高長到45.5 cm以上時(shí)果實(shí)開始成型，果實(shí)的數(shù)量也是隨著株高的增加以線性函數(shù)形式增長；當(dāng)穗長長到4.4cm以上時(shí)果實(shí)開始成型，果實(shí)的數(shù)量也是隨著穗長的增加以線性函數(shù)形式增長. 株高、穗長和果實(shí)數(shù)量之間具有同速生長規(guī)律，但因?yàn)閎值不同，所以隨著株高的增加，穗長和果實(shí)數(shù)量，以不同的比例以線性函數(shù)形式增加.

2.3月見草各構(gòu)件生物量及整株生物量的相關(guān)性分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，月見草各構(gòu)件及整株生物量之間有密切的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)程度最佳的均為線性函數(shù)(圖2)，其決定系數(shù)R2為0.7389～0.9958之間.整株生物量與各構(gòu)件的生物量之間的函數(shù)參數(shù)可以表明，隨著整株生物量的增加，各構(gòu)件生物量按一定的比例增加，其決定系數(shù)R2分別為0.9958、0.8810、0.9415，表明整株生物量與各構(gòu)件的生物量之間的關(guān)系受環(huán)境因子的影響極小，主要是由遺傳因素所決定.也就是說，莖生物量的99.58%是隨著整株生物量的增加呈線性函數(shù)形式增加的，根生物量的88.1%是隨著整株生物量的增加呈線性函數(shù)形式增加的，葉生物量的94.15%是隨著整株生物量的增加呈線性函數(shù)形式增加的；月見草構(gòu)件根、莖、葉生物量之間也有一定的關(guān)系，其相關(guān)程度最佳的均為線性函數(shù)，其決定系數(shù)R2>0.7300，表明各構(gòu)件生物量具有同速生長規(guī)律，同時(shí)受隨機(jī)環(huán)境的影響相對較小.

3討論

變異系數(shù)是表示離散程度的，是標(biāo)準(zhǔn)差和相應(yīng)平均數(shù)的比值.雖為百分?jǐn)?shù)，可以大于1，也可以小于1.一般來說變異系數(shù)>100%屬于強(qiáng)變異，介于10%和100%之間的屬于中等變異，小于10%的屬于弱變異.從月見草構(gòu)件數(shù)量特征上看，月見草株高、穗長屬于中等變異，整株、葉、根、莖的干重和鮮重的變異屬于強(qiáng)變異.

同速生長型和異速生長型是植物生長過程中幾何形狀變化的兩種模式.同速生長型往往表現(xiàn)在數(shù)量性狀間的關(guān)系為直線函數(shù)形式,而異速生長型數(shù)量性狀間的關(guān)系為曲線函數(shù).月見草種群構(gòu)件在生長過程中，表現(xiàn)出同速生長規(guī)律.

在植物各特征的生長分析研究中，R2為擬合方程的決定系數(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[11].在本研究的月見草各構(gòu)件的生長規(guī)律中，決定系數(shù)R2為0.6592～0.9958，可見月見草各構(gòu)件的生長，受到遺傳因子的影響較大，說明月見草受環(huán)境影響較小，但有一定的生態(tài)可塑性[12].

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(責(zé)任編輯:陳衍峰)