全 文 ：长白山区红刺玫花构件生物量的相关性分析
宋金枝 1 ,杨允菲2　(1.通化师范学院生物系 ,吉林通化 134002;2.东北师范大学草地研究所 ,吉林长春 130024)
摘要　[目的 ]进行红刺玫花构件结构及其生长规律的研究。 [方法 ]采用大样本、随机取样方法分析长白山区红刺玫花构件结构和不
同时间条件下红刺玫花构件的生长规律。 [结果]在不同时间红刺玫花生物量与花构件生物量之间以及花构件组分生物量之间均有着
密切的正相关关系 ,其相关程度最佳的均为线性函数 ,并且 b值均不相同 ,说明在不同时间红刺玫花构件生物量随着花生物量的增加在
增长速度上均存在着差异;花蕊和花托之和生物量随着花被生物量的增加在增长速度上也存在着差异;均存在表型可塑性 ,但相同的函
数变化蕴涵着不同时间它们具有相同的形成规律。 [结论]该研究可为红刺玫的高效利用和科学管理 ,以及栽培、建植红刺玫人工和半
人工灌丛提供理论依据。
关键词　红刺玫;花构件;生物量;相关性;表型可塑性
中图分类号　Q948　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)10-05204-02
CorrelationAnalysisofRosarugosaFlowersModularBiomassinChang-baiMountainArea
SONGJin-zhietal　(DepartmentofBiology, TonghuaTeachersColege, Tonghua, Jilin134002)
Abstract　[ Objective] TheresearchaimedtostudythestructureoffloralmodularanditsgrowthruleofRosarugosa.[ Method] Bigsamples
andrandomsamplingmethodwereusedtoinvestigatemorphaofR.rugosamodularbiomassandfloraldiameterwhichgrowedinChang-bai
mountainarea.[ Result] TheresultsshowedthattherewasapositivecorrelationbetweenflowerbiomassofR.rugosaandflowermodularbio-
mass, flowermodularcomponentbiomassofR.rugosaindiferenttimes.Thebestcorrelationwasthelinearfunctionandthereweredifferent
bvalues.Thisindicatedthatthereexisteddiferencesintheincreasingcoeficientsoftheflowermodularbiomasswiththeincreasingofflower
biomassofR.rugosaindiferenttimes.Andtherewerediferencesingrowingspeedinthecoeficientsofstamenandreceptaclebiomasswith
theflowerbiomassindiferenttime.Althecoeficientsofflowersandfloralenvelopehadformalplasticity, buttherewasasameformingrule
inthesamechangingoffunctionsindifferenttimes.[ Conclusion] Thisresearchcouldprovidetheoreticalbasisfortheeficientuseandscien-
tificmanagementofR.rugosaandfortheplanting, setupofman-madeandhalfman-madeR.rugosabushwood.
Keywords　Rosarugosa;FloralModular;Biomass;Corelation;PhenotypicPlasticity
作者简介　宋金枝(1966-),女 ,吉林梅河口人 ,硕士 , 副教授 , 从事种
群生态学研究。
收稿日期　 2010-01-05
　　红刺玫(玫瑰)(Rosarugosa)为蔷薇科(Rosaceae)蔷薇
属(Rosa)有刺落叶灌木 ,在东北主要是利用其耐寒 、花色艳
丽等特点作为园林绿化灌木 [ 1] 。研究红刺玫花构件结构及
其生长规律 ,对于园林绿化来说非常重要 ,目前关于红刺玫
的报道多数是对红刺玫的组织培养和快速繁殖方面的研究 ,
还未见关于红刺玫植物种群的花构件结构及其生长规律的
研究报道。开展红刺玫花构件结构及其生长规律的研究 ,认
识红刺玫花构件数量特征的定量关系及其表型可塑性 ,可为
红刺玫的高效利用和科学管理 ,以及进行栽培和建植红刺玫
的人工和半人工灌丛提供可靠的理论依据 [ 2-3] 。
1　研究地区自然概况
通化市位于吉林省东南部长白山区 ,西邻辽宁省 ,南与
朝鲜民主主义人民共和国隔鸭绿江相望。地处 125°10′～
126°44′E, 40°52′～ 43°3′N。通化市地处北温带 ,属大陆性
季风气侯 ,年平均气温 4.1 ～6.5 ℃,最高气温为 37.7 ℃,最
低气温为 -41.8 ℃,年日照时数 2 200 ～ 2 884 h,无霜期 105
～160 d,积雪期 90 ～ 110 d,年降水量 700 ～1 000mm。
2　研究方法
在通化师范学院校园内固定 10个红刺玫灌丛 ,作为研
究材料 ,从 2006年 6月 8日起每隔 4 d取一次样 ,每次随机
取 30朵红刺玫花作为样本。立即带回室内测量 ,将花瓣 、萼
片 、花蕊 、花托 、花柄分别取下 ,并放入写好编号的信封
中 [ 4-5] 。将写好编号并装有花构件的信封放入恒温箱 , 80 ℃
恒温烘至恒重 。用 SartoriusBA210s型电子天平测定花的生
物量和花构件的生物量 ,精确到小数点后 4位。用 EXCEL
软件和 SPSS13.0软件 ,对不同时间红刺玫花生物量及各构
件生物量进行相关分析 [ 6-7] ,分析不同时间红刺玫花的生长
规律。对于花生物量 、花被生物量 、花蕊和花托之和生物量
之间的关系 ,采用线性函数 、幂函数 、指数函数 3种函数分别
进行分析 ,选择相关系数最高的作为二者的定量描述
模型 [ 8-9] 。
3　结果与分析
3.1　红刺玫花构件结构及不同时间红刺玫花构件的数量特
征　红刺玫花构件由花被(包括花瓣和萼片)、花蕊(包括雄
蕊和雌蕊)、花托 、花柄 4个构件组成。不同时间红刺玫花构
件生物量的数量特征及其差异显著性检验结果见表 1。
表 1中最大值和最小值反映样本的实际范围;样本的平
均值代表该数量性状种群水平的数量指标;标准差反映样本
变异的绝对数量指标;代表该数量性状的变异幅度 ,标准差
越大 ,数据越分散 ,标准差越小 ,数据越集中;变异系数反映
样本的相对数量指标 [ 10] 。表 1说明不同时间各数量性状有
着共同的数量特征:花被生物量的变异系数均大于花蕊和花
托之和生物量变异系数 ,意味着在花的构件中物质积累这一
数量性状的变异幅度是花被大于花蕊和花托之和。用 LSD
法检验得 6月 8日和 6月 23日之间花生物量差异不显著 , 6
月 13日和 6月 18日之间花生物量差异不显著 ,其他时间之
间花生物量差异均达到显著水平。 6月 8日 、6月 13日 、6月
18日之间花被生物量差异不显著 ,其他时间之间花被生物量
差异均达到显著水平。 6月 8日和 6月 23日的花蕊和花托
之和生物量差异不显著 ,其他时间之间花蕊和花托之和生物
量差异均达到极显著水平。
3.2　不同时间红刺玫花构件生物量与花生物量之间以及花
构件组分生物量之间的关系　经统计分析 ,在不同时间红刺
玫花被生物量 、花蕊和花托之和生物量与花生物量之间以及
花蕊和花托之和生物量与花被生物量之间均有着密切的正
责任编辑　张彩丽　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(10):5204-5205, 5222
表 1　不同时间红刺玫花构件生物量的数量特征及其差异显著性检验
Table1　QuantitativecharactersandsignificancetestofthemodularbiomassofRosarugosaatdifferenttime
数量特征
Quantitativecharac-
ters
时间
Time
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
标准差
Standard
deviation
变异系数∥%
Varationcoefeicent
差异显著性
(α=0.05)
Significanceofdiference
花生物量∥g 06-08 0.283 0.819 0.523 0.159 30.4 a
06-13 0.411 0.918 0.642 0.152 23.8 b
06-18 0.424 0.880 0.597 0.145 24.3 b
06-23 0.340 0.704 0.453 0.092 20.3 a
花被生物量∥g 06-08 0.116 0.524 0.334 0.112 33.5 b
06-13 0.202 0.518 0.356 0.095 26.6 b
06-18 0.204 0.549 0.353 0.100 28.3 b
06-23 0.180 0.435 0.270 0.069 25.4 a
花托花蕊 06-08 0.062 0.284 0.190 0.059 31.1 a
生物量∥g 06-13 0.157 0.400 0.286 0.067 23.4 c
06-18 0.170 0.347 0.243 0.060 24.6 b
06-23 0.145 0.287 0.183 0.033 18.2 a
相关关系 ,其相关程度最佳的均为线性函数 ,即在不同时间
红刺玫花被生物量 、花蕊和花托之和生物量均随着红刺玫花
生物量的增加呈线性函数形式增长 。花被生物量与花生物
量相关系数 R值在 0.946 1 ～ 0.965 4,确定系数 R2 值在
89.51% ～93.2%,表明花被生物量与花生物量之间呈高度
正相关 ,相关性达到极显著水平 ,花被生物量总变异数的 89.
51% ～93.2%是由花被生物量与花生物量之间的线性函数
关系引起的 ,其余的变异是由环境因子和试验误差所造
成 [ 11-12] 。花蕊和花托之和生物量与花生物量相关系数 R值
在 0.793 3～ 0.919 0,确定系数 R2值在 62.94% ～ 84.45%,
表明花蕊和花托之和生物量与花生物量之间呈高度正相关 ,
相关性达到极显著水平 ,花被生物量总变异数的 62.94% ～
84.45%是由花被生物量与花生物量之间的线性函数关系引
起的 ,其余的变异是由环境因子和试验误差所造成。在不同
时间红刺玫花蕊和花托之和生物量均随着红刺玫花被生物
量的增加呈线性函数形式增长。花蕊和花托之和生物量与
花被生物量相关系数 R值在 0.577 3 ～ 0.773 0,确定系数 R2
值在 33.33%～ 59.75%,表明花蕊和花托之和生物量与花被
生物量之间呈高度正相关 ,相关性达到极显著水平 ,花被生
物量总变异数的 33.33% ～ 59.75%是由花蕊和花托之和生
物量与花被生物量之间的线性函数关系引起的 ,其余的变异
是由环境因子和试验误差所造成。拟合的方程参数及显著
性检验见表 2。
　　由表 2可以看出 ,在不同时间红刺玫花被生物量 、花蕊
表 2　不同时间红刺玫花被生物量、花蕊和花托之和生物量与花生物量之间以及花蕊和花托之和生物量与花被生物量之间的线性函数方程参数及显
著性检验
Table2　Parametersoflinearfunctionequationandsignificancetestsondifferentbiomassofenvelope, biomassofthesumofreceptaclesandsta-
men, biomassofflowerinRosarugosaatdifferenttime
日期
Date X Y a b R
2 P
06-08 花生物量∥g 花被生物量∥g -0.021 0 0.677 4 0.932 0 ﹤ 0.000
花生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.021 0 0.322 6 0.756 7 ﹤ 0.000
花被生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.064 5 0.375 9 0.505 8 ﹤ 0.000
06-13 花生物量∥g 花被生物量∥g -0.027 2 0.596 9 0.922 6 ﹤ 0.000
花生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.027 2 0.403 1 0.844 5 ﹤ 0.000
花被生物∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.091 8 0.545 6 0.597 5 ﹤ 0.000
06-18 花生物量∥g 花被生物量∥g -0.035 9 0.652 7 0.895 0 ﹤ 0.000
花生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.035 9 0.347 3 0.707 3 ﹤ 0.000
花被生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.0111 8 0.371 4 0.384 9 ﹤ 0.000
06-23 花生物量∥g 花被生物量∥g -0.052 6 0.712 0 0.912 2 ﹤ 0.000
花生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.052 6 0.288 0 0.629 4 ﹤ 0.000
花被生物量∥g 花蕊和花托之和生物量∥g 0.107 1 0.281 1 0.333 3 ﹤ 0.000
　注:Y=a+bx, n=30。
和花托之和生物量随花生物量增长的 b值均不相同 ,说明在
不同时间红刺玫花被生物量 、花蕊和花托之和生物量随着花
生物量的增加在增长速度上存在着差异;但相同的函数变化
蕴涵着它们具有相同的形成规律。在不同时间红刺玫花蕊
和花托之和生物量随着花被生物量增长的 b值均不相同 ,说
明在不同时间红刺玫花蕊和花托之和生物量随着花被生物
量的增加在增长速度上存在着差异;但相同的函数变化蕴涵
着它们具有相同的形成规律 。在不同时间红刺玫花被生物
量与花生物量之间的线性函数的 a值都是负值 ,其生物学意
(下转第 5222页)
520538卷 10期　　　　　　　　　　　　　　　　宋金枝等　长白山区红刺玫花构件生物量的相关性分析
底层的 F1是高斯模型 ,与表层的 F1有些相似 ,但是变程略
比表层 F1的变程小 ,底层的深度大于 60 cm,一般认为能够
反映母质的变化 ,就江苏而言 ,母质大部分为河湖相和滨海
沉积相 ,所以底层 F1的控制因素可能是由大尺度的母质因
素决定。底层 F2变程极小 ,方程拟合的效果也不太好 ,这除
了与采样点的尺度有关外 ,还可能与不同地区的局部污染以
及土壤重金属的纵向迁移能力有关 。
2.4　重金属分布格局解析　通过半变异函数能够较好解释
不同尺度下土壤重金属元素分布格局的控制因素 。由图 2
可知 ,与表层第一主成分与底层第一主成分相关性较大的元
素同为 Ni、Cr、Cu、Pb,而且这几个元素也是污染超标不严重
的重金属 , Cr和 Pb没有样点超标 , Cu样点超标 4.08%、Ni
超标 6.12%,同时对照底层和表层 F1的主成分得分制图 ,表
层与底层整体变化格局相似 ,均有由南往北(苏南往苏北)的
变化规律 ,这与江苏经济发展的梯度一致。因此 ,可以认为
表层 F1主要代表的是影响表层土壤重金属空间分布格局的
人类活动强度的区域差异 。表层 F2得分制图显示了太湖平
原区 、扬镇宁丘陵区 、沿江平原区 、里下河平原区 、滨海平原
区和徐淮平原区的明显地域差异 ,其中徐淮平原地区 、扬镇
宁丘陵区是主成分得分的高值区。因此 ,可以认为 F2主要
代表影响某些重金属元素含量的大尺度地貌因素。底层 F2
图中得分高值区的徐州可能是由于其为重工业城市 ,加上煤
炭资源丰富 ,燃煤引起徐州地区 As元素的积累的结果;而在
表层 F2图中得分高值区的南京地区与南京大型化工企业的
污染排放有关;得分高值区的宜兴地区与该区电镀厂 、金属
加工厂等 “三废 ”的排放有关。
3　结论
(1)江苏省土壤重金属表层元素主成分得分的空间分布
格局与江苏经济发展的梯度格局吻合。在省域的大尺度范
围内 ,人类活动强度的区域差异是江苏省土壤表层重金属元
素含量分布格局的主要控制因素;变程在 90km尺度的分布
格局主要受不同地貌类型区的自然差异控制 ,局部污染地区
主要是由于当地的污染排放引起的。
(2)底层重金属元素分布的大尺度格局受河湖相沉积 、
海相沉积的差异控制。局部尺度空间变异复杂 ,可能受点源
污染与土壤中重金属属垂直迁移等因素控制。
(3)主成分得分制图以其高效的信息综合能力 ,不失为
一种研究土壤元素分布格局以及污染源解析的有效方法。
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(上接第 5205页)
义是花被生物量的形成需要花生物量积累做基础。这个基
础生物量的理论值可以通过各方程的 a和 b2个参数算出 ,
即 y=0时 , a/b的值 [ 13] 。
4　结论
通过对不同时间红刺玫花构件的生长分析 ,结果表明 ,
不同时间红刺玫花被生物量的变异系数均大于花蕊和花托
之和生物量变异系数 ,意味着红刺玫在花构件中物质积累这
一数量性状的变异幅度是花被大于是花蕊和花托之和。
在不同时间红刺玫花被生物量 、花蕊和花托之和生物量
与花生物量之间以及花蕊和花托之和生物量与花被生物量
之间均有着密切的正相关关系 ,其相关程度最佳的均为线性
函数;但在不同时间红刺玫花被生物量 、花蕊和花托之和生
物量随花生物量增长的 b值均不相同 ,说明在不同时间红刺
玫花被生物量 、花蕊和花托之和生物量随着花生物量的增加
在增长速度上存在着差异;说明不同时间所造成的植物生境
异质性是红刺玫花构件生物量表型可塑性调节的重要因素。
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