全 文 ：第 31卷第 2期 通 化 师 范 学 院 学 报 Vol.31 №2
2010年 2月 JOURNALOFTONGHUATEACHERSCOLLEGE Feb.2010
长白山区黄刺玫花的表型可塑性探析
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 ,长春吉林 130024)
摘　要:采用大样本 、随机取样方法调查了长白山区黄刺玫花各构件生物量及其花径大小等形态特征 , 比较了 4个不同时间
条件下黄刺玫花的表型可塑性反应.研究结果表明 ,在不同时间黄刺玫花径大小与花生物量 、花瓣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指数函数 ,并且不同时间花瓣生物量 、花生物量增长的 b值均不同 , 说明在不同时间花瓣生物量 、
花生物量随着花径增加在增长速度上均存在着差异;花生物量和花瓣生物量都存在着表型可塑性 , 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.在不同时间黄刺玫花瓣生物量和花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 ,并且在不同时间花瓣生物量增长的 b值不同 ,说明在不同时间花瓣生物量随着花生物量增加在增长速度上存在着差
异 ,存在着表型可塑性 ,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.
关键词:黄刺玫;花构件;生物量;表型可塑性
中图分类号:Q948.1　文献标志码:A　文章编号:1008-7974(2010)02-0030-04
收稿日期:2009-09-16
作者简介:宋金枝(1966-),女 ,吉林省梅河口市人 ,硕士 ,通化师范学院生物系副教授.
1　引言
黄刺玫 (Rosaxanthina)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] .目
前关于蔷薇科植物种群的表型可塑性研究的报道甚
少 ,有关黄刺玫的报道多数是研究黄刺玫的组织培
养和快速繁殖方面的 ,关于黄刺玫种群的表型可塑
性研究的报道目前还没有查到 ,开展黄刺玫花的数
量特征及其表型可塑性的系统研究 ,认识其花的数
量特征的定量关系及其表型可塑性 ,可以为黄刺玫
的高效利用和科学管理 ,以及进行栽培和建植黄刺
玫的人工和半人工灌丛提供可靠的理论依据 [ 2 -3] .
2　材料与方法
2.1　研究地区的自然概况
地理位置: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.地处东经 125°10′～ 126°44′,北纬 40°52′～
43°3′之间.
自然条件: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 2200h～ 2884h,
无霜期 105d～ 160d,积雪期 90d～ 110d, 年降水量
700mm～ 1000mm.
2.2　研究方法
在通化市公路旁固定 10个黄刺玫 (Rosa
xanthina)灌丛作为研究材料.采用大样本随机取样
的调查和测定方法 ,取黄刺玫(Rosaxanthina)花 ,
作为样本然后回室内进行测定.具体做法如下:
从 2006年 5月 27日起每隔 4d取一次样 ,每次
随机取 30朵黄刺玫 (Rosaxanthina)花作为样本.
每次取完样都要立即回室内测量 ,先用厘米刻度尺
在互相垂直的方向测量两次花的直径取其平均值作
为每朵花的直径 ,精确到小数点后 1位 ,做好记录后
再将花瓣取下 ,将花瓣与花托(包括花蕊和花萼)分
别放入写好编号的信封中 ,然后将写好编号并装有
花构件的信封放入恒温箱 ,用 80℃恒温将花瓣与花
托(包括花蕊和花萼)烘至恒重.用 SartoriusBA210s
型电子天平测定每朵花花托 (包括花蕊和花萼)生
物量和每朵花花瓣的生物量 ,精确到小数点后 4位 ,
计算出花的生物量 ,即花生物量等于花托(包括花
蕊和花萼)生物量与花瓣生物量之和.对所得数据
用 EXCEL软件和 SPSS13.0软件 ,对黄刺玫花的表
型可塑性指标与不同时间这项生境因子指标进行了
相关分析;比较了 4个不同时间条件下的黄刺玫花
的表型可塑性反应.对于花生物量 、花瓣生物量与花
径之间的关系 ,以及花生物量 、花瓣生物量之间的关
系 ,采用线形函数 、幂函数 、指数函数 、对数函数 4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.
·30·
DOI :10.13877/j.cnki.cn22-1284.2010.02.013
3　结果与分析
3.1　不同时间黄刺玫花的数量特征及其差异显著
性检验
不同时间黄刺玫花的数量特征如表 1.
表 1　不同时间黄刺玫花的数量特征
时间
数量特征
Quantitative
character
最小值
Min
最大值
Max
平均值
Mean
标准差
SD
变异系数
CV(%)
5月
27日
花径(cm) 3.15 5.6 4.519 0.650 14.4
花生物量(g) 0.169 0.380 0.260 0.057 22
花瓣生物量(g) 0.137 0.313 0.218 0.046 20.9
花托生物量(g) 0.020 0.067 0.042 0.014 34.1
6月
1日
花径(cm) 3.15 6.05 4.302 0.608 14.1
花生物量(g) 0.142 0.46 0.221 0.066 29.7
花瓣生物量(g) 0.105 0.405 0.178 0.059 33.2
花托生物量(g) 0.031 0.061 0.043 0.008 19.7
6月
6日
花径(cm) 2.2 4.75 3.55 0.633 17.8
花生物量(g) 0.097 0.285 0.174 0.050 28.5
花瓣生物量(g) 0.072 0.238 0.141 0.045 31.7
花托生物量(g) 0.024 0.045 0.033 0.007 20.1
6月
11日
花径 (cm) 2.2 4.6 3.711 0.625 16.8
花生物量(g) 0.087 0.264 0.178 0.040 22.6
花瓣生物量(g) 0.069 0.219 0.147 0.035 23.7
花托生物量(g) 0.018 0.051 0.031 0.008 24.8
　　其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 [ 4 ～ 7] .
不同时间黄刺玫花径大小 、花生物量 、花瓣生物
量 、花托生物量的差异显著性检验结果如图 1.
图 1　不同时间黄刺玫花径大小、花生物量 、花瓣生物量 、花托生物
量平均值的柱形图及其差异显著性检验
图 1表明 , 5月 27日和 6月 1日的花径大小不
显著 , 6月 6日和 6月 11日的花径大小未达到显著
水平 ,其他时间之间花径大小均达到极显著水平.6
月 6日和 6月 11日之间花生物量不显著 ,其他时间
之间花生物量均达到极显著水平.6月 6日和 6月
11日之间花瓣生物量不显著 ,其他时间之间花瓣生
物量均达到显著水平.5月 27日和 6月 1日的花托
生物量不显著 , 6月 6日和 6月 11日的花托生物量
未达到显著水平 ,其他时间之间花托生物量均达到
极显著水平.
3.2　花径大小与花构件生物量之间的相关性
经统计分析[ 8-9] ,在不同时间黄刺玫花径大小
与花生物量 、花瓣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指数函数 ,即在不同时
间黄刺玫花生物量 、花瓣生物量均随着黄刺玫花径
的增加呈指数函数形式增长 ,花生物量与花径的相
关系数 R值在 0.7933 ～ 0.8865之间 ,确定系数 R2
值在 62.94% ～ 78.59%之间 ,表明花生物量与花径
之间呈高度正相关 ,相关性达到极显著水平 ,花生物
量总变异数的 62.94% ～ 78.59%是由于花生物量
与花径大小之间的指数函数关系引起的 ,其余的变
异是由环境因子和实验误差所造成.
表 2　不同时间黄刺玫花生物量 、花瓣生物量与黄刺玫花径大小
的指数函数方程参数及显著性检验＊
时间 X Y a b R2 P
5月
27日
花径
(cm)
花生物量
(g) 0.0662 0.2978 0.7652 ﹤ 0.000
花瓣生物
(g) 0.0604 0.279 0.7262 ﹤ 0.000
6月
1日
花径
(cm)
花生物
量(g) 0.0465 0.354 0.6947 ﹤ 0.000
花瓣生物
量(g) 0.0326 0.3849 0.6974 ﹤ 0.000
6月
6日
花径
(cm)
花生物量
(g) 0.042 0.3899 0.7859 ﹤ 0.000
花瓣生物
量(g) 0.0281 0.4414 0.8061 ﹤ 0.000
6月
11日
花径
(cm)
花生物
量(g) 0.054 0.3148 0.6294 ﹤ 0.000
花瓣生
物量(g) 0.0422 0.3284 0.5808 ﹤ 0.000
　　花瓣生物量与花径的相关系数 R值在 0.7668
～ 0.8978之间 ,确定系数 R2值在 58.08% ～ 80.
61%之间 ,表明花生物量与花径之间呈高度正相关 ,
相关性达到极显著水平 , 花瓣生物量总变异数的
58.08% ～ 80.61%是由于花瓣生物量与花径大小之
间的指数函数关系引起的 ,其余的变异是由环境因
子和实验误差所造成.拟合的方程参数及显著性检
验见表 2,观测值及拟合曲线见图 2.
·31·
图 2　不同时间黄刺玫花生物量、花瓣生物量与花径大小的观测值
及拟合曲线
3.3　花构件生物量之间的相关性
表 3　不同时间黄刺玫花瓣生物量与花生物量的
线性函数方程参数及显著性检验＊
时间 X Y a b R2 P
5月
27日
花生物
量(g)
花瓣生
物量(g) 0.0133 0.7861 0.9715 ﹤ 0.000
6月
1日
花生物
量(g)
花瓣生
物量(g) -0.0199 0.8961 0.9928 ﹤ 0.000
6月
6日
花生物
量(g)
花瓣生
物量(g) -0.0152 0.898 0.9909 ﹤ 0.000
6月
11日
花生物
量(g)
花瓣生
物量(g) -0.0052 0.8553 0.9797 ﹤ 0.000
图 3　不同时间黄刺玫花瓣生物量与花生物量的观测值及拟合曲线
经统计分析 [ 8-9] ,在不同时间黄刺玫花瓣生物
量和花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 ,即在不同时间黄刺玫
花瓣生物量均随着黄刺玫花生物量的增加呈线性函
数形式增长 ,花瓣生物量与花生物量相关系数 R值
在 0.9856 ～ 0.9964之间 ,确定系数 R2值在 97.15%
～ 99.28%之间 ,表明花瓣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 ,花瓣生物量总
变异数的 97.15% ～ 99.28%是由于花瓣生物量与
花生物量之间的线性函数关系引起的 ,其余的变异
是由环境因子和实验误差所造成.拟合的方程参数
及显著性检验见表 3,观测值及拟合曲线见图 3.
从表 3可以看出 ,在不同时间花瓣生物量增长
的 b值不同 ,说明在不同时间花瓣生物量随着花生
物量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.
4　结论与讨论
(1)通过对时间这项生境因子中黄刺玫花表型
可塑性指标的分析表明 [ 10] ,不同时间各数量性状有
不同的数量特征 ,说明时间这项因子对黄刺玫花各
数量性状的数量特征有影响 ,是黄刺玫表型可塑性
调节的一项因子.
(2)通过对不同时间因子中黄刺玫花径大小与
花构件生物量之间关系的相关分析表明 ,黄刺玫花
直径生长和物质积累既受遗传物质决定 ,也具有较
大的表型可塑性.黄刺玫花径大小与花生物量 、花瓣
生物量之间均有着密切的正相关关系 ,其相关程度
最佳的均为指数函数.
(3)通过对不同时间因子中黄刺玫花各构件生
物量之间的相关分析表明 ,黄刺玫花瓣生物量和花
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 ,即在不同时间因子中黄刺玫
花瓣生物量均随着其花生物量的增加呈线性函数形
式增长 ,且花瓣生物量与花生物量相关系数 R均较
高 ,说明花瓣和花积累物质的生长是同速生长 ,相互
制约比较强烈 ,但不同生境拟合曲线 y=a+bx中的
b值不同 ,也存在着一定的表型可塑性.
(4)黄刺玫种群花构件生物量间及花构件生物
量与花径间具有线性和指数函数关系 ,以往在植物
生长与分配规律分析中 ,把线性关系称为同速生长 ,
非线性关系称为异速生长 ,则黄刺玫种群花构件生
物量间及花构件生物量与花径间具有同速和异速 2
种不同增长过程的表型可塑性调节.
参考文献:
[ 1]杨允菲,杨利民 ,张宝田 ,等.东北草原羊草种群种子生产与气候波动的关系 [ J] .植物生态学报 , 2001, 25(3):337-343.
[ 2]王立 ,周婵 ,杨允菲.林间草地寸草苔种群的生态可塑性 [ J] .中国草地 , 2001, 23(4):6-10.
[ 3]杨允菲,祝玲.松嫩平原十五种多年生禾草种群营养繁殖体冬眠特性的分析 [ J] .草业学报 , 1994, 3(2):26-31.
·32·
[ 4]杨允菲,张宝田.松嫩平原人工草地野大麦无性系构件生物量的结构及生产规律 [ J] .应用生态学报, 2004, 15(8):1378-1382.
[ 5]田迅 ,杨允菲.西辽河平原不同生境草芦种群分株生长的可塑性 [ J] .草地学报 , 2004, 12(1):17-21.
[ 6]李红 ,杨允菲.松嫩平原碱化草甸野大麦无性系构件的定量分析 [ J] .草业学报 , 2000, 9(4):13-19.
[ 7]杨允菲,李建东.东北草原羊草种群单穗数量性状的生态可塑性 [ J] .生态学报 , 2001, 21(5):752-758.
[ 8]刘佩勇,张庆灵 ,杨允菲.松嫩平原朝鲜碱茅无性系种群构件生物量结构及相关模型分析 [ J] .应用态学报 , 2004, 15(4):543-548.
[ 9]孙儒泳,李博 ,诸葛阳.普通生态学 [ M] .北京:高等教育出版社 , 1993:52-127.
[ 10]杨允菲 ,张宝田.松嫩平原草甸生境甘草种群生殖构件表型可塑性及变化规律 [ J] .草业学报, 2006(4):14-20.
(责任编辑:王宏志)
(上接第 2页)
参考文献:
[ 1]何泽荣,马知恩.污染与捕获对 Logistic种群的影响 [ J].生物数学学报 , 1997, 12(3):230-237.
[ 2]程亚焕,李冬梅.污染与捕获条件下一类广义 Logistic种群的生存分析 [ J] .哈尔滨理工大学学报 , 2004, (6):19-21.
[ 3]阎慧臻,马知恩.非简化模型的 β -持续生存及 β -绝灭 [ J] .大连轻工业学院学报 , 1996, 15(2):1-8.
[ 4]程亚焕,李冬梅.毒素浓度对二维 Volterra互惠种群最终规模的影响 [ J] .浙江大学学报:理学版 , 2008, 35(5):493-496.
[ 5]颜刚 ,王寿松 ,李英华.在容量较小的污染环境中种群的持续生存与灭绝 [ J] .生物数学学报 , 2002, 17(3):299-304.
[ 6]马知恩.种群生态学的数学建模与研究 [ M] .合肥:安徽教育出版社 , 1996.
[ 7]尤秉礼.常微分方程补充教程 [ M] .北京:人民教育出版社 , 1988.
(责任编辑:王宏志)
EfectofCapturetoaKindofGeneralLogisticPopulationinaSmalPolutedEnvironment
CHENGYa-huan, WANGWei-tao
(DepartmentofMathematics, TonghuaNormalUniversity, Tonghua, Jilin134002, China)
Abstract:ThispaperstudiestheexistenceofakindofgeneralLogisticpopulationbycomparisonprincipleanddif-
ferentialinequality.Itgivesthesuficientconditionsforweakpersistence, extinction, β -persistence
andβ -extinctionofthepopulationundertheconditionsthatthepolutedenvironmentissmalerandthe
captureisalinearfunctionforpopulation.
Keywords:generalLogisticpopulation;polution;capture;persistence;extinction
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