全 文 ：第 37卷 第 2期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.37 No.2
2009年 2月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Feb.2009
紫花槭秋季叶色的变化规律
　　　　　　　　孙　波　　　　　　郑德承　　　　　崔惠梅
(黑龙江省科学院自然与生态研究所 ,哈尔滨 , 150040)　　(东北林业大学)　　(黑龙江大众新城房地产开发有限公司)
　　摘　要　采用叶色量化方法 ,研究了紫花槭的秋季叶色变化规律。结果表明:在秋季叶色变化过程中 , 紫花槭叶
色表现与叶片色素质量分数呈现规律性变化 ,并且两者之间存在显著的相关性。叶绿素 a、b质量分数 、叶绿素总的
质量分数 、类胡萝卜素质量分数之间存在极显著正相关;色调参数 H与叶绿素 a/b质量分数 、花色素苷相对质量分数
之间存在显著正相关;饱和度参数 S与叶绿素 a质量分数 、叶绿素 b质量分数 、叶绿素总的质量分数存在显著负相
关 ,与花色素苷相对质量分数存在显著正相关;明度参数 B与花色素苷相对质量分数存在极显著正相关。
关键词　叶色;色素质量分数;紫花槭
分类号　S68LeafColorChangeforAcerpseudo-sieboldianuminAutumn/SunBo(HeilongjiangAcademyofNatureandEcology,Harbin150040, P.R.China);ZhengDecheng(NortheastForestryUniversity);CuiHuimei(DazhongXinchengRealEs-tateExploitationCo, Ltd, HeilongjiangProvince)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2009, 37(2).-14 ～ 15AnexperimentwasconductedtostudytheleafcolorchangeforAcerpseudo-sieboldianum(Pax.)Kom.inautumnbycolorquantificationmethod.Resultshowedthatbothleafcolorandleafpigmentcontentchangedregularlyinautumn.Thereweresignificantcorrelationsbetweenleafcolorparametersandpigmentcontent.Therewereextremelysignificantpositivecorrelationsbetweencontentsofchlorophylla, chlorophyllb, totalchlorophyllandcarotenoid.Significantpositivecorrelationsexistedbetweencolorparameters(H)andchlorophylla/bratio, anthocyanin.Saturationparameter(S)hadsignificantnegativecorrelationswithcontentsofchlorophyla, chlorophyllb, totalchlorophyl, andsignificantpositivecorrela-tionwithanthocyaninrelativecontent.Therewerepositivecorelationsbetweenbrilianceparameter(B)andanthocyaninrelativecontentatthe0.01level.Keywords　Leafcolor;Pigmentcontents;Acerpseudo-sieboldianum
　　紫花槭(Acerpseudo-sieboldianum)是槭树科槭树属木本植
物 , 主要分布在吉林省长白山区 ,生于海拔 900m以下的针阔
叶混交林或次生阔叶混交林内或林缘。紫花槭不仅是细木用
材 、染料原料和蜜源植物 ,而且是优良的绿化树种和庭园观赏
树种 , 其树姿 、叶形和秋季的红叶观赏价值较高 [ 1-9] 。
叶色是彩叶植物最重要的观赏性指标 , 对于彩叶植物叶
色方面的研究 , 前人做过许多有益的探索 , 但长时间停留在定
性的描述上 , 在实际应用时尺度较难把握 , 而对于叶色表现与
叶片各色素质量分数之间关系的量化研究的相关报道较
少 [ 2, 7-8] 。因此 ,本研究以紫花槭为试材 , 在环境因素相对均
一的条件下 , 探讨紫花槭的秋季叶色变化规律。通过观测秋
季叶色的时序性变化 , 分析紫花槭秋季叶色变化动态 , 并将质
量性状数量化 , 分析了叶色变化过程中叶绿素质量分数 、类胡
萝卜素质量分数 、花色素苷相对质量分数的变化动态及其与
叶色表现之间的关系 ,旨在发掘紫花槭叶色表现与叶片色素
质量分数之间的内在关联 , 为彩叶植物机理研究及其园林绿
化应用提供实验积累和科学依据。
1　材料与方法
试验于 2007年的 9— 11月在黑龙江省科学院新品种示
范基地进行 。该基地年均温度 3.4℃,年平均降雨量为 619.1
mm, 相对湿度 68%,年日照时数 2 482.2h,无霜期 140 ～ 160
d;基地内土壤为团状和团粒状黑壤土 , pH值 6.94 ～ 7.74, 土
壤肥力均一 , 全氮质量分数为(4.98 ～ 5.65)×10-3 , 全磷质量
分数为(0.84 ～ 1.13)×10-3 ,全钾质量分数为(12.5～ 14.6)×
10-3 ,空气污染指数质量级别为二级。
第一作者简介:孙波 ,男 , 1981年 9月生,黑龙江省科学院自然与
生态研究所 ,助理研究员。
收稿日期:2008年 2月 25日。
责任编辑:潘　华。
　　选择规格相同的紫花槭 6年生苗木 30株作为供试材料 ,
从 9月 16日开始定期观测记录紫花槭叶色变化的基本情况 ,
同时每隔 3d采集叶片若干 , 测定叶片的叶绿素及类胡萝卜
质量分数 、花色素苷相对质量分数。叶色色调归纳采用 Galen
的色彩星座法 [ 3] ,叶色参数的测定采用 CanoScan8800F型扫
描仪对叶片鲜样进行扫描 , 在AdobePhotoshopCS3软件拾色器
中采用 H、S、B颜色模式 ,记录 H、S、B值表示叶片颜色;叶绿素及
类胡萝卜素的提取与测定采用波钦诺克、朱广廉等的方法 [ 4-5] ,
花色素苷的提取与测定采用于晓南等提出的方法[ 6]。
2　结果与分析
2.1　紫花槭的秋季叶色变化
紫花槭秋季叶色 H、S、B参数的动态变化及叶色变化过
程见表 1。 H值表示色调 , 决定了颜色的属性;S值表示饱和
度 , S值越大 , 饱和度越高;B值表示明度 , B值越大 , 亮度越
高。 9月 16日— 9月 22日期间 , 明度参数 B呈显著下降趋
势 ,而饱和度参数 S则呈现较缓和的上升趋势 , 并于 9月 20
日— 9月 24日间达到最高值 , 即此时期叶色饱和度最高。 9
月 22日后饱和度参数 S始终处于起伏状态 , 变化幅度不大;
而明度参数 B则开始呈显著上升趋势 , 于 9月 26日— 9月 30
日间达到最高值 , 此时期叶色明度最高 ,在经历一个较缓和的
峰形变化后再次显著下降 , 并于 10月 12日— 10月 14日间达
到最低值 , 此时期叶色明度最低。色调参数 H在前期始终处
于变化幅度较小的起伏状态 , 仅仅在 10月 3日— 10月 8日期
间产生了一个突变式的极显著峰形 ,此时期色调参数 H从红
色变成紫色 , 叶色略显浓重。
2.2　紫花槭秋季叶片色素质量分数的时序性变化
秋季叶片变色过程中 , 色素质量分数的变化趋势见表 2。
叶绿素 a质量分数在 (0.1～ 1.0)×10-3范围内变化 , 基本呈
逐渐下降趋势。变色初期叶绿素 a质量分数下降较快 , 9月
16日与 10月 1日相比较下降幅度达 70.23%, 后期下降较缓
慢 , 10月 1日与 10月 15日相比较下降 46.80%。叶绿素 b
质量分数在(0.05 ～ 0.6)×10-3范围内变化 ,变化趋势与叶绿
素 a质量分数动态变化较为一致。 类胡萝卜素质量分数在
(0.10 ～ 0.75)×10-3范围内变化。由表可知 , 类胡萝卜素质
量分数的变化趋势与叶绿素质量分数的变化趋势类似 , 总体
呈直线下降趋势。 花色素苷相对质量分数在 15.00 ～ 17.10
范围内变化。 叶片的花色素苷相对质量分数在初期略有下
降 , 至 9月末开始逐渐升高 ,于 10月 4日至 10月 7日间达到最
高值,之后显著下降。此外,秋季叶片变色过程中 ,叶绿素 a质量
分数(0.705＊)、叶绿素b质量分数(0.723＊)、类胡萝卜素质量分
数(0.670＊)与环境温度之间存在显著正相关, 花色素苷相对质
量分数(-0.761＊＊)与环境温度之间存在极显著负相关。
表 1　紫花槭秋季叶色变化
日期 色调 饱和度 /%
明度 /
% 日期 色调
饱和
度 /%
明度 /
%
9月 16日 14 50 77 10月 4日 353 72 79
9月 19日 11 60 62 10月 7日 350 66 76
9月 22日 18 80 53 10月 1日 11 69 48
9月 25日 10 67 67 10月 13日 13 62 45
9月 28日 7 68 87 10月 15日 9 69 50
10月 1日 9 75 75
表 2　紫花槭秋季叶片色素质量分数的时序性变化
日期 叶绿素 a/
10-3
叶绿素b/
10-3
类胡萝卜素 /
10-3
花色素苷相
对质量分数
9月 16日 0.95 0.52 0.61 16.53
9月 19日 0.71 0.51 0.65 16.38
9月 22日 0.65 0.43 0.58 16.35
9月 25日 0.45 0.23 0.47 16.49
9月 28日 0.42 0.15 0.49 16.75
10月 1日 0.28 0.18 0.40 17.12
10月 4日 0.25 0.13 0.29 17.31
10月 7日 0.23 0.11 0.21 16.92
10月 1日 0.19 0.13 0.23 16.23
10月 13日 0.18 0.11 0.15 15.77
10月 15日 0.15 0.09 0.11 15.04
2.3　紫花槭秋季叶色变化过程中各色素质量分数的相关分析
对紫花槭秋季叶色变化过程中叶绿素 a质量分数 、叶绿
素 b质量分数 、叶绿素总质量分数 、叶绿素 a/b、类胡萝卜素
质量分数 、花色素苷相对质量分数 6个因子进行双变量相关
分析 , 得到 Pearson相关矩阵 ,见表 3。分析结果表明 ,紫花槭
秋季叶色变化过程中叶绿素 a、b质量分数 、叶绿素总的质量
分数 、类胡萝卜素质量分数之间存在极显著正相关 , 叶绿素
a/b与叶绿素 a质量分数 、叶绿素总的质量分数之间存在显
著负相关 , 与叶绿素 b质量分数之间存在极显著负相关。
表 3　紫花槭各色素质量分数的相关分析
色素 叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素a+b
叶绿素
a/b
类胡萝
卜素
花色
素苷
叶绿素 a 1.000
叶绿素 b 0.956＊＊ 1.000
叶绿素 a+b 0.993＊＊ 0.983＊＊ 1.000
叶绿素 a/b -0.667＊ -0.790＊＊ -0.723＊ 1.000
类胡萝卜素 0.905＊＊ 0.879＊＊ 0.905＊＊ -0.446 1.000
花色素苷 0.161 0.094 0.137 0.378 0.363 1.000
2.4　紫花槭秋季叶色与各色素质量分数之间的关系
将紫花槭秋季叶色参数与各色素质量分数分析比较 ,双变
量相关分析结果显示 ,紫花槭色调参数 H与叶绿素 a/b质量分
数 、花色素苷相对质量分数存在显著正相关;饱和度参数 S与叶
绿素 a质量分数 、叶绿素 b质量分数 、叶绿素总的质量分数存在
显著负相关 ,与花色素苷相对质量分数存在显著正相关;明度参
数 B与花色素苷相对质量分数存在极显著正相关,见表 4。
表 4　紫花槭叶色参数与各色素质量分数的双变量相关分析
叶色
参数 叶绿素 a叶绿素 b
叶绿素
a+b
叶绿素
a/b
类胡萝
卜素
花色
素苷
色　调 -0.304 -0.305 -0.308 0.663＊ -0.326 0.715＊
饱和度 -0.667＊ -0.678＊ -0.734＊ 0.426 -0.189 0.726＊
明　度 0.257 0.074 0.188 0.393 0.626＊ 0.775＊＊
　　偏相关分析结果表明 ,紫花槭秋季叶色变化过程中仅有
花色素苷相对质量分数与叶色参数 H、S、B存在显著正相关 ,
其余各色素质量分数与叶色参数相关性均不显著(表 5), 这
一结果与双变量相关分析的结果并不一致 , 这说明要从色素
质量分数的角度探讨紫花槭秋季叶色变化的规律 , 需要考虑
各色素质量分数对叶色参数 H、S、B的综合作用以及叶色参
数 H、S、B的调和程度 ,也说明花色素苷相对质量分数是紫花
槭秋季叶色变化重要物质基础。
表 5　紫花槭叶色参数与各色素质量分数的偏相关分析
叶色
参数 叶绿素 a叶绿素 b
叶绿素
a+b
叶绿素
a/b
类胡萝
卜素
花色
素苷
色　调 0.358 0.326 -0.028 0.225 0.143 0.674＊
饱和度 0.160 0.163 0.134 0.228 -0.170 0.710＊
明　度 -0.139 -0.181 0.149 0.227 -0.450 0.677＊
3　讨论
本试验结果表明 , 在秋季叶色变化过程中 ,紫花槭叶色表
现与叶片色素质量分数呈现出规律性变化 , 并且二者之间存
在内在的关联 ,尤其是花色素苷相对质量分数与叶色参数 H、
S、B之间存在显著相关性 ,这也充分说明了花色素苷相对质
量分数是紫花槭等秋季红叶树种叶色表现的重要物质基础 ,
与前人的研究结果相吻合。
由于园林植物的色彩存在构成的复杂性 、季节的变化性
和环境的差异性 , 在实际应用中很难把握 ,所以目前对于园林
植物色彩的研究始终停留在定性的描述上 , 这给彩叶树种的
叶色研究造成了一定的障碍。本研究中将紫花槭叶色进行了
定量测定 , 采用 H、S、B颜色模式 ,以国际上通用的蒙塞尔色
彩系统为基础 ,结合色彩星座方法把叶色定性描述进行了数
量化处理 ,使叶色的研究数值化 ,从而使量化分析叶色与各色
素质量分数之间的关系成为可能 , 并针对叶色的物质基础 , 探
讨了叶色表现与色素质量分数之间的内在关联。
参　考　文　献
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