全 文 ：科技园地　Academic Field
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二〇〇八年第九期　林业实用技术
林芝云杉针叶中元素含量的群体变异
贾子瑞1 , 2 　王军辉1 　张金凤2 　张守攻1 　张建国1 　罗大庆3
(1.中国林业科学院林业研究所　国家林业局林木培育重点实验室　北京　100091;2.北京林业大学生物学院;
3.西藏农牧学院高原生态研究所)
表 1　西藏林芝云杉群体位置及采样数量
群体
编号 群体地点
海拔
/ m 经度 纬度
采样
/株
1 林芝县色季拉山西坡 3 100 94°32′ 29°34′ 6
2 林芝县布久乡截面村 3 070 94°23′ 29°35′ 6
3 林芝县八一镇麻风沟 3 030 94°18′ 29°43′ 6
4 米林县里龙乡皮单嘎村 3 010 93°56′ 29°11′ 6
5 米林县南伊沟乡才召村 3 160 94°12′ 29°09′ 6
6 米林县红卫林场 3 190 94°19′ 29°21′ 6
7 朗县金东沟 3 280 93°07′ 29°04′ 6
8 波密县松宗乡龙亚村 2 960 95°59′ 29°45′ 6
9 波密县松宗乡 91 道班 3 000 96°00′ 29°44′ 6
10 工布江达县仲沙乡林朗沟 3 570 93°25′ 29°52′ 6
11 洛扎县拉康镇卡久寺 3 876 91°08′ 28°05′ 4
12 隆孜县斗玉乡 3 460 92°59′ 28°24′ 6
13 隆孜县准巴乡 3 530 92°56′ 28°33′ 6
[ 摘要] 　本研究对西藏 13 个林芝云杉群
体针叶中 11 种无机元素进行了测定 , 每
群体取 6 株健康母树 , 用 ICP-AES 检测
针叶 P 、K 、Ca、Mg 、Cu 、Fe、Zn、Mn 的含
量;采用德国进口的元素分析仪(EA)检
测 C、H 、N 的含量;利用方差分析 , 变异系
数计算和相关分析等统计方法对各元素
的地理变异进行研究。研究结果表明:C 、
H 、N 、Ca、Mg 、Cu 、Mn 7 种元素的含量在
群体间的差异达到显著水平 , P、K、Fe、Zn
4种元素没有达到统计学的显著水平;微
量元素在群体间和群体内均存在广泛的
变异 ,大量元素的变异幅度不如微量元素
大;对群体内均值和变异系数与地理位置
的相关分析发现 ,除了 P 的变异系数与经
度的相关显著外 , 其他均不显著 , 即呈随
机变异模式。
[ 关键词] 　林芝云杉　针叶　元素含量
　天然群体　变异
林芝云杉(Picea likiangensis
var.l inzhiensis)是西藏重要的用材
树种 ,林芝云杉林是西藏高原亚高
山暗针叶林的主要类型之一 ,在西
藏东南部有广泛分布 , 是丽江云杉
分化成的一个变种 ,在云南西北
部 、四川西南部也有分布 ,组成纯
林或混交林 ,常与川西云杉混生 ,
是西藏重要的森林类型 。研究植
物化学成分及其变化 , 不仅可以揭
示植物与其生长环境之间的关系 ,
而且可以探讨植物体内元素组合
及生物循环特征 ,还可以分析群体
分化和演进 。本研究通过对西藏
13个群体林芝云杉针叶无机元素
的含量进行群体变异分析 ,为从化
学水平上研究林芝云杉群体遗传
多样性提供资料 。
1　材料与方法
1.1　样品采集
试验材料采自西藏的林芝 、山
南地区的林芝云杉林分 。在林芝地
区的林芝县 、米林县 、朗县 、工布江
达县共确定 10 个采样区域;在山南
地区的洛扎县 、隆孜县共确定了 3
个采样区域 ,位于北纬 28°25′～ 29°
55′,东经 90°50′～ 94°15′,经度跨幅
大于纬度 。由于自然条件限制 ,每
个采样区域随机抽取 6 ～ 30株母树
不等 ,共收集 278株林芝云杉采种
母树 ,作元素含量分析时 ,为减少分
析样本和成本 ,只从上述 13个群体
中各随机取 6 株作分析之用 ,共选
取了 76株母树进行针叶营养元素
分析 。具体分布情况如表 1。
为了尽量减少因取材造成的误
差而影响实验结果 ,每个群体设定
4 ～ 6株成熟龄健康母树 ,从每株母
树南面树冠上部枝条上取 2 g叶片 ,
合成 1份分析样本。由于云杉叶片
寿命在 5年以上 , 为了尽量减少因
不同叶龄元素含量不同造成的误差
而影响实验结果 , 只取当年生的健
康叶片 , 4 ～ 6株混合成一个分析样
本 ,则每群体的值应是这些个体的
平均值。
1.2　样品分析
针叶样品烘干后粉碎 、研磨 ,过
100目的筛子后备用。用 IXP -AES
分析针叶 P 、K 、Ca、Mg 、Cu 、Fe 、Zn 、
Mn的含量 。取 0.2 g 样品加 1 mL
浓 HNO3 和 1 mL H2O 2 , 然后在
170 ℃的聚四氟乙烯罐中加热 14 h
后取出 ,定容到 10 mL。采用德国的
元素分析仪(EA)分析 C 、H 、N的含
量 ,取 4 mg 样本直接上仪器分析 。
1.3　数据处理及统计分析方法
C 、H 、N 百分数数据经反正弦
转换后进行分析 , 用单因素方差分
析各元素的含量在群体间是否存在
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二〇〇八年第九期　林业实用技术
差异 ,计算各元素在群体间和群体
内含量的表型分化系数 ,分析在群
体间和群体内的离散程度。最后求
算各元素含量的总体平均值并进行
相关分析 , 检测林芝云杉针叶的各
元素含量水平和它们之间的关联程
度。按采种地点分对 13 个群体进
行方差分析 、变异系数计算和相关
分析 ,以探讨各测定成分是否有群
体间差异 , 以及差异与产地经纬度
的相关关系。
2　结果与分析
2.1　林芝云杉不同群体间针叶元
素含量的变异
从 13个群体 11 种元素含量的
方差分析结果可以看出 ,在 C 、H 、
N 、P 、K 、Ca 、Mg 7 种大量元素中 ,
C 、H 、Ca、Mg 群体间的差异达到极
显著水平 , N 元素群体差异显著。
在 Cu 、Fe 、Zn 、Mn 4种微量元素中 ,
Fe 、Mn群体间达到显著差异。Zn 、
Cu 元素的含量在群体间的差异没
有达到统计学上的显著水平。
2.2　林芝云杉针叶各元素含量在
群体间和群体内的离散程度
对林芝云杉针叶 C 、H 、N 、P 、
K 、Ca、Mg 、Fe 、Zn 、Cu 、Mn , 11 种元
素含量在群体内和群体间的均值和
变异情况的研究结果表明:C 的均
值为 51.42%,变动范围49.78%～
52.71%, 4 号群体最小 , 11 号群体
最大;H 的均值为 6.62%,变动范围
6.35%～ 6.92%, 5号群体最小 , 12
号群体最大;N 的均值为 1.61%,变
动范围 1.34%～ 1.97%, 4 号群体
最小 , 1 号群体最大;P 的均值为
2 135.66 μg/g ,变动范围1 652.75 ～
2 599.00μg/g , 11号群体最小 ,9号
群体最大;K 的均值8 061.18 μg/g ,
变动范围 5 333.33 ～ 9 312.33 μg/
g ,12号群体最小 ,2 号群体最大;Ca
的均值为 7 539.79 μg/g ,变动范围
在4 260.17 ～ 15 468.50μg/g , 2 号
群体最小 , 3 号群体最大;Mg 的均
值为 896.55 μg/g , 变 动 范 围
631.83 ～ 1 329.83 μg/g , 2 号群体
最小 , 12 号群体最大;Fe 的均值
254.36 μg/g , 变动范围 111.07 ～
375.77 μg/g ,2 号群体最小 , 8号群
体最大;Zn 的均值为 29.24 μg/g ,
变动范围 18.20 ～ 38.83 μg/g ,5 号
群体最小 ,3号群体最大;Cu的均值
为 16.01 μg/g ,变动范围为 8.14 ～
28.61 μg/g , 2 号群体最小 , 4 号群
体最大;Mn的均值为 255.48μg/g ,
变动范围 112.13 ～ 349.28 μg/g , 11
号群体最小 ,9号群体最大 。大量元
素的含量为N>K>Ca>P >Mg 。
经对各元素在群体间和群体内
的变异系数分析发现:微量元素的
含量变动范围都很大 ,群体间的变
异系数 Fe(C.V%=127.83)>Cu
(C.V%=118.29)>Mn(C.V%=
75.95)>Zn(C.V%=53.47),大量
元素为 Ca(C.V%=58.33)> Mg
(C.V%=30.54)>K(C.V%=
28.27)>N (C.V%=22.32)> P
(C.V%=21.20)>H(C.V%=
4.31)>C(C.V%=3.09)。
2.3　林芝云杉针叶中各元素含量
的相关分析
针叶中各元素含量 Pearson 相
关计算(见表 2)表明 , C 元素和 H
呈显著正相关 , 相关系数为 0.582 ,
与 Ca 、Fe 呈显著负相关 ,相关系数
分别为 -0.387 和 -0.604。H 与
Ca、Fe 呈显著负相关 ,相关系数分
别为-0.426和 -0.349;.与 P 、K
呈显著正相关 , 相关系数分别为
0.458和 0.296。P 与 K 呈显著正
相关 ,相关系数为 0.372 , Ca 与 Zn 、
Mn 呈显著正相关 , 相关系数为
0.400和 0.484。Mg 与 Zn 呈显著
正相关 , 相关系数为 0.305 , Zn 与
Cu 、Mn呈显著正相关 ,相关系数分
别为 0.597和 0.419 。
除 Ca 、Mg 以外 ,大量元素两两
之间都呈显著正相关 ,微量元素与
N 、P 、K之间相关性都不显著 ,但微
量元素之间多数呈显著正相关。
表 2　林芝云杉针叶中各元素含量间的相关关系
元素 C H N P K Ca Mg Fe Zn Cu
H 0.582＊＊
N 0.135 0.093
P -0.009 0.145 0.458＊＊
K -0.117 -0.037 0.296＊＊ 0.372＊＊
Ca -0.387＊＊ -0.426＊＊ -0.116 -0.063 -0.166
Mg 0.012 0.187 0.002 -0.034 -0.056 0.053
Fe -0.604＊＊ -0.349＊＊ -0.030 -0.125 -0.193 0.097 0.061
Zn -0.050 0.047 0.030 -0.010 -0.080 0.400 ＊＊ 0.305＊＊ 0.056
Cu -0.069 -0.004 0.058 0.049 -0.039 0.150 0.216 0.104 0.597＊＊
Mn -0.156 -0.128 -0.113 0.013 -0.201 0.484 ＊＊ 0.192 0.126 0.419＊＊ 0.163
　　注:自由度=76 , ＊＊0.01 水平上显著相关
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2.4　林芝云杉针叶元素含量的地
理变异规律
不同群体针叶元素含量的差异
在一定程度上反映了各种群生长地
影响植物生长的诸因子不同。群体
内针叶元素含量的均值与海拔高度
以及经度和纬度的相关分析见表 3 ,
由表 3可知 , P与海拔高度呈显著负
相关 ,与经度和纬度呈显著正相关;
C与海拔高度的相关性达到统计学
的显著水平外 ,其他元素含量都不
存在地理变异规律性。
表 3　群体内各元素含量均值与地理位置的相关分析
元素 C H N P K Ca Mg Fe Zn Cu Mn
海拔 0.589＊ 0.139 -0.168 -0.572＊ -0.193 -0.242 0.048 -0.485 0.012 -0.266　 0.119
经度 -0.397 -0.077 0.281 0.731＊＊ 0.266 0.153 0.046 0.343 0.021 0.058　 0.035
纬度 -0.517 -0.386 0.042 0.573＊ 0.206 0.370 -0.239 0.199 0.066 0.109　 0.286
　　注:自由度=13 , ＊0.05 水平上显著相关 , ＊＊0.01 水平上显著相关。
3　小结与讨论
(1)通过对西藏 13个地区的林
芝云杉针叶中 11 种无机元素的含
量的方差分析结果发现:C 、H 、N 、
Ca、Mg 、Fe、Mn 元素的含量在群体
间的差异达到显著水平 , K 、P 、Cu 、
Zn在群体间的差异不显著。在杉
木种源变异规律的研究中(王昌巍 ,
1999)N 、P 、K 、Ca、Fe 中 P 、K 、Fe 含
量的差异显著 。这是由于西藏各地
区气候土壤条件的独特性和长期的
地理隔离而形成的林芝云杉对一些
无机元素在吸收利用上的独特变异
模式 。在将其各元素在群体间的均
值与海拔 , 经度和纬度进行相关分
析发现 ,除了 P 以外 ,其他各元素与
地理位置均没有显著的相关性 ,这
说明其变异是复杂的。因此海拔 、
经度和纬度变化不是引起林芝云杉
元素含量变化的主要原因 ,所以 ,林
芝云杉针叶中无机元素的变异是各
环境因子综合作用的结果 。 特快专递 Newsletter
文冠果种子人为炒作价格疯涨
由于文冠果种子含油量高达 50%～ 70%,是我国“十一五”期间发展生物质能源
的重点植物品种 ,导致目前其价格疯狂上涨。近两年 , 1 年生小苗价格不断攀升 ,目
前单株价在 1.5～ 2 元之间 , 种子价格自然也水涨船高。很多业内人士认为其价格疯
涨主要是人为炒作! “由于文冠果 1 年生小苗栽种最佳时机为春季 3 、4 月及秋季 10
月和 11 月 ,不少供应商分析 ,后市种子价格将完全取决于今年秋季 1 年生小苗的销
售情况。如果需求缺口大 ,则今年下半年至明年上半年间种子价格将持续走高 ,反之
则种子价格必然回落。
(中国绿化苗木网)
(2)对 11种元素进行群体间和
群体内的均值与变异系数研究发
现 ,总体均值与针叶树种相比 ,其微
量元素 Cu 、Zn的含量要高于红皮云
杉针叶 ,低于阔叶树种银杏的叶片 ,
但 Fe 、Mn 的含量要远高于银杏叶
片(姜兴林 ,2002);经群体间变异系
数分析发现微量元素的变异系数的
幅度是 53.47%～ 127.83%,而大量
元素的幅度是 3.09%～ 58.33%,
C 、H 2 种元素的含量最稳定 ,在对
海南粗榧(杜道林 , 2001)的研究中
也发现 C 、H 元素在不同的地区和
树木不同部位含量都很稳定 。说明
西藏各地区生境条件的变化对微
量元素含量的影响要大于大量元
素;但是对群体内具体的均值与海
拔和经纬度的相关分析发现 , P 与
海拔高度呈显著负相关 ,与经纬度
呈显著正相关以外 ,其他各元素在
各群体的变异是随机的 ,没有规律
性 。
(3)对 11种元素的含量进行两
两相关分析发现 , N 与 P 、K 呈显著
正相关 , 与 Ca、Mg 的相关性不显
著;C 与 H 之间的相关性极其显著 ,
并且二者都与 Ca 、Fe 呈显著负相
关;Zn与 Ca 、Mg 、Cu 、Mn 呈显著正
相关;Ca与 Mn呈显著正相关。
参考文献:
[ 1] 　张云跃 , 肖绍东 , 李佩瑜.华山松针
叶元素含量的地理变异研究[ J].林
业科学 , 1999 , 32(3):206-211.
[ 2] 　李柏海 , 张云跃 , 肖新华.我国银杏
种仁营养成份和无机元素含量的遗
传变异研究[ J].湖南林业科学 ,
2002 , 29(1):28-31.
[ 3] 　林睦就 , 张云跃 , 马常耕.我国银杏
遗传变异研究之二———种仁营养成
分和无机元素含量的变异[ J].林业
科学 , 2002 , 38(2):157-161.
[ 4] 　曹金福 , 陈金东 , 王志刚.银杏叶茶
矿物元素分析及其保健作用[ J].山
东食品科技 , 2001(3):24.
[ 5] 　王昌薇,陈天翔,李　娟.杉木地理种
源矿质养分的变异规律研究[ J].河南
农业大学学报 ,1999(33):146-148.
(6～ 9 本刊略)★