全 文 ： 王一 2，b
第l9卷第3期
1999年 5月
生 态 学 报
ACTA ECoLOGICA S1NICA
Vo1．19．No．3
M ay，1999
不同光环境的N JII大头茶幼苗的生态适应
直鲞旺
f。中国科学院植物研究所植被数量生态学开放实验室 北京 1∞。93
1 0西南师范大学生命科学系 重庆 630715
5 l-7，’，驴／
摘要 将4年生的四川I大头茶幼苗置于按全光照百分率为1O0“(sl00) 55 (s55) 33 (s33)和18 (s18)
的^控光环境 下处理。结果表明．不同光环境的四JI大头茶幼苗的 叶数 ，叶面积和叶大小的生长 动态具有显
著差异 ．且全光照的幼苗生长动态曲线波动最大，主要是因为 日照胁迫所致 SIO0的幼苗地上都分生长最差，
$55生长最好 ，后遮胡强度增大而下降；地下根系生长随光强增加而增加 ：主分量分析能租好地反映4种光环
境下的四川大头荼幼 苗生长差异及其生态适应莆略 $100与 $55的幼苗生长差异最大 。SIO0的幼苗将生物量
干重相对多地分配到根系生长 在遣阴下．幼苗则相对多地分配到地上叶生长
关键词 光t哩 蒌·圭至 磐- 芝 ’嗜I
EC0L0GICAL ADAPTAT10N 0F Gordonia acuminata
SEEDLINGS IN DIFFERENT LIGHT ENVIR0NM ENTS
XIAO Chun—W ang LIU Yu—Cheng。
~Laboratory of0 “z Vegetation Ecology，Institute‘I，Botany．CAS，Beljlng．100093．China)
。D啦 榭nt of上 出村f．s俐 “Chl⋯N m University，c^删 ，630715 chi
Abstract 4 old-year Gordonia acuminata seedlings were grown in full sun light($100)，
55 of full sun ($55)，33 of full sun (s33)and 18 of full sun light(S18)。It has been
found that the growth dynamics of G．acuralnata seedlings，in terms of number of leaves，
leaf area and leaf size，shew significantly difference in the different light environments。The
graph of$100 seedling fluctuated largest，due to sun strees on growth in summer．Above—
ground growth was the worst at$100 and it was the best at$55，For$55，there it was a
growth reduction with reduced light exposure，and the boot growth show a steady increase
with increasing light exposure。Principal Component Analysis provided a good explanation
for the growth difference and ecological adaptation strategies of G，acuminata seedlings in
different light environments。Difference was biggest between $100 and $55．$100 seedlings
stood out by their relatively high investment of dry biomass in root grwoth and seedlings
that were grown in shadow by their relatively high investment in aboveground leaf
growth．
· 国家 自然科学基金重点项 目 植物种群生态适应机理研究(编号39330050) 和贵州省 自然科学基金资助项 目
收樯日期 ；1997-04-20，修改祷收到 日期 -1998-06—08。
、
～
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3期 肖春旺等 ；不同光环境的四川大 头荼幼苗的生态适应 423
Key words light，Gordonia acuminata，ecological adaptation
四川大头 荼(Gcrdonia acuminata)，属 山荼科 ，是常绿阈叶大乔木 ，自然分布于川东、川南海拔 200～
1450m的地区，为亚热带茵驰募阏叶林优势建群耐种之一，具有生长迅速、耐瘠薄的特点0 。过去有关四JI1大
头茶种群的研究 已有大量报道-卜 。并发现光照强度对该种群结构 、动态及其 自然更新 具有重要作用。因
此，本丈试图通过对生长在4种不同人控光环境的四川大头荼幼苗的生长动态、形态和生物量效应的研究，
揭示四川大头茶幼苗对光的适应策略+为常绿阈叶林的恢复，卉发利用和大头茶幼苗栽培提供理论基础。
1 研究方法
1．1 试验材料及其幼 苗处理
4年生大头茶幼 苗来 自缙云山苗圃地 ，1994年 3月将52抹大小一致的幼 苗分别置^深20cm 直径30cm
的花钵中。土壤取自缙云山黄壤腐殖土层，pH值I．9，花钵置于西南师范大学生物系楼顶，海拔215m。4月1
日．随机分成4组，每组13株，每株标记、测量后分别放在4种人控光环境下，全光照(S100) 55 的全光照
(s55)、33 的全光照(s33)和18 的全光照(S18)。第1组为对照组，其余3组光环境是分别遮盖1层、2层、3
层精制绿纱窗而成的。试验期间，进行等质的精细管理，每月充分供水和调换花钵位置以防小环境的异质
性效应，并且钵间保持一定距离。避免相互遮阴。同时防止病害虫，另外4月中旬每钵施NPK肥1g。
1．2 计测方法
1994—04～1995 03，每月测定每株幼苗茎高、基径、大于lOmm 叶长的叶片长和最大宽，记录 叶片现存
数和落叶数 叶面积的测定为不损失叶片．随机选取大小不等5o片叶，绘于纸上，甩英国产△ 一叶面积仪测
定 叶面积。再根 据叶片长和最 大宽度 ，用 回归求得 tY(叶面积 )=0．602×(叶长 ×叶最宽 )+2．073(R一
0．910，Ⅳ一50)的线性方程 ，即可隶取全部叶面积。1995年3月 。挖取所有幼苗 。测定根、茎、叶生物量鲜重和
干重 。根系按粗根(根径3ram)，中根(根径1～3ram)和细根 (根径1、3 数据处理
所有数据利用 SPSS软件系统在微机上进行 ANOVA分析 ，用 DUNCAN法进行多重 比较 ，并甩字母
标记法表示 同时进行主分量分析。
2 结果与分析
2．1 不同光环境的大头茶幼苗生长动态和形态
大头茶幼苗茎高 生长曲线明显呈 S 型 ，十分符 合
逻辑斯蒂增长模型(P<0．05)。8月前，茎高生长都较
快，之后，S100的茎高增长变慢，遮 阴的茎 高生长仍较
快，并以 $55生长最好(图I) 这可能是在春天大头茶幼
苗成功利用相当高 的光通量密度 ，使之生长迅速 。而夏
季日照胁迫抑制了S100的幼苗叶生长，并造成大量落
叶，降低光 合作 用之故 尽管如此 。不同光 环境的幼苗
茎高生长动态、来年3月茎高、基径和1年茎高生长量虽
有一定差异，但却未达刊生物统计学显著差异(P>
0．95)(表1)，这可能是因为1年 的遮 阴处理不足以造成
基径 、茎高及其动态显著性差异 。
不同光环境的大头茶幼苗叶片现存数季节 动态存
图1 不同光环境的四川大头蓊幼苗茎高的生长动态
F ．1 G~wth dynamics o s m height of C-ocdonla
a~ nata seedlings in different l t environments
在显著差异IF=36．18>F (3，342)。P<0．01]。这是因为7～9月问，S100的幼苗产叶较步。落叶较多所
致 。到来年3月 ，各光环境间叶片现存数差异明显IF=8．33>F (3，36)，P<0．o13。并且总落叶数也存在
显著性差异 一3 14>F~ (3，36)，P<0．os]，而总产叶数未出现显著性差异，但 S55却显著高于S100(P
<0．05)(表 1)
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424 生 态 学 报 l9卷
表1 不同光环境的四川大头茶幼苗在1995年3月的生长特征
"fable 1 Growth chareters of G．acum[nal：a seedlings in different environments on M arch，1995
表 中数据 Data of table：平 均值 土标 准盖 Average value士standard~rTor
显著水平 Signifcant level：NS P>O 05 ‘P叶片颜色在各 光环境 内也明显变化，$100片呈紫红色 ，随遮阴程度增 加而莲渐 减少 ．至 §33以 下 ，叶
片呈深绿色 ’
不同光环境的大头茶幼苗 叶面积生 【乇季节动 俘在极显著差异EF一49．33>Fo。-(3，342)，P<0·01]。
6月前，4种光环境的叶面积生长均迅速 ．变化趋势大致相同，这是 由于随着光强，温度增加 ，光合作用上升 ，
叶面积生长增加所致。之后 +随着光强进一步加强影响了 SIO0的叶面积 生长速度．特别在7～9月间，高温 +
高光辐射和大量蒸瞎直接胁迫或烧伤叶片，以致大量落叶，叶面积曲线迅速下降．而遮阴却显著降低了 日
照引起的高温和水分的噼迫 ．特别 SIS和 $33，叶凋落较少，叶面积生长迅速 但入秋后 ，由于光强稍 减弱 ，
$55的叶面积生长迅速，而 S18和$33叶面积生长缓慢，加之老叶凋落，至l0月后叶面积曲线缓慢降低 试验
期间 ，至7月后 +叶面积为 $55>$33>S18>$100。到来年3月，各光 环境叶面积 差异显著IF一7．96> F㈣s
(3，36)，P<0 01]，其中遮阴显著高于全光照(P<0．O1)(表1)
叶大小生长动态格局与叶面积大致相同，也极显著受到光环境的影响[F一17．91>F 、(3，342)，P<
0．O1]。比较来年3月叶大小各光环境间存在显著差异IF一9．35>F ．(3+36)，P<0．01]，其中遮阴显著高
于全光照(P<0．O1)(表1)。
不同光环 境的太 头荼幼苗 叶鲜 重／叶面 积 比值 (SSLW )，单位 叶面积 率 (SLA)和 单 位叶面 积干 重
(SLW)也有显著差异(表1)。叶鲜重／叶面积比值和单位叶面积干重都随光强增加而增太·其中 SlOO．,~著
高于 $33和 S18(P阳性 植物的特性，但在本研究中，因为 S1oo幼苗叶面积较小 ，加之高辐射造成叶片高温和高土温 ，增加了其
砰吸作用，进一步影响了全光照 下大头荼的净光 合作用 ，所 以全光照 的幼苗 叶生长不如遮 阴环境内的幼
苗 同时 $55的幼苗 SAL和 SLW 与 s1o0差异不太 ，表明太头荼对遮阴具有一定适应能力。
2．2 不同光环境的太头茶幼苗的生物量干重
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肖春旺等：不同光环境的四川大头荼幼苗的生态适应 425
不同光环境的大头荼幼苗的茎生物量干重未达到 显著性差异，而叶生物量干重却存在 明显差异[F一
9．25>F ．．(3，36)，P也差异显著_F一4．62>F (3，36)，P照 F引起水热条件的综台作用不利于太头荼幼苗叶片生长，而 $55生长最好，随遮 阴强度增加，生长要受到
一 定限制，表明大头荼是一阳性植物，幼苗具有一定的耐阴能力。
表王 不同光环境的四JI大头茶幼苗生物量干重(g)
Table 2 Dry biomass of G．dcum n-m seedlings in different environments
表中数据 Data of table：平均值士标准整 Average value士standard error
显著水平 Significant]eve[：NS P>0．05 P<0 05 。P<0．01
幼苗的粗根，中根 ，细根和总根生物量干重随着遮阴强度增加逐渐减 少，并且从粗 根至中根至细根，不
同光环境间差异程度逐渐增大 (表2)。过反映了在全光照下，大头荼幼苗 具有较多的根数量 ，尤其是细 根数
量 ，以便吸收更多的矿质水分 ，提高竞争生存能力
2．3 不 同光环境的大头茶幼苗生态适应分析
利用不同光环境的大头茶幼 苗的生长指标建立主
分量坐标图(图2)，图中较好地反映 了不同光环境的大
头荼幼苗 生长差异和生态适应策略。第一 主分量特征
值 为12．53．包含所有数据信息 量的62．6 ，它反映 出
大头荼幼 苗生长在全光照与遮阴之间存在明显差异，
其中 SlO0与 $55问差异最大 同时也 匣映了 s1∞的幼
苗具有高的 SSLW、SLW、落叶数和地下根 系生物量干
重 ，表明 SIO0的幼苗将 生物量干重相对 多地分配到地
下根系生长，这样以适应在高辐射 ，高温的 日照畸迫 下
吸收更多的水分和矿质养料 而在遮碉情况 下，具有 多
的 叶片数 ，大 的叶面积 ，叶大 小及叶生物 量等．表 明遮
阴的大头茶幼苗将生物量干重相对 多地 分配到地上 叶
生长上，以适应在 阴暗环境内捕获更多的阳光 ，提高光
台作用能 力。第二主分量特征值为6．864，包含信息量
的34．2％ ，它 反映 $55与 S18问差异最大 ，表 明了过 阴
情况下 ，不利于大头荼的生长。
3 结论
不同光环境四川大头茶蛳苗的叶数、叶面积和 叶
大小的生 长动态存在显著性 差异 全 光照 的幼苗 叶生
长明显受到夏季强烈 日照弓『起的水热条件 胁迫 ，致使
幼苗大量落叶．叶面积生长受到强烈抑制。而遮 阴条件
下却 显著降低了夏季 日照胁迫对幼苗 叶生长的影响
整个幼苗生长过程中，全光 照的幼苗 叶生长 动态 曲线
譬
嘲
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捧
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第二主分量 PCA
图2 不同光环境的四JI J大头茶幼苗生长特征的主分量
分 析
Fig．2 p1"inc]pa[Component Anai~is of growth char
ac ㈣ {G acumina~a seedlngs in di{ie~emt environ一
~ eHTS．
1：Stem height●2{Stem height growth or a year‘3：
Current number of leave ；4：Total number o{leaves；
5：Total Ⅱumhe r of leaves shed； 6：Total number O
leaves produced； 7：Leaf ㈣ F 8：Leaf ⋯ ； 9：Leaf
fresh biomass； 10：Stem dry blornass{ lI；Leaf dry
biomass；I2；Aboveground dry biomass； 13：B r∞
dry hioma~s}14：M iddletoot d rybiomass：15：Fine rOOt
dry biomass；1 6：Total rOOt dry biomass；17；Total dry
hlomass|18；SSLW ；l9：SLA ；20：SLW ．
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426 生 态 学 报 l9卷
波动最大 ，并且7月后，幼苗叶生长大体为 $55>$33≥S18>S100。
四川大头茶幼苗地上生物量千重和地下生物量千重町显受不同光环境作用下的水热因子影响。茎生
物量千重 差异不大 ，叶生物量千重 ，全光照却显著小于遮 阴处理 。而根生物量干重随着遮阴强度增大 而减
小，尤其 以中根 ，细根最为突出。
主分量分析很好地反映了4种光环境的四川大 头茶幼苗生长差异和生态适应策略 。全光照下大头茶幼
苗将生物量干重相对多地分配到地下根系生长 ，以适应 日照胁追下 吸收更多的水分和营养物质，提高竞争
生存能力，而适当遮 阴则控制一定的温度强烈升高和大量蒸腾作用，所以将生物量千重相对多地分配到地
上叶生长上 。以适应较阴环境下捕获更多的光能，提高光合作用能力 。
参 考 文 献
1 譬世利．四川I太头茶净光合作用生理生态的初步研究 见：钟章成主编．常姆 阏叶林生态学研 究．重庆 西南师 范大学
出版社 ，1988-1981～1994 ～
2 董 鸣，车旭光．太头茶种群结构和动态韧探．见t钟章成主编．常绿阔叶林生态学研 究．重庆：西南师范大学出版社 ，
1988．297～ 31l
3 钟章成．四JIl太头茶若干生态问题的研 究 植物生态学报．1995。19(2)：103～114
4 李旭光．四JIl大头茶林宙更新模型研究．应用生态学报．1996。6(2)：】17～121
5 肖春旺，刘玉成．不同邻体太头荣的适应特征．植物生志学报 ，1997t21(3)：274～284
据国家科学技术部主办的“98中国科技论文统计分析新闻发布会”公布的
统计结果，在1214种中国科技期刊影响因子排序表中，生态学报位居第27名 ，影
响因子为0．481，在环境学科中生态学报位居第1名。
1997年1214种中国科技期刊影响因子排序
名教 期 刊 名 称 影响因子 名擞 期 刊 名 称 影响因子
1 分析化学 1．352 17 塑料工业 0．609
2 分析试验室 1．139 18 第四纪研究 0．608
3 理化检验化学分册 0．944 19 中华心血管病杂志 0．603
4 岩矿测试 0 939 2O 中华肿瘤杂志 O，582
5 冶盘分折 0．884 21 中国农业科学 0．551
6 岩石学报 0．871 22 植物生理学报 0．527
7 力学进展 0 870 23 地震学报 O．5l7
8 中国科学 B 0 748 24 中华清化杂志 0．503
9 分析测试学报 0．704 25 中华微生物学和免疫学杂志 0．500
10 地质学报 0 700 26 西北地质科学 0．487
11 地球化学 0．899 27 生态学报 0 481
12 中华传染病杂志 0．863 28 化学学报 0 479
13 工程塑料应用 0．646 29 控制与决革 0 473
l4 植物学报 0．636 30 矿床地质 0．468
15 光谱学与光谱分析 0．624 31 高等学校化学学报 0．468
16 地球物理学报 0 622 32 中华病理 学杂志 0．480
(节选，其余部分从略)
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