全 文 ：第 50 卷 第 8 期
2 0 1 4 年 8 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50，No. 8
Aug．，2 0 1 4
doi:10．11707 / j．1001-7488．20140805
收稿日期: 2013 － 12 － 04; 修回日期: 2014 － 04 － 10。
基金项目: 国家林业局林业公益性行业科研专项(201004011)。
* 张文辉为通讯作者。
栓皮栎栲胶品质与生态因子的相关分析*
尹艺凝 张文辉
(西北农林科技大学西部环境与生态教育部重点实验室 杨凌 712100)
摘 要: 研究秦岭南坡、秦岭北坡和黄土高原 3 个分布区 6 个地点的栓皮栎橡、树皮、叶片、枝条、根和主干木
材的单宁含量及其差异，并采用灰色关联度分析其与生态因子的关系，结果表明: 3 个分布区栓皮栎各器官单宁含
量存在显著差异，各器官单宁含量由高到低为秦岭南坡 ＞ 秦岭北坡 ＞ 黄土高原，秦岭南坡栓皮栎是生产栲胶的最
适林地。各地区均为橡单宁含量最高，其次是树皮、叶片、枝条，根和主干木材单宁含量最低。土壤速效磷、速效
氮和速效钾是影响栓皮栎各器官单宁含量的主导土壤因子，土壤有机质是影响栓皮栎各器官单宁含量的重要土壤
因子，且均与栓皮栎各器官单宁含量呈正相关。无霜期、年日照时数、年均降水量是影响栓皮栎各个器官单宁含量
的主导气候因子，其中无霜期和年均降水量与栓皮栎各器官单宁含量呈正相关，年日照时数与其呈负相关。无霜
期较长，降水量较高，日照时数较低，土壤速效磷、速效氮和速效钾和有机质含量较高的地区是栓皮栎栲胶生产的
优先区域。
关键词: 栓皮栎; 生态因子; 单宁; 器官
中图分类号: S785. 015 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2014)08 － 0030 － 09
Correlation between Quality of Tannin Extract of Quercus variabilis
and the Main Ecological Factors
Yin Yining Zhang Wenhui
(Environment and Ecology Key Laboratory of Education Ministry in West China，Northwest A＆F University Yangling 712100)
Abstract: The tannin extract contents in different organs of Quercus variabilis are mainly influenced by ecological
factors． In order to understand the principal ecological factors affecting Q． variabilis tannin extract，and to provide
scientific cultivation measures of Q． variabilis and an reference for efficient utilization of the tannin extract resources of Q．
variabilis，a total of 108 Q． variabilis trees and the major ecological factors were investigated and determined in 6 sample
plots of three different distribution regions ( south slope of Qinling Mountains，north slope of Qinling Mountains，Loess
Plateau) in September 2012． The tannin content of different organs of Q． variabilis in the 3 different distribution regions
(6 sample sites) was analyzed by UV spectrophotometry and the grey correlation degrees with the ecological factors were
calculated． The results showed that there was a significant difference in tannin content among the different regions． The
tannin content in the 3 different distribution regions from high to low was the south slope of Qinling Mountains，the north
slope of Qinling Mountains and the Loess Plateau． The tannin content of Q． variabilis valonea in the 6 regions was
highest，followed by the bark，leaf，branch，and the tannin content of root and stem was lowest． The principal soil factors
that influenced tannin content of different organs of Q． variabilis were available nitrogen，available phosphorus，and
available potassium． Soil organic matter was one the main factors affecting the effective component content of tannin extract
of Q． variabilis． There was a positive correlation between tannin content of organs and these main soil factors． The
principal climatic factors that affected tannin content of different organs were frost-free periods，annual sunshine hours and
annual mean rainfall． The frost-free periods and annual mean rainfall were positively correlated with tannin content in
different organs of Q． variabilis，while the annual sunshine hours was negatively correlated with tannin content in different
organs of Q． variabilis． The region with longer frost-free periods，more rainfall，shorter sunshine hours，more organic
matter and lower soil nutrients content could prior be chosen as cultivation area of Q． variabilis for high tannin production．
第 8 期 尹艺凝等: 栓皮栎栲胶品质与生态因子的相关分析
Key words: Quercus variabilis; ecological factor; tannin; organ
在天然条件下，植物次生代谢产物是植物在长
期进化过程中与环境相互作用的结果 (阎秀峰等，
2007; 卜静等，2012)。植物次生代谢产物，如酚
类、生物碱、黄酮类、香豆素、木质素等，既是可以供
人类利用的物质，也在植物适应环境条件和协调体
内平衡方面发挥着重要作用(曹海禄等，2007)。植
物体内代谢物质含量不仅受自身遗传因素影响，而
且受气候因子(光照、温度、水分等)和土壤因子(养
分、有机质、pH 等) 等生态因子影响 (黄璐琦等，
2007; Kraus et al．，2003)。因此，对于栽培植物而
言，为获得代谢物质优质高产，需要开展体内代谢物
质含量与环境因素关系的研究。
栓皮栎(Quercus variabilis)为壳斗科(Fagaceae)
栎属 ( Quercus) 落叶乔木，是我国著名富含栲胶
( tannin extract)的珍贵经济树种(罗伟祥等，2009)。
栲胶是一种重要化工产品，主要成分是相对分子质
量为 500 ～ 3 000 的单宁，是复杂的多酚类物质(石
碧等，2000; 孙达旺等，1995)，具有较强的生理活
性，有抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、抗过敏、预防心血管
疾病和延缓衰老等作用，广泛应用于食品、医药、制
革、石油化工和橡胶等领域 (李雪莹等，2005;
Barbehenn et al．，2006; 张国春等，2006; Kolodziej et
al．，2005)。目前，对栓皮栎的研究主要集中在生物
生态学特性、种群生殖动态、种群年龄结构等方面
(吴明作等，2001; 韩照祥等，2005a; 马莉薇等，
2010; 薛瑶芹等，2011)，也有一些橡栲胶提取工
艺的报道(张国春等，2011)。但是，针对栓皮栎栲
胶有效成分单宁与生态因子的相关性分析尚未见
报道。
此前有银露梅 ( Potentilla glabra ) (刘伟等，
2012)、丹参(Salvia miltiorrhiza)(李倩等，2010)、连
翘( Forsythia suspensa) (李卫建等，2005)、西洋参
(Panax quinquefolius) (吴庆生等，2002 ) 和怀菊
(Chrysanthemum morifolium)(郭巧生等，2008)等有
效成分与生态因子关系的研究，但大多数是单一地
区植物有效成分与单一生态因子的相关性分析，选
择不同地区测定多种环境因素的综合性研究很少。
气候、土壤等环境因素对植物体内代谢产物有效成
分含量的影响复杂，综合研究不同地域(生境)植物
体内代谢产物有效成分含量差异，分析其中相互关
系，为合理开发、适地适树的基础性工作。不同地区
栓皮栎栲胶含量有差异，深入系统地研究栓皮栎栲
胶品质与生态因子关系，确定影响栲胶产量和品质
的主导生态因子，对栓皮栎林丰产栽培和栲胶资源
利用有重要意义。
本研究以秦岭南坡、秦岭北坡和黄土高原 3 个
分布区 6 片不同天然林中栓皮栎橡、树皮、枝条、
叶片、根、主干木材为研究对象，应用分光光度法测
定栲胶含量，分析其与生态因子 (土壤因子和气候
因子)之间的关系，阐明影响栲胶品质的主导生态
因子及其作用特征和规律，为栓皮栎人工林栽培及
其栲胶资源高效利用提供依据。
1 研究区概况
陕西秦巴山区是栓皮栎分布的核心区，黄土高
原是其分布边缘区，不同分布区环境差异较大，其中
秦岭南坡属于亚热带湿润气候，秦岭北坡是暖温带
半湿润气候，黄土高原南部黄龙山地区是暖温带半
干旱气候(韩照祥等，2005b)。由南向北，气候、土
壤、植被等生境因素呈梯度变化(吴敏等，2013)，栓
皮栎个体形态、种群特性也从分布核心区到边缘地
带形成一个明显的过渡(韩照祥等，2004)。因此，
本研究选择在陕西境内海拔 1 500 m 以下的秦岭南
坡中段、秦岭北坡中段和黄土高原南部的黄龙山地
区作为研究区，具体地理位置见表 1。
表 1 研究区概况
Tab． 1 Survey of research area
分布区
Distribution region
采样地
Sample plot
纬度
Latitude
经度
Longitude
海拔
Elevation /m
秦岭南坡
South slope of Qinling Mountains
佛坪县 Foping County 107°42 N 33°55 E 1 052
山阳县 Shanyang County 108°34 N 33°40 E 1 124
宁陕县 Ningshan County 108°35 N 33°32 E 1 037
秦岭北坡
North slope of Qinling Mountains
周至县 Zhouzhi County 108°20 N 34°03 E 855
眉县 Mei County 107°40 N 34°10 E 1 093
黄土高原 Loess Plateau 黄龙县 Huanglong County 110°04 N 35°30 E 1 015
13
林 业 科 学 50 卷
秦岭南坡中段地区，土壤属于黄棕壤，栓皮栎为
当地地带性植被的建群种之一，与其混交的乔木树
种主要有油松 (Pinus tabulaeformis)、华山松 ( Pinus
armandi)、麻栎 ( Quercus acutissima)、槲栎 ( Quercus
aliena) 等; 灌 木 植 物 主 要 有 鼠 李 ( Ｒhamnus
davurica)、黄栌 ( Cotinus coggygria)、达乌里胡枝子
(Lespedeza davurica)、黄刺玫(Ｒosa xanthina); 草本
植物主要有三穗薹草 ( Carex tristachya )、披碱草
( Elymus dahuricus ) 和 败 酱 ( Patrinia
scabiosaefolia)等。
秦岭北坡中段地区，土壤为山地褐土，栓皮栎纯
林属 于 地 带 性 植 被，伴 生 有 侧 柏 ( Platycladus
orientalis)、槲树(Quercus dentata)等; 灌木层主要有
黄栌、连翘、绿叶胡枝子 ( Lespedeza buergeri) 等; 草
本植物主要有麦冬 (Ophiopogon japonicus)、披针薹
草(Carex lanceolata)、长芒草(Stipa bungeana)等。
黄土高原南部地区，土壤以灰褐土或褐土为主，
栓皮栎虽然属于地带性植被，但多为混交林，纯林少
见，伴生树种主要为山杨(Populus davidiana)、白桦
(Betula platyphylla) 等; 林下灌木层主要有刚毛忍
冬( Lonicera hispida)、榛(Corylus heterophylla)、扁核
木(Prinsepia utilis)等; 草本层主要有艾蒿(Artemisia
argyi)、白羊草(Bothriochloa ischaemum)等。
2 材料与方法
2. 1 试验材料
采样地点选择自 1985 年以来保护较好的秦岭
南坡中段(佛坪县国有林场、山阳县红旗林场、宁陕
县新矿林场)、秦岭北坡中段(周至县楼观台试验林
场、眉县汤峪林场)和黄土高原南部黄龙山地区(黄
龙县白马滩林场)6 个地区。在栓皮栎天然次生林
(栓皮栎占 80%以上)中，选择阳坡下部生境，林龄
在 40 年左右，林相发育较好，郁闭度 0. 85 左右，近
40 年这些林地未进行过采伐或较大的外界干扰。
在 6 个地区(采样地点)，以课题组原来固定样地为
基础，保证每个采样地点有 3 个样地。
2012 年 9 月下旬，在每个采样地点，记录采样
区经度、纬度和海拔(表 1)。每个采样地点选取平
均胸径为 20 cm、生长良好、树干圆满通直的栓皮栎
个体 18 株(每个样地 6 株)，作为采样标准株并标
记。选择标准株后按器官分别采样。在 9 月下旬橡
碗成熟时，采集树冠阳面的橡;在标准株上采集主
干距离地面 1. 3 m 处树皮 (树干阳面，样品为周皮
形成层，10 cm × 10 cm); 采集树冠阳面上部叶片;
用高枝剪采集树冠阳面上部直径≤2 cm 枝条; 以基
部直径≥5 cm 的主枝(木质部)代替主干木材; 地
下挖取直径 1 ～ 3 cm 根混合取样。选择 9 月下旬，
连续 10 天无雨天气后集中采土样。在样地内，除去
枯枝落叶，采集地表 0 ～ 10，10 ～ 20 和 20 ～ 30 cm 土
层混合土壤，将采集到的不同材料分别包装、标记，
带回实验室以备使用。
2. 2 研究方法
2. 2. 1 试剂与仪器 试剂: 单宁酸标准品、钨酸钠
(天津市天力化学试剂有限公司)，磷钼酸、磷酸、无
水碳酸钠(四川西陇化工有限公司)等均为分析纯，
无水乙醇(西安三浦化学试剂有限公司)、蒸馏水。
仪器: 日本岛津 UV-1800 紫外光分光光度计、
Ｒ-1001 旋转蒸发仪、SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵
(郑州长城科工贸有限公司)、TG16-W 微量高速离
心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)、FW135
植物粉碎机、HH-6 数显恒温水浴锅(国华电器有限
公司)、LGJ-12 冷冻干燥机(北京松源华兴科技发展
有限公司)、筛网(孔径 60 mm)、AUY220 电子分析
天平。
2. 2. 2 样品处理与提取 将栓皮栎样品洗净去杂，
用冷冻干燥机在 － 70 ℃下冻干，粉碎后过 60 目筛
网，将冻干粉置于 － 20 ℃下密封保存备用。称取栓
皮栎各器官样品冻干粉各 2. 0 g，重复取样 10 份。
加入 70%乙醇 30 mL，80 ℃回流提取 4 h。抽滤得
到滤液，60 ℃减压浓缩，定容至 250 mL 待用(李鹏
等，2009; 官昭瑛等，2009; 武予清等，2000)。
2. 2. 3 单宁含量测定 采用 Folin-Denis 分光光度
法进行单宁含量的测定(李鹏等，2009; 武予清等，
2000)。Folin-Denis 试剂: 准确称取 10 g 钨酸钠，
2 g磷钼酸溶于 20 mL 蒸馏水中，加入 5 mL 磷酸，加
热回流 2 h 后冷却至室温，定容至 100 mL。准确量
取 0. 1 mg·mL － 1的单宁标准液各 0，0. 5，1. 0，1. 5，
2. 0，2. 5，3. 0，3. 5 mL，分别加入 F-D 显色剂 1 mL，
摇匀后加入 1 mol·L － 1碳酸钠溶液 5 mL，加入 70%
乙醇定容至 25 mL，室温静置 30 min，4 000 r·min － 1
离心 10 min。以相应试剂作为空白对照，在波长
760 nm 处测吸光度，绘制标准曲线，得到回归方程
y = 72. 045x + 0. 006 5，Ｒ2 = 0. 999 7( y 为吸光度，x
为单宁酸浓度)。用移液管准确移取待测样品原液
1. 0 mL，根据标准液测定方法计算提取液单宁的含
量，取平均值。
以采样地点为单位，18 个栓皮栎个体各器官单
23
第 8 期 尹艺凝等: 栓皮栎栲胶品质与生态因子的相关分析
宁含量平均值为 X
－
(% ) =∑xi /18，xi为每一栓皮栎
个体相应器官测定的单宁含量。
2. 2. 4 土壤因子测定 土壤含水率采用烘干法
(105 ℃ )测定; 土壤酸碱度采用 pH 试纸测定; 土
壤有机质含量采用硫酸 －重铬酸钾法测定; 速效氮
含量采用碱解扩散法测定; 速效磷含量采用
NaHCO3 浸提 － 钼蓝比色法测定; 速效钾含量采用
火焰光度法测定(鲍士旦，2005)。同一地点土壤特
性测定值为将相同一采样点各个样地的土壤样品相
应的测定值取平均值: Z
－
=∑zi /18。
2. 2. 5 生态因子测定 根据调查地区当地 6 个采
样地点所在县城气象局最近 10 年的气象资料，以及
距离各采样地最近的气象观测站点 1999—2011 年
地面气象数据计算获得气候因子和基础信息栅格数
据(km2 )及衍生数据，记录平均值，主要包括 10 个
指标: 年均温、1 月均温、7 月均温、≥10 ℃年积温、
年极端最高温度、年极端最低温度、年降水量、年日
照、无霜期、相对湿度。
2. 3 数据处理
采用 SPSS 18. 0 软件中单因素方差分析 ( one-
way ANOVA)比较不同分布区栓皮栎不同器官单宁
含量差异(α = 0. 05)，利用 DPS 软件进行栓皮栎各
器官单宁含量与土壤因子、气候因子灰色关联分析，
并用 Pearson 相关系数评价其相关性。
3 结果与分析
3. 1 不同分布区栓皮栎各器官单宁含量
6 个地区的栓皮栎各器官中单宁含量明显不同
(表 2)。方差分析表明:不同地区栓皮栎橡、树
皮、叶片、枝条、根及主干木材中单宁含量存在显著
差异(P ＜ 0. 05)，从秦岭南坡到黄土高原，除了根，
栓皮栎橡、树皮、叶片、枝条栲胶含量呈现递减趋
势; 栓皮栎个体单宁含量从秦岭南坡到黄土高原
也递减，佛坪县最高为 8. 86%，黄龙县最低为
8. 00%，其中橡单宁含量最高为佛坪县，最低为
黄龙县，相差 1. 01% ; 树皮单宁含量最高为山阳
县，最低为黄龙县，相差 0. 56% ;叶片单宁含量最
高为山阳县，最低为黄龙县，相差 0. 84% ;枝条单
宁含 量 最 高 为 佛 坪 县，最 低 为 黄 龙 县，相 差
0. 73% ;根单宁含量最高为宁陕县，最低为周至
县，相差 0. 41% ;主干木材单宁含量最高为佛坪
县，最低为眉县，相差 1. 6%。
6 个地区不同器官单宁含量从高到低变化趋势
皆表现为: 橡 ＞树皮 ＞叶片 ＞枝条 ＞根 ＞主干木
材。栓皮栎橡、树皮、叶片、枝条中单宁含量明显
高于其根和主干木材，且橡、树皮、叶片和枝条可
以多次大量采集，对树木的伤害性较小，不影响其正
常生长，是生产栲胶的重要工业原料。
表 2 不同分布区栓皮栎各器官单宁含量与差异分析①
Tab． 2 Tannin content in different organs of Q． variabilis from different distribution regions %
器官
Organ
佛坪县
Foping County
山阳县
Shanyang County
宁陕县
Ningshan County
周至县
Zhouzhi County
眉县
Mei County
黄龙县
Huanglong County
橡 Valonea 16. 35 ± 0. 17a 16. 28 ± 0. 19a 15. 97 ± 0. 10b 15. 87 ± 0. 13b 15. 52 ± 0. 17c 15. 34 ± 0. 14c
树皮 Bark 9. 45 ± 0. 12b 9. 54 ± 0. 10a 9. 41 ± 0. 15bc 9. 37 ± 0. 17c 9. 27 ± 0. 08c 8. 98 ± 0. 08d
叶片 Leaf 6. 92 ± 0. 09b 7. 25 ± 0. 07a 6. 97 ± 0. 07b 6. 71 ± 0. 12c 6. 55 ± 0. 07d 6. 41 ± 0. 09e
枝条 Branch 5. 25 ± 0. 07a 5. 16 ± 0. 14a 4. 85 ± 0. 10b 4. 62 ± 0. 07cd 4. 75 ± 0. 11bc 4. 52 ± 0. 11d
根 Ｒoot 2. 99 ± 0. 06a 3. 03 ± 0. 07a 3. 13 ± 0. 07a 2. 72 ± 0. 09c 2. 78 ± 0. 08c 2. 86 ± 0. 07b
主干木材 Stem 3. 34 ± 0. 06a 2. 09 ± 0. 07c 2. 04 ± 0. 07b 1. 82 ± 0. 07bc 1. 74 ± 0. 08de 1. 87 ± 0. 08d
① 同一行数字后不同小写字母表示栓皮栎同一器官中的单宁含量在不同地区间差异显著(P ＜ 0. 05)，下同。Different lowercase letters in
the same row meant significant difference at 0. 05 level among different regions within one organ，the same below．
3. 2 不同分布区生态因子
3. 2. 1 不同分布区土壤因子 从表 3 可以看出，
不同分布区栓皮栎样地的土壤因子明显不同。单
因素方差分析表明:分布区土壤因子存在显著差
异(P ＜ 0. 05)，各地区 pH 相差 0. 97，速效氮相差
27. 93 mg·kg － 1，速效磷相差 20. 88 mg·kg － 1，速效
钾相差 32. 29 mg·kg － 1，有机质相差 9. 22%，含水
率相差 26. 24%。佛坪县土壤 pH 适中，土壤含水
率较低，土壤速效氮、速效磷、速效钾和有机质均
较高; 山阳县土壤 pH 和含水率低，有机质适中，
但土壤速效氮、速效磷、速效钾均最高; 宁陕县土
壤 pH 较低，土壤含水率和有机质均适中，土壤速
效氮、速效磷、速效钾较高; 周至县土壤 pH 和土
壤含水率较高，土壤速效氮、速效磷、速效钾和有
机质均较低; 眉县土壤 pH 和含水率适中，土壤有
机质含量最高，土壤速效氮、速效磷、速效钾均较
低; 黄龙县含水率最高，但土壤 pH、有机质和速效
氮、速效磷、速效钾均最低。
33
林 业 科 学 50 卷
表 3 不同分布区栓皮栎样地的土壤因子
Tab． 3 Soil factors of Q． variabilis samples in different distribution regions
项目
Item
佛坪县
Foping County
山阳县
Shanyang County
宁陕县
Ningshan County
周至县
Zhouzhi County
眉县
Mei County
黄龙县
Huanglong County
土壤 pH
Soil pH
6. 77 ± 0. 05d 7. 11 ± 0. 02bc 6. 95 ± 0. 07cd 7. 46 ± 0. 08a 7. 26 ± 0. 04ab 6. 49 ± 0. 10e
速效氮
Available nitrogen /(mg·kg － 1 )
37. 83 ± 1. 83c 45. 57 ± 2. 70a 44. 13 ± 2. 83b 27. 44 ± 1. 15e 35. 20 ± 1. 67d 17. 64 ± 1. 30f
速效磷
Available phosphorus /(mg·kg － 1 )
32. 34 ± 2. 17b 34. 18 ± 1. 49a 31. 26 ± 1. 70b 21. 71 ± 1. 09c 18. 41 ± 1. 39d 13. 30 ± 1. 47e
速效钾
Available potassium /(mg·kg － 1 )
52. 82 ± 2. 58c 53. 16 ± 2. 08b 56. 77 ± 1. 38a 39. 48 ± 2. 21e 48. 63 ± 1. 41d 24. 48 ± 1. 54f
有机质
Organic matter(% )
17. 66 ± 0. 18b 17. 19 ± 0. 39c 15. 46 ± 0. 39d 10. 77 ± 0. 55e 19. 04 ± 0. 35a 9. 82 ± 0. 29f
土壤含水率
Soil moisture(% )
12. 73 ± 0. 92e 10. 12 ± 1. 24f 21. 26 ± 0. 73d 27. 41 ± 2. 04b 25. 60 ± 0. 64c 36. 3 ± 1. 266a
3. 2. 2 不同分布区气候因子 从秦岭南坡到黄土
高原，形成气象因子梯度格局。对 1999—2011 年气
候资料统计处理显示(表 4)，各研究区气候条件存
在显著差异(P ＜ 0. 05)，年均温度相差 5. 6 ℃，1 月
均温相差 8. 4 ℃，7 月均温相差 3. 5 ℃，年积温相差
1 145. 6 ℃，年极端最高温度相差 3. 8 ℃，年极端最
低温度相差 11. 4 ℃，年降水量相差 280. 8 mm，年日
照时数相差 1 105. 4 h，无霜期相差 63. 7 天，相对湿
度相差 21. 6%。各分布区之间相互比较呈现如下
特点: 佛坪县温度较高，降水量较多，无霜期长但年
日照时数最少，相对湿度高; 山阳县温度较高，降水
量适中，无霜期长但年日照时数较短，相对湿度适
中; 宁陕县年均温、1 月均温、年极端最低温度均最
高，降水量高，属于高温多雨气候，无霜期长，年日照
时数适中，相对湿度较高; 周至县温度较高，7 月均
温、年极端最高温度均最高，降水量少，属于高温少
雨气候，无霜期及年日照时数适中，相对湿度适中;
眉县温度适中，降水量中等偏少，无霜期适中，年日
照时数较高，相对湿度适中; 黄龙县温度最低，降水
量少，无霜期最短，年日照时数最长，相对湿度低。
表 4 不同分布区栓皮栎样地的气候因子
Tab． 4 Climatic factors of Q． variabilis samples in different distribution regions
项目
Item
佛坪县
Foping County
山阳县
Shanyang County
宁陕县
Ningshan County
周至县
Zhouzhi County
眉县
Mei County
黄龙县
Huanglong County
年均温度
Annual mean temperature /℃
15. 8 ±0． 23b 16. 1 ±0． 41b 16. 6 ±0． 43a 14. 1 ±1． 0d 14. 7 ±0． 35c 11. 0 ±0． 34e
1月均温
January mean temperature /℃
2. 9 ±1． 36a 2. 4 ±1． 73a 3. 7 ±1． 65a 0. 8 ±1． 21b 0. 4 ±1． 67b －4. 7 ±2． 00c
7月均温
July mean temperature /℃
26. 5 ±0． 86b 24. 3 ±0． 98c 27. 2 ±1． 07ab 27. 7 ±1． 24a 26. 4 ±0． 77b 24. 2 ±0． 85c
年积温(≥10 ℃ )
Effective accumulated
temperature /℃
4 065. 6 ±189． 35b 4 166. 9 ±139． 46b 4 678. 8 ±194． 40a 3 851. 9 ±162． 73c 3 743. 6 ±150． 64c 3 533. 2 ±124． 94d
年极端最高气温
Annual highest temperature /℃
36. 2 ±1． 15c 37. 3 ±1． 48c 38. 6 ±1． 22b 40. 0 ±1． 46a 39. 5 ±1． 59ab 37. 0 ±1． 40c
年极端最低温度
Annual lowest temperature /℃
－7. 0 ±1． 60ab －10. 4 ±1． 58c －6. 0 ±1． 55a －7. 9 ±2． 03abc －9. 3 ±1． 36bc －17. 4 ±2． 57d
年均降水量
Annual mean rainfall /mm
827. 4 ±186． 74a 703. 0 ±150． 62b 845. 0 ±132． 32a 681. 1 ±208． 99bc 639. 3 ±130． 72b 564. 2 ±98． 57c
年日照时数
Annual sunshine hours / h
1 416. 2 ±200． 84d 1 699. 7 ±148． 25c 1 707. 7 ±278． 56c 1 796. 7 ±124． 27c 1 987. 9 ±180． 09b 2 521. 6 ±144． 48a
无霜期
Frost free period / d
255. 2 ±19． 63a 245. 8 ±13． 63b 256. 3 ±15． 62a 236. 0 ±13． 48c 238. 9 ±18． 56c 192. 6 ±5． 98d
相对湿度
Ｒelative humidity(% )
78. 7 ±2． 64a 65. 7 ±2． 54c 73. 8 ±3． 83b 63. 8 ±2． 67c 63. 6 ±3． 22c 57. 1 ±2． 96d
43
第 8 期 尹艺凝等: 栓皮栎栲胶品质与生态因子的相关分析
3. 3 生态因子与栓皮栎单宁含量相关性分析和灰
色关联分析
3. 3. 1 栓皮栎各器官单宁含量与生态因子的相关
性分析 不同地区的生态因子对栓皮栎各器官单宁
含量影响有所不同。由表 5 可见，栓皮栎橡单宁
含量与 1 月均温、年极端最低温度、年均降水量、无
霜期、土壤速效氮、速效磷、速效钾呈显著正相关，与
土壤含水率呈显著负相关;栓皮栎树皮单宁含量与
年均降水量呈正相关，与年日照时数和土壤含水率
呈显著负相关; 栓皮栎叶片单宁含量与 1 月均温、
年极端最低温度、年均降水量、无霜期、土壤速效磷、
速效钾呈显著正相关，与土壤含水率呈显著负相关;
栓皮栎枝条单宁含量与 1 月均温、年极端最低温度、
无霜期、土壤速效氮、速效磷和有机质呈显著正相
关，与土壤 pH 和含水率呈显著负相关; 栓皮栎根单
宁含量与无霜期呈显著正相关; 栓皮栎主干木材单
宁含量与年均降水量和土壤速效氮呈显著正相关，
与年日照时数和土壤含水率呈显著负相关。
从栓皮栎各器官中单宁含量与生态因子的相关
性分析中，很难找到影响单宁含量的共同因子，同一
生态因子对不同器官单宁影响不同，表现出一定的
复杂性。因此对栓皮栎不同器官和生态因子进行灰
色关联分析，进一步确定影响栓皮栎各器官单宁的
主导生态因子。
表 5 栓皮栎不同器官单宁含量与生态因子的相关分析①
Tab． 5 Correlation analysis between tannin content in different organs of Q． variabilis and ecological factors
项目
Item
橡
Valonea
树皮
Bark
叶片
Leaf
枝条
Branch
根
Ｒoot
主干木材
Stem
年均温度
Annual mean temperature
0. 486 0. 149 0. 390 0. 345 0. 352 0. 126
1 月均温
January mean temperature 0. 693
＊＊ － 0. 185 0. 628＊＊ 0. 551 * 0. 455 0. 234
7 月均温
July mean temperature
－ 0. 134 － 0. 010 0. 035 0. 006 0. 001 － 0. 269
年积温(≥10℃ )
Effective accumulated temperature
－ 0. 189 0. 032 － 0. 491 － 0. 030 0. 115 － 0. 224
年极端最高气温
Annual highest temperature
－ 0. 374 － 0. 075 － 0. 276 － 0. 401 － 0. 418 － 0. 478
年极端最低温度
Annual lowest temperature 0. 590
* － 0. 008 0. 503 * 0. 525 * 0. 409 0. 227
年均降水量
Annual mean rainfall 0. 688
＊＊ 0. 590 * 0. 611＊＊ 0. 380 0. 408 0. 584 *
年日照时数
Annual sunshine hours
－ 0. 356 － 0. 648＊＊ － 0. 210 － 0. 299 － 0. 162 － 0. 666＊＊
无霜期
Frost free period 0. 634
＊＊ － 0. 269 0. 496 0. 618＊＊ 0. 723＊＊ 0. 485
相对湿度
Ｒelative humidity
－ 0. 162 － 0. 063 0. 016 － 0. 051 0. 316 0. 441
土壤 pH
Soil pH
－ 0. 483 0. 392 － 0. 385 － 0. 580 * － 0. 302 － 0. 406
速效氮
Available nitrogen 0. 565
* 0. 248 0. 485 0. 581 * 0. 102 0. 631＊＊
速效磷
Available phosphorus 0. 694
＊＊ 0. 367 0. 635＊＊ 0. 783＊＊ 0. 228 0. 415
速效钾
Available potassium 0. 521
* 0. 166 0. 594 * 0. 450 0. 178 0. 483
有机质
Organic matter
0. 444 － 0. 120 0. 448 0. 686＊＊ 0. 046 0. 183
土壤含水率
Soil moisture － 0. 670
＊＊ － 0. 574 * － 0. 783＊＊ － 0. 796＊＊ － 0. 244 － 0. 514 *
①* P ＜ 0. 05，＊＊P ＜ 0. 01．
3. 3. 2 土壤因子与栓皮栎单宁含量灰色关联分析
从表 6 可看出，不同土壤因子与栓皮栎各器官单宁
含量之间的灰色关联度较高，表明土壤因子与栓皮
栎不同器官单宁含量关系密切。土壤速效磷、速效
钾和有机质是影响栓皮栎橡和根单宁含量的主导
土壤因子; 土壤速效磷、速效氮和速效钾均为影响
53
林 业 科 学 50 卷
栓皮栎树皮、叶片、枝条和主干木材单宁含量的主导
土壤因子。其中土壤速效磷、速效氮和速效钾是影
响不同地区栓皮栎各器官单宁含量的主导土壤因
子，土壤有机质是影响栓皮栎各器官单宁含量的重
要因子。
表 6 土壤因子与栓皮栎各器官单宁灰色关联度
Tab． 6 Grey correlation degrees between soil factors and tannin content of Q． variabilis from different organs
项目
Item
橡
Valonea
树皮
Bark
叶片
Leaf
枝条
Branch
根
Ｒoot
主干木材
Stem
土壤 pH
Soil pH
0. 593 0 0. 562 8 0. 617 5 0. 607 1 0. 571 0 0. 552 0
速效氮
Available nitrogen
0. 726 2 0. 683 2 0. 806 5 0. 786 7 0. 654 2 0. 704 1
速效磷
Available phosphorus
0. 787 8 0. 686 7 0. 844 3 0. 772 4 0. 694 5 0. 745 8
速效钾
Available potassium
0. 753 5 0. 669 4 0. 831 4 0. 766 6 0. 695 7 0. 706 6
有机质
Organic matter
0. 743 0 0. 625 5 0. 746 6 0. 754 6 0. 707 7 0. 657 2
土壤含水率
Soil moisture
0. 629 9 0. 524 0 0. 651 0 0. 635 0 0. 550 0 0. 567 3
3. 3. 3 气候因子与栓皮栎单宁含量灰色关联分析
由于单宁是栲胶的主要成分，因此可以利用灰色关
联度值来评价不同气候因子对栓皮栎栲胶主要成分
单宁的影响。从表 7 可以看出，各气候因子与栓皮
栎各器官单宁含量的灰色关联度均较高，表明气候
因子与栓皮栎不同器官单宁含量关系密切。无霜
期、年日照时数、年均降水量是影响栓皮栎橡、树
皮、叶片和主干木材单宁含量的主导气候因子; 年
日照时数、无霜期和 1 月均温是影响栓皮栎枝条、根
单宁含量的主导气候因子。无霜期、年日照时数和
年均降水量是影响栓皮栎各器官单宁含量的重要因
子。此外，栓皮栎不同器官单宁含量主要受 1 月均
温的影响，温度因子对不同器官单宁含量影响较大，
且低温的影响程度明显高于高温，可见相对于生长
季节温度，越冬温度对栓皮栎不同器官单宁含量的
影响更大。
表 7 气候因子与栓皮栎单宁含量灰色关联度
Tab． 7 Grey correlation degrees between climatic factors and tannin content of Q． variabilis from different organs
项目
Item
橡
Valonea
树皮
Bark
叶片
Leaf
枝条
Branch
根
Ｒoot
主干木材
Stem
年均温度
Annual mean temperature
0. 667 1 0. 692 1 0. 695 1 0. 635 4 0. 587 0 0. 593 4
1 月均温
January mean temperature
0. 776 9 0. 674 7 0. 782 9 0. 775 8 0. 710 7 0. 635 4
7 月均温
July mean temperature
0. 648 7 0. 569 2 0. 687 3 0. 627 8 0. 578 3 0. 584 3
年积温(≥10 ℃ )
Effective accumulated temperature
0. 641 3 0. 567 1 0. 575 8 0. 617 4 0. 607 7 0. 556 0
年极端最高气温
Annual highest temperature
0. 592 8 0. 623 2 0. 581 0 0. 560 9 0. 591 7 0. 562 6
年极端最低温度
Annual lowest temperature
0. 680 8 0. 770 7 0. 637 3 0. 651 2 0. 627 4 0. 609 1
年均降水量
Annual mean rainfall
0. 808 8 0. 822 1 0. 827 0 0. 669 7 0. 637 6 0. 616 1
年日照时数
Annual sunshine hours
0. 811 4 0. 859 5 0. 819 8 0. 798 9 0. 759 9 0. 673 7
无霜期
Frost free period
0. 824 7 0. 843 9 0. 830 4 0. 790 0 0. 785 0 0. 653 0
相对湿度
Ｒelative humidity
0. 694 6 0. 540 5 0. 685 4 0. 649 6 0. 618 6 0. 537 6
63
第 8 期 尹艺凝等: 栓皮栎栲胶品质与生态因子的相关分析
4 结论与讨论
栓皮栎是生产栲胶的重要经济树种，其各器官
单宁含量与生态因子之间关系密切，但是由于分布
区气候、土壤等因素的复杂多样性，它们之间的的关
系很难用简单的统计学方法来分析 (刘贤谦等，
1996)。本文用灰色关联分析和相关性分析确定影
响次生代谢的主导因素和次要因素(郭霞等，2009;
王建林等，2006)，可以在栓皮栎植物与环境的关系
研究中避免方法单一、生态因子稀少、缺乏综合性和
整体性评价的问题，使得结论可靠，逐步揭示出影响
栓皮栎单宁含量的生态因子。
土壤因子是影响栓皮栎各器官栲胶含量的重要
因素。灰色关联分析表明:土壤速效磷、速效氮、速
效钾和有机质是影响不同分布区栓皮栎各器官单宁
含量的主导土壤因子，且呈正相关。土壤速效氮、速
效磷、速效钾是植物生长发育的三大基本营养元素，
对植物的生长起着关键作用(杨万勤等，2001)。土
壤有机质不仅是土壤固相的重要组成成分，更重要
的是通过有机质存在改善土壤理化性质，对栓皮栎
根系呼吸、细胞代谢、养分吸收发挥了重要作用。这
一结论实质是改善土壤肥力，促进栓皮栎各器官单
宁含量增加。以生产栲胶为目的栓皮栎林培育，应
该选择水肥条件优越的生境，这不仅能促进林木生
长，而且能够收获栲胶含量较高的橡、树皮和枝
叶。李卫建等(2005)在连翘种子连翘酯苷含量及
其影响因子研究中也发现土壤速效磷和速效钾与连
翘有效成分呈正相关。这说明植物代谢产物与土壤
速效养分有密切关系，改善土壤肥力状况是获得优
质林化产品主要措施。
气候因子是影响栓皮栎各器官栲胶含量的主要
因素。从秦岭南坡到黄土高原，随着气候因子的梯
度变化，栓皮栎各器官栲胶含量呈明显下降趋势。
通过气候因子与栓皮栎各器官单宁含量之间灰色关
联分析表明:无霜期、年日照时数和年均降水量是影
响栓皮栎各器官单宁含量的主导因子，无霜期和年
均降水量与栓皮栎各器官单宁含量呈正相关，而年
日照时数与其呈负相关。无霜期是将植物热能转化
成物质的积累期日数，可表示生长期的长短，是影响
栓皮栎各器官单宁含量的重要因子。栓皮栎生长发
育需要充足的光能，但是研究表明过高的年日照时
数不利于栓皮栎单宁的形成。降水量是影响土壤蒸
发和栓皮栎蒸腾作用的决定性因素，充足的水分供
给是栓皮栎维持正常生长发育和生理活动的重要保
障。李倩等(2010)应用灰色关联分析发现年日照
时数和无霜期是影响丹酚酸 B 含量的主导因子。
卜静等(2012)也认为年降水量、无霜期是影响玉竹
(Phlygonatum odoratum)有效成分含量的主要生态
因子。秦岭南坡是生产栓皮栎栲胶的最适林地区，
以生产栲胶为目的栓皮栎森林培育，应该选择无霜
期和年均降水量高、年日照时数较低的生长环境，这
不仅能促进栓皮栎个体生长，而且能够获得高产优
质的栓皮栎栲胶。
栓皮栎分布广泛，不同分布区立地条件、气候差
异明显，水、光、温分布极不平衡，影响各地区栓皮栎
产量和质量，因此在选择栓皮栎栲胶生产林地时应
当充分考虑不同分布区生态环境的差异，尽可能选
择栓皮栎最佳地区。本文只研究了土壤、气候因子
对栓皮栎各器官单宁含量的影响，对于海拔、坡度、
紫外线辐射量等因素以及各生态因子的单一及综合
性影响的规律还有待进一步探究。
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(责任编辑 郭广荣)
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