全 文 ：两种萝芙木生物量分配与估测模型研究
刘贵周 , 蔡传涛? , 罗 媛 , 刀祥生
(中国科学院西双版纳热带植物园 , 云南 昆明 650223)
摘要 : 采用样本全收获法测量催吐萝芙木 ( Rauvolfia vomitoria) 和萝芙木 ( Rauvolfia verticillata) 的生物量 ,
比较它们的生长特性及生物量分配 , 同时以基径 ( d) 和株高 ( h) 的组合 d2 h为变量与各器官以及单株总
生物量进行估测模型的建立。结果表明 , 两个种生物量间差异非常大 , 前者明显高于后者。在各自生物量
构成中 , 茎所占的比例最高 , 为 60 %左右 ; 而主要药用部位根只占 27 %左右。所建立的模型中除萝芙木
叶以外 , 其余的判定系数 R2 都较高 , 模型具有一定的适用性 , 所建立的估测模型可应用于这两个萝芙木
种的幼龄植株生物量估测。
关键词 : 萝芙木 ; 生物量 ; 估测模型 ; 西双版纳
中图分类号 : Q 945 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700 (2009) 01 - 063 - 04
Biomass Allocation and Biomass Estimation Models of Rauvolfia
vomitoria and Rauvolfia verticillata ( Apocynaceae)
LIU Gui-Zhou, CAI Chuan-Tao* , LUO Yuan, DAO Xiang-Sheng
( Xishuangbanna Tropical Botanical Garden , ChineseAcademy of Sciences, Kunming 650223 , China)
Abstract: A field experiment was conducted to research biomass allocation and estimation models of Rauvolfia vomitoria
and Rauvolfia verticillata, in Xishuangbanna, Yunnan Province . Biomass measurement was conducted with harvest meth-
od, and estimation models were set up by followingequations: linear, logarithmic, binomial , and power models . The re-
sults showed that the biomass between these two species is obvious, R. vomitoria is higher than R. verticillata, and stems
have the highest proportion to the whole plant, roots come next, and leaves lowest . The estimation coefficients (R2 ) were
high and themodels had certain applicability .
Key words: Rauvolfia; Biomass; Biomass estimation model ; Xishuangbanna
萝芙木属 ( Rauvolfia Linn .) 植物全世界约
135 种 , 分布于美洲、非洲、亚洲及大洋洲各岛
屿。我国产 12 种 , 3 个变种 , 分布于西南、华
南及台湾 ; 云南产 6 种 , 1 个变种 ( 中国科学院
昆明植物研究所 , 1983 ) , 是重要的药用植物。
由于逐年大量采挖 , 资源量逐渐减少 , 已出现枯
竭现象 , 药用部分也由原来的根部扩展到全株。
国内外在其栽培 ( 管艳红等 , 2004; 蓝祖栽和吴
庆华 , 2006) 、病害 (Shukla等 , 2006) 和成份分
析 (苏艳芳和果德安 , 2000 ) 等方面都有研究 ,
但有关生物量及估测模型研究还未见报道。
本 研 究 以 萝 芙 木 ( Rauvolfia verticillata
(Lour .) Baill) 和催吐萝芙木 ( Rauvolfia vomitoria
Afzel . ex Spreng .) 为材料 , 观测和比较 2 年生植
株的外部形态以及各器官的生物量 , 通过观测因
子来探讨它们与植株各器官生物量的关系 , 并建
立生物量估测模型 , 为今后萝芙木属生物量估测
提供参考。
云 南 植 物 研 究 2009 , 31 (1) : 63～66
Acta Botanica Yunnanica DOI : 10 .3724?SP. J . 1143 .2009.08157
? ?通讯作者 : Author for correspondence; E-mail : caict@xtbg. ac. cn
收稿日期 : 2008 - 08 - 08 , 2008 - 11 - 11 接受发表
作者简介 : 刘贵周 (1979 - ) 男 , 硕士 , 主要从事药用植物引种驯化及种植技术研究。E-mail : liugz@xtbg. ac. cn
1 材料和方法
1 .1 研究地概况及研究材料
研究地 点位于 云南 省勐 腊县勐 仑镇 , 北 纬 21°
54 .477′, 东经 101°16 .364′, 海拔 596 m, 年平均温度
21 .4℃ , 年降雨量 1 500 mm左右 , 土壤为黄褐色砂壤土。
以催吐萝芙木和萝芙木作为材料 , 根据株型于 2004 年 6
月定植 , 定植密度分别为 1 666 株?ha和 5 000 株?ha。这
两种萝芙木均不进行施肥 , 仅在每年 5～6 月进行一次除
草管理。
1 .2 方法
2006 年 6 月随机选取 2 年生催吐萝芙木和萝芙木各
13 株 , 采用全收获法测定生物量。收获前对选定样本株
高、冠幅直径、基径等指标观测 , 样本基本参数见表 1。
收获时将每株分成茎 (包括枝)、叶、根 3 部分 , 分别称
鲜重后带回实验室 , 置于 105℃下烘干至恒重 , 测干重
及含水率。以 d2 h为变量 , 采用直线、对数、二项式、
乘幂等 数学模型来分析 基径和株高与根 ( Wr)、茎
(Ws)、叶 (Wl ) 以及总生物量 (Wt) 的相互关系。用
R2 值来评价方程的优劣 , 选出拟合度最好、相关性最密
切的模型来建立它们之间的相互关系。
1 .3 数据分析
所观测的数据采用 Excel 2003 软件进行统计分析。
2 结果与分析
2 .1 两种萝芙木生长情况与生物量分配
从表 1、表 2 可看出 , 催吐萝芙木较高大 ,
其基径、株高以及冠幅直径均大于萝芙木。这两
种萝芙木的生物量构成中 , 茎的比例最高 , 为
60%左右 , 其次为根 , 叶为最小 ; 在含水率方
面 , 叶含量最高 , 为 79% 左右 , 根和茎相当。
两个种的单株及单位面积上生物量差异较大 , 催
吐萝芙木明显高于萝芙木。
2 .2 观测因子基径和株高与单株生物量的关系
从图 1 可以看出 , 在观测值范围内生物量随
d2 h 值的增大而增加。采用直线、对数、二项
式、以及乘幂等几种数学模型来分析 d2 h与根、
茎、叶生物量以及单株总生物量的关系发现 , 除
萝芙木叶外 , 其余部分的生物量与 d2 h的拟合度
较好 , 见表 3。在各模型中取判定系数 R2 值最
大的方程作为估测模型 , 因此 , 催吐萝芙木根、
茎、叶以及单株生物量可分别通过以下模型进行
估 测 : Wr = 0 .011 ( d2 h )1. 0248 , Ws = 0 .0152
(d2 h)1 . 1056 , Wl = - 2E - 05 ( d2 h)2 + 0 .0162d2 h -
0 . 5658 , Wt = - 5E - 05 ( d2 h)2 + 0 .0649d2 h -
1 . 0781; 萝芙木根、茎以及总生物量与 d2 h的关
系分 别为 : Wr = 7E - 05 ( d2 h)2 + 0 .002d2 h +
0 .0495 , Ws = 0 .0211 ( d2 h)0. 9146 , Wt = 4E - 05
( d2 h)2 + 0 .0194d2 h+ 0 .0812。
表 1 两种萝芙木样本的基本参数
Table 1 Basic variables for individual plant of R. vomitoria and R . verticillata
物种 Species
基径 Basal diameter ( cm)
最小值
min
最大值
max
X±SD
株高 Plant height ( m)
最小值
min
最大值
max
X±SD
冠幅直径 Crown diameter ( m)
最小值
min
最大值
max
X±SD
催吐萝芙木 R ?. vomitoria 3 ?. 46 10 .12 7 .24±1 .98 2 .40 4 w. 10 3 .33±0 .52 1 .20 4 n. 95 3 .08±1 {. 06
萝芙木 R ?. verticillata 1 .70 4 .02 2 .76±0 .65 1 .65 2 w. 65 1 .98±0 .29 0 .70 1 n. 28 0 .87±0 {. 14
注 : X 表示平均值 , SD 表示标准偏差。 X is the mean of observed values, and SD is thevalueof standard deviation
表 2 两种萝芙木生物量分配与含水率
Table 2 Biomass allocation and water content of R . vomitoria and R. verticillata
物种 Species
根 Root
干重
Dry wt .
( kg)
比例 *
Percentage
( % )
含水率
Moisture
content
( % )
茎 Stem
干重
Dry wt .
( kg)
比例 *
Percentage
( % )
含水率
Moisture
content
( % )
叶 Leaf
干重
Dry wt .
( kg)
比例 *
Percentage
( % )
含水率
Moisture
content
( % )
总干重
Total wt .
( kg)
催吐萝芙木
R ?. vomitoria 2 ?. 5019 27 J. 44 58 . 91 5 p. 2665 57 ?. 76 61 .17 1 >. 3494 14 .80 79 W. 91 9 .1178
萝芙木
R ?. verticillata 0 ?. 1073 26 J. 16 65 . 16 0 p. 2690 65 ?. 60 57 .75 0 >. 0338 8 . 24 78 W. 49 0 .4101

* 表示该组分干重占个体总生物量的百分比。 * Represent of the part in whole biomass
46 云 南 植 物 研 究 31 卷
图 1 两种萝芙木 d2 h 与根茎叶及总生物量的相关性散点图
Fig . 1 Scatter plots of correlation between d2 h and organs biomass of R . vomitoria and R . verticillata
表 3 两种萝芙木生物量与 d2 h 的模拟方程及判定系数
Table 3 R2 value and estimation models of R . vomitoria and R. verticillata
物种 Species 项目 I tem 线性 Linear 对数 Logarithmic 二项式 Binomial 乘幂 Power
根
Root
方程
Equation
Wr = 0 G. 012d2 h+ 0 ?. 1409 Wr = 1 ?. 791Ln ( d
2 h)
- 6 3. 5789
Wr = - 3E - 06 (d2 h)2
+ 0 ?. 0132d2 h+ 0 .0428
Wr = 0 . 011 ( d2 h)1 [.0248
R2 {0 ?. 8567 0 ?. 7680 0 . 8572 0 .9155
茎
Stem
方程
Equation
Ws = 0 6. 0256d2 h+ 0 ?. 2376 Ws= 3 ?. 8877Ln ( d
2 h)
- 14 X. 446
Ws = - 2 E - 05 ( d2 h)2
+ 0 ?. 0355d2 h - 0 . 5551 Ws = 0 .0152 ( d
2 h)1 o.1056
催吐萝芙木 R2 {0 ?. 9416 0 ?. 8767 0 . 9505 0 .9568
R *. vomitoria
叶
Leaf
方程
Equation
Wl = 0 3. 0053d2 h+ 0 ?. 3018 Wl = 0 ?. 9031Ln ( d
2 h)
- 3 3. 2297
Wl = - 2E - 05 ( d2 h) 2
+ 0 ?. 0162d2 h - 0 . 5658
Wl = 0 .0012 ( d2 h) 1 l. 3201
R2 {0 ?. 6695 0 ?. 7751 0 . 8433 0 .8216
单株
Whole
plant
方程
Equation
Wt = 0 3. 0429d2 h+ 0 ?. 6802 Wt = 6 ?. 5818Ln ( d
2 h)
- 24 X. 254
Wt = - 5E - 05 ( d2 h) 2
+ 0 ?. 0649d2 h - 1 . 0781
Wt = 0 .0269 ( d2 h) 1 l. 1024
R2 {0 ?. 9514 0 ?. 9019 0 . 9670 0 .9554
根
Root
方程
Equation
Wr = 0 G. 0049d2 h + 0 ?. 027 Wr = 0 ?. 0744Ln ( d
2 h)
- 0 X. 09
Wr = 7 XE - 05 ( d2 h)2
+ 0 ?. 002d2 h+ 0 v. 0495
Wr = 0 .0165 (d2 h)0 n. 6686
R2 {0 ?. 7109 0 ?. 6244 0 . 7213 0 .6601
茎
Stem
方程
Equation
Ws = 0 6. 0146d2 h+ 0 ?. 0319 Ws= 0 ?. 2284Ln ( d
2 h)
- 0 3. 3364
Ws = - 4 E - 05 ( d2 h)2
+ 0 ?. 0163d2 h+ 0 .0188
Ws = 0 .0211 ( d2 h)0 o.9146
萝芙木 R2 {0 ?. 8924 0 ?. 8467 0 . 8930 0 .9030
R ?. verticillata
叶
Leaf
方程
Equation
Wl = 0 3. 0015d2 h+ 0 ?. 0099 Wl = 0 ?. 0231Ln ( d
2 h)
- 0 3. 0274
Wl = 1 VE - 05 (d2 h)2
+ 0 ?. 0011d2 h+ 0 .0129 Wl = 0 .0054 ( d
2 h) 0 l. 6345
R2 {0 ?. 4551 0 ?. 4339 0 . 4564 0 .3663
单株
Whole
plant
方程
Equation
Wt = 0 E. 021d2 h+ 0 ?. 0688 Wt = 0 ?. 3259Ln ( d
2 h)
- 0 3. 4538
Wt = 4 VE - 05 (d2 h)2
+ 0 ?. 0194d2 h+ 0 .0812
Wt = 0 .0411 ( d2 h) 0 l. 8279
R2 {0 ?. 8872 0 ?. 8270 0 . 8874 0 .8802
R2 : 判定系数 Coefficient of determination
3 结论与讨论
根据对这两种萝芙木的生长观测和生物量统
计 , 催吐萝芙木的各项生长指标均明显高于萝芙
木 , 其可能的主要原因是由于其本身遗传特性所
561 期 刘贵周等 : 两种萝芙木生物量分配与估测模型研究
决定的 , 或者催吐萝芙木更能适应在该地区生
长 , 在该地区推广种植催吐萝芙木的前景较好。
两种萝芙木生物量分配表现为 : 茎最高 , 根次
之 , 叶最低。在实际生产中根为主要收获器官 ,
但较低的根生物量给生产上带来较大困难 , 如何
提高单株或单位面积根系的生物量将成为今后萝
芙木属植物种植的主要研究对象。相对于催吐萝
芙木而言 , 萝芙木生物量极低 , 如果采用相同的
种植方法并没有优势 , 因此应根据其植株矮小的
特点 , 在生产上可以考虑通过合理密植等技术来
提高单位面积的生物量。同时应提倡对茎、叶充
分利用 , 增加对整个植株的利用效率。再者 , 由
于这两种萝芙木是重要的药用植物 , 如果不从根
本上解决生物量低的问题 , 则加大人们对萝芙木
野生资源的依赖程度 , 在萝芙木物种保存和生态
环境等方面将受到严重影响。
估测模型是生态学研究的重要内容之一 , 在
生物量估测上具有重要作用 , 能明显提高生物量
调查的效率 , 对了解某一植物或某一地区的植物
资源储存量具有重要意义。目前对生物量估测的
研究方法较多 , 其中最常用的是采用基径的平方
与株高的乘积为变量来建立模型 , 并通过判定系
数 R2 值来说明所建立模型的可靠性 (曾珍英等 ,
2005) 。并且在以往其他植物生物量研究中认为
基径和株高是确定生物量的理想指标 , 具有较高
的准确性 ; 同时基径和株高对于像萝芙木属这类
植物比较容易观测 , 所以在本研究中采用基径和
株高的组合 ( d2 h) 来建立与各生物量之间的关
系 , 以 R2 值最高者作为相应生物量的估测模型 ,
操作比较简便 , 具有一定的实用性。但由于生物
量估测模型的研究方法较多 , 影响生物量形成的
因素也较多 , 因此任何一个生物量的模型都具有
一定的局限性 , 若要得到更优的模型还有待于深
入研究。
〔参 考 文 献〕
中国 ?科学院昆明植物研究所 , 1983 . 云南植物志 第 3 卷 [M ] . 北
京 : 科学出版社 , 488—496
Guan ?YH (管艳红 ) , Zhang LX ( 张丽霞 ) , Ma J ( 马洁 ) , 2004 . Cul-
tivation technique of Rauvolfia vomitoria Afzel . ex Spreng [ J ] .
Lishizhen Medicine and Materia Medica Research ( 时 珍 国 医 国
药 ) , 15 ( 5) : 280
Lan ?ZZ (蓝祖栽 ) , Wu QH (吴庆华 ) , 2006 . The reproduction experi-
ment of Rauvolfia verticillata [ J ] . Guangxi Medical J ournal (广西
医学 ) , 28 ( 6) : 802—803
Shuk ?la RS, Alam M, Sattar A et al. , 2006 . First report of Rhizopus
stolonifer causing inflorescence and fruit rot of Rauvolfia serpentine in
India [ J ] . EPPO Bulletin, 36 (1 ) : 11—13
Su Y ?F ( 苏艳芳 ) , Guo DA ( 果德安 ) , 2000 . Recent progress in bio-
synthesis of Rauvolfia alkaloids [ J ] . J ournal of Chinese Pharmaceu-
tical Sciences (中国药学 ) , 9 ( 1) : 50—54
Zeng ?ZF ( 曾珍英 ) , Liu QJ ( 刘琪? ) , Zhang JP (张建萍 ) et al. ,
2005 . A study on thepertinenceof measure factors and organic bio-
mass of shrub [ J ] . Acta Agriculturae Universitais J iangxiensis ( 江
西农业大学学报 ) , 27 (5 ) : 694—699
66 云 南 植 物 研 究 31 卷