路邊青種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)規(guī)律分析

宋金枝，王占新，張硯凱，秦佳梅*

(1.通化師范學(xué)院，吉林 通化134001;2.集安市花甸鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，吉林 集安134200)

路邊青(Geum aleppicum Jacp.)為薔薇科多年生草本植物，以夏、秋兩季采收全草入藥，為中國(guó)藥典收錄藥材藍(lán)布正的基源植物之一。具益氣健脾，補(bǔ)血養(yǎng)陰，潤(rùn)肺化痰之功效［1］。生于海拔300～1 000 m之間的山坡、林緣、草地、溝邊、路旁、河邊、灌叢、荒地及住宅附近［2］。植物種群構(gòu)件理論為植物種群生物學(xué)和植物種群生態(tài)學(xué)開(kāi)辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域［3］。在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，植物通過(guò)調(diào)節(jié)其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，同時(shí)植物各構(gòu)件的生長(zhǎng)過(guò)程亦具有規(guī)律性。探討植物體各構(gòu)件的生長(zhǎng)規(guī)律，了解植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中各構(gòu)件的變化和生長(zhǎng)狀況并對(duì)其進(jìn)行定量刻畫，是深入研究植物適應(yīng)與進(jìn)化的基礎(chǔ)［4-5］。有關(guān)路邊青構(gòu)件結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)規(guī)律的研究尚無(wú)報(bào)道。本文以吉林省集安市陽(yáng)岔溝野生路邊青為調(diào)查對(duì)象，分析路邊青種群構(gòu)件結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)相關(guān)性，揭示其構(gòu)件的形成規(guī)律，并為構(gòu)件生物學(xué)理論的深入研究積累資料。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 集安市位于吉林省東南部，地理坐標(biāo)東經(jīng)125°45'-126°30'、北緯40°52'-41°35'。東南與朝鮮隔鴨綠江相望，北與通化縣、通化市、白山市毗鄰，西南與遼寧省寬甸、桓仁兩縣接壤。地處長(zhǎng)白山南麓，長(zhǎng)白山系的老嶺山脈由東北向西南橫貫全境，境內(nèi)山巒疊嶂，森林覆蓋率高達(dá)83.12%。最高點(diǎn)老禿頂海拔1 516 m，最低處涼水朝鮮族鄉(xiāng)楊木村海拔108 m。屬溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，全年日照時(shí)數(shù)為2 284 h。全市年平均氣溫7.5℃，年≥10℃活動(dòng)積溫3 142℃，無(wú)霜期150 d以上，年降水量800～1 200。是典型的山區(qū)市，素有“吉林小江南”之美譽(yù)。

1.2 研究方法 2012年7月下旬，路邊青花盛期，在集安市陽(yáng)岔溝林間路旁山坡，選擇路邊青分布的典型地段，采用大樣本隨機(jī)挖取單個(gè)植株的方法進(jìn)行取樣。取樣時(shí)，分別挖取30個(gè)大小不等的植株，去除根部泥土并編號(hào)。回室內(nèi)逐一測(cè)定其根長(zhǎng)、根鮮重、根干重，株高、莖粗、莖干重、莖鮮重，基生葉長(zhǎng)、基生葉寬、基生葉鮮重、基生葉干重，莖生葉長(zhǎng)、莖生葉寬、莖生葉鮮重、莖生葉干重，花直徑、花及果實(shí)干重、花果實(shí)鮮重。其中各構(gòu)件長(zhǎng)度用厘米尺測(cè)定，各構(gòu)件的干鮮重用Sartorius。BA210s型電子天平測(cè)定。計(jì)算各構(gòu)件占構(gòu)件總數(shù)的百分比。

1.3 數(shù)據(jù)處理 用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選擇線性函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)4種函數(shù)中相關(guān)性最高的函數(shù)作為其無(wú)性系生長(zhǎng)分析的定量刻畫模型［6］。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株數(shù)量特征及構(gòu)件的結(jié)構(gòu) 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析表1。各數(shù)量指標(biāo)的平均值代表樣本的整體水平，最大值和最小值反映樣本的實(shí)際范圍，標(biāo)準(zhǔn)差反映樣本變異的絕對(duì)數(shù)量指標(biāo)［7-8］。路邊青種群構(gòu)件由根、莖、基生葉、莖生葉、花和果實(shí)組成。在整體水平上，根干鮮重所占比例為21.71%、23.26%，莖的干鮮重占比例為20.82%、18.31%，花果的干鮮重所占比例為6.97%、6.68%，葉的干鮮重所占比例為 50.52%、51.76%占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。表明路邊青花盛期即藥材的收獲期，葉片構(gòu)成了路邊青種群構(gòu)件的主體。路邊青株高在30～67 cm之間，平均株高46.58 cm，標(biāo)準(zhǔn)差10.13最大，說(shuō)明路邊青的株高不是集中在均值附近而是離散的，參差不齊的。

2.2 路邊青植株株高、莖直徑和莖生物量的生長(zhǎng)規(guī)律 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，路邊青植株株高與莖生物量、莖直徑和莖生物量、莖直徑和莖鮮重之間有密切的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)的程度最佳的均為線性函數(shù)(圖1)，其確定系數(shù) R2分別為0.4943、0.4224 和0.5843。

表1 路邊青植株的數(shù)量特征及構(gòu)件結(jié)構(gòu)(n=30)

圖1 路邊青植株株高、莖直徑和莖生物量、莖鮮重的觀測(cè)值及擬合曲線

從圖1擬合方程的參數(shù)可以反映出，隨著株高和莖直徑的增加，路邊青莖的干鮮重呈線性函數(shù)增加。表明株高和莖直徑都與莖的干鮮重在增長(zhǎng)速度上存在著差異，并具有同速生長(zhǎng)規(guī)律。

2.3 路邊青葉片的生長(zhǎng)規(guī)律 路邊青葉片構(gòu)件是由莖生葉和基生葉構(gòu)成。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，路邊青葉片鮮重與葉片長(zhǎng)寬之間及葉片長(zhǎng)與寬之間均有密切的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)程度最佳的函數(shù)不同(圖2)。從圖2的擬合方程反映出，路邊青莖生葉片隨著長(zhǎng)度的增加，其葉片鮮重以線性函數(shù)形式增加，隨著莖生葉片寬度的增加，其葉片鮮重呈指數(shù)函數(shù)形式增加，莖生葉片長(zhǎng)度與莖生葉寬度呈線性函數(shù)形式增加。路邊青基生葉片隨著長(zhǎng)度的增加，其葉片鮮重呈指數(shù)函數(shù)增加，隨寬度的增加，其葉片鮮重呈線性函數(shù)形式增加，基生葉片長(zhǎng)度與葉片寬的則以冪函數(shù)形式增加。說(shuō)明路邊青葉片的生長(zhǎng)遵循著不同的規(guī)律，不僅存在著同速生長(zhǎng)規(guī)律，也有異速生長(zhǎng)規(guī)律。

圖2 路邊青葉片鮮重與葉片長(zhǎng)寬及葉片長(zhǎng)與寬的觀測(cè)值及擬合曲線(n=30)

3 討論

路邊青廣泛分布林緣及山坡路旁。在花盛期，路邊青種群構(gòu)件由根、莖、基生葉、莖生葉、花及果實(shí)組成。在整體水平上，葉片(包括基生葉和莖生葉)占的比例最大，構(gòu)成了路邊青種群構(gòu)件的主體。從收獲藥材的產(chǎn)量指標(biāo)看，花盛期無(wú)論基生葉還是莖生葉均處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，認(rèn)為夏季采集優(yōu)于秋季。

異速生長(zhǎng)指的是生物體的某一特征的相對(duì)生長(zhǎng)率與第二種特征的相對(duì)生長(zhǎng)率不相等;而同速生長(zhǎng)則指的是這2種特征都以相同的比例增加［7］。本研究表明，路邊青株高與莖生物量之間、莖直徑和莖生物量、莖鮮重之間的相關(guān)的程度為線性函數(shù)，表現(xiàn)出同速生長(zhǎng)規(guī)律。路邊青葉片的生長(zhǎng)則遵循著不同的規(guī)律，不僅具有一致的同速生長(zhǎng)規(guī)律，也有異速生長(zhǎng)規(guī)律。在植物各特征的生長(zhǎng)分析研究中，R2為擬合方程的確定系數(shù)，可用來(lái)估計(jì)遺傳因子的控制水平，而1-R2則體現(xiàn)隨機(jī)環(huán)境的影響水平［9］。路邊青各構(gòu)件的異速生長(zhǎng)規(guī)律中，確定系數(shù) R2為0.3797～0.5771，在同速生長(zhǎng)規(guī)律中確定系數(shù)R2為0.412～0.6067。可見(jiàn)，路邊青各構(gòu)件的生長(zhǎng)無(wú)論是異速的還是同速的，均受遺傳因子和環(huán)境因素雙重控制的，同時(shí)也體現(xiàn)出各構(gòu)件生長(zhǎng)因環(huán)境影響而具有的生態(tài)可塑性［10］。

［1］衛(wèi)生部藥典委員會(huì)編寫組.中國(guó)藥典:1部［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，2010:329-330.

［2］嚴(yán)促鎧，李萬(wàn)林.中國(guó)長(zhǎng)白山藥用植物資源彩色圖志［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，1997:221-222.

［3］黎云祥，劉玉成，鐘章成.植物種群生態(tài)學(xué)中的構(gòu)件理論［J］.生態(tài)學(xué)雜志，1995，4(6):35-41.

［4］劉慶，鐘章成.無(wú)性系植物種群生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展及有關(guān)概念［J］.生態(tài)學(xué)雜志，1995，4(3):40-45.

［5］楊允菲，張寶田，李建東.松嫩平原人工草地野大麥無(wú)性系冬眠構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及形成規(guī)律［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24(2):268-273.

［6］田迅，楊允菲.西遼河平原不同生境草蘆種群分株生長(zhǎng)的可塑性［J］.草地學(xué)報(bào)，2004，12(1):17-21.

［7］楊允菲，李建東.松嫩平原人工草地羊草和野大麥葉種群的趨同生長(zhǎng)格局［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2003，12(5):38-43.

［8］祝廷成.羊草生物生態(tài)學(xué)［M］.長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

［9］王俊煒，李海燕，楊允菲.溫帶地區(qū)4種園林灌木葉片的生長(zhǎng)規(guī)律［J］.東北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，37(1):95-98.

［10］肖灑，王剛，李良.毛烏素沙地油蒿與楊柴異速生長(zhǎng)模式及個(gè)體大小的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)調(diào)節(jié)［J］.中國(guó)沙漠，2003，23(1):67-72.