任文俊黄若之陈强王玮宁徐宁伟柴诗瑶

(1.浙江省建筑设计研究院，浙江 杭州 310005；2.浙江农林大学园林设计院，浙江 杭州 311300；3.唐山学院，河北 唐山 063000；4.北京城市学院，北京 101309；5 浙江工业大学之江学院，浙江 绍兴 312030)

叶色变化是园林植物季相景观的重要组成部分。植物叶片颜色是由光合色素在细胞中的分布、比例及含量决定，不同植物叶片的光合色素含量有所差异，因此展现了不同的色彩[1，2]。通过测定叶片光合色素含量，对其季相变化进行定量化分析，对植物景观季相设计具有重要意义。郭帅等[3]测定了5种绿叶和彩叶树种光合色素含量的动态变化，结果表明，其叶绿素含量整体呈递增趋势，类胡萝卜素含量无明显变化规律；王辉等[4]研究了3种茶花叶片光合色素含量的年变化，发现光合色素变化与山茶花花期有一定相关性。本研究选取冀东地区常见的5种园林观赏植物，通过测定叶片光合色素含量，探究其季节变化情况，以期为园林应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为冀东地区应用广泛的5种园林观赏植物：三裂绣线菊、华北绣线菊、毛樱桃、白杜卫矛、毛白杨，见表1。试验于2022年4—10月进行，每月选取树冠外围中上部叶片，采取生长良好的功能叶3片，置于冰盒中立即带回实验室进行相关指标测定，共取样3次。

表1 冀东地区5种园林植物概况

1.2 试验方法与指标测定

将叶片洗净并吸干表面水分，准确称量0.2g，剪碎放入研钵内，加入95%乙醇研磨成匀浆，定量转移至10mL容量瓶定容，充分摇匀倒入离心管，3000r·min-1离心5min，取上清液比色测定，记录OD值[5，6]，计算叶绿素、胡萝卜素和叶黄素含量，每个指标3次重复。

1.3 数据处理与分析

使用Excel软件整理分析数据，采用SPSS软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 5种园林植物叶片叶绿素含量的年变化

由图1～3可知，5种园林植物叶片叶绿素含量随着季节变换而改变。叶绿素a、叶绿素b及叶绿素含量总体呈现先升高后下降再升高再下降的趋势，均出现2个峰值。其中，三裂绣线菊、白杜卫矛和毛白杨叶片叶绿素含量的2个峰值均出现在6月、9月，华北绣线菊叶绿素含量的2个峰值出现在6月、8月，毛樱桃叶绿素含量的2个峰值出现在7月、9月。5种园林植物的叶绿素a、叶绿素b及叶绿素含量均在10月达到最低，三裂绣线菊、华北绣线菊、毛樱桃、白杜卫矛和毛白杨叶片10月的叶绿素含量分别为0.561mg·g-1、0.529mg·g-1、0.200mg·g-1、1.550mg·g-1和0.161mg·g-1。

图1 5种园林植物叶片叶绿素a含量的季节变化

图2 5种园林植物叶片叶绿素b含量的季节变化

图3 5种园林植物叶片叶绿素含量的季节变化

5种园林植物叶片在4月的叶绿素含量，白杜卫矛最高，为2.331mg·g-1，毛白杨最低，为0.634mg·g-1。毛白杨叶绿素含量在5月增至2.545mg·g-1，较4月增高301.42%，增长幅度最大；其次为毛樱桃(51.28%)、华北绣线菊(48.17%)、白杜卫矛(14.59%)、三裂绣线菊(6.12%)。三裂绣线菊叶片叶绿素含量在6月急剧上升，含量为4.414mg·g-1，较5月增高263.89%，增幅最大。毛樱桃叶片叶绿素含量在7月持续上升，其余4种植物叶片叶绿素含量减少，其中三裂绣线菊叶绿素含量降幅最大。8月，三裂绣线菊、华北绣线菊、白杜卫矛、毛白杨叶片叶绿素含量升高，其中，三裂绣线菊增幅最大，其次是毛白杨、华北绣线菊，毛樱桃叶片中叶绿素含量较7月有所下降。5种园林植物叶片在9月的叶绿素含量，三裂绣线菊最高，白杜卫矛最低。除白杜卫矛外，其余4种园林植物10月的叶绿素含量均低于1.000mg·g-1。

2.2 5种园林植物叶片胡萝卜素含量的年变化

由图4可知，三裂绣线菊、华北绣线菊、毛樱桃和毛白杨叶片胡萝卜素含量呈现先升高后下降再升高再下降的趋势，均出现2个峰值；白杜卫矛叶片胡萝卜素含量则呈现先升高后下降的趋势。三裂绣线菊、华北绣线菊和毛白杨胡萝卜素含量的2个峰值出现在5—6月、8—9月，毛樱桃胡萝卜素含量的2个峰值则分别出现在7月、9月。5种园林植物的胡萝卜素含量均在10月达到最低，三裂绣线菊、华北绣线菊、毛樱桃、白杜卫矛和毛白杨叶片10月的胡萝卜素含量分别为0.386mg·g-1、0.305mg·g-1、0.084mg·g-1、0.025mg·g-1和0.149mg·g-1，均低于0.400mg·g-1。

图4 5种园林植物叶片胡萝卜素含量的季节变化

5种园林植物叶片在4月的胡萝卜素含量，白杜卫矛最高，为0.695mg·g-1，毛白杨最低，为0.219mg·g-1。毛白杨叶片胡萝卜素含量在5月增至0.675mg·g-1，较4月增高208.22%，增长幅度最大；其次为毛樱桃(40.12%)、华北绣线菊(38.72%)、三裂绣线菊(17.37%)、白杜卫矛(6.04%)。三裂绣线菊叶片胡萝卜素含量在6月急剧增加，为1.159mg·g-1，较5月增高145.03%，增幅最大。毛樱桃叶片胡萝卜素含量在7月升高，其余4种园林植物叶片胡萝卜素含量减少，其中毛白杨胡萝卜素含量降幅最大。8月，三裂绣线菊、华北绣线菊、毛白杨叶片胡萝卜素含量升高，其中毛白杨增幅最大，其次是三裂绣线菊、华北绣线菊，白杜卫矛叶片中胡萝卜素含量持续降低。5种园林植物在9月、10月的胡萝卜素含量，三裂绣线菊最高，白杜卫矛最低。

2.3 5种园林植物叶片叶黄素含量的年变化

由图5可知，不同园林植物叶片叶黄素的季节变化趋势不同。三裂绣线菊、华北绣线菊和毛白杨叶片叶黄素含量呈现先升高后下降再升高再下降的趋势，峰值出现在5月、8—9月；毛樱桃和白杜卫矛叶片叶黄素含量呈先下降后上升再下降的趋势，其含量最大值分别出现在8月、7月。除三裂绣线菊和华北绣线菊外，毛樱桃、白杜卫矛和毛白杨叶片叶黄素含量均在10月达到最低，分别为0.027mg·g-1、0.139mg·g-1、0.044mg·g-1；三裂绣线菊叶片叶黄素含量在6月达到最低，为0.109mg·g-1；华北绣线菊叶片叶黄素含量在7月达到最低，为0.112mg·g-1。

图5 5种园林植物叶片叶黄素含量的季节变化

5种园林植物叶片在4月的叶黄素含量，白杜卫矛最高，为0.241mg·g-1，毛白杨最低，为0.088mg·g-1。毛白杨叶片叶黄素含量在5月增至0.215mg·g-1，较4月增高144.32%，增长幅度最大；其次为华北绣线菊(115.44%)、三裂绣线菊(1.55%)，毛樱桃、白杜卫矛叶片在5月的叶黄素含量减少。5种园林植物叶片叶黄素含量在6月均呈减少趋势，其中华北绣线菊减幅最大，为52.56%。除华北绣线菊，其余4种园林植物叶片叶黄素含量在7月均呈升高趋势，其中毛樱桃叶黄素含量增幅最大。8月，三裂绣线菊、华北绣线菊、毛樱桃叶片叶黄素含量升高，其中华北绣线菊增幅最大，其次是三裂绣线菊；白杜卫矛、毛白杨叶片叶黄素含量降低。除毛白杨外，其余4种园林植物叶片叶黄素含量在9月均呈降低趋势。5种园林植物在10月的叶黄素含量，白杜卫矛最高，毛樱桃最低。

2.4 温度与叶片光合色素含量的相关性

统计试验过程中每月平均温度，见图6，由温度与5种园林植物叶片光合色素含量的相关性分析可知，三裂绣线菊叶片叶绿素含量，华北绣线菊、毛樱桃叶片叶绿素、胡萝卜素含量，毛白杨叶片叶黄素含量分别与温度呈显著正相关，见表2。

图6 试验过程中每月的平均温度

表2 月均温与5种园林植物叶片光合色素含量的相关性

3 结论与讨论

3.1 结论

5种园林植物叶片的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量的季节变化规律相同，总体呈现先升高后下降再升高再下降的趋势，且叶绿素a的含量明显高于叶绿素b；除白杜卫矛外，三裂绣线菊、华北绣线菊、毛樱桃和毛白杨叶片胡萝卜素含量呈现先升高后下降再升高再下降的趋势；5种园林植物叶片叶黄素含量的季节变化趋势则不尽相同。相关性分析表明，三裂绣线菊叶片叶绿素含量，华北绣线菊、毛樱桃叶片叶绿素、胡萝卜素含量，毛白杨叶片叶黄素含量与温度呈显著正相关。

3.2 讨论

叶绿素是与植物光合作用有关的最重要的色素[7，8]。叶绿素吸收大部分红光、紫光，反射绿光，使叶片呈现绿色，在光吸收中起核心作用。本次研究结果表明，虽然不同园林植物叶片叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量存在一定差异，但其年变化趋势相同，说明绿叶植物叶片呈色机制基本一致。冀东地区9月天气晴朗，光照充足，促进了植物叶片叶绿素的合成与积蓄，因此许多植物在9月叶绿素含量仍然较高，叶片呈现深绿色；随着日均温降低，昼夜温差增大，植物叶片光合效能逐渐减弱，温度和光照的减少使叶绿素合成受阻[9，10]，因此5种园林植物叶片的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均在10月达到最低。其胡萝卜素、叶黄素含量的季节变化趋势不同，含量不稳定且相对较低，波动性较大，与郭帅等[3]的研究结果类似。