郑州市红叶木本植物调查及显色部位分析

马顺兴，杨 赟，靳 珂，杨绍彬，朱景乐*，郭 欢

(1.国家林业局泡桐研究开发中心，河南郑州 450003；2.河南投资集团有限公司，河南郑州 450008；3.河南农业大学，河南郑州 450002；4.福建农林大学，福建福州 350002；5.郑州市植物园，河南郑州 450042)

木本红叶植物由于树体高大、叶色鲜明、观赏期长、园林景观效果突出，因此在园林植物造景中发挥重要作用[1-2]。红叶植物是园林中应用较多的植物，其种类繁多且呈色特征差异较明显。红叶植物按呈色时间及季节不同可分常色叶植物、春色叶植物和秋色叶植物[3]；按叶片呈色特征不同可分为正面呈色及背面呈色；按呈色组织不同分为上下表皮呈色、栅栏组织呈色及海绵组织呈色3种[4]。调查红叶木本植物在园林绿化中的应用程度，开发新春季红叶观赏植物种类，对提升城市景观价值、丰富景观色彩及改善居住环境具有重要的作用和意义[5]。目前木本红叶植物虽多，但在中原地区城市环境绿化实践中应用较少，且关于红叶植物的呈色部位及其与呈色季节间关系的研究较少。笔者通过调查郑州地区春季红叶植物的种类，并对其呈色特征进行分析，并为红叶树种叶色改良及木本植物呈色机理研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1研究区概况试验在郑州市内植物园、道路绿地、住区绿地及单位附属绿地进行。郑州市地处34°46′26″N、113°41′31″E，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季阴冷干旱，夏季闷热多雨，年均温14.0～14.3 ℃，极端最高温43 ℃，极端最低温-17.9 ℃，年均降水量640.9 mm，无霜期长达220 d，全年日照时间约2 400 h。

1.2观测内容与方法

1.2.1红叶木本植物种类调查。2016年5月4—12日，调查郑州市红叶木本植物种类，界定方法为红叶性状特征明显，可明显区别于绿色植物，且能形成一定的自然景观。根据植株特性进行分类，之后采集典型叶片带回室内观测。

1.2.2叶片呈色特征观测。

1.2.2.1叶片直观观测。将采集的新鲜叶片放置在散射光下，直接观测叶片正面、背面及叶脉，并用数码相机采集相应照片。

1.2.2.2红叶特征显微观测。选择叶片，裁剪成1 cm左右的小方块，放在显微镜下观测并采集照片(100倍)。

1.2.2.3红叶特征组织定位。徒手切片获取新鲜叶片的横切面，放在显微镜下观测并采集照片(100倍)。徒手切片方法参照《植物学实验教程》[6]。

1.3仪器设备OLYMPUS-BX51型光学显微镜及RX100数码相机。

2 结果与分析

2.1郑州市春季红叶植物调查由表1可知，郑州市常见红叶木本植物16种，其中乔木11种，灌木5种，分属于9科14属。根据目前呈色特征并查阅树种信息得到，常色叶植物10种，春色叶植物6种。

2.2郑州市红叶木本植物呈色特征观测由表2可知，15种红叶木本植物叶片正面均呈红色，其中叶片背面亦呈红色的有11种，叶脉呈红色的有6种。对叶片的直观观测如图1所示。

表1 郑州市红叶木本植物统计

表2 郑州16种春季红叶木本植物的呈色特征

注：+代表叶片表现出如上描述的特征

Note: + represents the characteristics of the leaf as described above

注：1.美国红栌；2.红枫；3.紫叶李；4.紫叶矮樱；5.美人梅；6.紫叶合欢；7.紫叶小檗；8.紫叶锦带花；9.红花檵木；10.红叶杜仲；11.红叶石楠；12.紫叶稠李；13.紫叶桃；14.中华红叶杨15.加拿大紫荆；16.五彩南天竹Note：1.Cotinus coggygria ‘Royal Purple’；2.Acer palmatum ‘Atropurpureum’；3.Prunus cerasifera ‘Atropurpurea’；4.Prunus blireana ‘Meiren’；5.Prunus blireana ‘Meiren’；6.Albizia spp；7.Berberis thunbergii ‘Atropurpurea’；8.Weigela florida ‘Purpureis’；9.Loropetalum chinense(R.Br)Oliver.var.rubrum Yieh；10.Eucommia ulmoides ‘Hongye’；11.Photinia fraseri ‘Red Robin’；12.Prunus viriginiana ‘Canada Red’；13.Prunus persica ‘Atropurpurea’；14.Populus euramericana cv.‘Zhonghuahongye’；15.Cercis canadensis ‘Forest Pansy’；16.Porphyrocarpa图1 叶片直观观测(图中每个单位正方形边长为1 cm)Fig.1 Visual observation of leaf(1 cm for each unit square)

注：1.美国红栌；2.红枫；3.紫叶李；4.紫叶矮樱；5.美人梅；6.紫叶合欢；7.紫叶小檗；8.紫叶锦带花；9.红花檵木；10.红叶杜仲；11.红叶石楠；12.紫叶稠李；13.紫叶桃；14.中华红叶杨15.加拿大紫荆；16.五彩南天竹Note：1.Cotinus coggygria ‘Royal Purple’；2.Acer palmatum ‘Atropurpureum’；3.Prunus cerasifera ‘Atropurpurea’；4.Prunus blireana ‘Meiren’；5.Prunus blireana ‘Meiren’；6.Albizia spp；7.Berberis thunbergii ‘Atropurpurea’；8.Weigela florida ‘Purpureis’；9.Loropetalum chinense(R.Br)Oliver.var.rubrum Yieh；10.Eucommia ulmoides ‘Hongye’；11.Photinia fraseri ‘Red Robin’；12.Prunus viriginiana ‘Canada Red’；13.Prunus persica ‘Atropurpurea’；14.Populus euramericana cv.‘Zhonghuahongye’；15.Cercis canadensis ‘Forest Pansy’；16.Porphyrocarpa图2 叶片呈色组织定位Fig.2 Leaf color tissue positioning

2.3郑州市红叶木本植物呈色组织定位由表2可知，上表皮呈色的有6种，为美国红栌、紫叶矮樱、红花檵木、紫叶桃、加拿大紫荆；下表皮呈色的有6种，为美国红栌、紫叶李、紫叶矮樱、紫叶稠李、紫叶桃、加拿大紫荆；栅栏组织呈色的有10种，各植物组织呈色特征详见叶片横切面图(图2)。

3 结论与讨论

根据调查结果，郑州春季木本红叶植物多为园林绿化中常用树种，但种类较少，仅16种，因此存在很大的引种或选育新的春色叶红叶类型绿化树种的空间。河南自然分布木本野生红叶植物种质资源丰富。根据王从彦等[7]的研究结果表明，河南省自然分布春季呈现红色的木本野生植物有10种，而在郑州市绿化中应用的仅有石楠属，其他的臭椿[Ailanthusaltissima(Mill.)Swingle]、山麻杆(AlchorneadavidiiFanch.)、红淡比(CleyerajaponicaThunb.)、栾树(KoelreuteriapaniculataLaxm.)、七叶树(AesculuschinensisBunge. )、香椿[Toonasinensis(A.Juss.)Roem.]、胡桃(JuglansregiaLinn.)和木犀[Osmanthusfragrans(Thunb.)Vahl]在城市园林绿化中应用较少，尤其是山麻杆、红淡比、黄连木和七叶树属于河南独特的春季红叶植物资源。因此，从河南自然分布的野生资源中选育观赏性强、稳定性好的优异红叶种质，在我国中北部城市绿化中具有广阔的市场潜力。

郑州市15种春季呈色的红叶木本植物正面均呈现紫红色，单一组织呈色的有5种，其余11种均为2种及以上组织复合呈色，但呈色部位与不同呈色时期无明显联系。而根据崔晓静[8]的研究结果表明，红叶石楠叶片中花色素苷在4—6月和9—10月大量积累，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性迅速提高，而叶绿素含量不断下降，这说明春、秋季的气候条件有利于红叶石楠叶片中花色素苷的合成，是红叶石楠呈现红色的最佳时期。根据王庆菊[9]的研究结果表明，5月中旬到7月是紫叶稠李叶片由绿色到紫红的转变期，叶片花色苷含量5—6月逐渐上升。紫叶桃的变化规律与紫叶稠李显著不同，5—6月紫叶桃(Prunuspersica‘Atropurpurea’)叶片中花色苷和叶绿素含量均达到一年中的最大值，叶片紫红色变淡，7、8月紫叶桃叶片中花色苷、总叶绿素含量均降低，但花色苷含量的降幅高于总叶绿素，此期紫叶桃叶片返绿。根据李小康[10]的研究结果可知，3月底4月初，中华红叶杨新叶中叶绿素含量低，使叶片中的花色素苷得以充分表达，7月初叶绿素含量达到最高，中华红叶杨较中林2025高34%，这是由于高温对花色素苷的形成有不利影响，而有利于叶绿素合成，从而造成高温返青现象。根据许鑫科[11]的研究可知，加拿大紫荆5月初气温较低，花青苷含量相对较高，故叶片为紫红色；5月底—6月初气温迅速升高，花青苷含量下降，总叶绿素和类胡萝卜素含量迅速升高，叶片由紫红色转为暗红色，最后变为绿色。综上可知，由于温度升高，花色苷与叶绿素的比例由高转低，紫叶桃等春色叶植物叶片(紫叶稠李不包含在内)由紫红色变为暗红色或绿色。

在调查的16种红叶木本植物中，中华红叶杨是河南省林业科学院2000年春发现的美洲黑杨无性系2025杨的芽变品种[12]。根据李欢等[13]的研究结果，美洲黑杨叶为三角状卵圆形，叶型为等面叶，叶肉细胞排列紧密，栅栏组织分布于上下两面，其中上层栅栏组织细胞为2层，均为长柱形，下层栅栏组织细胞为2～3层，为短柱形，且栅栏细胞的排列密度与整齐度比上层低。红叶杨呈色组织界限明显，除栅栏组织呈色外，海绵组织亦可呈色，且为区分明显的多层显色。由于杨树是木本模式植物，因此中华红叶杨是解析木本植物不同组织特异呈色的优异资源。