亚热带地区几种常见引种园林植物抗寒性研究
杨建明1，贺磊1 ，李远芳1，游凯2
指导老师：黎华寿
（1.华南农业大学资源环境学院，广州，510642；2.华南农业大学生命科学学院，广州，510642）
摘要：2008年初，我国南方地区遭受了罕见的低温雪灾天气，生态环境受到重大的影响。本课题小组运用野外调查与实验室验证的方法对粤北粤中受灾典型地区（韶关、广州）部分边坡园林植物进行抗寒性研究。野外调查部分中运用冻害评级标准对23种植物形态指标进行统计并分析不同的环境因子对植物寒害程度的影响。在韶关地区，公路边坡植物紫穗槐和百喜草的抗寒性极强，著名珍稀植物南方红豆杉也主要是被压断，并未出现冻死。在广州地区，发现23种热带亚热带园林植物在不同程度上受环境因素影响。根据调查所得，分析环境因素发生影响的原理，并对林业防寒和边坡园林植物引种提出建议。实验室的验证中选取广州地区5种常见引种园林植物的苗木，凤凰木（Delonix regia (Boj.) Raf.），塞楝（Kaya negai
my beautiful girlensis (Desr.) A.Juss），大叶榄仁（Terminalia catappa），马占相思（Acacia mangium）nativecode，铁刀木（Cassia siamea）作为材料，采用人工冷冻处理法，研究了低温胁迫下树苗生长发育有关的生理生化指标的变化及其抗冻害的关系。结果表明，随着处理温度的降低，各树种叶片的相对电导率呈上升趋势，塞楝和马占相思上升比凤凰木、铁刀木、大叶榄仁慢；低温胁迫的各种苗木叶片内的脯氨酸大于对照组，其中马占相思的脯氨酸增加率最大；除塞楝外各种苗木POD活性先是缓慢升高，然后随低温胁迫程度加快升高；相对电导率结合Logistic方程推算塞楝和马占相思的半致死温度（LT50），分别为8.99℃，7.62℃。对抗寒的综合评价表明，5种苗木的抗寒能力排序为马占相思>塞楝> 铁刀木> 凤凰木、大叶榄仁。
关键词：园林边坡植物 寒害 抗寒指标
自2008年1月12日起冷空气不断影响我省，到2月13日平均气温都维持在较低的水平（见图1），还伴随出现中雨到大雨局部暴雨降水过程，过程极端最低气温-2.9℃，天气阴湿寒冷持续32天。此过程持续时间长、平均气温低、雨水多、日照少、影响范围广为历年罕见，尤其是1月下旬中后期起大部分地区日平均气温低于10℃。期间全省平均气温9.0℃,较常年
同期偏低4.0℃,为1951年以来最低值 [1]。这次百年难遇的大灾，给我国的林业造成巨大的影响。林业基础设施损失严重，珍惜动植物资源损失巨大。
粤北山区的物种占全省总数的3/4、地方特有物种占全省的2/3。此次冰雪灾害导致了如此大规模的森林资源损毁,严重破坏了区域陆地生态系统的稳定性和生物多样性,对南岭北部湘江、赣江等流域和南部珠江流域的生态环境将产生难以估量的影响。[2]。在粤东地区——以广州为例，热带园林植物同样遭受寒害的严重打击。此次冻伤植物接近200余种，受害最严重的树种是来自非洲、南美洲、东南亚的热带品种，如椰子、印度紫檀、雨树、非洲桃花心木、火焰木等，乡土植物受灾害的影响较小[3]。
针对此次的罕见灾害天气，本课题在2008年5月到6月在粤北粤南受灾严重的典型地区（韶关，广州）边坡园林植物进行冻害和寒害调查，根据植物的形态指标以及相关环境因子，对23种植物进行了寒害评级并分析影响的因素。
图1 2008年1月25日～2月13日全省平均雨量、平均气温及粤北、粤中、粤西南、粤东代表站的平均气温日变化[1]
南方低温胁迫中的冷害是植物栽培中常常遇到的一种灾害,在植物整个生育过程中均会造成不利影响。因此在园林植物引种的选择上，植物的耐寒性是必须考虑的重要因素。评价植物抗寒性的的方法包括褐变观察法，相对电导率法，脯氨酸法和POD酶活性法。 研究证明，褐变是植物受冻害的直接反应[5]-[6].植物受到低温胁迫会表现出受害症状，其新陈代谢会受到影响 ，体内某些生理生化指标发生明显变化，包括细胞膜渗透性、叶绿素、脯氨酸和可溶性蛋白质含量的变化等[7]；相对电导率是反映细胞质膜透性的指标，相对电导率达 50％的低温点可以直观估测植物的半致死温度(L50)；利用相对电导率结合 Logistic曲线方程推导的低温半致死温度更能准确地反映植物抗寒能力和所能耐受的低温极限，这已在紫穗槐、刺槐等植物抗寒性研究方面广泛应用。[8] 过氧化物酶（POD）属于细胞膜保护系统的重要酶，对自由基和过氧化产物有重要的清除作用。
凤凰木（Delonix regia (Boj.) Raf.），塞楝（Kaya negaiensis (Desr.) A.Juss），大叶榄仁（Terminalia catappa），马占相思（Acacia mangium），：铁刀木（Cassia siam
ea）是重要的热带园林绿化树种。凤凰木（Delonix regia (Boj.) Raf.） 落叶乔木，原产马达加斯加，喜光，喜高温多湿气候，栽培地全照或半日照均能适应，不耐干旱和瘠薄，不耐寒，抗风，抗大气污染。塞楝（Kaya negaiensis (Desr.) A.Juss）为半落叶乔木，原产于热带非洲和 马达加斯加，喜光和温暖至高温湿润气候，抗风较强，不耐干旱和寒冷，抗大气污染；大叶榄仁（Terminalia catappa）落叶乔木，原产于台湾，马来西亚等地。生长于高温湿润的气候，光线充足的环境，不拘土质。马占相思（Acacia mangium），常绿乔木，原产澳大利亚、巴布亚新几内亚和印度尼西亚喜光，浅根性，根部有菌根菌共生。铁刀木（Cassia siamea）常绿乔木,广布于热带、亚热带及温带地区，喜光、不耐荫蔽。又喜温，凡有霜冻、寒害的地方均不能生长中英翻译网站。这5种树种是优良的园林绿化树种，但引种这些热带园林植物的首要限制因子是低温。通过对苗木对低温胁迫引起的相关生理生化指标变化与抗寒性关系的研究，为广州地区的园林植物引种栽培提供理论依据。
野外调查：
1 调查区域及其自然概况
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1.1韶关调查区域及其自然概况
调查地点为坪乳公路乳源县大桥镇至云岩路段和红豆杉森林公园。韶关市气候属中亚热带湿润型季风气候区，一年四季均受季风影响，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南和东南季风，年平均气温18.8°C―21.6°C[4]。调查小组选定了坪乳公路和红豆杉森林公园的植物作为本课题组的调查对象。两地处于山口处，西有大东山－瑶山，长250公里，并有广东第一峰石坑崆（海拔1902m），东北方向为蔚岭（东段有五指峰达1726m）－大庚岭，长140公里，处于南岭中部，地势较高，地形复杂，属于典型的高寒石灰岩山区。
从乳源县大桥镇至云岩路段，地处瑶山山脉东部，海拔落差大；加上处于山口之间，受南移的冷空气强烈影响，故此地的植被生长分布能做为典型的例子，反映不同温度的影响。
南方红豆杉森林公园属县级自然保护区，位于广东省乳源瑶族自治县西北部的大桥镇，距乳源县城约45公里，因国家一级保护植物南方红豆杉(Taxus mairei (Lemee & Levl.) S. Y. Hu)树数量众多而得名。该公园座落于高寒石灰岩山区，平均海拔约800米。南方红豆杉属红豆杉科红豆杉属的大乔木，是我国特有的第三纪孑遗植物，是集观赏、药用及材用的重要的资源植物[9]。特别是80 年代以来由于发现在其树皮和枝叶中抗癌物质紫杉醇的含量较
高, 使该物种遭到了不合理的过度砍伐及存在的自然环境的破坏, 再加上南方红豆杉自然繁殖力低, 因此, 目前该树种已处于濒危状态[10]。因此调查08年雪灾对红豆杉的影响对南方红豆杉的保护工作有重要意义。
1.1.2韶关地区调查方法
在5月2日和5月3日，我们对大桥镇至云岩路段共进行4个10M×10M灌木样方样方调查，然后在该样方取3个1M×1M草本样方。 记录项目：测量优势物种（均为灌木和草本植物）的地上部高度、覆盖度（目测估算）、株数或多度（采用Drude的七级制多度）、生物量、采取植物标本；地势（海拔高度、经纬、坡向坡度、坡长）测量，护坡工程类型、地形环境描述。另外，在5月3日对南方红豆杉森林公园4个地方调查：测量红豆杉的株高和胸径（取树高1.3m处），观察和记录生长状况和生长环境。
1.2广州调查区域及其自然概况
调查地点为广州华南农业大学、华南植物园、白云山、天河公园、越秀公园里共23种植物。广州地处低纬, 属南亚热带季风气候区。地表接受太阳辐射量较多，同时受季风的影响,
夏季海洋暖气流形成高温、高湿、多雨的气候；冬季北方大陆冷风形成低温、干燥、少雨的气候。年平均气温为21.4-21.9度，年降雨量平均为1 623.6～1 899.8mm，北部多于南部。
1.2.1广州地区调查方法
在5月至6月期间，评价广州外来园林植被的冷害情况。重点观测的植物包括：塞楝、凤凰木、马占相思、棕榈科植物（如大王椰子、散尾葵、油棕、短穗鱼尾葵、鱼尾葵、针葵、蒲葵、菜王椰子、大蒲葵、裂叶蒲葵、澳洲蒲葵、假槟榔、孔雀葵等）、火焰木、假花生、旅人蕉、南洋杉、大果直叶榈、杏叶直叶榈、根刺棕、印度黄檀。这些植物有许多是从低纬度地区引进的外来物种（如塞楝、凤凰木、马占相思、棕榈科植物）。调查主要采用对外部形态进行感观鉴定的方法, 对整株植物的生长指标(如形态、胸径、树高)、植物的叶、芽、枝的掉落、枯萎状况和地形地貌（包括海拔高度、坡向、坡度、背风面或向风面、南面或北面、建筑物的阳面或阴面等）、植物群落结构。
拟定广州冷害植物冷害分级调查表[11-12]（表1和表2），对受寒害植物的程度进行评价。统计出不同生长指标和不同环境条件下冷害程度的比例[13]。heal the world歌词
表1 广州冷害乔木寒害分级与症状
级数 | 枝条出芽比例 | 一年生枝 | 大枝 | 树干 |
一级 | 75%～100% | 少量冻坏 | 无伤 | 无伤 |
二级 | 50%~75% | 半数冻坏 | 无伤 | 无伤 |
三级 | 25%~50% | 大部分冻坏 | 少量死亡 | 无伤微伤 |
四级 | 0%~25% | 几乎全部死亡 | 大量死亡 | 基部发芽 |
五级 | 死亡 | 死亡 | 死亡 | 死亡 |
| | committee | | | tomorrow will be better
表2 广州棕榈科植物寒害分级与症状
级别 | 叶片症状 | 枝干症状 |
零级 | baikal基本无寒害症状 | 无寒害症状 |
一级 | 25%当年生叶片受冻，叶片失绿卷曲或脱落 | 秋稍受冻轻，基本没有裂口 |
二级 | 25%~50%当年生叶片受冻，叶片失绿卷曲或脱落 | 秋稍受冻，1年生枝条部分受冻强迫性囤积症 |
三级 | 50%~75%叶片失绿、受冻、干枯或脱落 | 侧枝受冻，皮层开裂，部分主枝受冻 |
四级 | 叶片全部失绿、干枯或脱落 | 主枝和部分主干受冻，皮层开裂 |
五级 | 叶片全部受冻、脱落 | 嫁接口以上干枯死亡 |
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2.调查结果与分析：
选修课英文2.1韶关地区冻害调查结果
2.1.1大桥镇至云岩路段
根据数据和现场调查所得，该路段维度跨度从N24度59分到N25度3分，海拔跨度达316m（从469m到785m），离云岩镇约两公里处开始走下坡路至697m，此公路段总长度约17公里，平均海拔抬升18.6m/km。调查表明此路段所处的地势本来就较高，加上路面抬升较快，处于大山风口处，据当地人表示，冻害时地面结冰最高达10cm。
