彭金根 姜雪茹 謝利娟 劉 燕

(1.深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院 深圳 518055； 2.北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院 北京 100083；3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院/園林與藝術(shù)學(xué)院 南昌 330045)

常綠植物冬季葉片發(fā)生顏色改變是一種普遍發(fā)生的現(xiàn)象(Hughes，2011)。北京地區(qū)常見常綠園林樹種統(tǒng)計(jì)表明，29種常綠樹中有21種為針葉樹，而闊葉樹只有8種(趙芒，2012)，然而，常綠闊葉樹種越冬進(jìn)程中葉片還時(shí)常發(fā)生變紅現(xiàn)象。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)于蔭蔽環(huán)境下的黃楊(Buxussp.)、扶芳藤(Euonymusfortunei)、蚊母樹(Distyliumracemosum)等葉片能保持綠色或者接近于綠色，而生長(zhǎng)于曝光環(huán)境下的同種植株葉片則出現(xiàn)程度不一的褐化現(xiàn)象(馬?；?，2004)。黃楊屬中的小葉黃楊‘麗城’(Buxusmicrophylla‘Belvedere’)植株在冬季不同冠層會(huì)呈現(xiàn)亮紅色、紅棕色、棕色、綠棕色或綠色(姜雪茹等，2015)，該現(xiàn)象也表明常綠闊葉植物冬季葉片不同呈色與葉片所處的溫光環(huán)境差異密切相關(guān)。

關(guān)于影響常綠闊葉樹種冬季葉片呈色因子，有研究認(rèn)為常綠樹種冬季葉片變紅表明植物遭受了光氧化傷害(董麗, 2001; 馬?；? 2004)，而Peng等(2016)對(duì)小葉黃楊(Buxusmicrophylla)研究認(rèn)為葉片冬季變紅是植物的一種適應(yīng)性表現(xiàn)，關(guān)于常綠樹種冬季葉片中花色素苷合成功能的研究支持了該觀點(diǎn)(Zhuetal.，2018, Zhangetal.，2019)。錦熟黃楊(Buxussempervirens)葉片在冬季光照條件下由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，與其越冬期間葉片中葉綠素a、b的大量降解以及脫水花菱草類黃素(anhydro-eschscholtzxanthin，一種紅色類胡蘿卜素)的合成有關(guān)(Idaetal., 1995; Hormaetxeetal., 2004)。同一植株不同冠層位置，冬季錦熟黃楊葉片會(huì)呈現(xiàn)綠色、棕褐色、黃色、橙色和紅色的差異，這與葉片的受光角度不同有關(guān)(Hormaetxeetal., 2005)。此外，Hughes等(2005)對(duì)常綠闊葉植物加萊克斯草(Galaxurceolata)的報(bào)道表明越冬期間葉片變紅與其合成花色素苷有關(guān)，且變紅程度與光照強(qiáng)度正相關(guān)，Yu等(2020)對(duì)夏季6種天然林優(yōu)勢(shì)樹種的研究進(jìn)一步證實(shí)葉片中花色素苷合成量與環(huán)境中光照強(qiáng)度的高低呈正比關(guān)系。

常綠植物冬季葉片變紅與冬季低溫和高光環(huán)境密不可分在不少研究中均得到證實(shí)，但針對(duì)葉片變紅的溫度、光照因子的量化研究卻未見報(bào)道。本研究以北京地區(qū)露地栽植的3個(gè)小葉黃楊(B.microphylla)品種為研究對(duì)象，連續(xù)2年對(duì)越冬返青期間葉片的呈色情況和栽植地的溫度和光照進(jìn)行追蹤測(cè)定，對(duì)影響小葉黃楊越冬葉片變紅的溫、光因子進(jìn)行量化，以期為北方冬季常綠闊葉樹種在園林中的應(yīng)用和提升綠色景觀提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

本研究在北京植物園(116°19′E、40°01′N)內(nèi)進(jìn)行，小葉黃楊種植于公園內(nèi)苗圃。北京的氣候類型為北溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春秋兩季比較短，夏季高溫降雨量多，冬季寒冷較為干燥。試驗(yàn)期間，植株的平均株高×冠幅為1.3 m×1.2 m×1.2 m，所有植株均呈東西向排列，平行種植于空曠的苗圃地。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為北京植物園科研中心從國(guó)外引進(jìn)的3個(gè)小葉黃楊品種原株，其中‘綠美’(‘Greenbeauty’)為1997引自美國(guó)，‘陽光’(‘Sunnyside’)為1998年引自荷蘭，而‘冬綠’(‘Wintergreen’)為2002年引自比利時(shí)，在植物園露天苗圃地已栽植近20年，植株生長(zhǎng)良好。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 植株遮光處理 對(duì)3個(gè)小葉黃楊品種植株進(jìn)行連續(xù)2個(gè)越冬返青期(2011—2013年)進(jìn)行遮光處理。Lobos等(2012)的研究表明，黑色遮蔭網(wǎng)不會(huì)改變光質(zhì)(光譜成分)，只改變照光強(qiáng)度。在小葉黃楊植株上方約20 cm處用黑色遮蔭網(wǎng)覆蓋，覆蓋時(shí)葉片為正常的綠色(分別為2011及2012年10月中旬)。

2011—2012年，設(shè)置4個(gè)遮光梯度，分別為：1)全光下陽生葉，100% SUL； 2)透光度為50%～60%的陽生葉，50%～60% SSUL； 3)透光度為30%～40%的陽生葉，30%～40% SSUL； 4)透光度為1%～10%的陰生葉，1%～10% SHL。2012—2013年在前1年的基礎(chǔ)上增加“透光度為10%～20%的陽生葉”，即10%～20% SSUL的處理。

小葉黃楊植株5個(gè)不同處理下的光照值采用Licor-250光量子計(jì)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)間為搭遮蔭網(wǎng)后晴朗無云日的中午，測(cè)定位置為遮蔭網(wǎng)下方15 cm左右，光合有效輻射(photosynthetic active radiation, PAR)值為5個(gè)處理下6～8個(gè)點(diǎn)的平均值。不同處理水平的劃分依據(jù)為處理下光照與全光下光照的相對(duì)輻射量變化，其中：相對(duì)輻射量=1-遮光下PAR/全光下PAR×100%。

2.2.2 溫度及光照條件測(cè)定 1)越冬返青期間溫度測(cè)定 采用溫度數(shù)據(jù)記錄器U23-004(Onset HOBO公司)，對(duì)小葉黃楊種植地2011—2013年(當(dāng)年10月至次年3月)氣溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每小時(shí)自動(dòng)采集1次。

2)越冬返青期間總太陽輻射值測(cè)定 2011—2013連續(xù)2個(gè)越冬返青期間種植地的日累計(jì)太陽輻射總量值取來自小葉黃楊種植地附近的北京氣象局氣象站(39°48′N，116°28′E； ID號(hào)：54511)。

2.2.3 葉片呈紅指數(shù)(RI)測(cè)定 在室內(nèi)散射光下，用相機(jī)(Panasonic Lumix DMC-LX5)拍攝5種不同光照強(qiáng)度處理下葉片，每個(gè)處理采集5片葉子，葉片采集方法見彭金根等(2011)。葉片顏色定量分析采用開源軟件Fiji (Schindelinetal.，2012, http:∥fiji.sc/)。葉片的照片導(dǎo)入軟件后，軟件將葉片呈色情況以紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3種顏色的直方圖呈現(xiàn)，并標(biāo)識(shí)出各種顏色所占的百分?jǐn)?shù)值。小葉黃楊葉片的變紅程度用呈紅指數(shù)(Redness Index，簡(jiǎn)稱RI)來表示，RI=R/(R+G+B)。

2.2.4 葉片紅色色素分布觀測(cè) 對(duì)3個(gè)小葉黃楊品種新鮮的全光陽生葉(100%SUL)、遮光陽生葉(50%～60%SSUL，30%～40%SSUL，10%～20%SSUL)及陰生葉(1%～10%SHL)作徒手切片，觀測(cè)葉片中紅色色素的分布狀況，并進(jìn)行拍照，采樣時(shí)間分別為2012年10月20日和2013年1月22日。顯微鏡攝像機(jī)(LEICA DM500-ICC50 HD，Leica Microsystems, Wetzlar, Germany)成像，目鏡的放大倍數(shù)為4，照片的像素分辨率為2 048 ×1 536。通過Photoshop CS3(Adobe Systems, San Jose, CA, USA)對(duì)切片照片進(jìn)行亮度和圖像清晰度的調(diào)整。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 18. 0軟件(SPSS Inc., Chicago, USA)進(jìn)行分析。利用單因素方差分析進(jìn)行方差檢驗(yàn)，多重比較采用Tukey HSD-test(其中顯著性P≤ 0.05)。

3 結(jié)果與分析

3.1 越冬返青期間小葉黃楊種植地日均溫及日太陽總輻射變化

由圖1A、1B可知，小葉黃楊種植地試驗(yàn)期間的日均溫和太陽總輻射總體表現(xiàn)為隨著越冬的深入而呈下降趨勢(shì)，隨著返青的來臨而呈上升趨勢(shì)，其中日太陽總輻射表現(xiàn)出更大波動(dòng)。 2011—2012年最冷月的日平均溫較2012—2013年更高。為探明氣溫與太陽輻射對(duì)葉片呈色的影響，本研究進(jìn)一步分析了試驗(yàn)期間采樣前5日的日均溫及太陽輻射值，由圖1C、1D可知，采樣前5日日均溫和平均太陽輻射在不同越冬年份間表現(xiàn)出差異，其中2011—2012年，1月出現(xiàn)日均溫最低值，12月出現(xiàn)平均太陽輻射最低值，而在2012—2013年試驗(yàn)期間，12月出現(xiàn)采樣前5日日均溫的最低值，而12月和1月在平均太陽輻射最低值上差異不顯著。此外，2011—2012年和2012—2013年2個(gè)越冬返青期，太陽總輻射量在返青后的3月仍處于上升趨勢(shì)。

圖1 越冬進(jìn)程中種植地日均溫、日太陽總輻射(A：2011—2012，B：2012—2013)及采樣前5日平均溫、平均太陽輻射(C：2011—2012，D：2012—2013)Fig. 1 The daily temperature and total solar radiation of the planting fields during the overwintering period and the average daily temperature and solar radiation 5 days before sampling

3.2 越冬返青過程中3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈色變化

3.2.1 不同遮光度下3個(gè)品種陽生葉和陰生葉的呈色觀測(cè)情況 3個(gè)小葉黃楊品種不同遮光度下陽生葉在越冬返青期間表現(xiàn)出較大的呈色差異(圖2)，其中小葉黃楊‘綠美’的變紅程度最低，當(dāng)其葉片處于50%～60%全光時(shí)基本能保持綠色； 小葉黃楊‘陽光’的變紅程度屬于中等水平，當(dāng)光照強(qiáng)度下降至全光的30%～40%時(shí)能保持綠色； 小葉黃楊‘冬綠’的變紅程度最為嚴(yán)重，只有陰生葉(光強(qiáng)為全光的1%～10%)才呈現(xiàn)綠色。同時(shí)期相比，小葉黃楊葉片遠(yuǎn)軸側(cè)(即背面)較葉片近軸側(cè)(即正面)變紅程度更深。

圖2 3個(gè)小葉黃楊品種不同光照條件下越冬返青期間葉片呈色情況(2011—2012年)Fig. 2 Leaf color of three cultivars of Buxus microphylla under different light conditions during the period of overwintering and regreening (2011-2012) SUL：陽生葉Sun leaves； SSUL：遮光陽生葉Shading sun leaves； SHL：陰生葉Shade leaves。下同。The same below.

2012—2013年越冬返青期間，試驗(yàn)增設(shè)了10%～20%SSUL的遮光處理(圖3)，結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，當(dāng)環(huán)境中光照強(qiáng)度下降至全光的50%～60%時(shí)，小葉黃楊‘綠美’就能保持綠色，而小葉黃楊‘陽光’需要環(huán)境光下降至全光的30%～40%，小葉黃楊‘冬綠’需要下降至全光的10%～20%。同樣，3個(gè)小葉黃楊品種同時(shí)期葉片遠(yuǎn)軸側(cè)比近軸側(cè)變紅程度更深。無論是2011—2012年還是2012—2013年越冬返青期，光照強(qiáng)度僅為全光1%～10%的3個(gè)小葉黃楊品種陰生葉(SHL)整個(gè)過程均能保持綠色。

圖3 3個(gè)小葉黃楊品種不同光照條件下越冬返青期間葉片呈色情況(2012—2013)Fig. 3 Leaf color of three cultivars of B. microphylla under different light conditions during the period of overwintering and regreening (2012—2013)

3.2.2 3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)(RI)值監(jiān)測(cè) 本研究對(duì)越冬返青期間3個(gè)小葉黃楊品種葉片的呈紅指標(biāo)(RI)進(jìn)行了追蹤監(jiān)測(cè)(表1)，并通過該值與葉片所處環(huán)境中的溫度和太陽輻射值的對(duì)比分析，2011—2012年越冬返青過程中，3個(gè)品種的RI值均隨著越冬進(jìn)程中氣溫的下降呈上升趨勢(shì)，而隨著返青時(shí)氣溫的回升而有所下降。3個(gè)品種均在2012年1月28日葉片變紅程度最嚴(yán)重，且葉片的遠(yuǎn)軸側(cè)值較近軸側(cè)值更高。從遮光處理的效果看，所有品種葉片的RI值均表現(xiàn)為隨著環(huán)境中光照強(qiáng)度的降低而下降。

2012—2013年越冬期間，3個(gè)小葉黃楊品種葉片的RI值監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2。與2011—2012年相比，2012—2013年增設(shè)了10%～20%的遮光處理，2個(gè)越冬返青期的結(jié)果表現(xiàn)相似，3個(gè)品種葉片的RI值均隨越冬返青期間氣溫的下降而上升，隨氣溫的上升而下降。此外，2012—2013年期間3個(gè)品種葉片在氣溫最低的1月份RI值也表現(xiàn)最高，小葉黃楊‘綠美’、‘陽光’和‘冬綠’分別是0.384、0.400和0.406。

3.3 越冬返青期間3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈色與溫光因子相關(guān)性分析

3.3.1 3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)RI與溫光因子相關(guān)性分析 為揭示越冬返青期間氣溫變化對(duì)小葉黃楊品種葉片呈色的影響，本試驗(yàn)分析了越冬返青期間3個(gè)品種葉片呈紅指標(biāo)RI值與葉片采樣前5日均溫的線性回歸系數(shù)，由表3可知，3個(gè)品種葉片越冬返青期間RI值無論是葉片近軸側(cè)還是遠(yuǎn)軸側(cè)，與氣溫的回歸系數(shù)R2均達(dá)到顯著水平，其中全光下的陽生葉(100% SUL)和遮光50%～60%處理下的陽生葉(50%～60% SSUL)的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平(P≤ 0.001)。

為進(jìn)一步分析越冬返青期間光照強(qiáng)度變化對(duì)小葉黃楊品種葉片呈色的影響，本試驗(yàn)也對(duì)小葉黃楊品種葉片RI值與采樣前5日平均太陽輻射值進(jìn)行了線性回歸相關(guān)系數(shù)分析，結(jié)果如表4所示，2個(gè)越冬返青期(2011—2012年和2012—2013年)該相關(guān)性表現(xiàn)出差異，其中在2011—2012年越冬期間，不同遮光處理下的3個(gè)品種葉片與采樣前5日平均太陽輻射表現(xiàn)出很弱的相關(guān)，但2012—2013年越冬期間，兩者則表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)，具體表現(xiàn)為該越冬返青期，大部分處理的葉片和大多數(shù)時(shí)期的RI值與采樣前5日平均太陽輻射具有顯著相關(guān)性，2012—2013年越冬期間品種種植地的太陽輻射變化與氣溫變化具有更高的協(xié)同性(圖1)可能造成不同年份差異。

表1 越冬返青期間3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)(RI)值①Tab.1 The leaf redness index (RI) of three cultivars of B. microphylla during the overwintering and regreening period 2011—2012

表2 越冬返青期間3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)(RI)值Tab.2 The leaf redness index (RI) of three cultivars of B. microphylla during the overwintering and regreening period 2012—2013

表3 3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)RI與采樣前5日均溫線性回歸相關(guān)系數(shù)(R2)①Tab.3 Correlation coefficient (R2) between leaf redness index (RI) and mean temperature of 5 days before sampling of three cultivars of B. microphylla

表4 3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)RI與采樣前5日平均太陽輻射線性回歸相關(guān)系數(shù)(R2)Tab.4 Correlation coefficient (R2) between leaf redness index (RI) and the average solar radiation of 5 days before sampling of three cultivars of B. microphylla

表5 影響小葉黃楊越冬葉片變紅的臨界日均溫分析①Tab.5 Analysis of critical daily mean temperature affecting the leaf reddening of B. microphylla

表6 影響小葉黃楊越冬葉片變紅的臨界前5日平均太陽輻射分析Tab.6 Analysis of critical solar radiation 5 days before sampling affecting the leaf reddening of B. microphylla

3.3.2 小葉黃楊越冬葉片變紅的臨界溫光因子 根據(jù)3個(gè)小葉黃楊品種葉片近軸側(cè)和遠(yuǎn)軸側(cè)2011—2013連續(xù)2個(gè)越冬時(shí)期的呈色表現(xiàn)(圖2，圖3)和同時(shí)期相對(duì)應(yīng)的葉片呈紅指標(biāo)RI值(表1，表2)，將葉片近軸側(cè)變紅的臨界值取值為RI =0.35，而葉片遠(yuǎn)軸側(cè)變紅的臨界值取值為RI=0.365。為研究影響3個(gè)小葉黃楊品種葉片變紅的臨界溫度值，進(jìn)行了呈紅指標(biāo)與溫度值的回歸方程擬合分析，3個(gè)品種的變紅臨界溫度值均具有差異性，且不同年份間也表現(xiàn)出差異(表5)。2011—2012年和2012—2013年越冬返青期間，變紅程度輕保綠效果好的‘綠美’變紅臨界溫度值最低，其中近軸側(cè)為1.55 ℃和0.67 ℃，遠(yuǎn)軸側(cè)為7.68 ℃和5.25 ℃； 變紅程度處于中間水平且返青較晚的‘陽光’，近軸側(cè)為4.33 ℃和6.42 ℃，遠(yuǎn)軸側(cè)為9.41 ℃和8.43 ℃； 變紅程度最高但返青早的‘冬綠’，近軸側(cè)為4.16 ℃和4.98 ℃，遠(yuǎn)軸側(cè)為10.23 ℃和9.41 ℃。

另外，本試驗(yàn)也對(duì)影響小葉黃楊品種冬季葉片變紅的采樣前5日的平均太陽輻射臨界值進(jìn)行了分析，3個(gè)小葉黃楊品種越冬葉片在該值上未表現(xiàn)出品種差異(表6)，2011—2012年和2012—2013年2個(gè)越冬時(shí)期，影響3個(gè)小葉黃楊品種冬季葉片變紅的臨界太陽輻射值基本都在10 MJ·m-2左右，只是2個(gè)越冬時(shí)期間稍有差異。

3.3.3 小葉黃楊品種越冬前后葉片紅色色素分布變化 本試驗(yàn)通過觀測(cè)不同光照條件下3個(gè)小葉黃楊品種越冬前后的葉片的徒手切片顯微觀察(圖4A～E)，研究3個(gè)品種葉片中紅色色素的分布差異。3個(gè)品種無論是全光陽生葉(SUL)還是遮光陽生葉(SSUL)，越冬過程中紅色色素積累的部位均為葉片上層的柵欄組織，且紅色色素分布范圍隨著光照強(qiáng)度的增加而增加。不同品種表現(xiàn)一定差異，變紅程度最輕的小葉黃楊‘綠美’，當(dāng)環(huán)境中光照強(qiáng)度為全光的50%～60%時(shí)，紅色色素的積累量非常少(圖4B)；變紅程度中等的‘陽光’，當(dāng)光照強(qiáng)度降低至全光的30%～40%時(shí)紅色色素積累量幾乎看不到(圖4D)；而對(duì)于變紅程度最嚴(yán)重的‘冬綠’來說，即便當(dāng)光照強(qiáng)度降低全光的10%～20%，最冷月(1月)時(shí)，仍有少量紅色色素積累(圖4F)。

4 討論

4.1 影響葉片呈色的光溫因子

部分常綠植物在冬季葉片發(fā)生顏色改變是一種普遍發(fā)生的現(xiàn)象(Hughes，2011)，常綠植物越冬期間的這種變紅通常只發(fā)生在氣溫偏低的冬季且存在照光的條件下，處于溫暖季節(jié)或者處于遮蔭條件下則很少發(fā)生變紅(Hormaetxeetal., 2004; 彭金根等, 2011)，也有報(bào)道指出在夏季極端高溫脅迫下錦熟黃楊的葉片發(fā)生變紅(Hormaetxeetal., 2007)的特殊現(xiàn)象。本文對(duì)3個(gè)具有不同越冬呈色表現(xiàn)的小葉黃楊品種的葉片呈色進(jìn)行連續(xù)2個(gè)越冬返青時(shí)期(2011—2013年)的跟蹤測(cè)定，同時(shí)對(duì)該時(shí)期植株栽植地的氣溫和太陽輻射值進(jìn)行連續(xù)跟蹤記錄，最終得到影響3個(gè)品種葉片越冬變紅的臨界氣溫值和臨界太陽輻射值。

冬季的低溫不影響常綠植物葉片對(duì)光能的捕獲，但會(huì)導(dǎo)致植株葉片光合作用中參與卡爾文循環(huán)的酶活性降低(Tanaka, 2007)，從而造成光能吸收和光能利用間的不平衡(?quistetal., 2003; Verhoeven, 2014)。這種持續(xù)過剩的光能最終會(huì)導(dǎo)致葉片中活性氧的大量合成(Ruellandetal., 2009; 姜雪茹等, 2015)。活性氧能對(duì)葉綠素起到漂白作用(Choudhuryetal., 2001)，而且在擬南芥(Arabidopsisthaliana)葉片的花色素苷合成中發(fā)揮重要的分子調(diào)控作用(Vanderauwera, 2005)。3個(gè)小葉黃楊品種栽植地的日均溫2011—2013年越冬返青期間呈明顯的先下降后上升的趨勢(shì)，而越冬期間(3月前)日太陽輻射值變化幅度小(采樣前5日的太陽輻射平均值在10 MJ·m-2上下)，說明在越冬進(jìn)程中葉片發(fā)生變紅現(xiàn)象，氣溫的下降可能發(fā)揮著更關(guān)鍵作用。

前期的研究發(fā)現(xiàn)，小葉黃楊‘麗城’(B.microphylla‘Licheng’)冬季不同光照下植株葉片呈現(xiàn)綠色、綠棕色、棕色、紅棕色和亮紅色5種不同顏色(姜雪茹等, 2015)，而在錦熟黃楊植株上冬季也發(fā)現(xiàn)了類似的情況(Hormaetxeetal., 2005)。本文通過對(duì)越冬返青期間3個(gè)小葉黃楊品種葉片呈紅指數(shù)RI與環(huán)境中溫光因子進(jìn)行線性擬合分析，得出影響小葉黃楊品種葉片近軸側(cè)和遠(yuǎn)軸側(cè)冬季變紅的溫光臨界值，其中變紅程度最低冬季基本保持綠色的‘綠美’、返青最晚而變紅程度中等的‘陽光’以及返青最早但變紅程度最深的‘冬綠’在2011—2013年越冬時(shí)期，葉片近軸側(cè)和遠(yuǎn)軸側(cè)變紅的臨界溫度具有明顯差異，而3個(gè)品種越冬期間在影響葉片變紅的采樣前5日平均太陽輻射總值上均在10 MJ·m-2左右，無明顯差異。

圖4 3個(gè)小葉黃楊品種不同光照條件下越冬前(2012-10-20)、后(2013-01-22)顯微結(jié)構(gòu)Fig. 4 Observation hand-sliced leaves of B. microphylla before (2012-10-20) and after(2013-01-22)winter under different light conditionsad：葉片正面Adaxial； ab：葉片背面Abaxial.

綜上可知，光溫因子對(duì)葉片呈色具有直接影響，3個(gè)品種葉片冬季變紅與越冬返青期間低溫和相對(duì)強(qiáng)光照的交互作用密切相關(guān)，葉片越冬期間在呈色上的品種差異，反映不同品種對(duì)低溫+高光的敏感程度和耐受性存在差異。除此之外，本試驗(yàn)的研究結(jié)果還表明，3個(gè)小葉黃楊品種葉片的遠(yuǎn)軸側(cè)和近軸側(cè)相比，越冬時(shí)前者對(duì)光照的反應(yīng)更為快捷，說明兩者在越冬返青期間面對(duì)低溫和高光的雙重脅迫可能采取了不同的光響應(yīng)策略。

4.2 光溫因子對(duì)小葉黃楊越冬葉片紅色色素合成與分布的影響

3個(gè)品種在越冬前和越冬后5個(gè)光照強(qiáng)度下葉片的切片結(jié)構(gòu)(圖4)可知，所有品種變紅葉片中紅色色素的積累與光照強(qiáng)度呈正相關(guān)，且所有品種陽生型葉片紅色色素主要分布于接觸了直射光的近軸側(cè)上端，這與前人對(duì)同屬的錦熟黃楊的研究情況相似(Hormaetxeetal., 2005; Silva-Cancinoetal., 2012)。另外，從品種特性上說，3個(gè)小葉黃楊品種對(duì)照光的敏感程度依次為‘冬綠’、‘陽光’和‘綠美’，這與葉片呈色情況較為一致(圖2、圖3)，同時(shí)也與這3個(gè)品種冬季陽生葉葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)活性相統(tǒng)一(彭金根等，2011)。3個(gè)品種變紅的葉片中紅色色素的分布情況與在小葉黃楊‘麗城’不同樹冠部位(光照強(qiáng)度不同)葉片的葉片解剖觀察結(jié)果相一致(姜雪茹等，2015)，但本研究設(shè)置了不同遮光梯度，揭示了不同光照強(qiáng)度值對(duì)紅色色素分布范圍的影響。

花葉木藜蘆(Leucothoefontanesiana)(Hughes, 2011)、忍冬(Lonicerajaponica)(Carpenteretal., 2014)等植物種類中變紅葉片中紅色色素分布與黃楊屬植物相似。部分研究報(bào)道了紅色色素同時(shí)分布于葉片近軸側(cè)和遠(yuǎn)軸側(cè)，如加萊克斯草(Hughesetal.，2007)、黧蒴錐(Castanopsisfissa)(Zhangetal. 2016)、青芋(Colocasiaesculenta)(Hughesetal., 2014)、肖蒲桃(Acmenaacuminatissima)(Zhuetal., 2018)等。導(dǎo)致常綠植物葉片冬季變紅的紅色色素主要是花色素苷及紅色類胡蘿卜素(彭金根等, 2017)，而前者主要存在于液泡中，是具有水溶性的黃酮類物質(zhì) (Gould, 2004)，而后者主要分布于有色體的懸浮滴狀物中，是具有脂溶性的萜類物質(zhì)(Ytterbergetal., 2006)，因而常綠植物葉片中紅色色素在葉片中的分布情況，除了受不同程度的照光強(qiáng)度以及不同角度的照光方向的影響外，還與葉片中紅色色素的類型密切相關(guān)。

5 結(jié)論

本文探究影響3個(gè)小葉黃楊品種葉片變紅的溫、光環(huán)境量化條件。變紅程度最低的‘綠美’其變紅臨界溫度最低，越冬變紅程度最深但返青早的‘冬綠’葉片變紅臨界溫度最高；而變紅程度中等但返青晚的是‘陽光’該值也處于中間水平。3個(gè)品種葉片呈紅指數(shù)RI均隨著光照強(qiáng)度的下降而降低，表明越冬期間小葉黃楊葉片變紅與冬季的低溫和相對(duì)高光的相互作用密切相關(guān)。3個(gè)品種的陽生葉越冬期間在呈色上表現(xiàn)不同，反映了它們?cè)诘蜏睾拖鄬?duì)高光雙重脅迫環(huán)境下的耐受性及敏感程度存在差異。在北方園林應(yīng)用時(shí)，小葉黃楊適宜種植在遮蔭環(huán)境下，有利于其冬季維持較好的綠色景觀。