彩葉植物資源應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展*

梁 鳴 ，孫 波 ，郭景立

（1.黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所，黑龍江哈爾濱150040；2.哈爾濱市園林科學(xué)研究所,黑龍江哈爾濱150040）

彩葉植物是指在整個生長季節(jié)或生長季節(jié)的某一階段全部或部分的葉片較穩(wěn)定地呈現(xiàn)非綠色的植物，彩葉植物根據(jù)葉片色彩呈現(xiàn)的不同時期可分為春色葉、秋色葉和常色葉植物3大類。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識、知識文化層次的提高，城市綠化備受關(guān)注，單純的園林綠化模式已經(jīng)不能在物質(zhì)和精神層面上滿足人們對于生存環(huán)境的需求，高水準(zhǔn)、深內(nèi)涵、生態(tài)學(xué)和美學(xué)相融合的綠化模式已成為當(dāng)今人們追求的目標(biāo)。彩葉植物能給人以視覺沖擊和特色美的享受，以多彩的葉色、優(yōu)美的姿態(tài)以及富有季相變化的絢麗色彩為人們裝點生活、陶冶情操、美化城市面貌，因此，彩葉植物得到園林界的重視，并逐漸成為園林綠化領(lǐng)域一個新的經(jīng)濟增長點。本文主要介紹近年來有關(guān)彩葉植物資源應(yīng)用、引種繁殖、環(huán)境影響因素、觀賞性評價等方面的一些研究工作，并對其中的重點研究和開發(fā)內(nèi)容進(jìn)行了概括總結(jié)。

1 彩葉植物資源應(yīng)用現(xiàn)狀

我國觀賞性植物資源非常豐富，被世界譽為園林之母，彩葉植物即是一類重要的觀賞植物，據(jù)1993～1997年初步統(tǒng)計我國彩葉植物涵蓋62個科108屬約400多種［1］。相對國外而言，國內(nèi)彩葉植物應(yīng)用水平極低，可以說90年代后我國對彩葉植物的應(yīng)用才逐漸重視和提高。近幾年北京、天津、上海、大連等一些大城市開始注重彩葉植物的應(yīng)用，從無意識、無需求到有設(shè)計、有規(guī)模、有目的的應(yīng)用，例如北京為解決綠化色彩單調(diào)問題，借2008年“綠色奧運”之東風(fēng)，大規(guī)模應(yīng)用鄉(xiāng)土彩葉樹種造林，2002年已實施栽植黃櫨、火炬樹、紅楓類、紅橡樹類等彩葉樹種300萬株；2002～2005年上海引種了至少6000萬株彩葉樹種，應(yīng)用于街道、廣場、居民小區(qū)、各類公園等，精心打造了“彩色世博會”；新近開發(fā)的著名紅葉觀賞景觀：四川的“巫山紅葉”、北京的“香山紅葉”、湖南的“岳麓紅葉”、南京的“棲霞紅葉”、沈陽的“蛟河紅葉”黑龍江的“橫頭山紅葉”等等。我國的彩葉植物應(yīng)用雖然處于初級階段，但無論從數(shù)量、種類和品種，還是應(yīng)用方式來看都呈現(xiàn)出發(fā)展態(tài)勢。

國外彩葉植物的應(yīng)用，在技術(shù)、規(guī)模上都已達(dá)到了較高水平。如在加拿大，糖槭是加拿大的國樹，也是著名的秋色葉樹種，每年都要舉辦盛大的槭樹節(jié)；在英國園林中，秋景多由金黃色和鮮紅色的秋色葉樹種組成，極為迷人，常見的種類有北美黃櫨、北美楓香、白蠟、槭樹類、樺木類等；美國種植的彩葉樹種有美國鵝掌揪、楓樹等，街道、公園隨處可見修剪成各種造型的彩葉樹，如著名的黃石公園栽植了大量的槭樹；在日本，彩葉樹種和櫻花齊名，為日本園林的兩大植物景觀，栽植非常廣泛；美國、加拿大等國家彩葉樹種的種植數(shù)量甚至達(dá)到城市綠化樹木總量的50%以上。

我國北方地區(qū)受氣候條件限制，彩葉植物比較缺乏，綠化色彩相對單調(diào)。就黑龍江省彩葉植物而言，種類雖不如南方豐富，卻蘊藏著一些具有北方特點的彩葉植物資源，據(jù)調(diào)查該省觀賞性的野生植物有300多種，其中紅色系秋色葉植物大約有50余種。這些植物在自然環(huán)境中，長勢良好、觀賞性較高，是很好的園林綠化材料。省內(nèi)彩葉植物應(yīng)用種類貧乏，在城市園林綠化中所占比重很低，存在著無意識應(yīng)用、應(yīng)用種類少、應(yīng)用數(shù)量少、應(yīng)用范圍小、應(yīng)用技術(shù)及配置方式不完善、應(yīng)用水平低等現(xiàn)狀，彩葉植物大多是作為常規(guī)綠化樹種應(yīng)用，很少有側(cè)重秋季景觀的園林設(shè)計和建設(shè)。近幾年在新建和改建景區(qū)中，已開始注意彩葉植物的種植和搭配，并正在逐漸產(chǎn)生效果。

表1 近年引進(jìn)的主要彩葉樹種Table 1 Colored-leaf tree species which are introduced in recent years

2 彩葉植物資源的引種栽培、繁殖技術(shù)現(xiàn)狀

引種具有豐富本地植物種類、充實種質(zhì)資源、促進(jìn)園林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用。我國的大部分彩葉植物都引自國外，近年引進(jìn)的品種比較多［1,3,12］，主要種類見下表。其中有些品種推廣應(yīng)用較好，如金葉復(fù)葉槭、紅葉石楠、紫葉小檗、金山金焰繡線菊、歐洲花楸等等。

在城市環(huán)境建設(shè)由單純的綠化逐漸向彩化方向發(fā)展的推動下，彩葉植物的國內(nèi)異地引種研究也備受關(guān)注，如李小英在昆明地區(qū)對元寶楓進(jìn)行了引種試驗，研究表明：元寶楓在昆明地區(qū)具有較好的適應(yīng)性，無明顯病蟲害，是優(yōu)秀的園林綠化樹種［5］；袁濤在華北和華東地區(qū)經(jīng)過歷時5年的引種栽培，對金葉蕕進(jìn)行了生態(tài)適應(yīng)性的研究，并對環(huán)境因子和葉色的相關(guān)性進(jìn)行了分析［6］；孫曉萍對金山繡線菊和金焰繡線菊進(jìn)行了引種栽培試驗，發(fā)現(xiàn)這兩個種類在杭州地區(qū)生長良好，無性繁殖容易，成活率可達(dá)90%［7］；

繁殖技術(shù)研究在推廣應(yīng)用中尤為重要，樹木繁殖方法主要分有性繁殖和無性繁殖，國外發(fā)達(dá)國家在彩葉植物種類的選育和栽培、繁殖方面做了大量工作，并有高新技術(shù)應(yīng)用，如基因提取轉(zhuǎn)載；國內(nèi)這方面的工作開展較慢，尚處于起步階段［8］，為傳統(tǒng)的繁殖技術(shù)研究。目前彩葉植物的繁殖技術(shù)主要是扦插、壓條、分根、嫁接、組織培養(yǎng)等。段新玲對金葉紅瑞木進(jìn)行嫩枝扦插試驗，研究表明：8～10cm長，中等粗度的插穗生根率較高，珍珠巖與蛭石混合的介質(zhì)生根率高［9］；黃玄、黃印冉等對彩葉植物嫁接的關(guān)鍵技術(shù)有所報道［10,11］；顧玉紅等對金葉接骨木的組織培養(yǎng)進(jìn)行了研究，確定了金葉接骨木芽誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基，以及生根率達(dá)90%以上的生根培養(yǎng)基［12］；木汗報道了歐洲莢蒾的繁育技術(shù)，種子育苗當(dāng)年播種，第二年出土，壓條繁殖成活率可達(dá)95%。

3 環(huán)境因素對彩葉植物葉片呈色影響的研究進(jìn)展

3.1 彩葉植物葉片呈色機理的研究

彩葉植物的葉色表現(xiàn)是遺傳因素和外部環(huán)境共同作用的結(jié)果,通過改變植物葉片中各種色素的種類含量以及分布形成了多彩的葉色，葉片呈色是受基因控制的。目前對于葉色表現(xiàn)控制基因的研究還主要集中在大田作物上，在園林彩葉植物的研究只有草本的個別種。

目前國內(nèi)關(guān)于彩葉呈色機理研究集中在葉綠素的變化和分布、酶活性及其遷移率大小等，也有關(guān)于彩葉植物形態(tài)解剖、生長特性、光和特性方面的報道［8,10,11］。

3.2 光照對彩葉植物葉片呈色的影響

光照是影響彩葉植物葉色變化的重要環(huán)境因素［9,10］，有研究表明，光照是通過影響植物色素的合成及調(diào)節(jié)有關(guān)的酶活性進(jìn)而影響彩葉植物葉片呈色的。光強能夠影響葉綠素、類胡蘿卜素和花色素苷的含量及比例，從而影響葉色的變化。不同的彩葉植物對光強的反應(yīng)表現(xiàn)不同，有些（如紫葉小檗、紫葉矮櫻、彩葉秋海棠等）必須在全光照下才能顯示出彩葉的最佳色彩［6,11］；而有些彩葉植物（如彩虹竹芋、孔雀竹芋、花葉一葉蘭等）只有在較弱的散射光下才呈現(xiàn)斑斕的色彩［9,11］。不同光質(zhì)的單色光對彩葉植物的葉色影響不同。張啟翔研究表明：藍(lán)光和綠光對紫葉小檗、紫葉李、紫葉矮櫻、金山繡線菊、金焰繡線菊的色彩表現(xiàn)有較大程度的影響，使紫紅色或黃色葉色向綠色或綠褐色方向轉(zhuǎn)化，紅光有利于彩葉植物葉色向紫色方向轉(zhuǎn)變［6］。光照時間對彩葉植物葉色也有影響。有研究表明，金焰繡線菊日照時間達(dá)12 h以上時，葉色變化更鮮艷、更明顯［9］。

3.3 溫度對彩葉植物葉片呈色的影響

溫度對彩葉植物的葉色也有一定的影響，很多彩葉植物在較低的溫度下才能表現(xiàn)出最佳色彩，如秋季彩葉植物，其葉色隨著溫度的變化而變化。在擬南芥、黃櫨屬植物上的研究認(rèn)為較低的溫度可以誘導(dǎo)植物體內(nèi)花色素苷的合成。晝夜溫差大于15℃有利于美人梅、紫葉李的彩葉表現(xiàn)［16］。夜溫高于14℃，紅葉雞爪槭的葉色隨溫度升高轉(zhuǎn)淡。但也有一些彩葉植物需要較高的溫度才能更好呈色。文祥鳳報道，黃金榕、黃素梅的黃色葉片和綠色葉片中類胡蘿卜素與葉綠素之比都隨溫度升高而增加。

3.4 土壤條件對彩葉植物葉片呈色的影響

有研究表明，微酸性或中性土壤能夠促進(jìn)彩葉呈色，堿性土壤則抑制呈色，但也有一些彩葉植物如金葉蕕喜中性及微堿性土壤，在酸性土壤中生長不良［6］。對黃櫨的研究認(rèn)為，適度的干旱脅迫能夠促進(jìn)葉片中的花色素苷的合成。施肥水平對彩葉植物葉色也有較大的影響，氮肥施用過多會引起植物徒長，使綠色組織快速增長，影響彩葉的表現(xiàn)。適度缺氮、缺磷或者二者同時缺少均可以引起花色素苷含量增加。張啟翔報道，高光強和低氮量的土壤有利于金黃色葉的表現(xiàn)。孫明霞等報道鉀可以促進(jìn)糖的合成和運輸，而糖可以促進(jìn)花色素苷的代謝與合成，因此鉀含量較高的土壤可以促進(jìn)彩葉植物呈色。張佐雙等的研究表明，酸性土壤對于彩葉植物葉片呈色具有一定的影響，但有關(guān)酸性土壤條件栽培對彩葉植物葉色影響的內(nèi)部機理研究未見詳細(xì)報道。梁鳴等對紫花槭的研究表明，酸性土壤可以促進(jìn)紫花槭秋季葉色發(fā)生階段提前，相對延長紫花槭秋季全變色期的長度，并改善其葉色質(zhì)量，使葉色更加絢爛多彩。

4 彩葉植物資源評價的研究進(jìn)展

評價是指根據(jù)確定的目的來測定對象系統(tǒng)的屬性，并將這種屬性變?yōu)榭陀^定量的計值或者主觀效用的行為［13,14］，評價直接影響到?jīng)Q策。從總體上說，評價方法一般分為基于數(shù)學(xué)理論的評價方法、基于智能原理的評價方法以及基于多種方法集成的評價方法等。主要包括層次分析法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析、多屬性和多目標(biāo)決策分析法、主成分分析、因子分析、聚類分析、模糊綜合評價法等方法［13］。李保印等對我國紅色葉樹種和黃色葉樹種資源進(jìn)行了觀賞性的描述性評價，并對其個別樹種的園林應(yīng)用進(jìn)行了分析；林紹生等利用模糊數(shù)學(xué)法對觀葉植物的觀賞性進(jìn)行了評價；梁鳴等運用層次分析法對黑龍江省45種秋季紅葉樹種的觀賞性進(jìn)行了綜合評價，并將其觀賞價值排序、分級［27］；董淑蘭對紅葉李等樹種進(jìn)行了形態(tài)描述評價；祝蘭等對歐洲莢蒾觀賞性進(jìn)行了形態(tài)描述評價。

雖有上述諸多研究進(jìn)展，但到目前為止針對可利用彩葉植物資源的觀賞性尚缺乏系統(tǒng)化的評價研究。

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