摘 要

秋色叶树种是指秋季叶色有显著变化的树种，因其叶片拥有不同于常色叶的色彩，在园林绿化中有着广泛的应用。本文对三种常见秋色叶树种（鸡爪槭、枫香、榉树）进行落叶物候观察及不同时期叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷、可溶性糖含量的测定，初步探讨了叶片变色的机理。基本结果如下：

（1）温度、光照强度、空气湿度的变化导致同一树种不同栽种位置的植株、同一棵植株不同部分的叶片变色时间和程度的差异。

（2）榉树叶片的色彩类型较多，变色期开始最早，持续时间最长，最佳观赏时间大约在10月中旬~11月初。枫香开始变色稍晚，变色过程较快，可在半个月内完全变色，最佳观赏时间大约在10月底~12月初。鸡爪槭开始变色最晚，最佳观赏时间大约在11月中旬~12月底。这三种树种可以在变色落叶期上相互衔接，形成连续的秋季景观。

（3）三种树种的叶片在变色期的叶绿素相对含量都呈现下降的趋势，类胡萝卜素在黄色叶榉树叶片中的含量呈现缓慢上升的趋势，花色素苷的含量在红色叶树种的叶片中基本处于上升的趋势。说明秋色叶树种叶片变色受叶片中叶绿素相对含量减少及类胡萝卜素、花色素苷等色素相对含量的增加的影响。且当类胡萝卜素的相对含量增加的比率较大时，叶片会变为黄色；当花色素苷的相对含量增加的比率较大时，叶片会变为红色。

（4）可溶性糖的含量在红色叶树种叶片变色过程中基本处于上升趋势，与花色素苷含量的变化趋势基本一致。

关键词：秋色叶树种；物候；变色机理

Abstract

Autumn-leaf Trees refer to the species that the leaf color has a significant change in autumn, they are widely applied in landscaping for their colorful leaves differently from the ever-colored leaves. In this article, phenology observation was carried out with three kinds of common Autumn-leaf trees (Acer palmatum, Zelkova schnideriana, Liquidambar formosana), and the contents of chlorophyll, carotenoids, anthocyanin, soluble sugar in different periods were determined in order to explore their discoloration mechanism. The main results are as follows:

(1) The changes of temperature, intensity of illumination, air humidity lead to different changing periods and levels of plants’ leaf color in different places of the same species, or different parts of one plant.

(2) The colors of Zelkova schnideriana were various. Its color-changing period began the earliest and continued the longest. Its best time to be viewed was from mid-October to early November. The color-changing period of Liquidambar formosana was later, and the color changed fast. Its best time to be viewed was from late October to early December. Acer palmatum was the latest to change color, its best time to be viewed was from mid-November to the end of December. The color-changing periods of the three species can be connected, and form a continuous landscape in autumn.

(3) In color-changing periods of the three species, the relative contents of chlorophyll all showed downward trends, the relative contents of carotenoids in yellow leaves of Zelkova schnideriana showed slowly rising trends, and the contents of anthocyanin in red leaves were mostly in rising trends. It showed that the changes of leaves’ color of autumn-leaf trees were affected by the decreasing relative contents of chlorophyll and the increasing relative contents of carotenoids and anthocyanin. When the proportion of the relative content of carotenoids increased, the leaves would turn yellow, and when the proportion of the relative content of anthocyanin increased, the leaves would turn red.

(4) The contents of soluble sugar in red leaves were mostly in rising trends, and they were basically identical with the trends of relative contents of anthocyanin.

Keywords: Autumn-leaf trees; Phenology; Discoloration mechanism

目 录

1 前 言 1

1.1 秋色叶植物呈色机理 1

1.1.1 色素变化与叶片呈色 1

1.1.2 秋色叶植物呈色机理 1

1.2 秋色叶植物叶片变色机理的研究方法 2

1.2.1 叶绿素 2

1.2.2 类胡萝卜素 2

1.2.3 花色素苷 2

1.2.4 可溶性糖 3

1.3 研究的目的与意义 4

2 材料与方法 4

2.1 试验材料 4

2.2 树木落叶物候观察 5

2.3 生理指标测定方法 5

2.3.1 叶绿素及类胡萝卜素的提取与测定 5

2.3.2 花色素苷的提取与测定 5

2.3.3 可溶性糖的提取与测定 6

3 结果与分析 6

3.1 叶片变色物候观察 6

3.2 叶片变色生理指标测定 8

3.2.1 叶绿素及类胡萝卜素含量与变色 8

3.2.2 花色素苷含量与变色 13

3.2.3 可溶性糖含量与变色 14

4 结论 16

5 讨论 17

致 谢 18

参考文献 19

附录1............................................................. 20

附录2............................................................. 23

1 前 言

彩叶植物是指在自然界存在或经人工选育的、在一定时间或常年表现出不同于绿色的、有极大观赏价值的一类植物总称[^[1]]。根据来源可分为自然彩叶植物和人工彩叶植物。根据叶片色彩的分布和观赏期可分为春色叶植物、秋色叶植物、双色叶植物、常色叶植物和斑色叶植物。近几年，彩叶植物在城市园林景观绿化中得到了越来越广泛的应用。其中，常色叶植物和斑色叶植物近几年在城市绿化和园林造景中得到了很大的发展，应用也日趋广泛。而秋色叶树种在传统的园林造景中一直都占有较大比重，应用比较多。

秋色叶植物是指秋季叶色有显著变化的植物[^[2]]，如枫香、鸡爪槭、榉树等。为了秋色叶植物在城市景观绿化中更好更广泛的应用，我们将着重对几种秋色叶树种进行研究。

1.1 秋色叶植物呈色机理

秋色叶植物的叶片变色的原因是多方面的，遗传、生理、环境条件等都有可能引起植物叶色的变化[^[3]]，通过改变叶片中各种色素的种类、含量及分布就可形成不同的色彩变化[^[4]]。色素是秋色叶植物叶片呈色的物质基础，所以，只要是可以导致植物叶片的色素变化的因素，都能导致叶片呈色的变化[^[5]]。

1.1.1 色素变化与叶片呈色

高等植物叶片中的色素主要是三类：一、叶绿素类，主要有叶绿素a、叶绿素b；二、类胡萝卜素类，主要有类胡萝卜素和叶黄素；三、类黄酮类，其中，花色素苷类最为突出。不同色素在外观上呈现不同的颜色：叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，类胡萝卜素为橙黄色，叶黄素为黄色，花色素苷在酸性和碱性条件下分别呈现红色或蓝色。秋色叶植物呈现彩色的直接原因就是叶片中的色素种类和比例发生了变化。

1.1.2 秋色叶植物呈色机理

随着秋季的到来，昼夜温差变大，秋色叶树种的叶片会展现出不同色彩，如红色、橙色、紫色、黄色、褐色等。秋季气候因素的变化是引起秋色叶植物变色的主要原因：一方面，秋季节温度较低，叶绿素净含量降低，但类胡萝卜素和花色素苷的稳定性较好[^[6]]，并且低温可诱导花色素苷的积累[2]，使植物呈现不同颜色。另一方面，秋季温度低，植物生长量降低，叶片制造的糖类等输送到其他组织减少，而留在叶片中的含量增加，加上淀粉的水解，导致叶片中可溶性糖含量显著增加，从而促进了叶片中花色素苷的生成的积累，而使植物叶片变色[^[7]]。

1.2 秋色叶植物叶片变色机理的研究方法

与秋色叶植物叶片变色相关的常用生理生化指标有：叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷、可溶性糖含量等。通过测定这些指标含量的大小和在叶片中所占比例，可以初步了解秋色叶植物叶片的变色机理。

1.2.1 叶绿素

叶绿素是与植物光合作用有关的最重要色素。在日平均气温下降之后，昼夜温差加大，叶肉细胞间隙扩大，气孔关闭提前，导致光合效率下降，叶绿素降解，叶片脱绿。

目前叶绿素的测定方法已经较为成熟，主要采用分光光度法[^[8]]，而其提取液有很多种选择，目前主要有三种：一、乙醇浸提法；二、乙醇丙酮混合液浸提法；三、丙酮浸提法[^[9]]。常将材料浸提后离心，取上清液，用分光光度计测定645nm和663nm处的吸光度值，由此计算出叶绿素a、叶绿素b，以及叶绿素总含量[^[10]]。

1.2.2 类胡萝卜素

类胡萝卜素在秋季低温环境中降解速度要低于叶绿素。类胡萝卜素的提取方法与叶绿素相同，浸提液用分光光度计在440nm处测定吸光度值，可以计算出类胡萝卜素含量。通过对比叶绿素与类胡萝卜素在叶片中的相对比例，可以判断多数在秋季为黄色、橙黄色植物叶片的变色机理。

1.2.3 花色素苷

1.2.3.1 花色素苷概况