東北東部主要闊葉樹(shù)種葉綠素與SPAD值模型及影響因素.pdf

1、葉綠素是森林生態(tài)學(xué)研究中極為基礎(chǔ)，也是至關(guān)重要的生理參數(shù)。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確快捷地獲取葉綠素含量及其變化信息，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能動(dòng)態(tài)管理及保護(hù)具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)以東北東部山區(qū)蒙古櫟（Quercus mongolica Fisch.ex Turcz.）、五角槭(Acermono Maxim)、春榆(Ulmus japonica(Rehd.) Sarg.）、水曲柳（Fraxinusmandshurica Rupr.）、胡桃楸(Juglans m

2、andshurica Maxim.)、黃菠蘿（Phellodendronamurense Rupr.）、白樺（Betula platyphylla Suk.）和紫椴(Tilia amurensis Rupr)8個(gè)闊葉樹(shù)種為研究材料，分別于2014年春季、夏季、秋季三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以二甲基亞砜(DMSO)提取葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素含量，以SPAD-502葉綠素儀測(cè)定SPAD值。研究不同季節(jié)葉片葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、SPAD值及葉性狀的特征;

3、探討兩種不同計(jì)量單位表示的葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素含量與SPAD值最優(yōu)關(guān)系模型;分析SPAD值測(cè)定時(shí)間及葉性狀對(duì)預(yù)測(cè)葉綠素含量精確度的影響。主要結(jié)論如下:
　　(1)8個(gè)闊葉樹(shù)種葉綠素a（Chla）、葉綠素b（Chlb）、葉綠素總量(Chltot)、類(lèi)胡蘿卜素（Car）及SPAD最高值均出現(xiàn)在夏季，春季或秋季最低;而葉綠素a比葉綠素b（a/b）最高值出現(xiàn)在夏季或春季，秋季最低。各樹(shù)種比葉質(zhì)量(LMA)（除胡桃楸）和葉厚(LT)（除白樺）

4、最高值也出現(xiàn)在夏季;葉密度(LD)最高值出現(xiàn)在夏季或秋季，春季最低，而葉片含水量(LMC)恰好與其相反，最高值出現(xiàn)在春季，夏、秋季無(wú)顯著差異或夏季顯著高于秋季。葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、SPAD值及葉性狀樹(shù)種間的差異因季節(jié)不同而異。
　　(2)各樹(shù)種在不同季節(jié)及三個(gè)季節(jié)合并SPAD值與不同單位（單位面積、單位質(zhì)量）表示的Chltot、Chla、Chlb、Car具顯著相關(guān)性的分別占99％、99％、95.5％、94％，其中SPAD與Chlt

5、ot、Chla、Chlb最優(yōu)模型主要為冪函數(shù)，分別占77％、61％、53％，其次是二次函數(shù)及指數(shù)函數(shù)，偶爾出現(xiàn)對(duì)數(shù)函數(shù)。而與Car最優(yōu)模型48.5％為二次函數(shù)，29.5％為冪函數(shù)，22％為指數(shù)函數(shù)。8個(gè)樹(shù)種同一季節(jié)合并及8個(gè)樹(shù)種三個(gè)季節(jié)合并SPAD值與不同單位葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素均具極顯著相關(guān)性，其中與葉綠素最優(yōu)模型均為冪函數(shù)（除夏季SPAD-Chla）;與Car多為二次函數(shù)。由此，東北東部8個(gè)闊葉樹(shù)種SPAD與葉綠素含量的最優(yōu)關(guān)系模型主

6、要為冪函數(shù)，與Car主要為二次函數(shù)。
　　(3)8個(gè)樹(shù)種單位面積Chla、Chlb、Chltot與SPAD值模型R2均顯著高于相應(yīng)的單位質(zhì)量葉綠素含量與SPAD模型，但兩種單位表示的Car與SPAD值模型R2無(wú)顯著差異。不同單位各光合色素與SPAD值關(guān)系模型R2的排序均為SPAD-Chltot＞S PAD-Chla＞SPAD-Chlb＞ SPAD-Car。各樹(shù)種單位面積Chltot與SPAD模型R2冪函數(shù)均大于Homographi

7、c函數(shù)，但相差較小(0～0.1)，兩種模型軍方均方根誤差（RMSE）比較結(jié)果不統(tǒng)一，但相差也較小(0～0.54)（除白樺）。介于此，Homographic函數(shù)也可以作為東北東部8個(gè)闊葉樹(shù)種葉綠素的預(yù)測(cè)模型。
　　(4) SPAD日變化最大值出現(xiàn)在12:00-18:00占75％，最小值近90％出現(xiàn)在4:00-6:00，變化率在2～17％之間;SPAD最小值低估葉綠素含量誤差達(dá)10～20％，其他時(shí)間段誤差在±9％內(nèi)（除了蒙古櫟春季）。