我们预计,在不同的植物叶中,叶子的质地与其对环境中水的适应性有关,我们采用 测定叶表面排水的速度的方法,结合分析叶表面光滑程度,被毛,及植物生活环境的影 响,尝试探索并解释植物对水这一重要生态因子发展出的形态适应特征。同时,我们也考 虑到还有很多的因素会对叶子的排水速度产生影响。比如叶子的形状,叶脉的走向和下陷 的程度,叶缘的光滑程度,叶子的自然着生倾角等,我们在实验中采用将叶子剪裁成统 形状,并固定其倾角的方法,尽量减少这些因素的影响,而只讨论叶子质地与其排水速度 的关系 1材料与仪器 1.1实验材料 在天目山采集的女贞,桂树,广玉兰,菝葜,紫荆,山胡椒,薯蓣,美洲商陆,紫珠, 脉叶马兰,猕猴桃,化香等植物的叶子 1.2实验仪器 斜面,胶头滴管,剪刀,秒表,直尺 2实验方法 1,在典型的阴生/阳生的地点采集不同叶子质地的植物标本。 2,标本分类鉴定,将其分为3类,分别为革质,纸质光滑,纸质有毛,每类选四种植物的 叶子。 3,将叶子剪成统一大小的长条状,尽量避开其主脉 4,将剪好的标本分别置于倾角为30°的斜面上,从其上部用胶头滴管向下滴3滴水滴, 保持胶头滴管每次的高度和滴液速度。 5,记录水流在叶表面流过8厘米所需的时间,每种叶子测三次 3结果与分析 3.1实验结果教据统计 统计数据如下表所示 比较革质与纸质光滑 表1水滴滑落叶片所需时间(秒)(革质与纸质光滑) 质地i 叶子j 测定Xija(a=1,…n) (i=1,…a X 1(女贞) 3.583.703.2110.49 1(革质) 2(桂树) 6.65 6.87 5.90 3(广玉兰) 19.4270.44 5.966.525.0217.50 4(菝葜) 176.14 1(紫荆) 5.815.45 5.1116.37 2(纸质光滑) 2(山胡椒) 薯蓣) 3653.703.711.06105.70 16.9914.9917.6849.66 4(美洲商陆)10.198.589.8428.61 A=∑∑∑X2ija=3.582+3.703+…+9.842=1678.27 B=∑∑X2ij./n=(10.492+19.42+…+28.612)/3=1666.25 B2=∑xi./bn=(70.44+105.702)/(4×3)=1344.52 C=x2…/abn=176.14(2×4×3)=1292.72
我们预计，在不同的植物叶中，叶子的质地与其对环境中水的适应性有关，我们采用 测定叶表面排水的速度的方法，结合分析叶表面光滑程度，被毛，及植物生活环境的影 响，尝试探索并解释植物对水这一重要生态因子发展出的形态适应特征。同时，我们也考 虑到还有很多的因素会对叶子的排水速度产生影响。比如叶子的形状，叶脉的走向和下陷 的程度，叶缘的光滑程度，叶子的自然着生倾角等，我们在实验中采用将叶子剪裁成统一 形状，并固定其倾角的方法，尽量减少这些因素的影响，而只讨论叶子质地与其排水速度 的关系。 1 材料与仪器 1．1 实验材料 在天目山采集的女贞，桂树，广玉兰，菝葜，紫荆，山胡椒，薯蓣，美洲商陆，紫珠，三 脉叶马兰，猕猴桃，化香等植物的叶子。 1．2 实验仪器 斜面，胶头滴管，剪刀，秒表，直尺 2 实验方法 1，在典型的阴生/阳生的地点采集不同叶子质地的植物标本。 2，标本分类鉴定，将其分为 3 类，分别为革质，纸质光滑，纸质有毛，每类选四种植物的 叶子。 3，将叶子剪成统一大小的长条状，尽量避开其主脉。 4，将剪好的标本分别置于倾角为 30°的斜面上，从其上部用胶头滴管向下滴 3 滴水滴， 保持胶头滴管每次的高度和滴液速度。 5，记录水流在叶表面流过 8 厘米所需的时间，每种叶子测三次。 3 结果与分析 3．1 实验结果数据统计 统计数据如下表所示： 比较革质与纸质光滑 表 1 水滴滑落叶片所需时间(秒)（革质与纸质光滑） 质地 i 叶子 j 测定 Xijα(α=1,…n) （i=1,…a) （j=1，…b) 1 2 3 Xij. Xi.. X… 1(革质) 1（女贞） 3.58 3.70 3.21 10.49 70.44 176.14 2（桂树） 6.65 6.87 5.90 19.42 3（广玉兰） 5.96 6.52 5.02 17.50 4（菝葜） 8.31 8.78 5.94 23.03 2（纸质光滑） 1（紫荆） 5.81 5.45 5.11 16.37 105.70 2（山胡椒） 3.65 3.70 3.71 11.06 3（薯蓣） 16.99 14.99 17.68 49.66 4（美洲商陆） 10.19 8.58 9.84 28.61 A=∑∑∑X 2 ijα=3.582 +3.702 +…+9.842 =1678.27 B1=∑∑X 2 ij./n = (10.492 +19.422 +…+28.612 )/3=1666.25 B2=∑X 2 i../bn = (70.442 +105.702 )/(4×3)=1344.52 C=X2 …/abn = 176.142 /(2×4×3)=1292.72
表2方差分析表 Samsa=ssa/df 大群(质地)间 B2-C=51.8 51.8 0.97 小群(叶子)间 6 Bl-B2=321.73 53.62 71.49 测定误差 A-B1=191.94 0.75 质地间F=51.8/53.62=0.97<1 ∴质地间无显著差异 叶子间F=53.62/0.75=71.49自由度df为6,16 查表Fao(6.16)=4.20F)F.on P<0.01 即不同种叶子间的差异极显著 测定误差msq=0.75,说明测定误差很小 由于革质与纸质光滑间差异不显著,故将两者数据合并,与纸质有毛进行比较 比较革质纸质光滑与纸质有毛 表3水滴滑落叶片时间(秒)(革质纸质光滑与纸质有毛) 叶子j 测定Xija(a=1,…n) (i=1,…a) (j=1,…b) 1(女贞) 3.58 3.703.21 10.49 2(桂树) 6.65 6.87 5.90 19.42 3(广玉兰) 5.966.52 5.02 17.50 1(革质、 8.78 5.94 纸质 4(菝葜) 8.31 176.14 光滑) 5.815.455.1116.37 6(山胡椒) 3.653.70 71 7(薯蓣) 16.9914.9917.6849.66 8(美洲商陆) 10.19 8.58 9.84 28.61 1(紫珠) 7.8042.3040.50 2(纸质2(三脉叶马兰)24.9326.2021.7972.92 3(猕猴桃) 82.0096.9382.33261.26 56.53 有毛) 4(化香) 6.5031.3133.94101.75 A=∑∑∑Xija=3.58+3.70+…+33.94=34681.54 B=∑∑X2ij./n=(10.492+19.42+…+101.752)/3=3490.10 B=∑X2i./bn=176.142/(8×3)+556.532/(4×3)=27103.19 C=X2…/abn=732.67/36=14911.26 表4方差分析表 mmsq-ssq 大群(质地)间 B2 12191.93 16.5 C=12191.93 小群(叶子)间 BI- 738.69 B2=7386.91 测定误差 A-B1=191.44 7.98
表 2 方差分析表 df Ssq msq=ssq/df F 大群（质地）间 1 B2-C=51.8 51.8 0.97 小群（叶子）间 6 B1-B2=321.73 53.62 71.49** 测定误差 16 A-B1=191.94 0.75 质地间 F=51.8/53.62=0.97 < 1 ∴质地间无显著差异 叶子间 F=53.62/0.75=71.49 自由度 df 为 6，16 查表 F0.01（6，16）=4.20 F 〉F0.01 ∴ P<0.01 即不同种叶子间的差异极显著 测定误差 msq=0.75，说明测定误差很小 由于革质与纸质光滑间差异不显著，故将两者数据合并，与纸质有毛进行比较 比较革质纸质光滑与纸质有毛 表 3 水滴滑落叶片时间（秒）（革质纸质光滑与纸质有毛） 质地 i 叶子 j 测定 Xijα(α=1,…n) （i=1,…a) （j=1，…b） 1 2 3 Xij. Xi.. X… 1（革质、 纸质 光滑） 1（女贞） 3.58 3.70 3.21 10.49 176.14 732.67 2（桂树） 6.65 6.87 5.90 19.42 3（广玉兰） 5.96 6.52 5.02 17.50 4（菝葜） 8.31 8.78 5.94 23.03 5（紫荆） 5.81 5.45 5.11 16.37 6（山胡椒） 3.65 3.70 3.71 11.06 7（薯蓣） 16.99 14.99 17.68 49.66 8（美洲商陆） 10.19 8.58 9.84 28.61 2（纸质 有毛） 1（紫珠） 37.80 42.30 40.50 120.60 556.53 2（三脉叶马兰） 24.93 26.20 21.79 72.92 3（猕猴桃） 82.00 96.93 82.33 261.26 4（化香） 36.50 31.31 33.94 101.75 A=∑∑∑X 2 ijα=3.582 +3.702 +…+33.942 =34681.54 B1=∑∑X 2 ij./n = (10.492 +19.422 +…+101.752 )/3=34490.10 B2=∑X 2 i../bn = 176.142 /(8×3)+556.532 /(4×3)=27103.19 C=X2 …/abn = 732.672 /36=14911.26 表 4 方差分析表 df Ssq msq=ssq/df F 大群（质地）间 1 B2- C=12191.93 12191.93 16.5** 小群（叶子）间 10 B1- B2=7386.91 738.69 92.6** 测定误差 24 A-B1=191.44 7.98
质地间F=12191.93/738.69=16.5自由度df为1,10 查表Fa F> Fo.on ∴P<0.01 ,质地间(有毛与无毛)差异极显著 叶子间F=738.69/7.98=92.6 自由度10,24 查表Faa(o,=3.17F)Fa.o P<0.01 ∴不同种的叶子间差异极显著 3.2实验结果分析 1,革质与纸质光滑的叶子排水能力无显著差异,而它们与纸质有毛的叶子的排水能力有显 著差异,这说明,有毛与无毛对叶子的排水能力有重要的影响,而表面光滑的叶子的排水 能力与其厚薄并无必然关系 2,同种质地的不同种类的叶子的排水能力有显著差异,这说明,叶子的排水能力不仅与其 叶面质地有关,还受许多因素的影响,包括叶形,叶脉走向,叶脉下陷程度等。我们在实 验中将叶子剪成统一大小的长条状,尽量避开其主脉,但仍不能避免侧脉的影响,这是造 成试验误差的一个很重要的原因。 3,除了测定叶子表面的水流速度外,我们认为测定叶子的持水量也是一个表示其排水能力 的方法,但由于天目山的实验条件所限,这个实验较难准确地完成。我们用粗略的方法估 计了一下,结果与测定水流速度基本符合 4,实验前,我们估计,由于植物叶子质地造成其排水能力的不同,植物的生境如阳生/阴 生会与其叶子的质地表现出一定的关联。但实验结果并没有显示两者有明显的关系。这说 明,植物的形态特点是对多种环境因子综合适应的结果,而不是某种因子单独决定的。这 也表明了植物对环境条件适应机制的复杂性 参考文献 1]《浙江植物志》编委会《浙江植物志》I、Ⅱ、 III IV、V、Ⅵ卷淅江科技出 版社 [2]杨继等 《植物生物学》 高等教育出版社 [3]顾惠娟 《生物统计学》 复旦大学遗传和遗传工程系 致谢 在我们天目山实习期间,得到了诸位老师悉心指导与帮助,收获颇多。不仅增长了许 多专业知识,通过小论文的选题和实践,还提高了研究能力。在论文准备的过程中,陆帆 老师和老师给我们的选题提出了建议和指导,并为我们提供了植物分类的指导和相关 的参考书目。董慧琴老师为我们提供了试验用的仪器。在整个天目山实习过程中,杨琰云 老师,韦正道老师,唐仕敏老师,金老师等老师都给予了我们很多关怀和帮助,没有他们 的支持,我们的小论文是很难完成的 谨以本论文献给所有在天目山实习过程中给予我们关怀和帮助得老师和同学们。 附录 1,女贞:木犀科。单叶对生,叶片革质而脆,卵形,宽卵形,椭圆形或椭圆状卵形,长 8-13厘米,宽4-6.5厘米,先端渐尖或急尖,基部宽楔形,全缘,两面无毛,上面深 绿色,有光泽,下面淡绿色,有腺点,上面中脉平坦,下面突起,侧脉5-7对
质地间 F=12191.93/738.69=16.5 自由度 df 为 1，10 查表 F0.01（1，10）=10.04 F 〉F0.01 ∴P<0.01 ∴质地间（有毛与无毛）差异极显著 叶子间 F=738.69/7.98=92.6 自由度 10，24 查表 F0.01（10，24）=3.17 F 〉F0.01 ∴P<0.01 ∴不同种的叶子间差异极显著 3．2 实验结果分析 1，革质与纸质光滑的叶子排水能力无显著差异，而它们与纸质有毛的叶子的排水能力有显 著差异，这说明，有毛与无毛对叶子的排水能力有重要的影响，而表面光滑的叶子的排水 能力与其厚薄并无必然关系。 2，同种质地的不同种类的叶子的排水能力有显著差异，这说明，叶子的排水能力不仅与其 叶面质地有关，还受许多因素的影响，包括叶形，叶脉走向，叶脉下陷程度等。我们在实 验中将叶子剪成统一大小的长条状，尽量避开其主脉，但仍不能避免侧脉的影响，这是造 成试验误差的一个很重要的原因。 3，除了测定叶子表面的水流速度外，我们认为测定叶子的持水量也是一个表示其排水能力 的方法，但由于天目山的实验条件所限，这个实验较难准确地完成。我们用粗略的方法估 计了一下，结果与测定水流速度基本符合。 4，实验前，我们估计，由于植物叶子质地造成其排水能力的不同，植物的生境如阳生/阴 生会与其叶子的质地表现出一定的关联。但实验结果并没有显示两者有明显的关系。这说 明，植物的形态特点是对多种环境因子综合适应的结果，而不是某种因子单独决定的。这 也表明了植物对环境条件适应机制的复杂性。 参考文献: [1] 《浙江植物志》编委会 《浙江植物志》I 、Ⅱ、III、IV、Ⅴ、Ⅵ卷 浙江科技出 版社 [2] 杨继 等 《植物生物学》 高等教育出版社 [3] 顾惠娟 《生物统计学》 复旦大学遗传和遗传工程系 致谢： 在我们天目山实习期间，得到了诸位老师悉心指导与帮助，收获颇多。不仅增长了许 多专业知识，通过小论文的选题和实践，还提高了研究能力。在论文准备的过程中，陆帆 老师和 老师给我们的选题提出了建议和指导，并为我们提供了植物分类的指导和相关 的参考书目。董慧琴老师为我们提供了试验用的仪器。在整个天目山实习过程中，杨琰云 老师，韦正道老师，唐仕敏老师，金老师等老师都给予了我们很多关怀和帮助，没有他们 的支持，我们的小论文是很难完成的。 谨以本论文献给所有在天目山实习过程中给予我们关怀和帮助得老师和同学们。 附录： 1， 女贞：木犀科。单叶对生，叶片革质而脆，卵形，宽卵形，椭圆形或椭圆状卵形，长 8-13 厘米，宽 4-6.5 厘米，先端渐尖或急尖，基部宽楔形，全缘，两面无毛，上面深 绿色，有光泽，下面淡绿色，有腺点，上面中脉平坦，下面突起，侧脉 5-7 对
2,桂花:木犀科。叶片革质,长椭圆形或长椭圆状披针形,稀倒卵状长椭圆形,长6-12 厘米,宽2-4.5厘米,先端渐尖或急尖,基部楔形,通常上半部有锯齿或疏锯齿至全 缘,上面暗绿色,下面淡绿色,有细小腺点,侧脉7-12对,上面常微凸,下面凸起, 至上部结网 3,广玉兰:木兰科。叶片厚革质,椭圆形或倒卵状椭圆形,长10-20厘米,宽4-10厘 米,先端钝或钝尖,基部楔形,边缘微向下反卷,上面深绿色,有光泽,下面密被锈 褐色短柔毛 4,菝葜:百合科。叶片厚纸质直薄革质,近圆形,卵形或椭圆形,长3-10厘米,宽1.5- 厘米,先端凸尖至骤尖,基部宽楔形或圆形,有时微心形,下面淡绿色或苍白色, 3-5主脉
2， 桂花：木犀科。叶片革质，长椭圆形或长椭圆状披针形，稀倒卵状长椭圆形，长 6-12 厘米，宽 2-4.5 厘米，先端渐尖或急尖，基部楔形，通常上半部有锯齿或疏锯齿至全 缘，上面暗绿色，下面淡绿色，有细小腺点，侧脉 7-12 对，上面常微凸，下面凸起， 至上部结网。 3， 广玉兰：木兰科。叶片厚革质，椭圆形或倒卵状椭圆形，长 10-20 厘米，宽 4-10 厘 米，先端钝或钝尖，基部楔形，边缘微向下反卷，上面深绿色，有光泽，下面密被锈 褐色短柔毛。 4， 菝葜：百合科。叶片厚纸质直薄革质，近圆形，卵形或椭圆形，长 3-10 厘米，宽 1.5- 8 厘米，先端凸尖至骤尖，基部宽楔形或圆形，有时微心形，下面淡绿色或苍白色，具 3-5 主脉
5,紫荆:豆科。叶片近圆形,长6-14厘米,宽5-14厘米,先端急尖或骤尖,基部心 形,幼叶下面有疏柔毛 6,山胡椒:樟科。叶互生,纸质,叶片椭圆形,宽椭圆形至倒卵形,长4-9厘米,宽2-4 厘米,先端急尖,基部楔形,上面深绿色,下面粉绿色,被灰白色柔毛,羽状脉,侧 脉5-6对 7,薯蓣:薯蓣科。叶片纸质,三角状心形至长三角状心形,长4-7厘米,宽2.5-6厘 米,长为宽的1.1-1.7倍,先端渐尖,基部心形,少数近平截,边缘浅至中裂,中间 裂片卵形至长卵形,侧裂片方耳形至圆耳形
5， 紫荆：豆科。叶片近圆形，长 6-14 厘米，宽 5-14 厘米，先端急尖或骤尖，基部心 形，幼叶下面有疏柔毛。 6， 山胡椒：樟科。叶互生，纸质，叶片椭圆形，宽椭圆形至倒卵形，长 4-9 厘米，宽 2-4 厘米，先端急尖，基部楔形，上面深绿色，下面粉绿色，被灰白色柔毛，羽状脉，侧 脉 5-6 对。 7， 薯蓣：薯蓣科。叶片纸质，三角状心形至长三角状心形，长 4-7 厘米，宽 2.5-6 厘 米，长为宽的 1.1-1.7 倍，先端渐尖，基部心形，少数近平截，边缘浅至中裂，中间 裂片卵形至长卵形，侧裂片方耳形至圆耳形