五种火棘属植物叶分形特征及其与其它形态特征的相关性研究

摘要

分形作为在描述植物叶的不规则性或复杂性时的一个有效方法，分形维数不仅表现为分形体的复杂性，还能反映出一定的环境影响，表现出一定的生态学意义。本文对火棘(Pyracantha.fortunea)、全缘火棘（P.atalantioides）、细圆齿火棘（P.crenulata）、密花火棘(P.densiflora)和窄叶火棘（P.angustifolia）五种火棘属植物叶分形特征进行了分析，使用分形来区分五种火棘属植物并尝试对分形维数所表现出的生态学意义进行分析。
　　 对影响分形维数的几种因素进行了分析，发现有些因素能够显著影响分形维数，包括盒子尺寸大小，图像分辨率和阈值等。在使用分形对图像的分形维数进行计算时，要注意各种对分形维数有影响的因素的选择，才有能效准确的计算出分形维数。
　　 本文选用广泛使用的计盒维值法对五种火棘属植物的叶轮廓进行了分析，发现五种火棘属植物中除了全缘火棘与火棘差异不显著外，其他的两两比较都为显著差异。结果表明叶分形维数在一定程度上可以用来对火棘进行分类，火棘的叶分形维数除了表现出各个物种的差异外，还能在一定程度上反映出环境的变化，分形维数表现出的特性是环境和物种的综合。
　　 使用WinFolia软件测量五种火棘属植物叶的面积(A)、周长(P)、垂直长(VL)、水平宽(HW)和叶片长(BL)，计算长宽比(BL/HW)，周长面积比(P/A)。并利用周长、垂直长、叶片长、水平宽对五种火棘属植物的叶面积进行了直线、二次方、立方、指数函数、幂函数的回归分析，建立了五种火棘属植物叶面积无损测定回归方程。分形维数与火棘的各项叶形指标存在显著的相关性，表明分形维数在一定程度上可用来描述五种火棘属植物的叶。