叶片作为植物进行光合作用、蒸腾作用以及维系自身热平衡的主要器官,需要同时执行多个功能,但有些功能之间存在一定的冲突,使得植物必须在不同功能之间做出权衡和取舍。叶片在功能结构和支持结构之间的投资权衡是叶片生理活动的主要决定因素,所以通过对叶面积、叶形和叶脉结构之间的关系的研究可以了解生物量的投资权衡,揭示植物对外界环境的适应性策略。木兰科是分化较早的古老植物类群之一,现代木兰科植物仍保留了许多原始性状,具有极高的科研价值,而且又是芳香、药用、木材等多种经济效益和绿化、美化、优化环境等生态效益的植物资源。因此本研究以生长在南京市的9种木兰科（Magnoliaceae）植物叶片为研究对象,首先通过化学方法处理得到完整的叶脉,等比例扫描保存叶脉图片。然后借助Photoshop、Matlab、R、LEAF GUI等软件处理叶脉图片获得叶片的各项性状数据,用盒子计数法（box-counting method）计算叶片的分形维度（fractal dimension,FD）。最后分析FD和叶片宽长比（width/length,W/L）之间的关系;利用蒙哥马利方程验证叶面积和叶长、叶宽乘积的关系,并分析叶形对叶面积和中脉长度之间关系的影响;用幂函数关系拟合叶面积和叶脉性状、网眼结构和叶脉性状之间的关系。主要研究结果如下:（1）9种木兰科植物叶片的两侧对称性程度较好,叶片的FD和W/L之间均存在显著的正相关关系,即相对较宽的叶片具有较大的FD值。（2）9种木兰科植物叶片的叶面积与叶长、叶宽的乘积均成正比关系,蒙哥马利参数估计值都落在0.50至π/4范围内;所有物种的中脉长度和叶面积之间均存在异速生长关系,除深山含笑外,其它物种的异速生长指数的95%置信区间均包含0.50（8/9）;中脉长度的平方和叶面积之间正比关系拟合的均方根误差（root-square-square error,RMSE）和W/L的变异系数之间存在显著正相关关系（P<0.01）。（3）9种木兰科植物叶片的中脉密度和叶面积之间均存在异速生长关系;多数木兰科植物叶片的网眼总面积和叶面积之间存在较弱的异速生长关系（5/9）;多数木兰科植物叶片的叶脉总长度和叶面积（8/9）、叶脉总面积和叶面积（7/9）之间不存在异速生长关系;综合而言,9种木兰科植物的叶脉总密度和叶面积之间没有相关关系,或者仅有个别物种存在微弱的相关关系。（4）9种木兰科植物的中脉长度和网眼总面积之间均存在异速生长关系;多数木兰科植物叶片的叶脉总长度和网眼总面积之间存在较弱的异速生长关系（5/9）;9种木兰科植物叶片的平均网眼面积和网眼密度、平均网眼面积和叶脉总密度之间存在幂指数为负的幂函数关系。综上所述,多数木兰科植物叶片选择投资更多的生物量用于叶脉结构的构建,这是木兰科植物通过在不同功能之间进行资源优化配置,来使自身获得最大收益的表现。叶面积、叶形和叶脉性状之间的关系反映了叶片在功能结构和支持结构之间的权衡,为木兰科植物叶片内的生物量分配策略提供了新的依据,进一步揭示了其对外界环境的适应性策略。