全 文 ：收稿日期:2002-10-31;修订日期:2003-07-10
作者简介:王艳荣(1964-),女 , 博士 , 1998年毕业于
内蒙古大学 ,主要从事植被生态学教学与科研工作 ,已发表
论文 26篇.
草地早熟禾光合与蒸腾特性的研究
王艳荣 , 刘玉燕 , 赵利清
(内蒙古大学生态与环境科学系 ,内蒙古　呼和浩特　010021)
摘要:草地早熟禾的净光合速率和蒸腾速率的日动态都为单峰型曲线。相关分析结果表明 ,
草地早熟禾的净光合速率与蒸腾速率之间存在极显著相关关系 ,其净光合速率日变化 、蒸腾速率
日变化分别与不同土层含水量日变化 、环境温度和大气压有显著的相关关系。
　　关键词:净光合速率;蒸腾速率;日变化;生态因子
　　中图分类号:Q945.1　　文献标识码:A　　文章编号:1000-6311(2003)04-0046-04
A Study on Characteristics of Photosynthesis and Transpiration of Poa pratensis .
WANG Yan_rong , LIU Yu_yan , ZHAO Li_qing (Department of Ecology and
Env ironment Science , Inner Mongolia University , Hohhot 010021 , China):Grassland
of China , No.4 ,2003 ,pp.46 ～ 49.
Abstract:The curves of diurnal changes of net photosynthesis rate and transpiration rate
of Poa pratensis L .tended to be“double peaks”types.The outcome of correlation indicat-
ed that there w as ex t remely marked correlation between net photosynthesis rate and
transpirat ion rate.Multivariable linear regression indicated that there w as marked corre-
lation among the diurnal changes of net pho tosynthesis rate , t ranspi ration rate of Poa
pratensis L.and moisture in the different soil ho rizons , environment temperatures ,baro-
metrics.
Key words:Net pho tosynthesis rate;Transpiration rate;Diurnal change;Ecological
factors
　　草地早熟禾(Poa pratensis L .)是一种
多年生的草坪草 ,广泛适应于寒冷潮湿带和
过渡带 。在灌溉条件下 ,它也可在寒冷半干
旱地区和干旱地区生长。在较高温度和水分
缺乏的逆境条件下 ,其生长会持续缓慢 ,夏季
休眠 。当温度过高时会引起地面部分叶子发
黄 ,没有生活力 ,但当水分适宜时 ,它又会从
地下根茎的节上和根上长出新的枝条[ 1] 。
研究草地早熟禾的净光合速率和蒸腾速率的
特性对认识该品种的生长发育规律具有重要
意义 ,可为合理进行该品种草坪的建植与管
理提供理论依据。
1　研究方法
1.1　植物生理生态因子的测量
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第 25卷　第 4期　　　　　　　　　　　　中　国　草　地　　　　　　　　　　　　2003 年 7 月
Vol.25　No.4 　 　　　　　　　　　　　Grassland of China　　　　　　　　 　　　　Jul .2003
采用 CI-301PS 光合作用测定仪测定
了各种植物净光合速率和蒸腾速率 ,从 9:00
开始到 17:00(样地能得到光照)每隔 2h 测
定一次植物净光合速率和蒸腾速率 , 3次重
复。
1.2　土壤水分的测定
与1.1同步进行 ,按 0 ～ 5cm 、5 ～ 10cm 、
10 ～ 15cm 、15 ～ 20cm 、20 ～ 25cm ,用土钻分
层钻取土样 ,每次每层取 3个重复 ,用烘干称
重法 ,按下式计算土壤含水量:土壤含水量
(%)=[ (湿润土壤样品重量-烘干土壤样品
重量)/烘干土壤样品重量] ×100%。
1.3　环境因素的测量
与1.1同步进行 ,每组数据每次测 3个
重复 。使用HT -10D放射温度计垂直于地
表植被距群落叶层 5cm 处 ,测得群落冠层温
度值 ,在距地表大约 1.5m 处测得空气环境
温度 。将气压表置于距地表大约 1.5m 处测
得大气压。将 DHM2 型干湿通风表置于距
地表大约 1.5m 处测得空气相对湿度 。
利用 M icrosof t Excel2000 和 SPSS 10.0
软件对数据进行分析 。
2　结果与分析
2.1　草坪土壤不同深度含水量日变化特征
在整天晴朗的夏日且不实施灌溉的条件
下 ,草坪表层(0 ～ 5cm)土壤含水量的变化幅
度最大(图 1),与其它四层土壤含水量的变
化显著不同 。表层土壤含水量在早晨 5∶00
时最大 ,上午随时间的推移一直呈下降趋势 ,
11∶00达到一个低值 ,与 5∶00时相比降低了
17.12%;11∶00到 13∶00 含水量略有升高 ,
13∶00后又开始降低 ,变化趋势比较平缓 ,19
∶00时达到最低值 ,其时土壤含水量与 5∶00
时的最高土壤含水量相比共降低了27.63%。
其它四层土壤含水量的日变化趋势比较接
近 ,变化幅度平均在 10%左右。5 ～ 10cm 土
壤层和 10 ～ 15cm 土壤层都是早晨 5∶00时
的土壤含水量最低 ,此后土壤含水量缓慢增
加 ,11∶00时达到最高 ,然后缓慢降低 , 19∶00
时的土壤含水量基本上与早晨 5∶00时的土
壤含水量持平 。5 ～ 10cm 土壤层和 10 ～
15cm 土壤层 11∶00 时的土壤含水量比早晨
5∶00时的土壤含水量分别增加了 11.79%和
8.63%。15 ～ 20cm 土壤层和 20 ～ 25cm 土
壤层都是上午的土壤含水量变化趋势比较平
缓 ,下午 15∶00时的土壤含水量达到最高 ,此
后缓慢降低 , 19∶00时达到最低。15 ～ 20cm
土壤层和 20 ～ 25cm 土壤层 19∶00时的土壤
含水量比 15∶00时的土壤含水量分别降低了
15.29%和 7.67%。
图 1　土壤水分日变化
Fig.1　Diurnal changes of soil w ater
2.2　草坪群落冠层温度 、大气温度 、大气压 、
空气相对湿度的日变化特征
草坪群落冠层温度日变化呈单峰曲线
(图 2 ,为分析方便 ,各类数据都已作了最大
值标准化处理),早晨 5∶00时冠层温度最低 ,
上午随时间的推移持续上升 , 13∶00达到最
高值 ,此后又随时间的推移持续下降。大气
温度日变化呈双峰曲线 ,早晨 5:00时大气温
度最低 ,上午随时间的推移一直呈上升趋势 ,
9∶00达到一个较高值 ,与 5∶00 时相比升高
—47—
王艳荣　刘玉燕　赵利清　草地早熟禾光合与蒸腾特性的研究
了 54.44%, 9∶00 以后略有下降 , 11∶00 到
13∶00基本持平 , 15∶00达到最高值 ,该值与
5∶00时的最小值相比升高了 77.78%。空气
相对湿度日变化呈单谷曲线 ,早晨 5∶00时空
气相对湿度最大 ,此后一直下降 , 11∶00降到
最低 ,与 5∶00 时相比下降了 43.00%,此后
又上升 ,15∶00达到一个较高值 ,然后又继续
下降。大气压在一天中的变化非常小 ,日变
化呈接近水平直线的曲线 。
图 2　冠层温度 、大气温度 、大气压 、相对湿度的日变化
Fig.2　Diurnal changes of canopy tem peratu re ,envi ronment
　　　t emperature , baromat ric and relative humidi ty
2.3　草地早熟禾净光合速率与蒸腾速率的
日动态
2.3.1　草地早熟禾净光合速率的日动态分析
图 3表明草地早熟禾净光合速率的日动
态呈峰值明显的单峰型曲线。从 9∶00到 11
∶00之间为上升趋势 , 11∶00达到一天的峰
值 ,以后持续下降 ,17∶00降到最小。9∶00与
11∶00 时草地早熟禾的净光合速率相差
16.09%,9∶00与 17∶00 时草地早熟禾的净
光合速率相差 50.68%,一天之内草地早熟
禾的净光合速率的极差是 58.62%。
2.3.2　草地早熟禾蒸腾速率的日动态分析
草地早熟禾蒸腾速率的日动态也呈峰值
明显的单峰型曲线(图 3)。从 9∶00到 11∶00
上升 ,11∶00达到一天的峰值 ,以后持续下降 ,
17∶00降到最小。9∶00与 11∶00时草地早熟
禾的蒸腾速率相差 41.21%,9∶00与 17∶00时
草地早熟禾的蒸腾速率相差 35.14%,一天之
内草地早熟禾的蒸腾速率的极差是 61.90%。
图 3　草地早熟禾净光合速率和蒸腾速率的日变化
Fig.3　Diurnal changes of net photosynthesis rate and
　　　transpirationrate of Poa pratensis L.
2.4　草地早熟禾净光合速率与蒸腾速率日
变化的相关分析
对草地早熟禾的净光合速率日变化与蒸
腾速率日变化进行相关分析[ 2] ,结果表明它
的净光合速率与蒸腾速率之间存在极显著相
关关系:净光合速率 =1.137 蒸腾速率 +
2.114 ,R=0.850＊＊。
2.5　草地早熟禾净光合速率和蒸腾速率与
土壤含水量的相关分析
对草地早熟禾的净光合速率 、蒸腾速率日
变化数据(Y)分别与五层土壤(0 ～ 5cm 、5 ～
10cm 、10 ～ 15cm 、15 ～ 20cm 、20 ～ 25cm 五层分
别叫做A层 、B层 、C层 、D层 、E层 ,多元线形
回归方程中分别用 A 、B 、C 、D、E表示)不同含
水量日变化数据进行多元线性回归分析表明
(表1),草地早熟禾的净光合速率日变化 、蒸
腾速率日变化分别与不同土层含水量日变化
之间存在极显著的多元线性相关性。
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中国草地　2003 年　第 25卷　第 4期
表 1　草地早熟禾净光合速率 、蒸腾速率与不同土层含水量的多元线性回归
Table 1　Multivariable linear regression between net photosynthesis rate transpir_
ation rate of Poa pratensis L.and moisture of different soil horizon.
生理生态因子 回归方程 相关系数
净光合速率 Y=-19.891+1.201 A-1.497 B +2.254 C-0.836D 0.979＊＊
蒸腾速率 Y=-8.500-0.564 B +1.777 C-0.495 D 0.977＊＊
2.6　草地早熟禾净光合速率和蒸腾速率与
环境因素的相关分析
相关分析表明(表 2),草地早熟禾的净
光合速率 、蒸腾速率分别与环境温度和大气
压有极显著或显著的相关关系 ,与冠层温度
和相对湿度无显著相关关系。
表 2　草地早熟禾净光合速率 、蒸腾速率与环境因素的相关关系
Table 2　Correlation between net photosynthesis rate , transpiration rate of P.pratensis L.and environment factors
生理生态因子 环境因素 相关方程　　 相关系数
净光合速率 冠层温度 y=-0.004x+6.597 0.013
环境温度 y=-0.477x+19.851 0.643＊＊
大气压　 y=5.279x-468.750 0.739＊＊
相对湿度 y=0.010x+5.751 0.074
蒸腾速率 冠层温度 y=-0.013x+4.1922 0.052
环境温度 y=-0.296x+12.129 0.531＊
大气压　 y=5.232x-467.160 0.977＊＊
相对湿度 y=-0.038x+6.663 0.381
　　注:“ ＊＊”在 p<0.01水平上极显著相关, “ ＊”在 p<0.05水平上显著相关。
3　结论
3.1　在草坪群落中 ,土壤表层(0 ～ 5cm)含
水量的日变化幅度最大 ,与其它四层土壤含
水量的变化显著不同 。冠层温度日变化呈单
峰曲线 ,大气温度日变化呈双峰曲线 ,空气相
对湿度日变化呈单谷曲线 ,大气压在一天中
的变化非常小 ,呈接近水平直线的曲线 。
3.2　草地早熟禾净光合速率的日动态为单
峰型曲线 ,极差是 58.62%。其蒸腾速率的
日动态也呈峰值明显的单峰型曲线 ,极差是
61.90%。净光合速率与蒸腾速率之间存在
极显著相关关系 。
3.3　多元线性回归分析表明草地早熟禾的
净光合速率 、蒸腾速率日变化分别与不同土
层含水量日变化极显著相关;净光合速率 、蒸
腾速率的日变化还分别与环境温度和大气压
有显著的相关关系 ,与冠层温度和相对湿度
无显著相关关系。
参考文献:
[ 1 ] 　韩烈保 , 杨碚 ,邓菊芬.草坪草种及其品种[ M] .北
京:中国林业出版社 , 1999.
[ 2 ] 　周婵 ,郭晓云 ,王仁中 ,李建东.松嫩草地虎尾草光合
与蒸腾作用的研究[ J] .草业学报 , 2001 , 10(1):42-
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[ 3] 　洪楠.SPSS for Window s统计分析教程[ M] .北京:电
子工业出版社 , 2000.
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王艳荣　刘玉燕　赵利清　草地早熟禾光合与蒸腾特性的研究