全 文 ：　收稿日期：２０１１－０３－０７
基金项目：新疆维吾尔自治区科技厅科技兴新项目（２００８０５１Ａ１５）
作者简介：孙守文（１９７５－），男，助理研究员，从事森林培育研究；ｅ－ｍａｉｌ：ｓｓｈｗｚｔ＠１２６．ｃｏｍ。
通讯作者：李宏（１９６２－），男，研究员，从事森林培育研究。
第２９卷　第３期
２０１１年６月
石河子大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｉｈｅｚｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）
Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．２０１１
文章编号：１００７－７３８３（２０１１）０３－０２８６－０５
水分胁迫对天山圆柏光合响应特性的影响
孙守文１，李宏１，丛者福２，邓江宇２
（１新疆林业科学院，乌鲁木齐８３０００３；２新疆农业大学林学院，乌鲁木齐８３００７２）
摘要：通过Ｌｉ－６４００光合仪和ＥＭ５０水分仪研究４年生天山圆柏扦插苗在固定光强条件下的日光合变化、不同强度
光照及水分胁迫条件下的光合响应特性。结果表明：天山圆柏在固定１２００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ光强条件下，从８：４０－
２２：４０的日净光合速率为双峰曲线，双峰时间为８：４０和１８：４０左右，最大峰值为１０（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右；在光
强共设１７个梯度条件下，天山圆柏净光合速率均为抛物线型，在光强为８０（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ时净光合速率均为负值。
在光强为２１００～３０００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ的光强段上净光合速率达最大值，也为其阈值范围，阈值范围内净光合速率值
为１０（ｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ２）／ｓ左右。１个灌水周期下，每２ｄ１次，连续２２ｄ，对５、２０和３５ｃｍ　３个不同深度土壤体积含水
量变化测定的结果表明，其土壤含水量变化不一致，５ｃｍ＞２０ｃｍ＞３５ｃｍ，３５ｃｍ深处下降最少；土层２０ｃｍ处，当
天山圆柏土壤体积含水量达到２８．１％，其净光合速率达最大值峰；当土壤体积含水量分别下降至１２．１％、８．１％时
出现萎蔫和至死萎蔫。研究成果可为新疆干旱区优良树种天山圆柏的灌溉管理提供参考。
关键词：天山圆柏；水分胁迫；光合响应特性
中图分类号：Ｓ７２；Ｓ１５　　　　文献标识码：Ａ　　　　
Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｉｎ　Ｓａｂｉｎａ　Ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ
ＳＵＮ　Ｓｈｏｕｗｅｎ１，ＬＩ　Ｈｏｎｇ１，ＣＯＮＧ　Ｚｈｅｆｕ２，ＤＥＮＧ　Ｊｉａｎｇｙｕ２
（１Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３０００３，Ｃｈｉｎａ；
２Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｉｎ　ｏａｔ　ｌｅａｖｅｓ　ｏｆ　ｆｏｕｒ－ｙｅａｒ－ｏｌｄ　ｃｏｔｔａｇｅ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｆｉｘｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｓｔｒｅｓｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ＬＩ－６４００ｐｏｒｔａｂｌｅ　ｐｈｏ－
ｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄａｉｌｙ　ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　ｗａｓ
ｄｏｕｂｌｅ　ｐｅａｋ　ｃｕｒｖｅ　ｉｎ　ｆｉｘｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　１２００（μｍｏｌ／ｍ２）／ｓ　ｆｒｏｍ　８：４０ａｍ　ｔｏ　２２：４０ｐｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ
ｐｅａｋｓ　ｗｅｒｅ　８：４０ａｍ　ａｎｄ　１８：４０ｐｍ，ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｅａｋ　ｗａｓ　１０（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ；Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　１７ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
ｇｒａｄｉｅｎｔ，ｔｈｅ　ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐａｒａｂｏｌｉｃ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ｗｅｒｅ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　８０（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ　ｌｉｇｈｔ
ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ，ａｎｄ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｒａｎｇｅ，ｔｈｅ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｖａｌｕｅ　ｗａｓ　ａｂｏｕｔ　１０
（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　２１００ｔｏ　３０００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎ－
ｔｅｎｔｓ　ｏｆ　５ｃｍ，２０ｃｍ　ａｎｄ　３５ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｄｅｐｔｈｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ａｎ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｃｙｃｌｅ，ｏｎｃｅ　ｅｖｅｒｙ　ｔｗｏ　ｄａｙｓ，ａｎｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　２２
ｄａｙｓ，ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ，ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｗａｓ　５ｃｍ＞２０ｃｍ＞３５ｃｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ
ｏｆ　３５ｃｍ　ｄｅｐｔｈ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｅｓｔ　ｆａｌ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　２０ｃｍ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　２８．１％，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｅｔ　ｐｈｏ－
ｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍａｌ　ｐｅａｋ　ｖａｌｕｅ；Ｔｈｅ　ｗｉｌｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅａｔｈ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ｉｎ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　Ｗｈｅｎ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎ－
ｔｅｎｔｓ　ｄｅｓｃｅｎｄｅｄ　ｔｏ　１２．１％ａｎｄ　８．１％．Ｔｈｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ
Ａｎｔ．ｉｎ　ａｒｉｄ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ；ｗａｔｅｒ　ｓｔｒｅｓｓ；ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
DOI:10.13880/j.cnki.65-1174/n.2011.03.006
　　天山圆柏（Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ），为柏科圆柏
属常绿葡匐灌木，亦称沙地柏、叉子圆柏、臭柏及爬
地柏等，常雌雄异株，稀雌雄同株［１－３］。国外多以
Ｊｕｎｉｐｅｒｕｓ　ｓａｂｉｎａ　Ｌｉｎｎａｅｕｓ为其学名，也曾用Ｓａｂｉ－
ｎａ　ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ　Ｊｕｎｉｐｅｒｕｓ　ａｒｅｎａｒｉ等，记录有３个变
种［４－７］。具有适应性强、抗寒、耐干旱［８－１３］、耐瘠薄、
耐盐碱、生长速度快等特性［１４－１９］。其姿态优美，枝叶
茂密，是园林绿化的优良地被植物和盆景材料，柏内
某些提取物具有良好药用价值［２０－２８］。
天山圆柏是新疆干旱区的一种重要乡土树种，
对新疆生态维护具有重要意义。该植物也是一种新
型绿化树种［２９－３１］，其在高纬度地区残酷的山地生态
环境中生长良好，在海拔１１００ｍ以上的地区，表现
出优秀的抗寒、耐旱、耐贫瘠、耐盐碱和抗风蚀沙埋
等特性，但其移栽下山生长一直比较困难，对这方面
的研究也很少见报道。本项目从２００１年就开始研
究，已成功地将其在平原地带进行繁殖、生长。本研
究通过对天山圆柏光合和抗旱生理特性进行研究，
以期为其在生产中的应用提供理论参考。
１　材料与方法
１．１　材料
试验在新疆林业科学院温室前园地进行，材料
为４年生的天山圆柏扦插苗，天山圆柏的栽植株行
距为３０ｃｍ×３０ｃｍ，选择生长基本一致的苗木进行
试验。
光合测定仪器为Ｌｉ－６４００便携式光合仪，土壤
含水量测定仪器为ＥＭ５０水分测定仪。
１．２　方法
２００８年５月２４日给试验地灌一透水，２００８年
５月２８日，选４年生的天山圆柏新生枝后面固定部
位进行测定。
用便携式Ｌｉ－６４００光合仪在８：４０、１０：４０、１２：
４０、１４：４０、１６：４０、１８：４０、２０：３０、２２：３０共８个时间
点，固定光强设为１２００（μｍｏｌ／ｍ２）／ｓ的条件下，分
别测各时间点上天山圆柏日净光合速率。
选光照较强的１３：００，天山圆柏活化效果好，设
光强为０、５０、１００、２００、３００、５００、６００、９００、１２００、
１５００、１８００、２１００、２４００、２７００、３０００、３３００、３６００
（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ共１７个梯度，测定天山圆柏的光合响
应曲线和光饱和点。
挖掘天山圆柏分布层为０～２０ｃｍ，将ＥＭ５０水
分仪的探头分别埋深为５、２０和３５ｃｍ，测定各土层
的土壤含水量，从２００８年６月３０日进行统一灌水，
大水漫灌，灌透，后不灌水，在同一个灌溉周期条件
下，６月３０日、７月１日、７月２日、７月３日、７月５
日、７月７日、７月９日、７月１１日、７月１３日、７月
１５日、７月１７、７月１９日、７月２１日的１０：３０开始
测定各土层深度的的土壤含量水量，直至天山圆柏
１／３萎蔫和致死萎蔫。
在每次测定土壤体积含水量同时，用便携式Ｌｉ－
６４００光合仪，在６月３０日、７月１日、７月２日、７月
３日、７月５日、７月７日、７月９日、７月１１日、７月
１３日、７月１５日、７月１７日、７月１９日、７月２１日、
７月２３日、７月２７日的１１：３０测定其在２０ｃｍ土层
深度的土壤含水量和１２００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ光强下条
件下的净光合速率。
２　结果与分析
２．１　天山圆柏的日净光合速率测定
用便携式 Ｌｉ－６４００光合仪固定１２００ （μｍｏｌ／
ｍ２）／ｓ光强条件下，测定８个不同时间段上的天山
圆柏的净光合速率，结果见图１。
图１　天山圆柏不同时间点的日净光合速率
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅ　Ｐｎ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｔｉｍｅｓ
由图１可见：天山圆柏在固定１２００ （μｍｏｌ／
ｍ２）／ｓ光强条件下，８：４０－２２：４０的日净光合速率
应为双峰曲线，双峰时间为８：４０和１８：４０左右，峰
值为１０（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右。
天山圆柏在固定１２００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ光强条件
下，８：４０－２２：４０时间段上的日净光合速率最小峰
值为５ （μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右，最大峰值为１０
（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右。
２．２　天山圆柏光饱和点和不同光强条件下
的光响应曲线测定
用便携式Ｌｉ－６４００光合仪（红蓝光源设１７个梯
度光强）测定天山圆柏的不同光强条件下的净光合
速率，并绘制光响应曲线（图２）。
７８２　第３期　　　　　　　　　　　　孙守文，等：水分胁迫对天山圆柏光合响应特性的影响　　　　　　
　　由图２可见：天山圆柏在光强设为０、５０、１００、
２００、３００、５００、６００、９００、１２００、１５００、１８００、２１００、
２４００、２７００、３０００、３３００、３６００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ共１７个
梯度，净光合速率为抛物线型，在光强为８０（μｍｏｌ／
ｍ２）／ｓ前净光合速率为负值，在光强为２１００～３０００
（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ的光强段上净光合速率达最大值１０
（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右。
图２　天山圆柏不同光强梯度的净光合速率
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅ　Ｐｎ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｌｅｖｅｌｓ
２．３　各土层的土壤含水量变化
６月３０日用大水漫灌，灌透，在同１个灌溉周
期内，直至早熟禾和天山圆柏１／３出现萎蔫和至死
萎蔫，用ＥＭ５０水分仪探头埋深在５、２０和３５ｃｍ
处，每２ｄ记录各组合和各土层的土壤含水量。
　　由图３可见：６月３０日－７月２１日共２２ｄ，５
ｃｍ深处天山圆柏土壤体积含水量变化从４１．２％下
降至８．３％，下降了３２．９％；２０ｃｍ深处，从４０．８％
下降至１０．５％，下降了３０．３％；３５ｃｍ深处，从４７．
５％下降至１９．７％，下降了２７．８％。３个不同深度
土壤体积含水量变化为５ｃｍ＞２０ｃｍ＞３５ｃｍ，其中
３５ｃｍ深处下降最少。
图３　５、２０和３５ｃｍ土层的土壤体积含水量变化
Ｆｉｇ．３Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｓｏｉｌ
５ｃｍ，２０ｃｍ　ａｎｄ　３５ｃｍ
２．４　水分胁迫条件下天山圆柏的光合响应
特性
在ＥＭ５０水分仪记录土壤体积含水量的时间
段上，用Ｌｉ－６４００光强为１２００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ测定１
个灌水周期条件下，土层２０ｃｍ处天山圆柏土壤体
积含水量变化及其净光合速率响应特性见表１。
表１　同一灌水周期内土壤体积含水量变化对应
时间点上天山圆柏的净光合速率
Ｔａｂ．１Ｔｈｅ　Ｐｎ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｖｏｌｕｍｅ
ｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｗａｔｅｒ
日期
土壤
体积含水量／％
净光合速率／
（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ
７月２日 ３７．２０　 ７．６７
７月３日 ３５．９０　 ８．２０
７月５日 ２８．１０　 １２．６７
７月７日 ２５．３０　 ８．７２
７月９日 ２１．６０　 ７．５９
７月１１日 １７．８０　 ３．０１
７月１３日 １７．４０　 ３．０２
７月１５日 １６．５０　 ３．０４
７月１７日 １５．１０　 ２．８０
７月１９日 １４．２０　 ２．３０
７月２１日 １２．１０　 １．７０
７月２３日 ９．３０　 １．１０
７月２７日 ８．１０　 ０．００
　　注：７月２１日为萎焉，７月２７日为“至死萎焉”。
　　从表１、图４结果可见：土层２０ｃｍ处的土壤体
积含水量达到２８．１％时，天山圆柏的净光合速率达
到最大；当土壤含水量高于、低于２８．１％时，其净光
合速率降低；当土壤体积含水量从２８．１％逐渐降低
至１２．１％时，天山圆柏出现萎蔫；当土壤体积含水
量降至８．１％时，天山圆柏出现至死萎蔫。
图４　灌水周期内土壤体积含水量变化对应时间点上
天山圆柏的净光合速率
Ｆｉｇ．４Ｔｈｅ　Ｐｎ　ｏｆ　Ｓａｂｉｎａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　Ａｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｖｏｌｕｍｅ
ｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｗａｔｅｒ
３　结论与讨论
３．１　日净光合速率
天山圆柏在固定１２００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ光强条件
下，８：４０－２２：４０的日净光合速率为双峰曲线，双峰
８８２ 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报（自然科学版）　　　　　　　　　　　　　　　　第２９卷　
时间为８：４０和１８：４０左右，峰值为１０（μｍｏｌ　ＣＯ２／
ｍ２）／ｓ左右，且其最小净光合速率值为５ （μｍｏｌ
ＣＯ２／ｍ２）／ｓ左右；在午间天山圆柏净光合速率有休
眠现象，可能原因是午间的高气温迫使其气孔关小
或关闭，导致午间休眠。
植物的净光合速率与时间、光强、温度、湿度和
土壤含水量等均有一定的关系，本试验只测定其在
固定光强下的日净光合速成率，其它因素均在同一
条件下测定的，目的是了解天山圆柏和早熟禾的光
合能力，但不能系统、全面和科学地反应２种植物的
日净光合速率，因此，需对其做进一步研究。
３．２　不同梯度光强条件下的光响应曲线
天山圆柏在１７个梯度光强，净光合速率为抛物
线型，在光强为８０（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ前净光合速率为负
值，在光强为２１００～３０００（μｍｏｌ／ｍ
２）／ｓ的光强段上
净光合速率达最大值１０（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右；
天山圆柏的光饱和点阈值为２１００～３０００ （μｍｏｌ
ＣＯ２／ｍ２）／ｓ，其在阈值范围内净光合速率值为１０
（μｍｏｌ　ＣＯ２／ｍ
２）／ｓ左右。其光合响应特性可能与
天山圆柏叶片结构有密切的关系，其叶退化为鳞片
状和刺状，有较厚角质层，紧贴枝干，气孔少而下陷，
束缚水含量高，叶及小枝水势，导致蒸腾速率和光合
速率较低，持水力、临界饱和点和水分利用效率高，
这些特征均与其抗旱性能密切相关。天山圆柏在叶
结构和功能、气体交换和水分特征等方面的特性对
其种群适应性和繁衍具有重要意义。
３．３　一灌水周期条件下，各土层的土壤含水
量变化
一灌水周期条件下，土壤体积含水量的变化，土
层５ｃｍ土壤体积含水量下降幅度较２０ｃｍ、３５ｃｍ
快，可能原因是５ｃｍ接近地表层，直接向空气中蒸
发土层水分，而更深层土壤须通过毛细管等向地表
或周边扩散水分，速度较慢，故其深度越深，其土壤
体积含水量下降越慢；天山圆柏细根极多，对水分的
敏感性高于叶和茎，根面积指数会随着土壤含水量
的增大而增大，不同土层的根系可共享水分，这些特
征有利于利用有限的土壤水分［３１－３２］，２０和３５ｃｍ土
壤体积含水量下降较慢，也有可能是２０和３５ｃｍ处
是植物根系的较集中的分布区，且植物通过根系向
周围吸附水，造成土壤含水量在根系处积聚，造成的
该区域土壤含水量下降速度较慢，具体的原因尚需
进一步研究。
３．４　水分胁迫条件下天山圆柏的光合响应
特性
１个灌水周期条件下，天山圆柏土壤体积含水
量达到一固定值时，其净光合速率达最大值；当土壤
体积含水量高于、低于这一固定值时，其净光合速率
均降低；天山圆柏的最大净光合速率对应的土壤体
积含水量可能是一阈值，与气温、湿度、土壤等条件
可能有关，而本研究只是在相同条件下研究植物的
土壤含水量，只有水分变化的一个因素为主，没有考
虑其它因素。其它各因素对植物的光合作用影响需
要进一步研究。
天山圆柏土壤体积含水量超过一固定值时其净
光合速率反而下降，可能原因是土壤体积含水量过
大，可能对植物的根呼吸造成胁迫，进而降低其净光
合速率；而土壤体积含水量低于一固定值时其净光
合速率也下降，可能原因是土壤体积含水量低于一
饱和值，造成水分胁迫，进而降低其净光合速率。
当２０ｃｍ土壤体积含水量从２８．１％逐渐降低
至１２．１％和８．１％时，天山圆柏分别出现萎蔫和至
死萎蔫，显示天山圆柏具有较强的抗旱性，可能是天
山圆柏的根部对干旱土壤的特殊适应性造成的，具
体原因需进一步从生理生化等角度进行研究。
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０９２ 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报（自然科学版）　　　　　　　　　　　　　　　　第２９卷