全 文 ：第 23
2 (X) 5
卷第 4 期
年 12 月
湖北民族学院学报 ( 自然科学版 )
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2 05
大叶白蜡蒸腾作用特征研究
沈作奎 ` ,严昌荣
( 1
. 湖北民族学院 资源与生态科学系 , 湖北 恩施 科5 (众 ) ;
2
. 中国农业科学院 农业气象研究所 , 北京 l侧X)8 1)
摘要 : 对北京山 区落叶阔叶林大叶 白蜡蒸腾速率进行了一个生 长季的连续浏 定 , 结果表明影响其蒸腾速率的
因子主要是气孔阻力 、 叶 面温度 、 大气相对湿度 、 土层厚度 、 叶 室温度 、 太阳辐射强度 . 对大叶白蜡叶片气孔 阻力和
蒸腾速率相关关系的分析结果显示 , 蒸腾速率和气孔阻力之间是一种非线性关系 ,其方程为 :跟大叶 白蜡 = 1.0 6 -
4
.
67 nI ( R T )
.
关键词 : 落叶阔叶林 ;大叶 白蜡 ;蒸腾作用 ;特征曲线
中图分类号 : 7S 巧 . 4 文献标识码 : A 文章编号 : 10 8 一 84 23( 2o 5) 以 一 0 378 一 03
北京山区农林业生产的最大限制因子之一是水分 ,植物的一些主要生理过程 ,如蒸腾作用和光合作用都
受到水分因子的影响 . 面对当前水分短缺的现实 ,如何根据生境选择合适的树种是当前植被恢复工作中一个
十分迫切和重要的问题 . 而解决这个问题的一个首要任务是必须对各树种的水分利用特点有一个比较清楚
的认识 . 植物的水分特点是植物生理生态学研究的重要内容 ,木本植物主要是通过植物叶片上气孔灵敏的关
闭减少水分散失和强大的根系吸收水分来维持植物的水分平衡 ,特别是植物的气孔 ,它是陆生植物向外界散
失水分和与外界进行气体交换的主要通道 . 本研究通过对北京山区大叶白蜡 (介“ in us r h” 忆爪, 入少互a) 蒸腾特
性研究 ,探讨其蒸腾特性的影响因子和特征曲线 .
1 材料与方法
1
.
1 试验地的基本情况
本研究在中国科学院北京森林生态系统定位研究站进行 ,地理位置为北纬 40 0 0 ’ 一 40 “ 02 ’ ,东经 1巧 “ 26 ’
一 1巧 “ 30 ’ ,定位站的海拔在 1 0 多米 . 该区属暖温带半湿润季风气候 , 年平均气温 4 . 8℃ , 全年月平均最高
气温 fl . 8 ℃ ;年降雨量 61 1 . 9~
, 其中 6 、 7 、 8 三个月的降水量占全年降水量的 78 % , 年蒸发量为 1 0 7 . 3
~
. 本地区在地质构造上位于华北陆台中部的燕山沉降带 ,母岩主要是花岗岩 、 石英砂岩 、 石灰岩 、页岩等 .
土壤以山地棕壤和山地褐土为主 ,在山顶为草甸土川 ` 研究样地的基本情况如表 1所示 .
表 1 研究地的基本特点
Tab
.
1 B as i c 。 on d i t io sn of s am lP i
n g s i t
e s
样地号 群落名称 海拔 / m 土壤基本特性名称
样地 1 大叶白蜡 十 山杏灌丛 1 050 山地棕壤
深度c/ m
30 ~ 60
群落的主要特点
样地 2
样地 3
落叶阔叶林
落叶阔叶林
1 250 > 80 6
.
8
1 350
山地棕壤
山地粗骨棕壤 20 一 3 0 6 . 5
群落基本郁闭 ,林冠层平均高度在 3 一 4 m , 可分为木本植物层和草本层 .
林分完全郁闭 ,平均高度在 12 一 14 m ,存在乔木
层 、灌木层和草本层 .
群落以草本植物为主 ,乔木稀疏 ,高度在 5 一 6 m
2 试验方法
在杂灌丛 (样地 1 ) ,落叶阔叶林 I (样地 2 )和落叶阔叶林 1 (样地 3) 选择大叶白蜡为研究对象 (每个点
收稿 日期 : 20 5 一 06 一 2 .6
基金项目: 国家 自然科学基金重大资助项 目 ( 398 9 37 0 ) .
作者简介 : 沈作奎 ( 1% 5 一 ) ,男 ,副教授 ,主要从事植物生态方面的研究 .
鱼丝红一一 .一一一— 一一一型途笠达竺丝丝遇作用特征研究 3 7 9每个测定树种各选择 3 株 )测定蒸腾速率 . 测定 时间为 2 0 03 年 6 月至 0 1月 .测定仪器采用美国产的 Li -
co r 16 0 o稳态气孔计 .测量时尽可能在所测定的树冠中上部 4 个方位选择成熟叶片作为测定对象 ,测定时间
一般从早上 7 : o 开始 , 18 : o 结束 ,两次之间的时间间隔在 l 一 1 . s h , 同时记录太阳辐射强度 、叶室温度 、 叶
面温度 、相对湿度和气孔阻力 .
2 结果与分析
2
.
1 影响大叶白蜡蒸腾速率的主导因子
在自然条件下 ,植物的蒸腾作用作为一个物理过程和生理过程 ,外界因子对它的影响是十分明显的 , 在
整个生长季 ,植物的蒸腾速率既有日变化也有季节动态变化 [ ’ 〕 . 这种变化趋势是植物本身的形态特征 、生理
特性 , 如叶龄 、 叶片上气孔特征 、物候期等内因和外界环境因子综合作用的结果 ,是一个极其复杂的 ,受植物
自身遗传特性和环境因子综合影响的过程 .
为了探讨北京山区落叶阔叶林中大叶白蜡腾速率和外界环境因子的关系 ,将其蒸腾速率和对应的土层
厚度 、太阳辐射强度 、叶室温度 、叶面温度 、 大气相对湿度和气孔阻力进行多元线性回归分析 ,得到植物蒸腾
速率的回归方程为 :
T R大叶白蜡 = 15 . 7 + o · o l 8 3 H 一 O . 0 7 9 A T 一 o . 3o Z LT 一 0
.
0 5 15 R H 一 0
. 仪旧264 p 一 0 . 1 55 R T ( l )
式中 T R 为蒸腾速率 ( 林g · c m 一 ’ · s 一 ’ ) ; H 为土层厚度 ( Cm ) ; A T 为叶室温度 ( ℃ ;) LT 为叶面温度 ( ℃ ) ; R H
为大气相对湿度 (% ) ;P 为太阳辐射强度 ( 林m ol · m 一 ’ · s 一 ’ ;) RT 为气孔阻力 ( s · c m 一 ’ ) .
经显著性检验 (见表 2 ) , 回归方程达到极显著水平 ;对回归系数显著性检验为 :
大气相对湿度 ( r R H 二 2 . 6 ) > 气孔阻力 ( t R . = 2 . 2 6 ) > r o .。 , ( 2 6 2 ) = r . 9 6 > 土层厚度 ( : H = 1 . 3 0 ) > 叶面温
度 ( tL = 0 . 61 ) > 太阳辐射强度 ( : P = 0 . 35) > 叶室温度 ( t^ : 二 0 . 17 )可见大气相对湿度 、气孔阻力 、 土层厚
度 、 叶面温度 、太阳辐射强度 、叶室温度对蒸腾速率作用显著 ,且作用的大小也按此顺序排列 .
表 2 大叶白蜡蒸腾速率与环境因子回归分析方差分析
T a b
.
2 hT
e v面 an e e an al y s is Of rF ax i n。 内 刀亡h叩 h声 a t r a n s p i ar t io n a n d e n vi or n m e n t al fa e ot sr
来 源 自由度 平方和 均方差 F 值
回归误差 6 3 77 1 . 15 62 8 . 53 20 . 19
剩余误差 26 2 8 15 5 . 79 3 1 . 13
总 计 2 6 8 11 92 6 . 9 5
OF
.
0:
( 6
,
2 62 )
二 2 . 8 0
通过逐步回归和最优子级回归分析 ,结果说明影响大叶白蜡蒸腾速率主要因子是叶面温度 、气孔阻力 、
大气相对湿度 、土层厚度等 . 最优子级分析结果说明如果取叶面温度 、气孔阻力 、大气相对湿度和土层厚度这
几个变量 ,其复相关系数可达到 0 . 8 16 ,而选取全部 6 个变量复相关系数也是 0 . 8 16 . 可见影响大叶白蜡蒸腾
速率的主要因子是叶面温度 、气孔阻力 、大气相对湿度和土层厚度 .
rLó妞.ó曰闷30乃一沪;曰劫
2015
竺\研划自橄
2
.
2 落叶阔叶林优势种蒸腾速率和气孔阻力关系分析
气孔阻力是反映植物蒸腾速率的一个重要指标 , 大量研
究表明影响气孔阻力的因子是多方面 的 , 如气象要素 、 土壤
水分特点 E’ ,4] 和土壤的肥力水平 〔’ 一川 . 而且所有的研究结果
都显示植物气孔阻力大时 , 蒸腾速率低 , 但关于植物气孔阻
力和蒸腾强度之间的定量关系尚没有一个明确的结论 . 图 1
显示了大叶白蜡叶片气孔阻力和各自蒸腾速率之间趋势变
化 . 从图 1 中可以看出两者之间是非线性关系 .
利用回归分析方法对大叶白蜡的气孔阻力和蒸腾速率
进行分析得到它们的对数方程分别是 :
T R 大叶 :l 蜡 = 10 . 6 一 4 . 6 7 In ( R T ) ( 2 )
利用 F 检验对回归方程进行显著性检验 ,结果 (见表 3)
镜明大叶白蜡叶片的气孔阻力和蒸腾速率显著相关 .
5阪
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5
气孔阻力 ( s 。 n . , )
图 1 大叶白蜡气孔阻力和蒸腾速率相关散点图
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d t ar n s p l r a t io n Of rF ax i
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3 8 0 湖北民族学院学报 ( 自然科学版 ) 第 23 卷
表 3 落叶阔叶林大叶白蜡回归方程方差分析
1、 b . 3 hT e v a ir an ce an al y s io of t~ 户ar it on of er尹 s io n eq u at ion of F而以 in us h)r 袱人印hlr 坛
平方和自由度 方差 F 值
7 854
.
4
25
.
1
3 13 0 21678
弓`,
来 源
回归误差
剩余误差
总 计
7 854
.
4
66 9
.
6
145 54
.
0
OF
. 。 :
( 1
,
12 0 )
二 6 . 85 ; OF
. 。 , ( l , ao ) 二 6
.
64
3 结论
( l) 通过多元线形回归 、逐步回归和最优子级回归分析发现北京山区落叶阔叶林中大叶白蜡蒸腾速率
大小的因子主要是大气相对湿度 、气孔阻力 、土层厚度 、 叶面温度 、太阳辐射强度 、 叶室温度 ,且作用的大小也
按此顺序排列 .
( 2) 大叶白蜡叶片气孔阻力和蒸腾速率相关关系的分析结果显示其蒸腾速率和气孔阻力之间是一种非
线性关系 ,其方程为 :
T R大叶白蜡 = 10 . 6 一 4 . 6 7 In ( R T )
参考文献 :
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