全 文 ：
第 25卷第 5期 唐山师范学院学报 2003年 9月
Vol. 25 No.5 Journal of Tangshan Teachers College Sep. 2003
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收稿日期：2003-04-02
作者简介：贾长虹（1966-），女，辽宁义县人，河北理工学院化工系教师。 - 53 -

紫藤和凌霄花的输水结构与水流速度的初步研究
贾长虹

（河北理工学院 化工系，河北 唐山 063000）

摘 要：用热脉冲技术，测定了 2种藤本植物紫藤（Wistaria Sinensis）和凌霄花（Campsis Chinensis）茎干
的液流速度。对两种植物的输水结构进行了解剖学研究，结果表明，两种植物一天中的液流速度变化小，维持在
较高速度值上，径向液流速最大值的位点均位于靠近形成层的区域。二者输水结构也表现出了相似的特征，两树
种的液流速度与其解剖结构有密切的关系。
关键词：紫藤；凌霄花；输水结构；水流速度；导管
中图分类号：Q945.171 文献标识码：A 文章编号：1009-9115（2003）05-0053-03

植物根部吸收土壤中的水分，由木质部中的导管向上运
输，最后由叶表面蒸发至大气中。[1]水分在植物体内输导，
能够动态地反映植物体内瞬时水流流速和体积极流量，因此
引起许多学者的重视。[2]
导管是被子植物的输水结构，水分靠内聚力在导管内形
成连续的水柱，由根部被运送至蒸腾表面。[3][4]植物的水分
传导效率与输水结构（导管和导管分子）密切相关，包括导
管直径，频率、长度、导管分子长度及导管内部结构如穿孔
形成，穿孔板角度，侧壁纹孔式，内壁雕纹内合物等。[4][5][6]
对植物体内液流的测定有多种方法，从最早的染色法、
热平衡法，到放射性同位素示踪法、磁流体动力学法、热平
衡法、冲洗法，这些方法都不能保证树木在自然生长状态下
获得测定指标。而由 Edwards(1991)等人发展完善的热脉冲
技术，能在基本保持树木自然生活状态不变的条件下，获得
较准确的测定树木液流的结果。[7][8][9]
虽然对植物茎干液流的测定和液流变化与输水结构的相
关性的研究报道较多，但都以乔木为材料，对温带藤本植物液
流的研究未见报道。我们以两种藤本植物为实验材料，测定其
茎液流变化，并分析液流变化与输水结构的关系，以填补这方
面研究的空白。
1 材料和方法
1.1 材料：选取紫藤（Wistaria Sinensis）和凌霄花（Campsis
Chinensis）作为研究对象。
1.2 实验方法
1.2.1 用热脉冲法测定茎干液流速度
选取直径 4cm左右的茎干，在离地面 1m处用热脉冲速
度记录仪测定茎干形成层下不同深度（3mm, 5mm, 7mm,
9mm）处的液流速度，脉冲持续时间：0.8s，脉冲间隔：10min，
测量持续时间为 1d。
1.2.2 输水结构的解剖学特征观察
在测定部位选取小木块，用于解剖学研究。木质部样品
经过水煮软化，放入甘油酒精中继续软化并保存。用滑走切
片机切片后，切片经 20%次氯酸钠漂白，番红染色，再经酒
精系列脱水，二甲苯透明，最后用加拿大树胶封固，在显微镜
下观察并拍照。
用于离析的材料被切成火柴梗大小，用 Jeffeny 法离析
由番红染色，70%甘油临时封片，在显微镜下观察导管分子
长度和宽度。用于制作树脂铸型的材料切成 10mm×20min
的小试条，干燥后浸入苯乙烯溶液中渗透，60℃聚合，完全
聚合后通过交替使用过氧化氢/冰硝酸（1:1）和硫酸两种溶
液消化，去除细胞壁成分。水洗除去残渣，得到透明的导管
分子铸型，在 SEM下观察并照相。[10][11][12][13]
依据上述方法，对紫藤和凌霄花分别做了三次重复实
验，取其平均值。
2 结果
2.1 紫藤茎干液流速度
紫藤茎干断面径向不同位点的液流速度变化比较平稳，
白天的上、下午流速较低，中午较高，但形成的峰并不陡，
说明流速受气温的影响并不大。紫藤最大液流速度的茎向发
生位点在白昼多位于距形成层相对距离 0.5cm左右，说明该
处有较高的水分输导率。另两个位点处（0.3cm、0.7cm）的
流速也较高，最深层的位点（1.2cm）处的流速最低（见图
1）。紫藤断面各位点平均流速最大值为 10.57，一天的平均
值为 9.36。
第 25卷第 5期 唐山师范学院学报 2003年第 5期
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图中 ch0，ch1，ch2，ch3分别代表 0.3cm, 0.5cm, 0.7cm, 1.2cm四处位点的流速变化。
图1 紫藤茎干断面径向不同位点的树液流动速度的日变化
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
9:50 11:50 13:50 15:50
时间
流
速
（
cm
/h
）
ch0
ch1
ch2
ch3

所测紫藤的有效传导面积为11.94cm2，根据公式Q=V×A，
式中：Q为茎干断面流量，A为传导液流的有效木质部面积，
V为液流速度。可计算出紫藤的液流流量。结果为：流量最大
值为 126.6cm3/h，最小值为 71.3cm3/h，平均为 112cm3/h。
2.2 凌霄花茎干流速度
图 2显示的凌霄花液流速度变化曲线与紫藤略有不同。
在 7:40有一个突然上升，至 9:20又陡然下降，但幅度并不
大，其余时间基本平稳，变化很小。最外（0.3cm）和最内
（0.9cm）两位点的流速稍低于其它两位点（0.5cm, 0.7cm）。
凌霄花各位点的平均流速最大值为 13.48，一天平均值为
6.09。凌霄花断面径向最大流流速度相对位点多发生在形成
层内 0.6cm左右处。
图中 ch0，ch1，ch2，ch3分别代表 0.3cm, 0.5cm, 0.7cm,
0.9cm四处位点的流速变化。
图2 凌霄花茎干断面径向不同位点树液流动速度的日变化
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0.298611111 0.381944444 0.465277778 0.548611111 0.631944444
时间
流
速
（
cm
/h
）
ch0
ch1
ch2
ch3

所测凌霄花有效传导面积为 5.25cm2，由此计算出的液
流量最大值为 41.6cm3/h，最小值为 24.2cm2/h，平均值为
32cm3/h。
2.3 两藤本植物茎干的木材解剖结构特征
紫藤为半环孔材，凌霄花为环孔材，二者导管和导管分
子的结构特征见表 1。
3 结论
3.1 紫藤和凌霄花在自然生长状态下，白天年均流速为9.36
和 6.09。从结果看，其流速值与阔叶乔木相近，一天中最大
流速值的峰明显低于阔叶乔木，但藤本植物一天中流速值较
稳定，变化不大。
3.2 紫藤和凌霄花的输水结构有共同的特点。即导管直径
大，导管分子短，侧壁纹孔多而大，螺纹加厚不明显。
3.3 两种植物径向断面形成层以下不同深度树液流速有相
似的变化趋势，并且径向最大液流速度相对位点均位于形成层
下 0.5cm左右处，表明在边材区域有最高的水分传导效率。

贾长虹：紫藤和凌霄花的输水结构与水流速度的初步研究
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表 1 紫藤（Wistaria sinensis）和凌霄花（Campsis chinensis）木材解剖学特征
凌霄花（Campsis Chinensis） 紫藤(Wistaria Sinensis）
直径(mm)
导管分子长(mm)
导管频率(个/mm2)
穿孔板倾斜度
纹孔密度
纹孔膜直径(mm)
170
170
72
平或略斜
密
8
210
180
15
平或略斜
密
9
尾
螺纹加厚
无
少
无
少，局部有
参考文献：
[1] 许旭旦.植物的水份关系[M].北京:科学出版社,1989.
[2] Tyree, M.T. et al. Biophysical Perspective of Xylem Evolution: Is There a Tradeoff of Hydraulic Efficient for Vulnerability to
Dysfunction?[J].IAWA. J. 1994,15(4):335-360.
[3] Welle.B.J.H.Differences in Wood Anatomy of Lianas and Trees [J].IAWA Bull. 1985,(6):70(abst.)
[4] Richter, H.Water Relations of Plants in the Field: Some Comments on the Measurement of Selected Parameters[J].J.Exp.Bot.
1997, 48(306):1-7.
[5] Carlquist, B.L. Ecological Strategy of Xylem Evolution[M]. Berkeley and London: Univ. California Press, 1975.
[6] Ewers, F.W . Variation in vessel length and diameter of six subtropical lianas [J].Amer. J. Bot. 1989,76(10):1452-1459.
[7] Swanson RH, Whitfield DWN. A Numerical Analysis of Heat Pulse Velocity Theory and Practice[J].J.of Exp.Bot.1981,(2):221.
[8] 刘奉觉,郑世锴,巨关升.用热脉冲速度记录仪（HPVR）测定树干液流[J].植物生理学通讯,1993,29(2):110-115.
[9] 李海涛,陈灵芝.用于测定树干木质部蒸腾液流的热脉冲技术研究概况[J].植物学通报,1997,14(4):24-29.
[10] 张清敏,徐濮.扫描电子显微镜和 X射线微区分析[M].天津:南开大学出版社, 1988.333.
[11] 田中敬一.图解扫描电子显微镜──生物样品制备[M].北京:科学出版社, 1984.127-133.
[12] Murakami T. Application of the Scanning Electron Microscope to the Study of the Fine Distribution of the Blood Vessels [J].Archirum
Histologicum Japonicum, 1971,(32): 445-452.
[13] Saiki H, T Goto, T Sakuno. Scanning Electron Microscopy of Glue Lines Separated from Plywood[J]. .Mokuzai Gakkaishi, 1975,
(21): 283-288.
A Preliminary Study on the Water Transport Structures and Water
Flow Velocity of Wistaria Sinensis and Campsis Chinensis
JIA Chang-hong
(Department of Chemical Engineering, Hebei Institute of Technology, Hebei Tangshang 063009)
Abstract: The heat pulse technique was applied to the study of the water flow velocity of Wistaria Sinensis and Campsis
Chinensis. The water transport structures of the two plants were studied by means of wood anatomical method. The results showed
that: there were little changes of water flow velocity of the two plants, the two species with higher volume all the day. The relative
point at which maximum sapflow velocity occurred in cambium. There were similar characteristics in the water transport structures of
the two plants. There were close relationship between sapflow velocity and anatomical structures of xylem.
Key words: Wistaria Sinensis; Campsis Chinensis; water transport structures; water flow velcocity; vessels
责任编辑、校对：李春香