全 文 ：生态环境 2008, 17(3): 1100-1106 http://www.jeesci.com
Ecology and Environment E-mail: editor@jeesci.com
基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（40302034）
作者简介：余龙江(1966－)，男，教授，博士, 研究方向为资源生物技术与地质生态学。E-mail: yulongjiang@hust.edu.cn
*通讯联系人，E-mail: yulongjiang@hust.edu.cn; hulwei_009@163.com
收稿日期：2007-11-20
不同地质背景下黄荆的光合蒸腾及水分利用效率比较
余龙江 1*，刘彦 1，李为 1*，项俊 1,2，吴耿 1，栗茂腾 1
1. 华中科技大学生命科学与技术学院资源生物学与生物技术研究所，湖北 武汉 430074；
2. 黄冈师范学院生命科学与工程学院，湖北 黄州 438000

摘要：为了掌握岩溶生态环境下典型植物的水分生理生态特征，采用英国产 TPS-1 便携式光合作用测定系统，研究比较了
桂林毛村不同地质背景（石灰岩、白云岩和砂页岩）下黄荆 (Vitex negundo Linn.) 的蒸腾光合和水分利用效率特征，并通过
偏相关分析和主成分分析，探讨了影响黄荆水分利用效率的主要因素。结果表明， ① 砂页岩区黄荆的日平均蒸腾速率明显
高于石灰岩区和白云岩区，但日平均光合速率却明显低于石灰岩区，与白云岩区差别不显著。关于水分利用效率(WUE)，则
是石灰岩区远高于砂页岩区，白云岩区则略高于砂页岩区，说明生长在岩溶区（石灰岩区和白云岩区）的典型植物黄荆在长
期的演化中形成了适应岩溶干旱的水分生态特征。 ② 影响黄荆水分利用效率的主要因子是大气温度、大气相对湿度、气孔
导度和 CO2浓度，但影响程度因地质背景的不同而有较大差异。
关键词：黄荆 (Vitex negundo Linn)；不同地质背景；水分利用效率(WUE)；蒸腾速率；光合速率
中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）03-1100-07
我国西南岩溶石漠化地区有着独特的生态环
境特征[1-2]，如土壤保水能力弱，钙镁含量高，水土
流失严重，生态环境受人类活动影响破坏严重，植
被生长环境相对干旱等，造成该地区发育的植被有
喜钙、耐旱、石生等特征。岩溶生态系统的脆弱性，
使得岩溶生态环境的保护和恢复成为一项重要和
长期的工作，需要选择合适的植物种群促进石山地
区植被的正向演替[3]。蒸腾作用和光合作用作为植
物重要的生理活动，其强度和变化特征直接反映了
植物对环境的适应能力。鲍玉海[4]等研究了山东石
灰岩区几种灌木的蒸腾作用特征及其影响因子；黄
玉清等[5]对广西平果县示范区几种植物的蒸腾光合
特征和水分利用效率做了初步研究；李为等[6]研究
比较了不同地貌部位黄荆的蒸腾作用特征及其影
响因素。不过，目前对于岩溶地区典型植物光合蒸
腾作用的研究仍然很欠缺，尤其是对于不同地质背
景典型植物的光合蒸腾作用特征的比较研究尚未
见报道。黄荆 (Vitex negundo Linn.)为马鞭草科牡荆
属植物，在岩溶区和非岩溶区都有较广泛的分布。
黄荆叶清热解毒，其提取物对细菌有广泛抑制作
用，黄荆籽提取物中有较强抗氧化活性的查耳酮等
黄酮类化合物[7]。黄荆喜充足阳光，耐干旱瘠薄，
对土壤要求不严，是很多石山地区生态恢复的先锋
物种[8]。本文以桂林毛村为例，研究比较了不同地
质背景典型植物黄荆的光合蒸腾及水分利用效率
的日动态特征，并分析了影响黄荆水分利用效率的
主要因素，为掌握岩溶生态环境下典型植物的水分
生理生态特征及对环境的适应性、合理选择石山绿
化树种提供一定的科学依据。
1 研究区概况与研究方法
1.1 研究区概况
桂林毛村位于桂林市东南约 30 km的灵川县潮
田乡，为峰丛洼地和峰丛谷地地形，属于亚热带季
风气候区，四季分明，受季风活动影响降雨年内分
配不均。夏季湿热多雨，秋季干旱少雨。雨季多从
每年 3月开始至 8月，其中 5月到 7月为降雨量最
大时期[9]，旱季则从每年 9月至次年 2月。
选择毛村 3个不同地质背景的地点进行比较研
究，分别是代表石灰岩区的毛村口、代表白云岩区
的掌山底和代表砂页岩区的师籁。石灰岩区基岩是
由泥盆系融县组石灰岩组成，白云岩区基岩由东岗
岭组白云岩（夹杂少量石灰岩）组成，砂页岩区基
岩是由含铁砂页岩组成。不同基岩发育的土壤不
同，石灰岩和白云岩区土壤以棕色石灰土为主，土
壤 pH 值为中性偏碱；砂页岩发育的土壤是地带性
红壤，土壤厚度约 1 m。3 个地点植被都保存得较
好，石灰土上覆盖植被为以青冈为主的林地和以黄
荆、檵木占优势的灌木林；红壤是以栲树林为主的
林地，也有较为集中生长的黄荆等灌木分布。
1.2 研究方法
在雨季（7 月）和旱季（10 月），选择晴朗无
风的天气，在毛村口石灰岩区、掌山底白云岩区和
余龙江等：不同地质背景下黄荆的光合蒸腾及水分利用效率比较 1101
师籁砂页岩区 3个具有不同地质背景的地点，分别
选取集中生长、长势较好、周围植物影响小的 3株
黄荆作为标准株，在标准株的树冠中部向阳处各选
取 2片功能叶片作为标准叶片，每片叶片上重复测
定 5次。从早晨 8:00时至傍晚 17:30时，采用英国
产 TPS-1便携式光合作用测定系统测定叶片的蒸腾
速率（Tr，mmol·m-2·s-1）、光合速率（Pn，µmol·m-2· s-1），
气孔导度（Rc，mmol·m-2·s-1）和胞间 CO2浓度（Ci，
mmol·L-1）等生理指标，以及大气 CO2浓度（Ca，
mol·L-1）、光合有效辐射（PAR，µmol·m-2·s-1）、大
气相对湿度(Rh，%)、大气温度(Rt， )℃ 、叶面温度
(Lt， )℃ 等相关环境因子。每隔 1.5 h测定 1次（11:00
时至 14:30时间隔 1 h）。整个实验重复 2次，数据
为 2 d测定的平均值。
采用 SPSS 软件对数据做偏相关分析和主成分
分析，探讨影响黄荆水分利用效率的主要因素。
2 结果与讨论
2.1 不同地质背景黄荆蒸腾速率日动态比较
蒸腾速率作为衡量植物蒸腾强度的指标，在一
定程度上反映了植物调节水分的能力及对逆境的
适应能力[10]。雨季，砂页岩区黄荆的蒸腾速率日变
化曲线为明显的单峰型，早晨 8:00 时蒸腾速率较
小，并逐渐上升，在 14:30 时达到峰值后开始迅速
下降，至 16:00 左右变化趋于平稳。石灰岩区和白
云岩区黄荆的蒸腾速率日变化趋势大致相同，变化
幅度都远小于砂页岩区，最大峰值都出现在 16:00，
石灰岩区黄荆蒸腾速率在 11:00 时略有下降，白云
岩区黄荆在 14:30 时有较为明显的下降。旱季，不
同地质背景下黄荆日蒸腾速率变化曲线均呈明显
的单峰型，早晨蒸腾速率逐渐升高，在中午时达到
最高，各个地点峰值大小和出现的时间有差异。白
云岩区的峰值出现最早（12:00），其次是石灰岩区
（13:00），砂页岩区最晚（14:30），午后蒸腾速率逐
渐下降，直到傍晚。蒸腾速率的最高值虽然为白云
岩区>砂页岩区>石灰岩区，但达到峰值后，不同地
质背景黄荆蒸腾速率下降到低谷的幅度不同，白云
岩区下降幅度最大，其次是砂页岩区和石灰岩区。
比较不同地质背景黄荆的日平均蒸腾速率可知，
砂页岩区黄荆蒸腾速率在雨季和旱季都明显高于石
灰岩区和白云岩区。植物的蒸腾作用强度大小与所在
地的土壤结构、光照风速条件以及水热条件密切相
关。石灰岩区和白云岩区属于岩溶区，与非岩溶区的
砂页岩区的地层结构有较大差异，由于岩溶区存在双
层结构，土壤持水性较差，水分易流失[2]，故土壤水
分状况不如非岩溶区，分析这是在同一小气候条件
下砂岩区植物蒸腾速率明显大于非岩溶区的石灰
岩区和白云岩区的主要原因。同时，该结果也说明
生长石灰岩区和白云岩区的典型植物黄荆在长期
的演化中形成了适应岩溶干旱的水分生态特征，这
是植物在长期适应岩溶干旱生境的过程中叶片结
构发生适应性变化而造成的。岩溶区（石灰岩区）
与非岩溶区（砂页岩区）黄荆叶片的表皮形态和解
剖结构观察结果（另文报道）也证明了上述结论。
扫描电镜结果显示岩溶区黄荆叶片的表皮毛密度
和长度要高于非岩溶区，且气孔深藏于叶下表皮浓
密的表皮毛间隙。石蜡切片显微观察结果显示，岩
溶区黄荆的叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织的
厚度以及栅栏组织的致密程度均大于非岩溶区，这
些特征都有利于减少水分蒸发，降低因岩溶干旱带
来的水分缺失，而且也与野外观测岩溶区黄荆的日
平均蒸腾速率小于非岩溶区相对应。
2.2 不同地质背景黄荆光合速率日动态比较
从图 3和图 4可以看出，雨季，不同地质背景
下的黄荆在日出之后叶片光合速率均不断升高，在












图 2 旱季不同地质背景下黄荆蒸腾速率日变化
Fig. 2 Diurnal change of transpiration rate of Vitex negundo
under different geological background in dry season













图 1 雨季不同地质背景下黄荆蒸腾速率日变化
Fig. 1 Diurnal change of transpiration rate of Vitex negundo
under different geological background in rainy season


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石灰岩区 白云岩区 砂页岩区
1102 生态环境 第 17卷第 3期（2008年 5月）
中午时分都出现了明显的光合午休现象，石灰岩区
出现在 12:00~13:00, 白云岩区出现在 11:00, 砂页
岩区出现在 13:00。旱季，石灰岩区和白云岩区黄
荆的光合速率自清晨逐渐升高，于 9:30达到第一峰
值后开始下降，11:00 时达到低谷，出现光合午休
现象，然后光合速率又逐渐升高至 12:00 时达到第
二峰值后逐渐下降到傍晚。石灰岩区黄荆光合速率
的第一和第二峰值都明显高于白云岩区。砂页岩区
黄荆的光合速率日进程曲线为单峰型， 11:00时达
到峰值后逐渐下降。比较不同地质背景黄荆的日平
均光合速率可知，在雨季和旱季，都是石灰岩区黄
荆的日平均光合速率最高，白云岩区和砂页岩区则
互有高低。
Farquhar 和 Sharkey[12]认为，午间光合速率的
下降受到非气孔因素和气孔因素两种影响。在午间
高光照和高温的情况下，叶肉细胞中酶活性降低导
致羧化能力下降，会引起光合速率的降低。同时，
由于气孔关闭，叶肉细胞间隙内的 CO2浓度下降造
成光合作用的碳源减少，也能引起叶片光合速率降
低[13-14]。通过胞间 CO2浓度和气孔限制值 Ls（气孔
限制值=1-胞间 CO2浓度/大气 CO2浓度）的变化趋
势可判定光合午休现象的原因是气孔因素占主导
地位还是非气孔因素占主导地位。当午间光合速率
开始下降，午休现象产生时，如果胞间 CO2 浓度
Ci 降低，气孔限制值 Ls 升高，光合速率的下降主
要是由气孔限制因素引起；而当午休出现时，Ci上
升，Ls下降，此时光合速率的下降以非气孔限制因
素影响为主[12]。
2.3 不同地质背景黄荆水分利用效率日动态比较
由图 5、6和图 7、8可知，雨季石灰岩区黄荆
的光合午休主要由非气孔因素造成，白云岩区和砂
页岩区黄荆的光合午休主要是由气孔因素引起。旱
季，石灰岩区黄荆的光合午休是以气孔因素影响为
主。白云岩区黄荆光合午休出现时，气孔限制值和
胞间 CO2浓度变化方向相同，表明黄荆叶片的光合
午休是由两种因素共同作用。
有研究表明[10]，在水分始终充足或始终胁迫等
较为稳定的状况下，气孔限制因素是光合午休的主
导因素。土壤水分状况剧烈变化的条件下，非气孔
限制因素将是光合午休的主导因素。雨季，石灰岩
区土层厚度低，持水能力差，造成降雨后水分流失
严重，土壤含水量变化剧烈，因而石灰岩区黄荆叶
片的光合午休是以非气孔因素影响为主。白云岩区
和砂页岩区土壤厚度较石灰岩区高，降雨后土壤水
分状况较为稳定，黄荆的光合午休以气孔因素影响
为主。旱季，降雨偏少，石灰岩区土壤水分状况始
终处于较低水平，黄荆叶片的光合午休以气孔因素
影响为主。












图 3 雨季不同地质背景下黄荆光合速率日变化
Fig. 3 Diurnal change of photosynthesis rate of Vitex negundo under
different geological background in rainy season













图 4 旱季不同地质背景下黄荆光合速率日变化
Fig. 4 Diurnal change of photosynthesis rate of Vitex negundo under
different geological background in dry season













图 5 雨季不同地质背景下黄荆气孔限制值(Ls)日变化
Fig. 5 Diurnal change of stomatal limitation value of Vitex negundo
under different geological background in rainy season

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余龙江等：不同地质背景下黄荆的光合蒸腾及水分利用效率比较 1103
水分利用效率(WUE)是用来描述植物产量与
耗水量之间关系的指标。WUE=光合速率/蒸腾速率
[15]。水分利用效率越高，植物在单位耗水量下合成
的干物质越多。由图9和图10可知，雨季，石灰岩
区黄荆水分利用效率从清晨开始升高，11:00时达到
峰值后迅速下降，于12:00~ 13:00下降到低谷后回
升，14:30后变化趋于平稳。白云岩区和砂页岩区黄
荆水分利用效率均在9:30时达到峰值后开始逐渐下
降，前者在14:30时降至日间最低值，后者在13:00
时降到日间最低值，随后水分利用效率回升。旱季，
石灰岩区和白云岩区黄荆水分利用效率变化曲线
为双峰型，在9:30时达到最高峰值后下降，于11:00
时降至低谷后回升，前者在12:00时、后者在14:30
时达到日间第二高峰。砂页岩区黄荆水分利用效率
从清晨开始下降到9:30时开始回升，从11:00时开始
逐步下降并趋于平稳。当光合速率的增幅低于蒸腾
速率时，水分利用效率下降。光合午休的出现也会











图 7 旱季不同地质背景下黄荆气孔限制值(Ls)日变化
Fig. 7 Diurnal change of stomatal limitation value of Vitex negundo under
different geological background in dry season












图 9 雨季不同地质背景下黄荆水分利用效率(WUE)日变化
Fig. 9 Diurnal change of water use efficiency of Vitex negundo under
different geological background in rainy season












图 8 旱季不同地质背景下黄荆胞间 CO2 浓度(Ci)日变化
Fig. 8 Diurnal change of intercellular CO2 concentration of Vitex negundo
under different geological background in dry season












图 10 旱季不同地质背景下黄荆水分利用效率(WUE)日变化
Fig.10 Diurnal change of water use efficiency of Vitex negundo under
different geological background in dry season













图 6 雨季不同地质背景下黄荆胞间 CO2 浓度日变化
Fig. 6 Diurnal change of intercellular CO2 concentration of Vitex negundo
under different geological background in rainy season

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1104 生态环境 第 17卷第 3期（2008年 5月）
导致水分利用效率在午间出现低谷，光合速率和蒸
腾速率的不同步是引起水分利用效率变化的主要
原因。比较三个地质背景黄荆的日平均水分利用效
率可知，在雨季和旱季石灰岩区和白云岩区黄荆的
水分利用效率都高于砂页岩区，有研究表明[16]，适
度干旱条件下植物的水分利用效率较高。岩溶环境
下黄荆水分利用效率的提高，主要是由于受岩溶干
旱的影响，黄荆根系受水分胁迫造成蒸腾速率的下
降幅度较大，表现为水分利用效率的上升。
2.4 影响水分利用效率的因素分析
2.4.1 相关性分析
水分利用效率由蒸腾速率和光合速率决定，影
响蒸腾光合作用的各种因素都会对水分利用效率
产生不同程度的影响[14-16]。
由表 1和表 2可以看出，雨季，大气 CO2浓度、
气孔导度和胞间CO2浓度与石灰岩区黄荆的水分利
用效率相关性较高。光合有效辐射、大气相对湿度、
气孔导度和胞间CO2浓度与白云岩区和砂页岩区黄
荆水分利用效率的相关性较高。此外，大气温度对
白云岩区黄荆水分利用效率的影响也达到了极显
著的水平，大气 CO2浓度对砂页岩区黄荆水分利用
效率的影响也达到了极显著水平。大气 CO2浓度增
加能够使气孔开合减少，降低蒸腾速率，引起水分
利用效率提高[17]。大气相对湿度的增加降低了叶表
面与大气间的水蒸气压差，抑制蒸腾作用，使水分
利用效率提高[18]。
旱季，除大气 CO2浓度和大气相对湿度外，其
它各项因素对石灰岩区黄荆的水分利用效率相关
性均达到显著水平。白云岩区黄荆水分利用效率除
与大气相对湿度、大气 CO2浓度相关性较低外，其
它因素与黄荆水分利用效率的相关性都达到极显
著水平。除光合有效辐射外，砂页岩区黄荆的水分
利用效率与各因素的相关系数都没有达到显著相
关。
2.4.2 主成分分析
对不同地质背景条件下影响黄荆水分利用效
率的各因素做主成分分析，特征因子大于 0.6，累
积方差百分比（累积贡献率）大于 80%。3 个地质
背景下影响黄荆水分利用效率的各因子均可简化
为 2个主成分 Z1和 Z2；贡献率排序为：Z1>Z2。
从表3和表4可知，雨季，石灰岩区黄荆的第一
主成分Z1与大气温度、大气相对湿度和胞间CO2浓
度相关性比较高，可以将Z1看作是温度和湿度等的
综合影响的结果（温度和湿度的变化会引起胞间
CO2浓度的改变）。Z2和大气CO2浓度、光合有效
辐射和气孔导度相关性也较高。由于光合有效辐
表 1 雨季黄荆水分利用效率与各影响因子的偏相关性
Table 1 The partial correlation between WUE and influence factors of Vitex negundo in rainy season
地质背景 大气 CO2浓度
/(mol·L-1)
光合有效辐射
(µmol·m-2·s -1)
大气相对湿度
/%
大气温度
/℃
气孔导度
/(mmol·m-2·s-1)
胞间 CO2浓度
/(mmol·L-1)
石灰岩区
白云岩区
砂页岩区
0.835**
0.712*
0.977**
-0.766*
0.869**
-0.977**
-0.671*
0.999**
0.986**
-0.794*
-0.991**
0.869**
0.859**
0.995**
0.987**
-0.841**
-0.988**
-0.980**
*P<0.05；** P<0.01
表 2 旱季黄荆水分利用效率与各影响因子的偏相关性
Table 2 The partial correlation between WUE and influence factors of Vitex negundo in dry season
地质背景 大气 CO2浓度
/(mol·L-1)
光合有效辐射
(µmol·m-2·s -1)
大气相对湿度
/%
大气温度
/℃
气孔导度
/(mmol·m-2·s-1)
胞间 CO2浓度
/(mmol·L-1)
石灰岩区
白云岩区
砂页岩区
0.370
0.141
0.158
0.667*
-0.977**
-0.547*
-0.155
-0.180
0.048
-0.864**
-0.985**
0.423
-0.590*
0.978**
0.434
-0.584*
-0.996**
0.244
*P<0.05；** P<0.01
表 3 雨季不同地质背景下影响黄荆 WUE 的主成分荷载
Table 3 Principal component Load of influencing WUE of Vitex negundo under different geological background in rainy season
影响因子 石灰岩区 白云岩区 砂页岩区
Z1 Z2 Z1 Z2 Z1 Z2
大气CO2浓度(Ca) -0.252 0.952 0.946 0.248 0.862 0.451
光合有效辐射(PAR) 0.413 0.810 -0.929 -0.113 -0.834 0.372
大气相对湿度(Rh) 0.869 -0.067 -0.176 0.873 0.434 -0.624
大气温度(Ta) 0.889 -0.308 -0.546 0.499 -0.767 0.447
气孔导度(Rc) -0.212 -0.748 0.837 -0.139 0.857 0.371
胞间CO2浓度(Ci) -0.983 0.030 0.886 0.322 0.899 0.404
余龙江等：不同地质背景下黄荆的光合蒸腾及水分利用效率比较 1105
射、大气CO2浓度通过改变气孔导度的开闭程度从
而改变叶片对CO2的固定，进而影响叶片的水分利
用效率，可以将石灰岩区黄荆水分利用效率的影响
因素归纳为温度、大气相对湿度和气孔导度。白云
岩区黄荆的第一主成分Z1与大气CO2浓度、光合有
效辐射、气孔导度和胞间CO2浓度与水分利用效率
的相关性都比较高，由于这些因素对气孔导度的有
明显的影响，可以将Z1看做是气孔导度影响的代
表。Z2与大气相对湿度相关性较高。因而白云岩区
黄荆水分利用效率的影响因素可以简化为气孔导
度和大气相对湿度。影响砂页岩区黄荆水分利用效
率的Z1主成分与白云岩区黄荆类似，可以归纳为气
孔导度的影响，Z2与大气相对湿度的相关性最高，
砂页岩区黄荆水分利用效率的影响因素也可以看
作以气孔导度和大气相对湿度为主。
旱季，影响石灰岩区黄荆水分利用效率的第一
主成分Z1与光合有效辐射和大气相对湿度相关性
较高，可以将Z1归纳为光合有效辐射和湿度的综合
影响。Z2主成分与气孔导度的相关性也较高，可以
将影响石灰岩区黄荆水分利用效率的因素归纳为
光合有效辐射、湿度和气孔导度。影响白云岩区黄
荆水分利用效率的第一主成分Z1与温度、大气CO2
浓度的相关性较高，可以归纳为两者的综合影响。
Z2与气孔导度相关性最高，可将Z2归纳为气孔导度
的影响。综合分析影响砂页岩区黄荆水分利用效率
的第一主成分Z1和第二主成分Z2可知，各个因素的
相关系数都比较高，影响相当。
3 结论
（1）不同地质背景条件下，黄荆蒸腾光合作用
的日变化规律有较大差异。砂页岩区黄荆的蒸腾速
率明显高于石灰岩区和白云岩区，但净光合速率却
明显低于石灰岩区，而与白云岩区差别不显著。关
于水分利用效率，则是石灰岩区远高于砂页岩区，
白云岩区则略高于砂页岩区。这些结果说明生长在
岩溶区（石灰岩区和白云岩区）的典型植物黄荆在
长期的演化中形成了适应岩溶干旱的水分生态特
征，这是植物在长期适应岩溶干旱生境的过程中叶
片结构发生适应性变化而造成的。
（2）综合偏相关和主成分荷载的分析结果，影
响黄荆水分利用效率的主要因子是大气温度、大气
相对湿度、气孔导度和 CO2浓度，但影响程度随地
质背景的不同而有较大差异。

致谢：国土资源部岩溶动力学重点实验室的曹建华
研究员在野外试验中给予了热情帮助，在此表示诚
挚的感谢！

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表 4 旱季不同地质背景下影响黄荆 WUE 的主成分荷载
Table 4 Principal component Load of influencing WUE of Vitex negundo under different geological background in dry season
影响因子 石灰岩区 白云岩区 砂页岩区
Z1 Z2 Z1 Z2 Z1 Z2
大气 CO2浓度(Ca) -0.343 0.785 -0.947 0.258 0.855 -0.246
光合有效辐射(PAR) 0.802 -0.088 0.674 0.661 -0.790 0.456
大气相对湿度(Rh) 0.903 -0.219 -0.755 0.557 0.853 0.474
大气温度(Ta) 0.725 0.621 0.945 -0.236 -0.980 0.032
气孔导度(Rc) -0.115 -0.922 0.361 0.843 0.322 0.939
胞间 CO2浓度(Ci) -0.682 0.700 -0.815 -0.458 0.947 -0.085

1106 生态环境 第 17卷第 3期（2008年 5月）
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Photosynthesis, transpiration and water use efficiency of Vitex negundo
under different geological background

Yu Longjiang1, Liu Yan1, Li Wei1, Xiang Jun1,2, Wu Geng1, Li Maoteng1
1. Institute of Resource Biology and Biotechnology, College of Life Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan
430074,China; 2. College of Life Science and Engineering, Huanggang Normal University, Huangzhou 438000, China

Abstract: In order to grasp the characteristics of water physiological ecology of typical plants in the karst ecosystems, the compara-
tive study on photosynthesis, transpiration and water use efficiency (WUE) of Vitex negundo Linn. under different geological back-
ground (limestone, dolomite and sandstone) were carried out in Maocun, Guilin, using a portable TPS-1 Photosynthesis System made
in England. The main influencing factors of water use efficiency(WUE) of Vitex negundo were also explored through partial correla-
tion analysis and principal component analysis. The results were obtained as follows: ① The average diurnal transpiration rate of
Vitex negundo in sandstone area was significantly higher than that in limestone area and dolomite area, but the average diurnal pho-
tosynthesis rate of Vitex negundo in sandstone area was significantly lower than that in limestone area while had no significant dif-
ference with that in dolomite area. The water use efficiency (WUE) of Vitex negundo in limestone area was much higher than that in
sandstone area, while the WUE of Vitex negundo in dolomite area was a little higher than that in sandstone area. These results sug-
gested that, in the long-term evolution, the typical plant Vitex negundo grown in the karst areas (limestone area and dolomite area)
formed water ecological characteristics to adapt to karst drought. ② The main factors influencing the WUE of Vitex negundo were air
temperature, air humidity, stomatal conductance and CO2 concentration, but the influencing degree varied obviously with the geo-
logical background.
Key words: Vitex negundo; different geological background; water use efficiency (WUE); transpiration rate; photosynthesis rate