全 文 ：文章编号:1001 － 4829(2014)04 － 1794 － 03
收稿日期:2014 － 02 － 20
基金项目:哈尔滨市科技攻关项目(2008AA6CN090);东北林业
大学校企合作项目(030-43210004)
作者简介:韩梅梅(1989 － )，女，山东临邑人，在读硕士，研究方
向植物应用，联系电话:13029857618，E-mail1066808123@ qq．
com。
不同环境下家榆和黑榆的比叶重、
光合色素含量、光合指标的比较
韩梅梅，岳 桦
(东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要:为了比较家榆和黑榆对不同环境的适应能力，将盆栽的家榆和黑榆幼苗分别放置于植物园、苗圃、路口 3 个不同的环境，
放置 60 d之后，测定家榆和黑榆的叶片比叶重、光合色素含量、光合指标。结果表明，不同环境下家榆和黑榆的比叶重、光合色素
含量、光合指标具有显著性差异。随着污染程度的加剧，家榆叶片比叶重、Chla、Chlb、Chl(a + b)、Car、Pn、Gs、Tr、WUE 呈降低的趋
势，Chla /Chlb、Ci不断升高;黑榆比叶重、Chla /Chlb、Pn、WUE呈升高的趋势，Chla、Chlb、Chl(a + b)、Car呈降低的趋势。综合分析
得出，黒榆对不同环境的适应能力大于家榆。
关键词:家榆;黑榆;比叶重;光合色素;光合指标
中图分类号:S792． 193 文献标识码:A
Specific Leaf Weight，Photosynthetic Pigment and Indicators of Ulmus pumila L．
and Ulmus davidiana var． mandshurica Skv． in Different Environments
HAN Mei-mei，YUE Hua
(Northeast Forestry University，Heilongjiang Harbin 150040，China)
Abstract:The adaptability of Ulmus pumila L． and Ulmus davidiana var． mandshurica Skv． in different environments were studied． The
potted plants in three different habits were put for 60 days，then measuring their specific leaf weight，photosynthetic pigment and indicators．
The results showed that under the different environments，the above indicators of Ulmus pumila L． and Ulmus davidiana var． mandshurica
Skv． had significant differences． As the pollution increased，the specific leaf weight，Chla，Chlb，chlorophyll (a + b)，Car，Pn，Gs，Tr
and WUE of Ulmus pumila L． presented a trend of decrease;Chla /Chlb，Ci rise． Specific leaf weight，Chla /Chlb，Pn，WUE of Ulmus da-
vidiana var． mandshurica Skv． presented a trend of increase，but Chla，Chlb and chlorophyll (a + b) ，Car presented a trend of decrease．
The comprehensive analysis indicated that Ulmus davidiana var． mandshurica Skv． had better adaptability than Ulmus pumila L． ．
Key words:Ulmus pumila L．;Ulmus davidiana var． mandshurica Skv．;Specific leaf weight;Photosynthetic pigment;Photosynthetic indicators
哈尔滨被誉为“榆都丁香城”，在哈尔滨园林中
主要应用的榆树类为家榆(Ulmus pumila L．)，黒榆
(Ulmus davidiana var． mandshurica Skv．)应用较少，
在生产实践中认为黑榆较家榆的抗虫性略强。在观
赏上，榆树在树形上冠大，黑榆较家榆冠窄。因此，
本研究目的在于比较不同污染环境下家榆、黑榆对
环境适应性的差异，从而为哈尔滨榆树类植物应用
提供科学依据。
1 材料与方法
1． 1 实验地点概况
根据哈尔滨市环境监测资料，选择 3 个代表性
环境。环境 1 位于哈尔滨森林植物园，单侧临主干
路(距离主干路 645 m);环境 2 位于东北林业大学
花卉研究所苗圃，一侧临主干路，一侧临车流量较少
的次干路(距离主干路 208 m，距离次干路 16 m);
环境 3 位于和兴路和征仪路的十字路口，两侧均临
车流量大的主干路(距离主干路 2 m)。3 个环境的
大气环境资料来自哈尔滨市环境质量报告书，7 － 9
月份 3 个环境的平均大气污染状况如表 1 所示。
1． 2 植物材料
2013 年 5 月下旬分别在东北林业大学校园、哈
尔滨森林植物园采集家榆和黑榆的种子，并于 5 月
底播种育苗，经过 1 个月的生长，于 7 月初将家榆和
4971
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2014 年 27 卷 4 期
Vol. 27 No. 4
DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2014.04.083
黑榆幼苗分苗到内径 13 cm的盆中进行盆栽。无论
是育苗还是盆栽的基质(园土︰蛭石 = 3 ︰ 1)都经
过消毒。盆栽苗经过半个月光合水分的管理适应
后，于 7 月 15 号分别放置在植物园、苗圃、路口，每
个地点分别放置 50 株家榆和 50 株黑榆，并且高度、
基径和长势基本相同。放置地点都属于全光环境，
并且 3 个地点的水分管理措施相同。实验过程中并
未对其进行追肥，为了避免施肥可能补偿污染胁迫
对家榆和黑榆的影响效应，对实验的真实结果有所
影响。9 月中旬进行生理指标的测定。
1． 3 指标测定
1． 3． 1 比叶重的测定 在植物园、苗圃、路口分别
选取选择部位、长势、叶龄相同且无病虫害家榆和黑
榆的叶子各 60 片，采用 r = 0． 5 cm打孔器钻取 150
相同面积的样本，然后均分到 3 个容量瓶中，称重
W1;105 ℃杀青 15 min，90 ℃下至恒重 W2(干燥器
中冷却后再称);容量瓶重量为 W3;计算叶片相对含
水量和叶片比叶重，3 个重复求平均值。叶片比叶
重(g /m2)=(W2 －W3)/50πr
2 × 10000。
1． 3． 2 叶绿素含量的测定 叶绿素采用李合生浸
提法［1］。
1． 3． 3 光合指标的测定 在晴天、无风的条件下，
用 Li-COＲ6400XT光合测定系统，模拟人工光照强
度，选择相同朝向健康的顶生第 3 对叶子，进行 Pn、
Gs、Ci、Tr等指标的测定。利用 Pn /Tr计算水分利用
效率。测定前对 3 个地点的植物浇透水，每个地点
每个种选取 3 片叶子，每片叶子测定 15 个瞬时值。
1． 4 数据处理
采用 SPSS、Excel对数据进行分析，对于不同地
点的各个指标的差异用单因素方差分析，黒榆和家
榆之间的差异用 t检验。若 t ＜ 0． 05，则存在显著性
差异。
2 结果与分析
2． 1 不同环境下比叶重的变化
植物在不同环境中，比叶重能够反应植物对环
境的适应性［2］。黒榆和家榆叶片比叶重分别变化
于 408 ～ 505，277 ～ 344 g /m2，其均值分别为 449．
33、310． 33 g /m2，黑榆叶片比叶重明显高于家榆(t
检验，P = 0． 016174)。与植物园相比，黒榆叶片比
叶重比苗圃、路口分别减少 6． 62 %、23． 77 %。家
榆叶片比叶重与植物园相比，苗圃、路口分别增加了
9． 88 %、19． 48 %(表 2)。
2． 2 不同环境下叶片光合色素含量
植物叶绿素含量易受到大气污染的影响，叶绿
素的降解可作为空气污染的标志［3］。植物园、苗
圃、路口 3 个采样点 Chla、Chlb、Chl(a + b)、Cha /
Chb及 Car具有显著差异(ANOVA，P ＜ 0． 05)，2 个
物种叶片的光合色素含量差异显著(t 检验，P = 0．
018563)，家榆光合色素含量高于黑榆。植物在大
气受到污染的环境中，其叶片 Chla、Chlb 遭到不同
程度的破坏，并且 Chlb 破坏的程度高于 Chla，导致
Chl(a + b)含量下降，Chla /Chlb 值上升［4］。在 3 个
不同的采样点中，处于植物园的家榆和黑榆，其
Chla /Chlb值较小，Chl(a + b)含量较大。家榆叶片
Chla、Chlb、Chl(a + b)、Car在苗圃、路口分别比植物
园降低 1． 68 %、5． 83 %;26． 06 %、34． 85 %;8． 84
%、14． 35 % ;5． 49 %、11． 96 % ;Chla /Chlb 在苗
圃、路口分别比植物园增加了 32． 98 %、44． 55 %。
黑榆叶片 Chla、Chlb、Chl(a + b)、Car 在苗圃、路口
分别比植物园降低 14． 54 %、22． 30 %;25． 47 %、
46． 18 %;17． 77 %、29． 37 %;32． 76 %、35． 83 %;
Chla /Chlb在苗圃、路口分别比植物园增加了 14． 67
%、44． 37 %，如表 2。
2． 3 不同环境下叶片的光合指标
植物园、苗圃、路口 3 个采样点 Pn、Gs、Ci、Tr和
WUE具有显著差异(ANOVA，P ＜ 0． 05)，2 个物种
叶片的光合指标差异显著(t 检验，P = 0． 005563)。
在植物园，家榆与黑榆相比家榆的 Pn、Gs、Tr、WUE
较高，Ci 较低。随着污染程度的加剧，家榆的 Pn、
WUE不断降低，Ci 不断升高。与植物园相比，苗圃
家榆、路口家榆 Pn分别降低了 69． 43 %、87． 49 %，
WUE分别降低了 22． 97 %、59． 01 %，Ci 分别增加
了 36． 71 %、113． 4 %;黑榆的 Pn、WUE与污染程度
成正相关，Ci 与污染程度成负相关，与植物园相比，
苗圃黑榆、路口黑榆 Pn分别增加了 19． 61 %、43． 20
表 1 3 个环境 7 －9 月份的大气污染情况
Table 1 Air pollution situation in three environments from July to September
月份
Month
SO2 污染指数
SO2 pollution index
NO2 污染指数
NO2pollution index
可吸入颗粒污染指数
Inhalable particles
pollution index
综合污染指数
Comprehensive
pollution index
zwy mp lk zwy mp lk zwy mp lk zwy mp lk
7 21 31 39 34 56 58 56 63 109 50 59 115
8 24 33 41 37 47 62 60 60 104 52 57 102
9 27 41 44 40 43 69 58 66 115 58 63 108
59714 期 韩梅梅等:不同环境下家榆和黑榆的比叶重、光合色素含量、光合指标的比较
表 2 不同环境下家榆和黑榆的比叶重、光合色素和光合指标
Table 2 Specific leaf weight，photosynthetic pigment and indicators of Ulmus pumila and Ulmus davidiana under different environments
树种
Tree
species
地点
Place
比叶重
(g·m －2)
SLW
叶绿素 a
(mg·g － 1)
Chla
叶绿素 b
(mg·g － 1)
Chlb
叶绿素
(a + b)
(mg·g － 1)
Chl (a + b)
叶绿素 a /
叶绿素 b
Chla /Chlb
类胡萝
卜素
(mg·g － 1)
Car
净光
合速率
(μmol·
m －2 s － 1)
Pn
气孔导度
(mol·
m －2 s － 1)
Gs
胞间
二氧化
碳浓度
(μmol·
mol － 1)
Ci
蒸腾速率
(mmol·
m －2 s － 1)
Tr
水分利
用效率
(μmol·
mmol － 1)
WUE
家榆
Ulmus pumila
zwy 344 1． 07 0． 45 1． 52 2． 40 0． 28 10． 58 0． 06 80． 84 2． 13 4． 96
mp 310 1． 05 0． 33 1． 38 3． 20 0． 26 3． 23 0． 03 110． 52 0． 85 3． 82
lk 277 1． 01 0． 29 1． 30 3． 48 0． 24 1． 32 0． 01 172． 52 0． 65 2． 03
黑榆
Ulmus davidiana zwy 408 0． 98 0． 41 1． 39 2． 38 0． 32 5． 07 0． 05 141． 04 1． 57 3． 23
mp 435 0． 84 0． 31 1． 14 2． 73 0． 21 6． 07 0． 03 120． 95 1． 32 4． 58
lk 505 0． 76 0． 22 0． 98 3． 43 0． 20 7． 27 0． 02 96． 02 1． 19 6． 10
%，WUE分别增加了 41． 71 %、88． 66 %，Ci 分别降
低了 14． 24 %、31． 92 %。家榆和黑榆的 Gs和 Tr与
大气污染程度成负相关，与植物园相比，苗圃家榆、
路口家榆 Gs、Tr分别降低了 46． 09 %、75． 23 %;60．
31 %、69． 48 %，黑榆分别降低了 36． 56 %、53． 23
%;15． 60 %、24． 09 %;黑榆 Gs、Tr降低的幅度比家
榆小(表 2)。
3 结论与讨论
3． 1 叶片比叶重
比叶重(SLW)是衡量叶片光合作用性能的一
个参数，许多大田作物的产量均与比叶重存在一定
相关性［5］。在植物园，与黑榆相比，家榆比叶重较
小，比叶面积较大，能较好的适应环境。植物园、苗
圃、路口叶片比叶重具有显著差异，随着污染程度的
加剧，家榆叶片的比叶重减小，黑榆叶片的比叶重增
大，说明黒榆能较好的适应有污染的环境。
3． 2 叶片光合色素
叶绿素含量的变化，可以反映植物叶片光合作
用功能的强弱以及表征逆境胁迫下植物组织、器官
的衰老状况［6］。在植物园，家榆较黑榆有较高的光
合色素含量，生产力较高。植物园、苗圃、路口 3 个
采样点 Chla、Chlb、Chl(a + b)、Cha /Chb 及 Car 具有
显著差异，且随着污染程度的加剧，黑榆和家榆叶片
Chla、Chlb、Chl(a + b)、Car 降低，而 Chla /Chlb 升
高。黒榆在受污染的环境下光合色素的分解程度比
家榆小，因此黒榆较家榆具有较强的抗性和适应性。
3． 3 光合特性
植物的光合作用是一个比较复杂的生理反应过
程，光合速率的大小能体现出植物本身积累物质的
能力。WUE即水分利用效率，指的是 Pn 与 Tr 的比
值，在逆境胁迫下，植物能够通过感应环境和调节气
孔使 CO2 的固定和水分散失保持平衡，以便更好的
适应逆境［7］。结果表明大气污染对家榆和黑榆的
光合生理有较大的影响，并且两者之间存在显著差
异。在植物园，家榆有较高的 Pn、Gs，与黑榆相比，
能够吸收比较多的 CO2，但是也吸收了较多的大气
污染物，因此，家榆受污染的风险比较大。与植物园
相比，家榆和黑榆的 Pn、Gs、Ci、Tr、WUE 呈现不同的
变化趋势，这是与种类和环境的不同而异。理论上，
在比较好的环境下，植物为了最大程度的固定 CO2，
气孔开放的程度必须增大。实际上，在逆境中，气孔
开发程度的增大使得蒸腾失水和受污染的风险增
大。从这个方面来说，随着污染程度的加大，家榆
Pn降低减小了叶片受害的风险，黑榆 Pn 增大增大
了叶片受害的风险。随着污染程度的加大，家榆
WUE不断降低，而黑榆不断增加，这主要是因为家
榆通过降低 Pn适应逆境胁迫，而黑榆通过提高 Pn
可以更好的适应逆境胁迫。
综上所述，在污染环境下，与家榆相比，黒榆有
较大的比叶重，较低的光合色素分解度，较大的 Pn，
有较高的生产力，能较好的适应逆境。综合分析得
出黒榆比家榆的适应能力强。
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( 责任编辑 陈 虹)
6971 西 南 农 业 学 报 27 卷