全 文 ：亚热带季风常绿阔叶林植被恢复Ⅱ.
木本豆科植物的气体交换*
孙谷畴　曾小平　魏传钊　余作岳　(中国科学院华南植物研究所, 广州 510650)
【摘要】　测定了几种木本豆科植物和乡土树种如木荷、桂西荷的叶片光合速率月变化,并
在 7和 12 月测定了几种乡土树种、木本豆科植物和亚热带常绿阔叶树的气体交换量.结
果表明, 乡土树种在 5 月或 9 月光合速率达最大值, 而在 5- 9 月之间由于太阳辐射强烈
和气温较高,光合速率降低; 但木本豆科植物绢毛相思和大叶相思光合速率则较高, 说明
木本豆科植物在华南夏季能适应当地酷热条件 ,保持较高光合速率.在 7 月,阴香日同化
量为 8. 59g·m-2,马占相思为 5. 69g·m-2, 乡土树种木荷达 7. 46g·m-2. 由此可见,乡土树
种或常绿阔叶树种与木本豆科植物的阔叶混交林有助于提高太阳辐射能利用和增加光合
同化产物, 从而有利于亚热带常绿阔叶林植被的恢复.
关键词　气体交换　木本豆科植物　乡土树种　植被恢复
　　* 国家自然科学基金资助项目.
　　1993年 10月 27日收到, 1994年 5月 30日改回.
Vegetation recovery in subtropical monsoon evergreen broad-leaved forest Ⅱ. Gas ex-
change of woody legumes. Sun Guchou, Zeng Xiaoping , Wei Chuanzhao and Yu Zuoyue
( S outh China Institute of Botany , A cademia Sinica, Guangz hou 510650) . -Chin. J . App l.
Ecol. , 1995, 6( 2) : 119- 122.
Mont hly var iation of photo synthetic ra tes o f leaves was measured with woody legumes
and native plants as S chima sup er ba and S. wallichii. The da ily g as exchange r ates in
leaves of t hese plants and subtr opical ev erg r een bro ad leaved plants w ere also determined
in July and December . Native plants have a max imum pho tosynt het ic r ate in May o r
September, w hich decr eases among this dur ation due to t he v io lent solar r adiation and
high air tempera ture. Woody legumes as Acacia holosericea and A . auriculaef ormis also
have a higher pho tosynt het ic r ate, w hich show s that these plants can adapt to the lo cal
hot weat her in summ er. T he daily accumulation o f pho tosynthetic pr oducts is 8. 59g·m-2
for Cinnamomum burmani, 5. 69 g·m-2 fo r A . mangium and 7. 46 g·m -2 for nativ e plant
S . sup er ba in July. Ther efor e, mix ing native plants or ev erg reen broad leaved tr ees w ith
w oody legumes w ill be beneficia l t o t he pr om otion o f solar radiation utilizat ion, increase
of phot osynthetic pr oduction and recovery of v eget ation in subtr opical ever gr een broad
leaved for est.
Key words　Gas exchange, Woody legume , Nativ e plant, Vegetation r ecover y.
1　引　　言
我国热带亚热带地区荒山丘陵面积超
过 4. 6×107ha[ 1] ,占全国山区丘陵面积的
1/ 4.长期以来,由于不合理的开发利用,造
成该地区植被退化,水土流失,土壤贫瘠和
水源枯竭,以致地区经济发展缓慢.为了有
效地改善该地区农业生产, 必须有计划地
恢复植被,改善丘陵山地水热条件,充分利
用土地资源. 华南亚热带顶极植物群落为
亚热带季风常绿阔叶林, 目前该地区除部
分为马尾松( P inus massoniana)疏林外,大
多为旱生草本群落芒萁( Dicr anop teris lin-
earis )及岗松( Baeckea f rutescent s)和桃金
娘( Rhodomy rtus tomentos ) . 因此, 选择最
佳树种或种植造林方式, 改善和恢复该地
应 用 生 态 学 报　1995 年 4 月　第 6 卷　第 2 期　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Apr . 1995, 6( 2)∶119- 122
区丘陵山地的植被状况,仍有待研究.当地
乡土树种有木荷( Schima sup er ba)和桂西
荷( Schima wall ichi i)等, 以及自外地引进
的具速生性的桉树和木本豆科植物树种.
研究这些树种的田间光合速率及其季节性
变化, 有助于判断这些树种对环境的适应
性和其可能的生态效果.
2　试验地点和方法
2. 1　试验地点
试验地位于广东省鹤山县中国科学院鹤山
丘陵综合试验站, 112°53′- 112°54E, 22°40- 22°
41′N.海拔约 100m. 气候温暖,无霜期年均 354d,
年均温 21. 7℃,年均日照时数1797h. 年均太阳辐
射 435. 55 KJ·cm-2 ,年降雨量 1080mm , 有季节
性干旱, 年蒸发量 1638mm .全年≥10℃积温 7500
- 8000℃.土壤为砂页岩发育的赤红壤.
2. 2　研究方法
供试的乡土树种有木荷( Schima sup erba)和
桂西荷( S chima w allichii) ; 引进的木本豆科植物
有绢毛相思 ( Acacia holoser icea)、大叶相思 ( A .
aur iculaef ormis)和马占相思( A . mang ium) ;尚有
阴香(Cinnamomum burmani)、海南红豆( Ormosia
p innata )、樟树 (C . camp hora)和红椎( Castanop sis
hickelii ) , 树高 3- 4m, 叶面积指数 4. 3- 5. 8. 利
用日产常陆-堀场( Hitichi-Ho riba )多通道红外线
CO2 分析仪测定单叶光合速率. 选择阳生和充分
展开的成熟叶进行测定. 每次测定 3 片叶, 重复 3
次. 每月 20- 25 日进行. 另分别在 7 月和 12 月
22- 25日测定叶片昼夜的气体交换量,并通过计
算的 CO 2同化量得出日干物质积累量( CO 2同化
量转换成干物质的参数以 0. 68 计算 ) . 利用 L i-
158B 辐射仪测定光合有效辐射. Li-3000 叶面积
测定仪测定叶面积.
3　结　　果
3. 1　木本豆科植物田间光合速率变化
图 1表明, 在春季 1- 2月或冬季 12
月,月平均光合有效辐射较低; 3 月份, 由
于阴雨天气较频繁, 月平均光合有效辐射
最低,约 400- 500
mo l·m-2s-1 .随着月份
推移, 光合有效辐射增高, 8 月最高, 为
1100
mol·m-2s-1以上, 随后则降低. 1 年
中气温以 6、7、8月最高, 1和 12月最低,
约 17. 5℃. 随着光合有效辐射增高, 叶片
光合速率增高(图 2) . 在 3月,光合有效辐
射最低,木荷和桂西荷光合速率达最低值.
图 1　1年中光合有效辐射(Ⅰ)和气温(Ⅱ)的变化
Fig. 1 Monthly variation of photosyn th et ic ef fect ive r a-
diat ion and air temper ature.
图 2　植物叶片光合速率的月变化
Fig. 2 Month ly variat ion of photosynthet ic rate of plant
leaves .
1.绢毛相思 A cacia holosericea , 2. 大叶相思 A . aur icu-
laef ormi s, 3.马占相思 A . mangium, 4.木荷 S chima su-
p er ba, 5.桂西荷 S . w all ichi i.
120 应　用　生　态　学　报 6 卷
绢毛相思和阴香光合速率亦较低; 4月,平
均光合有效辐射增至 600
mol·m -2s-1 ,木
荷、桂西荷和绢毛相思等几种木本豆科植
物光合速率亦较高. 5月,乡土树种木荷和
桂西荷光合速率接近最大值. 而高气温和
太阳辐射强烈的 7、8月,光合速率明显降
低,此时绢毛相思和大叶相思则达最大值.
10月在华南地区出现季节性干旱, 因土壤
水分亏缺和空气干燥, 光合速率降低. 在
11 月或以后, 通常旱情得到缓解, 叶片光
合速率见回升.由此可见,木本豆科如绢毛
相思、大叶相思和马占相思能适应华南夏
季 7、8月的酷热气温和强烈太阳辐射,叶
片具有较高的光合速率.
3. 2　乡土树种和木本豆科植物气候交换
的昼夜变化
　　由图 3可见, 华南地区 12月的平均气
温约为 20℃,昼夜变化不大. 一天中早晨
光合有效辐射较低 , 14时达最高 , 约400
图 3　7月( a)和 12月( b )光合有效辐射(Ⅰ)、气温 (Ⅱ)
和空气中 CO 2 浓度(Ⅲ)日变化
Fig. 3 Daily variat ion of ph otos ynthet ic ef fective radia-
t ion (Ⅰ) , air temperatu re(Ⅱ) and air CO 2 concent ration
(Ⅲ) in July ( a) an d December( b) .

mol·m -2s-1 , 随后则迅速降低. 空气 CO 2
浓度变幅亦较少.而 7月,白天最高气温达
30℃,气温最低点在清晨 4时,昼夜变幅达
5℃. 在 11 - 16 时, 光合有 效辐射达
1100
mol·m -2 s-1 . 在太阳升起前, 空气
CO 2 浓度为 380
l·L -1 , 8- 11 时, 由于植
物吸收空气 CO2 合成有机物, 下降至
325
l·L -1, 夜间, 植物和土壤呼吸释放
CO 2 ,使空气中 CO 2浓度逐渐增高. 7月光
照时间较长, 且较长时间维持较高的光合
速率(图 4、5) . 木荷和桂西荷一天中光合
积累有机物分别为 7. 64和 7. 73g·m-2 ,阴
香则达 8. 59g·m -2, 马占相思为 5. 68g·
m
-2
,晚间呼吸消耗, 木荷和桂西荷分别为
白天同化量 20和 28. 4% , 木本豆科植物
为 32- 53. 5%, 略高于前者. 白天同化量
高的树种, 其夜间呼吸消耗亦大. 在 12月
上午,光合速率增高,约在 12时达最大值,
午后则降低,其日变化进程呈陡峭塔形,日
平均光照时间较夏季短( 约 9h ) . 12 月,
木荷和桂西荷的日同化量仅为 7 月的
67. 3%和 70. 8% .两种树种的日同化量相
图 4　7月( a)和 12月(b )植物叶片的气体交换速率
Fig. 4 Daily gas exch an ge rate in plant leaves in July( a)
and December (b ) .
Ⅰ. 南洋楹 A lbiz z ia f alcata, Ⅱ. 马占 相思 A cacia
mang ium ,Ⅲ.桂西荷 S chima w all ichi i, Ⅳ. 木荷 S chima
supe rba.
1212期　　　　　　　　　孙谷畴等:亚热带季风常绿阔叶林植被恢复Ⅱ.　　　
近.南洋楹和红椎则明显较马占相思和海
南红豆高.无论 7月或 12月均表现明显优
势.在 7月,阴香与樟树的日同化量相近或
前者略高,而在 12月, 樟树明显较阴香高.
南洋楹、红椎和樟树都有较高的日同化量,
这可能是它们具早春速生性的原因之一.
图 5　7月( a)和 12月( b)植物叶片的气体交换速率
Fig. 5 Daily gas exchange rate in plant leaves in July( a)
an d December ( b) .
Ⅰ. 阴香 Cinnamomum burmani ,Ⅱ. 樟树 C. camp hor a,
Ⅲ.红椎 Castanop sis hi chel ii ,Ⅳ.海南红豆 Or mosia pin-
nata.
4　讨　　论
4. 1　华南夏季木荷光合速率降低是由于
叶片空气水蒸汽压差增高, 气孔传导率降
低,减少了外界 CO 2向细胞间扩散, 细胞
间 CO 2浓度降低[ 3] .而引种的木本豆科植
物如绢毛相思和大叶相思, 在夏季 8月或
冬季 11、12月均有较高光合速率, 植株生
长也较快.
4. 2　Larcher 等 [ 2]指出, 生长在冬季气温
较低地区的常绿树种,在整个冬季都可能
有负的 C 平衡. 而华南冬季气温相对较
高,月平均光合有效辐射达 600- 700
mol
·m -2s-1. 夏季与冬季的叶片最大光合速率
相近,但由于夏季光照时间较冬季长,总有
机物积累量较冬季的高. 因此,木本豆科植
物南洋楹和常绿阔叶树红椎、阴香、樟树的
有机物积累亦较高,是适于当地种植的速
生树种.
4. 3　在华南地区, 10月常遇季节性干旱,
使乡土树种木荷和一些木本豆科植物光合
速率降低,而当旱情缓解, 在 11 或 12 月,
叶片仍有较高光合速率, 可能由于冬季气
温较夏季低,夜间的呼吸消耗亦较低,有利
于有机物的积累和来年早春的快速生长.
4. 4　乡土树种与几种木本豆科植物光合
速率不同, 在夏天乡土树种的光合速率降
低,而木本豆科植物则较高.同时一些常绿
树种如樟树和红椎在冬天具有较高叶片光
合速率.采用乡土树种或一些亚热带常绿
阔叶树种与木本豆科植物混交种植, 有助
于平衡全年的光能利用和增加有机物积
累[ 4] .叶面积指数 5. 8- 6的乡土树种与木
本豆科或亚热带常绿树与木本豆科混交
林, 可望是亚热带丘陵山地一种适宜的人
工林类型.
参考文献
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122 应　用　生　态　学　报 6 卷