全 文 ：植物资源与环境学报　2004 , 13(1):12-15　　　　　　　
Journal of Plant Resources and Environment　　　　　
　　　
人工湿地园沼泽植物水蓼
(Polygonum hydropiper L.)的蒸腾特性日变化
徐惠风1 , 2 , 刘兴土1 , 金研铭2 , 杨艳清3 , 徐克章2
(1.中国科学院东北地理与农业生态研究所 , 吉林 长春 130012;
2.吉林农业大学农学院 , 吉林长春 130118;3.长春大学职业技术学院 ,吉林长春 130022)
摘要　对人工湿地园中沼泽植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)蒸腾特性日变化进行了研究。结果表明:水蓼叶片
的蒸腾速率日进程在晴朗的天气呈单峰曲线变化 ,最高峰值出现在下午的 14:00。受光量子通量密度的影响最大 ,
相关系数为0.668。与相对湿度的变化呈正相关(r=0.607),说明水蓼的蒸腾速率日变化是受其自身所具有的特殊
生理特性所决定。叶片气孔阻力直接影响蒸腾速率。
关键词:蒸腾特性;水蓼;日变化;环境响应
中图分类号:Q945.17+2　　文献标识码:A　　文章编号:1004-0978(2004)01-0012-04
Study on daily variation of transpiration characteristics for wetland plant Polygonum hydropiper L .
XU Hui-feng1 ,2 , LIU Xing-tu1 , JIN Yan-ming 2 , YANG Yan-qing 3 , XU Ke-zhang 2(1.Northeast Institute of
Geography and Agricultural Ecology , the Chinese Academy of Sciences , Changchun 130012 , China;2.
Agriculture Department , Jilin Agriculture University , Changchun 130118 , China;3.The Professional Technic
College of Changchun University , Changchun 130022 , China), J .Plant Resour.&Environ.2004 , 13(1):
12-15
Abstract:The daily variation of transpiration characteristics for Polygonum hydropiper L.in constructed
wetland was studied.The results show that the daily variation of transpiration rate for leaves has the changing
tendency of singlet in sunny days , with the highest value appearing at 14:00.It is significantly influenced by
the flux density of photons , with the correlation coefficient r =0.668.There is a obviously positive
relationship between transpiration rate and relative humidity (r =0.607), so the daily variation of
transpiration rate for P .hydropiper is controlled by its physiological characteristics , and the stomatal
resistance will directly influence the transpiration rate of this species.
Key words:transpiration characteristics;Polygonum hydropiper L.;daily variation;environmental effects
　　湿地是多水的自然体 ,由于湿地土壤积水或经
常处于过湿状态 ,水的热容量大 ,地表增温困难;而
湿地蒸发是水面蒸发的 2 ～ 3倍 ,蒸发量越大消耗热
量就越多 ,导致湿地地区气温降低 ,气候较周边地区
冷湿;湿地的蒸腾作用也可保持当地的湿度和降雨
量[ 1] 。
人工湿地充分利用湿地系统具有净化污水能力
的特点 ,利用生态系统中的物理 、化学和生物的三重
协同作用 ,通过过滤 、吸附 、沉淀 、离子交换 、植物吸
收和微生物分解来实现对污水的高效净化[ 2] 。人工
湿地系统是1个完整的生态系统 ,具有投资低 、出水
水质好 、抗冲击力强 、增加绿地面积 、改善和美化生
态环境 、视觉景观优异 、操作简单 、维护和运行费用
低廉等优点 , 是人类与水生生物协调发展的自然景
观 ,有利于促进良性生态环境的建设 , 有显著的社
会 、环境和经济效益[ 3] 。
水 蓼 (Polygonum hydropiper L.)为 蓼 科
(Polygonaceae)蓼属(Polygonum L.)植物。一年生草
本 ,茎节膨大 ,有膜质托叶鞘 。单叶互生 。生于湿
地 、水边或水中 ,叶可食用 ,我国南北方均有分布。
水蓼含有辛辣挥发油 ,一般将其作为调味食物 ,全株
可用药 。在人工湿地园中 ,水蓼是自然滋生的沼泽
收稿日期:2003-03-14
基金项目:吉林省开发重点项目(松嫩平原湿地的保育模式试验示
范)和国家“十五”科技攻关专题(2001BA508B24)共同资
助
作者简介:徐惠风(1965-), 女 ,辽宁双辽人 ,博士生 ,讲师 , 主要从
事植物生理生态 、湿地生态环境与环境生物学的教学和
研究。
植物 ,目前对其药用作用的研究较多 ,但就其在湿地
园中的生理特性 ,尤其是水分生理特性还未见报道 。
本文以人工湖自然滋生的水蓼为研究对象 ,通过对
其蒸腾特性的观测研究 ,分析湿地植物的蒸腾速率 、
气孔阻力的日变化特征及其与生态因子的关系 ,为
人工湿地园植物的配置及其优化人工湿地园功能效
应提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　实验地的自然状况
实验人工湖位于吉林农业大学校园内 ,东经
125°13′, 北纬 43°53′;年降水量 571.6 mm , 7月份降
水量 218.7 mm;年总辐射量502 ～ 481 kJ·cm-2·a-1;
7月总辐射量 54 kJ·cm-2;年平均温度 4.9℃, 7 月
份平均温度 22.7℃。人工湖护坡上的植被以泽泻
〔Alisma orientle (Samss.)Juzepcz〕、扯根菜(Penthorum
chinense Pursh)和水蓼为优势种 。
1.2　实验材料和方法
选取水蓼完全展开的叶片进行活体测定 ,每次
重复 3次 ,取平均值。
实验时间为 7月 10日 、8月10 、9月 11日全天 ,
天气晴朗 ,无云 。
利用 Li-1600气孔仪进行测定;时间为 6:00-
18:00 ,2 h 测定 1 次。测定水蓼叶片的蒸腾速率
(E/μmol·m-2·s-1)、气孔阻力(Rs/mol·m-2·s-1)、
光合有效辐射(PAR/μmol·m-2·s-1)、空气温度
(Ta/℃)、叶片温度(Tl/ ℃)、相对湿度(RH/ %)、大
气CO2浓度等指标。
2　结果与分析
2.1　水蓼蒸腾速率的日变化
水蓼蒸腾速率日变化的对数曲线见图 1。从图
1可见 , 水蓼蒸腾速率日变化呈单峰变化曲线 , 最
高峰出现在下午 14:00 , 从早晨 6:00开始下降 , 到
10:00之后逐渐上升 ,在下午 14:00到达最高峰后又
开始下降;而气孔阻力的波动正相反 ,在 14:00时达
到最低点 。这种现象与挺水植物芦苇(Phragmites
communis Trin)和宽叶香浦(Typha latifolia L.)的蒸腾
速率日变化相同[ 4] 。从图中还可看出 ,温度和相对
湿度的日变化与蒸腾速率的变化趋势不一致;光量
子通量密度与蒸腾速率的变化趋势很相近 。
2.2　水蓼蒸腾作用与气孔阻力的关系
植物的蒸腾作用既受自身生理特性决定 ,同时
在很大程度上又受环境因子的影响[ 5 ,6] ,叶片气孔
是水分出入的通道 ,植株 80%～ 90%的水分由气孔
散失[ 7] 。从图2可以看出水蓼的蒸腾速率和气孔阻
力呈极显著的负相关 ,相关系数 r=-0.937 ,说明
水蓼的蒸腾速率与气孔阻力呈倒数关系。气孔阻力
越大 ,蒸腾速率越小。
—◆— 蒸腾速率 Transpiration rate(E/μmol·m-2·s-1);—□— 气孔阻力
Stomatal resistence(Rs/ s·cm-1);—△— 光量子通量密度 Photon f lux
density(μE·m-2·s-1);　—○— 相对湿度 Relative humidity (RH/ %);
—★— 叶片温度 Leaf temperature (Tl/ ℃);—■— 空气温度 Air
temperature(Ta/ ℃)
图 1　水蓼蒸腾速率和环境因子日变化的对数曲线
Fig.1　Logarithin curves of daily variation of transpiration rate for
Polygonum hydropiper L.and some environmental factors
图 2　水蓼叶片气孔阻力与蒸腾速率的关系
Fig.2 　 The relationship between transpiration rate and stomatal
resistence of Polygonum hydropiper L.
2.3　水蓼的蒸腾作用对环境的响应
水蓼蒸腾速率与环境因子间的相关曲线见图
3。由图 3可以看出 ,蒸腾速率和气孔阻力与环境因
子的相互关系均呈指数或对数变化关系。根据模拟
方程可看出 ,光量子通量密度 、相对湿度及大气温度
13第 1 期　　　　　　徐惠风等:人工湿地园沼泽植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)的蒸腾特性日变化
与蒸腾速率均呈正相关 ,但相关系数检验表明 ,只有
光量子通量密度与蒸腾速率呈极显著的正相关 ,说
明水蓼的蒸腾作用受光量子通量密度的影响最大 。
受叶温的影响较小 ,叶温对蒸腾速率的影响呈负相
关 。因此 ,影响水蓼蒸腾速率的环境条件首先是光
量子通量密度 ,其次是相对湿度 、大气温度 ,然后是
图 3　水蓼的蒸腾速率和气孔阻力与环境因子的响应曲线
Fig.3　Variation curves in transpiration rate , stomatal resistence of Polygonum hydropiper L.and environmental factors
14　　　　　　　　　　　　　　　　　　　植 物 资 源 与 环 境 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 13 卷
叶片温度 。
湿地植物的土壤水分是充足的 ,常杰等人[ 8]的
研究认为:在土壤水分较充足时 ,随着光合有效辐射
和温度的升高 ,气孔的开张度增大 ,蒸腾速率随之增
高 ,这是植物自身的生理特性起着主要的作用。当
气孔张开到一定程度不再变化时 ,植物的蒸腾作用
就成为1个物理过程 ,此时 ,蒸腾速率同空气的蒸发
能力成正比[ 8] ,而空气蒸发能力由光合有效辐射 、温
度和相对湿度等因子共同决定[ 9 , 10] 。
光量子通量密度增加 ,一般会使叶片气孔开度
增加 ,蒸腾失水加快 。本实验结果表明:水蓼蒸腾速
率与光量子通量密度的相关系数为 0.668 ,呈显著
的正相关关系。
空气的相对湿度影响大气蒸发力 ,因而对叶片
的蒸腾速率的影响也很明显[ 11] ,一般认为 ,叶片的
蒸腾速率与相对湿度均成极显著的负相关[ 11] 。而
本实验中水蓼的相对湿度与蒸腾速率的相关系数是
0.607 , 呈显著的正相关关系 ,说明水蓼叶片的蒸腾
速率对相对湿度的响应受植物本身的生物节律和环
境条件的影响[ 12] ,与水蓼作为湿地植物的特殊的生
理特性有关。水蓼的叶温与蒸腾速率的相关系数为
0.088 ,大气温度对蒸腾速率的相关系数为 0.025 ,均
呈不显著的相关性 ,说明水蓼蒸腾速率的特性是受
自身的生理特性所决定的 ,受外界温度的影响较小 。
综上所述 ,水蓼蒸腾速率的日变化受光照强度
的影响最大 ,并由其自身的生理特性所决定 ,而受环
境中的相对湿度和温度等因素影响较小 ,而且每种
因素不是单一起作用 ,而是综合性的影响。
致谢　感谢王立军教授的指导及高磊和王金龙同学的大力
协作。
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15第 1 期　　　　　　徐惠风等:人工湿地园沼泽植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)的蒸腾特性日变化