全 文 ：第３１卷　第５期　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报　 　 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．５
　２０１１年５月 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　Ｍａｙ　２０１１
毛红椿光合及水分生理生态特性
赵　坤１，２，吴际友３，陈　瑞３，王旭军３，程　勇３，宋　澄４
（１．中南林业科技大学，湖南 长沙４１０００４；２．南方林业生态应用技术国家工程实验室，湖南 长沙４１０００４；
３．湖南省林业科学院，湖南 长沙４１０００４；４．道源林场，湖南 浏阳４１０３０１）
摘　要：　研究了毛红椿在不同光合有效辐射（ＰＡＲ）强度及不同ＣＯ２浓度（ＣＣＯ２）范围内叶片光合及水分生理生态
参数的变化特征。结果表明：①当大气ＣＯ２ 浓度为４００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１时，毛红椿叶片净光合速率（Ｐｎ）与光合有效
辐射（ＰＡＲ）之间的回归方程为Ｐｎ＝－７×１０－６　ＰＡＲ２＋０．０２１　５ＰＡＲ－０．５７０　４，相关系数为０．９２５　４（ｎ＝６４）；光饱和
点、补偿点及表观量子效率分别为１　５３５．７μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１、５３．５３μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１、０．０３４　８；叶片蒸腾速率（Ｔｒ）与
ＰＡＲ间的回归方程为Ｔｒ＝０．００４　１　ＰＡＲ＋３．０７８　２，相关系数（ｒ）为０．８２５　７；叶片水分利用效率（ＷＵＥ）和ＰＡＲ之间的
回归方程为 ＷＵＥ ＝－２×１０－６　ＰＡＲ２ ＋ ０．００４　４　ＰＡＲ ＋０．０５４　５，相关系数为０．７３１　１（ｎ＝６４）；②在１　２００
μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１　ＰＡＲ条件下，Ｐｎ 与ＣＣＯ２之间的回归方程为Ｐｎ＝－１×１０
－５　ＣＣＯ２
２＋０．０４６　６　ＣＣＯ２－４．４３，相关系数为
０．９８４　９（ｎ＝４５），ＣＯ２ 饱和点、补偿点、羧化速率分别为２　３３０．０μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１、１０１．１７μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１、０．０４１　７；Ｔｒ
随ＣＣＯ２增强，呈线性上升趋势，但二者关系并不明显。ＷＵＥ与ＣＣＯ２之间的回归方程为：ＷＵＥ＝ －３×１０
－６　ＣＣＯ２
２＋
０．００７　８　ＣＣＯ２－０．６５０　９，ｒ＝０．９７１　６（ｎ＝４５）。
关键词：　毛红椿；光合作用；蒸腾作用；水分利用效率
中图分类号：　Ｑ９４９．７５２．１ 文献标志码：　Ａ 文章编号：　１６７３－９２３Ｘ（２０１１）０５－００８７－０５
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｐｈｙｓｉｏ－ｅｃｏｌｏｇｙ
ｏｆ　Ｔｏｏｎａ　ｃｉｌｉａｔａ　ｖａｒ．ｐｕｂｅｓｃｅｎｓ
ＺＨＡＯ　Ｋｕｎ１，２，ＷＵ　Ｊｉ－ｙｏｕ３，ＣＨＥＮ　Ｒｕｉ　３，ＷＡＮＧＸｕ－ｊｕｎ３，ＣＨＥＮＧ　Ｙｏｎｇ３，ＳＯＮＧ　Ｃｈｅｎｇ４
（１．Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｌａｂ　ｆｏｒ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　＆Ｅｃｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｈｕｎａｎ　Ａｃａｄｅｍｙ
ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；４．Ｄａｏｙｕａｎ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｆａｒｍ，Ｌｉｕｙａｎｇ　４１０３０１，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｃｔｉｖｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ（ＰＡＲ）ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒａｎｇｅｓ　ｏｆ
ＣＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｓ（ＣＣＯ２），ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｅａｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｐｈｙｓｉｏ－ｅｃｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｔｏｏｎａ　ｃｉｌｉａｔａ　ｖａｒ．ｐｕｂｅｓｃｅｎｓ
ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ａｓ　ｆｏｌｏｗｉｎｇ：①ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　４００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１　ＣＯ２，ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ
ｂｅｔｗｅｅｎ　ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｒａｔｅ（Ｐｎ）ａｎｄ　ＰＡＲｗａｓ　Ｐｎ＝－７×１０－６　ＰＡＲ２＋０．０２１　５ＰＡＲ－０．５７０　４ｗｉｔｈ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉ－
ｃｉｅｎｔ　ｒ＝０．９２５　４（ｎ＝６４）；ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ　ｐｏｉｎｔ（ＬＳＰ），ｌｉｇｈｔ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｐｏｉｎｔ（ＬＣＰ）ａｎｄ　ａｐｐａｒｅｎｔ　ｑｕａｎｔｕｍ　ｙｉｅｌｄ
（ＡＱＹ）ｗｅｒｅ　１　５３５．７μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１，５３．５３μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１，０．０３４　８，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｒａｎ－
ｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ（Ｔｒ）ａｎｄ　ＰＡＲ ｗａｓ　Ｔｒ＝０．００４１ＰＡＲ＋３．０７８　２ｗｉｔｈ　ｒ＝０．８２５　７，ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｗａｔｅｒ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＷＵＥ）ａｎｄ　ＰＡＲｗａｓ　ＷＵＥ＝ －２×１０－６　ＰＡＲ２＋０．００４　４　ＰＡＲ＋０．０５４　５ｗｉｔｈ　ｒ＝０．７３１　１（ｎ＝
６４）．② Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　１２００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１　ｏｆ　ＰＡＲ，ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ　ｅｑｕａｎｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｐｎａｎｄ　ＣＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｓ
ｗａｓ　Ｐｎ＝－１×１０－５　ＣＣＯ２
２＋０．０４６　６　ＣＣＯ２－４．４３ｗｉｔｈ　ｒ＝０．９８４　９（ｎ＝４５），ＣＯ２ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ　ｐｏｉｎｔ，ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
ｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗｅｒｅ　２　３３０．０μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１，１０１．１７μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１，０．０４１　７，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；Ｔｒｈａｄ
　　收稿日期：２０１１－０１－１０
　　基金项目：国家林业局９４８项目（２００８－４－２３）；国家野外科学观测研究站项目（２０１０－０５）；湖南省教育厅项目（湘财教字［２０１０］７０号）；
长沙市科技局创新平台项目（Ｋ１００３００９－６１）
　　作者简介：赵　坤（１９６３－），男，湖北荆门人，副教授，博士生，主要从事森林生态和林木繁育研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｋｃｈｗ＠１６３．ｃｏｍ
ａ　ｌｉｎｅａｒｉｔｙ－ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ＣＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ｎｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅ－
ｇｒｅｓｓｉｖｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ＷＵＥａｎｄ　ＣＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｗａｓ　ＷＵＥ＝ －３×１０－６　ＣＣＯ２
２＋０．００７　８　ＣＣＯ２ － ０．６５０　９，ｒ＝
０．９７１　６（ｎ＝４５）．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｏｏｎａ　ｃｉｌｉａｔａ　ｖａｒ．ｐｕｂｅｓｃｅｎｓ；ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
　　光合、蒸腾和水分利用效率是植物的重要生理
生态参数之一，对树木的栽培、管理具重要理论指
导意义。毛红椿Ｔｏｏｎａ　ｃｉｌｉａｔａ　ｖａｒ．ｐｕｂｅｓｃｅｎｓ为落
叶大乔木，阳性喜光树种，喜温暖湿润气候，耐寒性
好，能耐－１５℃的低温，对土壤要求不高，在水湿地
和干旱贫瘠地均能正常生长，主要产于四川、贵州、
福建和安徽，多呈天然零星分布，垂直分布在海拔
５００～２　５００ｍ之间［１］。毛红椿因其木材色泽艳红、
纹理美观，被誉为“中国桃花心木”，且因其速生性
能好，已成为重要的阔叶林工业用材树种。当前对
毛红椿的研究着重于育种和栽培方面［２－４］，而有关
其光合与水分生理生态特性等方面的研究内容甚
少［５］。本文中研究了在不同光照强度、不同ＣＯ２ 浓
度条件下毛红椿叶片光合、蒸腾和水分利用效率的
变化特征，可为今后制定毛红椿的科学栽培方案提
供理论依据，并为选育毛红椿良种提供技术借鉴。
１　试验设计
１．１　试验区概况
试验地设在湖南省林业科学院杜家冲试验林
场（１１２°５９′Ｅ，２８°０５′Ｎ），为中亚热带季风湿润气候
区，年均气温１６．８℃，无霜期大于２６４ｄ；平均日照
时数为１　４９６～１　８５０ｈ；雨量丰沛，年降水量为
１　４００～１　９００ｍｍ。试验地海拔１１０ｍ，土壤为砂岩
红壤，土层厚０．６ｍ以上，中等肥力，ｐＨ值为６．２。
１．２　材料与方法
本试验以田间栽培的２年生毛红椿幼树为试
验材料，株行距１ｍ×１ｍ，常规管理。在２０１０年８
月中旬选择晴朗无云的天气，选取生长条件比较一
致的３株健康植株为试验材料，选取树冠中上部南
向枝条上的健康、成熟叶片（每株３～５片），利用
Ｌｉ－６４００便携式光合分析仪进行测定。测定光响应
曲线时，设定ＣＯ２ 浓度为４００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１，光合
有效辐射（ＰＡＲ）梯度为０、２０、４０、６０、１００、１５０、２００、
３００、４００、６００、８００、１　０００、１　２００、１　４００、１　６００和
１　８００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１，并自动测定叶片净光合速率
（Ｐｎ）、蒸腾速率（Ｔｒ）、气孔导度（Ｃｏｎｄ）等参数；当
ＰＡＲ为１　２００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１时，设定ＣＯ２ 浓度梯度
为４００、２００、１００、５０、２０、１００、２００、４００、６００、８００、
１　０００、１　２００、１　４００和１　６００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１，自动测
定叶片Ｐｎ、Ｔｒ、Ｃｏｎｄ等参数。
１．３　计算及分析方法
光饱和点、补偿点和表观量子效率计算见文献
［６］；ＣＯ２ 饱和点、补偿点与羧化效率计算见文献
［６］；叶片水分利用效率（ＷＵＥ）用Ｐｎ／Ｔｒ表示 ［７］。
用 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ｏｆｆｉｃｅ　２００３Ｅｘｃｅｌ完成数据的初
步统计及作图，而线性回归分析和相关分析用
ＳＰＳＳ１６．０完成。
２　结果与分析
２．１　光合特性
２．１．１　毛红椿叶片净光合速率对光照强度的响应
光响应曲线反映了植物光合速率随光照强度
增减 的 变 化 规 律。当 大 气 ＣＯ２ 浓 度 为 ４００
μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１，且光合有效辐射（ＰＡＲ）强度也较低
时，随着 ＰＡＲ逐渐增强，毛红椿叶片净光合速率
（Ｐｎ）显著上升；但是，当 ＰＡＲ 强度超过 １　２００
μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１后，Ｐｎ 逐渐趋于平稳，并随后呈降低
趋势（见图１）。这可能是因为ＰＡＲ强度过强，多余
的光能造成光合速率下降或者引起光抑制［８－１０］。
采用最小二乘法，得到Ｐｎ 与ＰＡＲ拟合曲线的
相关系数（ｒ）为０．９２５　４（ｎ＝６４），表明拟合效果较
好。同时，得到其回归方程为：
Ｐｎ＝－７×１０－６　ＰＡＲ２＋０．０２１　５ＰＡＲ－０．５７０　４。 （１）
式（１）中：Ｐｎ 和ＰＡＲ的单位分别为μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１
（以ＣＯ２ 计）、μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１。
８８ 赵　坤，等：毛红椿光合及水分生理生态特性　 　第５期
由方程（１）可得毛红椿叶片光饱和点（ＬＳＰ）为
１　５３５．７μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１。此外，根据毛红椿净光合
速率随ＰＡＲ在低光（小于２００μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ））条件
下的变化趋势而进行ＰＡＲ－Ｐｎ 曲线拟合，可得毛红
椿 叶 片 的 光 补 偿 点 （ ＬＣＰ）为 ５３．５３
μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１。由此可知，毛红椿的光饱和点和光
补偿点均较高，为阳生植物，对光照要求高，需要光
照条件好的栽植环境。
表观量子效率（α）可表示弱光条件下光量子利
用效率，且自然条件下一般植物的表观量子效率为
０．０３～０．０６［１１］。本研究计算得到毛红椿叶片表观量
子效率为０．０３４　８，表明毛红椿利用弱光的能力较弱。
图１　光合有效辐射对毛红椿叶片净光合速率的影响
Ｆｉｇ．１　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ａｃｔｉｖｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｏｎ
ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ
２．１．２　毛红椿叶片净光合速率对ＣＯ２ 浓度的响应
研究表明，当ＰＡＲ为１　２００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１，且
ＣＯ２ 浓度低于６００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１时，随着ＣＯ２ 浓度
增加，毛红椿叶片净光合速率快速上升；然而，当
ＣＯ２ 浓度超过６００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１后，毛红椿净光合
速率随着ＣＯ２ 浓度增加呈缓慢上升趋势，继而下降
（见图２）。回归分析表明：Ｐｎ 与ＣＯ２ 相关系数ｒ＝
０．９８４　９（ｎ＝４５），拟合曲线及回归方程分别如图２、
式（２）所示。
Ｐｎ＝－１×１０－５　ＣＣＯ２
２＋０．０４６６　ＣＣＯ２－４．４３。 （２）
式（２）中，Ｐｎ 和ＣＣＯ２
２ 的单位分别为μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１
（以ＣＯ２ 计）、μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１。
由式（２）可得，毛红椿叶片ＣＯ２ 饱和点（ＣＳＰ）
为２　３３０．０μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１。此外，根据毛红椿净光
合速率随ＰＡＲ在低ＣＯ２ 浓度（＜２００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１）
条件下的变化趋势而进行Ｐｎ－ＣＣＯ２曲线拟合，可得
毛红 椿 叶 片 的 ＣＯ２ 补 偿 点 （ＣＣＰ）为 １０１．１７
μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１，羧化效率为０．０４１　７。ＣＯ２ 补偿点低
的作物品种常常具有净光合速率高、产量高的特
点［１２］。而毛红椿的ＣＯ２ 饱和点、补偿点都高，说明
毛红椿利用低浓度ＣＯ２ 的能力不强，但也意味着在
全球气候变暖、ＣＯ２ 浓度越来越高的条件下，对毛
红椿的生长可能具有潜在的促进作用，当然这有待
于进一步的研究论证。
图２　ＣＯ２ 浓度（ＣＣＯ２）对毛红椿叶片净光合速率（Ｐｎ）
的影响
Ｆｉｇ．２　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ＣＣＯ２）ｏｎ　ｔｈｅ
ｎｅｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｒａｔｅ（Ｐｎ）
２．２　蒸腾特性
２．２．１　毛红椿叶片蒸腾速率对光照强度的响应
由图 ３ 可 知，当 大 气 ＣＯ２ 浓 度 为 ４００
μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１时，随着光照强度的增强，毛红椿叶片
蒸腾速率（Ｔｒ）呈线性上升趋势，其拟合曲线及回归
方程分别如图３、式（３）所示，且其相关系数达
０．８２５　７，拟合效果较好。
Ｔｒ＝０．００４　１　ＰＡＲ＋３．０７８　２。 （３）
式（３）中：Ｔｒ 与ＰＡＲ的单位分别是：μｍｏｌ·ｍ
－２－１
（以 Ｈ２Ｏ计）、μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１。
图３　光合有效辐射对毛红椿叶片蒸腾速率的影响
Ｆｉｇ．３　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ａｃｔｉｖｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｏｎ
ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ
９８第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
２．２．２　毛红椿叶片蒸腾速率对ＣＯ２ 浓度的响应
从图４可知，在ＰＡＲ为１　２００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１条
件下，毛红椿叶片蒸腾速率Ｔｒ 随ＣＣＯ２的增加呈上
升趋势。
回归分析表明：Ｔｒ 与ＣＣＯ２线性相关系数（ｒ）为
０．３５７　９，拟合曲线及回归方程分别如图４、式（４）
所示。
图４　ＣＯ２ 摩尔分数对毛红椿叶片蒸腾速率的影响
Ｆｉｇ．４ 　 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＣＯ２ ｍｏｌｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｏｎ
ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ
Ｔｒ＝０．００１　２　ＣＣＯ２＋６．１０２　６。 （４）
式（４）中Ｔｒ 与ＣＣＯ２的单位分别是μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１、
μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１。这种ＣＯ２ 摩尔分数增加导致植物
叶片蒸腾速率上升的现象与Ｔｏｇｎｅｔｔｉｃ等的研究结
论相反［１３］，具体原因有待进一步的研究。
２．３　水分利用效率
２．３．１　毛红椿叶片水分利用效率对光照强度的
响应
　　随着光合有效辐射（ＰＡＲ）强度的增强，毛红椿
叶片水分利用效率（ＷＵＥ）变化呈明显的抛物线（图
５）。当ＰＡＲ浓度在１　０００μｍｏｌ·ｍ
－２·ｓ－１时，ＷＵＥ
达到最大值，之后逐渐下降。在４００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１
ＣＯ２摩尔分数条件下，ＷＵＥ和ＰＡＲ的相关关系方程
如方程（５），相关系数为０．７３１　１（ｎ＝６４）。
ＷＵＥ＝－２×１０－６　ＰＡＲ２＋０．００４　４　ＰＡＲ＋０．０５４　５。（５）
式（５）中，ＷＵＥ和ＰＡＲ的单位分别为ｍｍｏｌ／ｍｏｌ（ＣＯ２
比 Ｈ２Ｏ）、μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１。
２．３．２　毛红椿叶片水分利用效率对ＣＯ２ 浓度的
响应
　　 当ＰＡＲ为１　２００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１时，随着ＣＯ２
浓度（ＣＣＯ２）的增加，毛红椿叶片水分利用效率
（ＷＵＥ）显著上升，其拟合曲线及回归方程分别如图
６、式（６）所示，且相关系数ｒ＝０．９７１　６（ｎ＝４５），拟
合效果较好。
ＷＵＥ＝－３×１０－６　ＣＣＯ２
２＋０．００７　８　ＣＣＯ２－０．６５０　９。 （６）
图５　光合有效辐射对毛红椿叶片水分利用效率的
影响
Ｆｉｇ．５　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ａｃｔｉｖｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｏｎ
ｗａｔｅｒ　ｕｓｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
图６　ＣＯ２ 摩尔分数（ＣＣＯ２）对毛红椿叶片水分利用效
率（ＷＵＥ）的影响
Ｆｉｇ．６　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＣＯ２ｍｏｌｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ（ＣＣＯ２）ｏｎ　ｗａｔｅｒ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＷＵＥ）
３　结论与讨论
光饱和点和光补偿点是衡量植物耐阴性的重
要指标之一，分别代表着植物光照强度与光合作用
关系的上限和下限的临界指标。耐阴性很强的植
物具有较低的光补偿点和光饱和点，而具有较高的
光饱和点和光补偿点的植物则为喜光的阳生植
物［１１］。当ＣＯ２ 浓度为４００μｍｏｌ·ｍｏｌ
－１时，毛红椿
叶片净光合速率（Ｐｎ）与光合有效辐射（ＰＡＲ）之间二
次方曲线相关关系显著，相关系数为０．９２５　４（ｎ＝
６４），回归方程为Ｐｎ＝－７×１０－６　ＰＡＲ２＋０．０２１　５ＰＡＲ
－０．５７０　４。毛红椿光饱和点、补偿点及表观量子效
率分 别 为 １　５３５．７ μｍｏｌ· ｍ
－２　ｓ－１、５３．５３
０９ 赵　坤，等：毛红椿光合及水分生理生态特性　 　第５期
μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１、０．０３４　８，说明毛红椿为强阳性树
种，适宜种植在光照充足的地方。
在光合有效辐射为１　２００μｍｏｌ·ｍ
－２ｓ－１环境
条件下，毛红椿叶片净光合速率（Ｐｎ）与ＣＯ２摩尔分
数（ＣＣＯ２）之间二次方曲线相关显著，相关系数达到
０．９８４　９（ｎ＝４５），回归方程为Ｐｎ＝－１×１０－５　ＣＣＯ２
２
＋０．０４６　６　ＣＣＯ２－４．４３。通过曲线拟合后计算得到
毛红椿叶片ＣＯ２ 饱和点、补偿点、羧化效率分别为
２　３３０．０μｍｏｌ· ｍｏｌ
－１、１０１．１７μｍｏｌ· ｍｏｌ
－１、
０．０４１　７，因此生产中应通过施用有机肥等措施来增
加ＣＯ２ 浓度，以提高其光合速率；但随着ＣＣＯ２的增
强，毛红椿叶片蒸腾速率（Ｔｒ）呈线性上升趋势，与
前人研究结果不同，具体原因需要进一步研究。
本研究仅在４００μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ）ＣＯ２ 浓度、
１　２００μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ）光合有效辐射条件下，分别研
究了毛红椿幼树叶片光合及水分生理生态特性对
不同光合有效辐射及不同ＣＯ２ 浓度条件下的响应。
要进一步了解环境因子对毛红椿叶片光合生理生
态特性的影响，很有必要在不同范围的ＣＯ２ 浓度和
光合有效辐射强度条件下进一步开展毛红椿光合
试验研究。此外，受技术条件的限制，且叶片间存
在一定差异性，本研究在叶片水平上所得的毛红椿
净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的变化特
征，如何应用于毛红椿整株或冠层条件下的变化则
有待进一步研究。
参考文献：
［１］　邹高顺．珍贵速生树种红椿与毛红椿引种栽培研究［Ｊ］．福建
林学院学报，１９８９，１９（３）：２６３－２７１．
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［本文编校：谢荣秀］
１９第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报