全 文 ：林开文，杨自云，姜永雷，等． 小叶女贞秋季光合速率日变化及其与环境因子的相关性［J］． 江苏农业科学，2016，44(1):213 － 215．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2016． 01． 063
小叶女贞秋季光合速率日变化
及其与环境因子的相关性
林开文，杨自云，姜永雷，樊国盛
(西南林业大学园林学院，云南昆明 650224)
摘要:利用 Li － 6400 型便携式光合作用测定仪，测定小叶女贞秋季叶片净光合速率的日变化，研究净光合速率
(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)、胞间 CO2 体积分数(Ci)的日变化及其与环境因子的关系。结果表明，小叶女
贞净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)的日变化均呈单峰曲线，峰值均出现于 12:00 左右，其净光合速率达到
14． 14 μmol /(m2·s)，蒸腾速率的峰值达到 4． 91 mmol /(m2·s)。相关分析表明，小叶女贞的净光合速率(Pn)与气孔
导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)呈显著、极显著正相关(r = 0． 875
* 、r = 0． 973＊＊)，与胞间 CO2 体积分数(Ci)呈显著负相关
(r = －0． 872* );在温度、光合有效辐射、气孔导度、空气相对湿度等环境因子中，光合有效辐射对小叶女贞的光合作用
影响较大。
关键词:小叶女贞;光合速率;气孔导度;光合有效辐射
中图分类号:S687． 201 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2016)01 － 0213 － 03
收稿日期:2015 － 01 － 09
基金项目:云南省应用基础面上项目(编号:2010ZC263);云南省省
级重点学科建设经费(编号:50097401)。
作者简介:林开文(1969—)，男，广东徐闻人，副教授，硕士生导师，主
要从事园林植物研究。E － mail:1214736440@ qq． com。
通信作者:樊国盛，博士，教授，博士生导师，主要从事风景园林研究。
E － mail:274955551@ qq． com。
光合作用是植物生长发育的基础，是将太阳辐射能转化
为化学能的主要方式，也是制约生态系统生物生产力最重要
的生理过程。冯建灿等研究认为，光合作用日变化可作为植
物生产过程中物质积累与生理代谢能力的一种表现，也是植
物生理生态学研究的重要内容［1］。植物光合日变化随植物
种类、环境条件的变化而有所不同，通过不同的日变化能力可
对影响植物生长和代谢的环境因子进行探讨分析。大量研究
表明，在众多影响光合作用的环境因子中，光照、温度、水分、
矿质元素、大气 CO2 体积分数等较为重要
［2］。研究植物的光
合速率日变化时，应尽量考虑这些环境因子的影响。近年来，
对树木光合作用的研究主要集中于树木光合日变化、季节变
化［3 － 4］、内部因素、环境因子［5］等对光合作用的影响，以及各
种环境胁迫导致的光合速率变化［6］等。
小叶女贞(Ligustrum quihoui Carr)为木犀科(Oleaceae)女
贞属(Ligustrum)的常绿植物，夏季白花满树，是一种常见绿
化树种。由于其对环境污染和有毒气体的抗性较强，常用作
园林绿化或作为重要绿篱材料栽植在工厂矿区，也可在庭院
中栽植观赏或制作盆景，常被修剪为球状小灌木。小叶女贞
是常见的园林植物，分布范围广泛，在安徽省、西藏地区、河南
省、湖北省、贵州省、浙江省、江苏省等地均有分布［7］。目前，
对小叶女贞的研究主要集中于其耐寒性、观赏性、生态效益等
方面，对其在园林应用中光合特性的研究较少。通过研究小
叶女贞秋季光合速率的日变化，揭示其光合作用日变化的基
本规律及其与环境因子的关系，为小叶女贞在不同时间的管
理及在园林中合理的养护管理提供依据。
1 材料与方法
1． 1 研究区概况
试验于西南林业大学后山树木园内进行，该地区位于云
南省昆明市东部，年均日照数为 2 445． 6 h，日照率达 56%;年
均气温为 14． 5 ℃，最热月(7 月)、最冷月(1 月)的平均气温
分别为 19． 7、7． 5 ℃，年温差达 12 ～ 13 ℃;相对湿度为 74%，
湿气不重;近年来全年无霜期均超过 240 d。该地区秋季降温
快，天气干燥，多数地区气温比春季低 2 ℃左右，降水量不足
夏季的一半，但多于冬、春两季，秋旱较少见。雨季一般于 10
月上、中旬终止，初霜期于 11 月上旬开始。土壤类型为红壤，
质地为黏土。
1． 2 研究材料
供试材料为西南林业大学后山苗圃 3 年生球形小叶女
贞，株高 100 cm、蓬径 100 cm，生长势良好，冠形丰满，无病
虫害。
1． 3 研究方法
试验于 2014 年 10 月进行，选择健康、长势一致、成熟的
小叶女贞功能叶片进行测定。选择树冠外围东、西、南、北 4
个方向，于晴天的 08:00—18:00 每隔 2 h 测定 1 次，测定指
标为小叶女贞叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、胞间
CO2 体积分数(Ci)、蒸腾速率(Tr)等参数，以及光合有效辐
射强度(PAＲ)、大气温度(℃)、湿度(ＲH)等环境因子。每次
每个方向随机选择 3 张叶，分别选取新发枝条枝梢往下第 3
张展开叶、第 6 张成熟叶，每张叶重复记录 5 次，取其平均值。
1． 4 数据分析
采用 Excel 2010 软件制图，采用 SPSS 19． 0 统计软件进
—312—江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 1 期
行一元方差分析(one － way ANOVA)，采用 Ducans检验方法
进行平均数间的多重比较，P ＜ 0． 05 时差异显著。
2 结果与分析
2． 1 小叶女贞生态因子的日变化
由表 1 可知，在 08:00—18:00 之间光合有效辐射
(PAＲ)、大气温度(℃)、大气相对湿度均呈“单峰”曲线的变
化趋势，其中光合有效辐射(PAＲ)在 08:00—18:00 的变化范
围为 800 ～1 000 μmol /(m2·s)，分别于 08:00、12:00达到最小值
800 μmol /(m2·s)、最大值 1 800 μmol /(m2·s)。大气温度的
变化范围为 19． 8 ～ 28． 7 ℃，于 08:00 达到最低温度 19． 8 ℃，
并随光合有效辐射强度的增加而上升，于 12:00 达到最高温
度 28． 7 ℃，此后随光合有效辐射强度的减弱而下降，于
18:00 达到 20 ℃左右。大气相对湿度与光合有效辐射强度、
大气温度的变化趋势相反，于 08:00 达到大气相对湿度最大
值 62%，并随光合有效辐射强度的增强、大气温度的升高而
逐渐下降，于 12:00 达到大气相对湿度最小值 30%，之后逐
渐上升，在 14:00—18:00 间变化幅度较小。
表 1 主要生态因子的日变化
时刻
光合有效辐射
［μmol /(m2·s)］
大气温度
(℃)
大气相对湿度
(%)
08:00 800 19． 8 62
10:00 1 200 21． 4 51
12:00 1 800 28． 7 30
14:00 1 600 25． 3 38
16:00 1 400 21． 9 41
18:00 1 000 20． 0 41
2． 2 小叶女贞光合特性的日变化
2． 2． 1 小叶女贞净光合速率的日变化 植物光合作用的日
变化具有一定规律，一般分为“单峰”“双峰”2 种曲线类型。
由图 1 可知，小叶女贞秋季净光合速率(Pn)日变化随时间的
推移呈“单峰”曲线。净光合速率在 08:00—12:00 呈快速上
升趋势，并达到最大值 14． 14 μmol /(m2·s);随着外界光照
强度的减弱，净光合速率在 12:00—18:00 呈逐渐下降趋势。
2． 2． 2 小叶女贞气孔导度的日变化 气孔导度(Cond)表示
气孔张开的程度，影响植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用。
小叶女贞的气孔导度呈“单峰”变化趋势(图 2)，于 10:00 左
右达到最大值 0． 29 mol /(m2·s)，并随时间的推移呈下降趋
势，在 18:00 左右时仅为 0． 05 mol /(m2·s)。
2． 2． 3 小叶女贞蒸腾速率的日变化 蒸腾速率指植物在一
定时间内单位叶面积蒸腾的水量。秋季植物的蒸腾速率日变
化受气温、光照强度等因素的影响较大，秋末低温、弱光的环
境会影响叶温，从而降低植物的蒸腾作用。由图 3 可知，小叶
女贞叶片的蒸腾速率(Tr)与净光合速率(Pn)呈相似的变化
趋势。在 08:00—12:00 蒸腾速率(Tr)呈上升趋势，于 12:00
达到最大值 4． 91 mmol /(m2 · s);随着时间的推移，在
12:00— 18:00 呈 下 降 趋 势，于 18:00 达 到 最 小
值 1． 03 mmol /(m2·s)。
2． 2． 4 小叶女贞胞间 CO2 体积分数的日变化 由图 4 可
知，与小叶女贞叶片净光合速率(Pn)的变化趋势相反，胞间
CO2 体积分数随时间的推移呈下降趋势，最大值、最小值分别
出现于 08:00、18:00，其值分别为 345． 71、199． 68 μmol /mol，
下降幅度达 42． 24%。
2． 3 小叶女贞光合特性的相关性分析
在供试小叶女贞叶片中，对其测定时刻光合特征参数的
平均值进行相关分析。结果(表 2)表明，小叶女贞净光合速
—412— 江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 1 期
率(Pn)与蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(PAＲ)均呈极显著正
相关(r = 0． 973＊＊、0． 893＊＊，P ＜ 0． 01)，与气孔导度(Cond)呈
显著正相关(r = 0． 875* ，P ＜ 0． 05)，与胞间 CO2 体积分数
(Ci)呈显著负相关(r = － 0． 872
* ，P ＜ 0． 01)，与其他环境因
子的相关性不显著。此外，蒸腾速率(Tr)与气孔导度(Cond)
呈极显著正相关(r = 0． 908＊＊，P ＜ 0． 01)，与光合有效辐射
(PAＲ)呈显著正相关(r = 0． 880* ，P ＜ 0． 05)，与胞间 CO2 体
积分数(Ci)呈显著负相关(r = － 0． 822
* ，P ＜ 0． 05)。由相关
系数可知，对小叶女贞净光合速率(Pn)影响最大的因子为蒸
腾速率(Tr)、光合有效辐射强度(PAＲ)，其次为气孔导度
(Cond)。
表 2 光合特性的相关性分析
项目
相关系数
净光合速率(Pn) 气孔导度(Cond) 胞间 CO2 体积分数(Ci) 蒸腾速率(Tr) 光合有效辐射(PAＲ)
净光合速率(Pn) 1． 000
气孔导度(Cond) 0． 875* 1． 000
胞间 CO2 体积分数(Ci) － 0． 872* － 0． 573 1． 000
蒸腾速率(Tr) 0． 973＊＊ 0． 908＊＊ － 0． 822* 1． 000
光合有效辐射(PAＲ) 0． 893＊＊ 0． 870* － 0． 811* 0． 880* 1． 000
注:“*”“＊＊”分别表示在 0． 05、0． 01 水平下显著相关。
3 结论与讨论
植物的净光合速率在一天中的变化动态，是叶片对环境
条件变化的综合响应。大量研究表明，晴朗天气下植物的光
合日变化曲线一般为“单峰”或“双峰”曲线［8 － 10］。本研究
中，小叶女贞的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日变化均表
现为“单峰”曲线，且最大值出现于 12:00 左右，分别达到
14． 14 μmol /(m2·s)、4． 91 mmol /(m2· s)。尤扬在北方对
女贞秋季的光合速率进行研究［11］，其“峰值”早于本研究 2 h，
这可能与西南地区秋季气温高于北方、日出时间早、光合有效
辐射较大、光合作用时间长有关。小叶女贞一天中不同的光
合速率日变化，反映了其生产过程中物质积累、生理代谢对环
境因子的不同适应性，以及环境因素对其生长、代谢的重要影
响。早晨空气湿度大、气温低，小叶女贞的净光合速率(Pn)、
蒸腾速率(Tr)相对较低，但胞间二氧化碳体积分数(Ci)却高
达 345． 71 μmol CO2 /mol。随着光合有效辐射(PAＲ)的增强、
气温的升高、气孔开放程度的变大，小叶女贞叶片的净光合速
率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cond)均显著升高。
关于植物净光合速率(Pn)与气孔导度(Cond)、蒸腾速率
(Tr)、胞间 CO2 体积分数(Ci)相关性的研究较多
［12 － 14］。吴
中军等研究发现，榕树的净光合速率与胞间 CO2 体积分数
(C i)呈负相关
［15］。尤扬等研究发现，女贞［11］、大叶黄杨［4］秋
季的净光合速率(Pn)与气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)呈正
相关(P ＜ 0． 05)，与胞间 CO2 体积分数(Ci)呈负相关(P ＜
0． 05)。本研究中，小叶女贞的净光合速率(Pn)与气孔导度
(Cond)、光合有效辐射强度(PAＲ)、蒸腾速率(Tr)均呈正相关
(r = 0． 875* 、0． 893＊＊、0． 973＊＊，P ＜ 0． 05)，与胞间 CO2 体积
分数(Ci)呈负相关(r = － 0． 872
* ，P ＜ 0． 05)，与已有研究的
结论相一致。
本试验结果表明，晴天条件下的不同时段中，影响小叶女
贞叶片净光合速率的环境因子不同，且同一因子在不同时段
的效应不一致。小叶女贞净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)
的日变化均呈“单峰”曲线，峰值均出现于 12:00 左右，净光
合速率达到 14． 14 μmol /(m2· s)，蒸腾速率的峰值达到
4． 91 mmol /(m2·s)。在温度、光合有效辐射强度、气孔导
度、空气相对湿度等环境因子中，光合有效辐射强度对小叶女
贞光合作用的影响较大。综上所述，小叶女贞为喜光照、稍耐
荫的植物，当中午光照强度达到最大值时，其净光合速率也达
到最大值，使体内有机物最大程度积累。
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