全 文 ：· 园林花卉 · 此方目艺 20 7(4 ) : 168一 17。
人工湿地园扯根菜沼泽植物蒸腾特性日变化的研究
金 研 铭` , 刘 淑 杰“ , 徐 惠 风` , 张 文 静3
l(
. 古林农业大学农学院 ,长春 1301 18沼. 吉林省梨树农业专科学校 ,梨树 13 0 12 门 . 河北省石家庄市第 2 中学 , 05 0 3 1)
摘 要 :研究了人工沮地因中拉根莱沼泽植物落腾特性 日变化 ,结果表明 : 拉根莱叶片的蒸
腾速率日进程在睛朗的天气波动变化曲线 ,相对湿度是影响蒸腾速率的主要环境因子 ,光 1 子通
全密度次之 。 批根莱叶片的落腾速率的日变化决定与叶片内外水蒸汽压差和扩散途径阻力的大小 。
关键词 :人工湿地园 ;燕腾特性 ;扯根菜 ; 日变化 ;环境响应
中圈分类号 : 51 61 . 4+ 2 文献标识码 : A 文章编号 : 100 1一 0 00 9 ( 2 00 7 )0 4一0 168一 03
湿地生态系统是一种介于陆地及水域生态系统之
间的具有过渡性质的自然综合体 ,作为独立的学科 , 他
的研究历史浅近 lj[ 。 湿地是具有多种功能和价值的生
态系统 ,是人类最重要的环境资源之一 ,被称为“ 景观之
肾呱 `〕 ;湿地生境中 ,水因子 (包括水深和水位波动 )常常
是影响湿地植物生存的主导因子 , 因为湿地植物长期适
应这种特殊的生境 ,他们对水位梯度的反应有一定的共
同特征 ,如一定范围内水位下降有利于湿地植物的繁殖
(压 t a , 19 90 ) . 人工湿地园同样具有湿地的功能和作
用 。 建设和研究人工湿地园 ,对于调节生态环境尤其是
城市生态环境具有重要的作用和深远的意义 。
湿地植被减缓地表水流的速度 ,流速减慢和植物枝
叶的阻挡 ,亦使水中泥沙得以沉降 , 同时经过植物和土
第一作者简介 :全研铭 (1 962 一) ,另 .硕士 ,剐教授 ,主要从亨因林桂
物生理生态 ,目林苗日 , 沮地生态及圈林设计的教学和研究 , E -
湘U:间 1962@ 126 . com -签金项目 :松嫩平原沮地的保育棋式试脸示范 (吉林省开发重点
项 目 )和国家“ + 五”科技攻关专通 ( 2X() l ba 508b2 4 ) 、 吉林农业大学
博士启动资金头同资助 。
收稿日期 : 20 6一 12 一 25
壤的生物代谢过程和物理化学作用 ,水中各种有机的和
无机的溶解物和悬浮物被截流下来 ,许多有毒有害的复
合物被分解转化为无害甚至有用的物质 ,这就使得水体
澄清 ,达到净化环境的目的。
人工湿地系统是一个完整的生态系统 ,它形成了内
部良好的循环并具有较好的经济效益和生态效益 。 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 。 在处理了污水的同时 , 种草养鱼 ,
又可以用鲜花绿叶装饰环境 ,把清水活鱼还给自然 ,节
约资源 ,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
济效益图 .
人工湿地中湿地植物在湿地系统中具有三个间接
的重要作用 : .A 显著增加微生物的附着 (植物的根 、茎 、
叶 ) ;从湿地植物可将大气氧传输至根部 ,使根在厌氧环
境中生长 , C 增加或稳定土壤的透水性图 。
扯根菜伊曰公入。~ hc i~ uP hsr
)为景天科 ( C r a s -
s ul a cae e) 扯根菜属 (R喇入。~ L )植物
,一年生植物 , 多
生长在水边 、 湿地及沼泽中 , 直茎 、单叶互生 、直根系 。
全株可用药 , 主要有活血 、行水的功效 . 主治经闭 . 水
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16 8
此方心艺 20 7(4) : 265一 z匆 · 园林花卉 ·
度与蒸腾速率的方程正相的 ,其他的都与燕腾速率的模
拟方程相反的结论 。
表 1 燕腾速率与时间的模拟方程及其环境的相关系数
模拟方程 相关系数
燕肠遨率 扣 “ . 65 1沪一 .8 3 l l x + .70 7朋 砂 二 .0 4 1吕
气孔阻力 Y二 一 0 . 2洲 86沪+ 5 . l s4x一 0 . 4一38 砂 二 0 . 8625 ’ 一 0 . 3哭
光t 子通 t 密度 Y二 一 10 19 8沪+ 11 02 2x一 2293一 即 = 0 . 496 0 . 583
相对漫度 Y = 19 1, 31沪一 25 0 . 63x + 11一 94 即 = 0 . 99肠 ’ · 0 . 668
叶沮 Y = 一 15 1. 4 6沪+ 174 . 45 x一 16 . 546 砂 = 众 9753二 0 . 549
大气祖度 Y = 一 ] 5 1. 8 9沪+ 175. 0 3x一 18 . 338 即 = .0 9743二 0 . 550
注: R S%.0 ,刹 , l%.D 8” ` , 为 5%下显著 , 二为 1%下显著.
2
.
2 扯根菜燕腾速率日变化规律
由图 1可以看出 ,扯根菜的蒸腾作用的日变化呈波
动曲线变化 , 白天的最大值出现的时间在 16 : 0 。 而气
孔阻力的最大值在 12 : 0 ,二者不在同一时间出现峰谷 。
蒸腾速率从早 6 : o 开始下降至 10 : 0 ,后开始上升在下
午的 16 : 0 达到最大值 ,然后下降 。 气孔阻力在日变化
中呈单峰曲线变化 ,说明气孔阻力不是导致燕腾速率变
化的直接因素 。 沼泽湿地的土坡含水量是饱和的 。 当
叶片的含水量高于 85 % ,气孔阻力保持在较低的水平 ,
表明气孔开放 ,蒸腾速率较高困 ,但是该实验扯根菜的
燕腾速率的高值并不与气孔阻力的最小值一致 ,说明除
了气孔阻力还有影响燕腾速率的环境因素 ,相对湿度 。
这与以上的相关分析和模拟是一致的。
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肿 ,血崩 ,带下 ,跌打损伤 。 最早记载于《救荒本草》。 古
代医药学家经过研究认为有清热 、解毒 、退黄 、化湿等作
用 ,是民间治疗各型肝炎的经验方 。 现代医学实验研究
发现扯根菜还能退黄疽 、 降酶保肝 , 是控制各类肝炎病
程进展 ,迅速消除各种临床症状的治肝良药 。 通过对人
工湖自然滋生的植物作为研究对象 ,试图通过对其蒸腾
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 , 为进一步建设人
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 试验方法与材料
1
.
1 试验方法与内容
用 iL 一 160 型气孔仪测定 : 时间为早 6 : 0 ~ 晚
18
:
o
,每 Zh 测定一次 。 测定扯根菜叶片的燕腾速率
(E 小咖 l/ 时 s/ ) 、气孔阻力 ( R s , onI l/ 时 s/ ) 、 光合有效辐
射 ( P从 , 拜otn l/ 耐 s/ ) 、 空气温度 ( aT , ℃ ) 、 叶片温 度
( lT
, ℃ ) 、相对湿度 ( R H% ) 、大气 Cq 浓度等指标 。
1
.
2 试验材料
扯根菜选自吉林农业大学人工湖沼泽湿地 。 测试
时随机取植物 ,取植物的完全展开叶片活体测定 ,每次
重复 3 次 ,取平均值 。 试验时间为 7 月 10 日、 8 月 1认
9 月 n 日全天 , 天气晴朗 ,无云 。
1
.
3 试验地的自然状况
吉林农业大学位于吉林省长春市 ,东经 125 01 3 ,北纬
43 05 3
, ,该区域年降水址为 571 . 6~
,
7 月份降水量为
21 8
.
7
~
;年总辐射t 为 120 ~ n s 千卡 / c耐 ; 7 月总辐
射量为 13 千卡 / c n尹;年平均温度为 4 . 9℃ , 7 月份的平均
温度为 2 . 7℃ 。 人工湖位于农大校园内 ,护坡上生长很
多的植物 ,其中以泽泻 、扯根菜和水萝为优势种 。 湖的
周围长有很多高大的乔木 。
2 结果与分析
2
.
1 扯根菜的燕腾速率的日变化
在 7 月中旬 ,在扯根菜营养生长最旺盛期 ,生殖生
长还没进行时 ,于 10 日进行测定 , 当天的天气晴朗 。 从
早 6 : 0 开始每隔 Zh 进行一次测定 , 直到 18 : o 为止 。
历时 7个时段用 U 一 16co 稳态气孔仪随机测定生长在
人工湖边和湖内沼泽地上的扯根菜 ,对完全展开的叶片
进行测定 ,测定蒸腾速率 、 气孔扩散阻力 、 大气温度 、 叶
片温度和相对湿度及光量子通量密度 . 通过对原始数
据的处理 ,对蒸腾速率在时间上的进行无量纲化 ,利用
灰色系统的关联度分析进行多元方程式的模拟 ,得出表
1 的结论 . 对蒸腾速率影响程度依次为 : 相对湿度> 光
盈子通量密度 > 大气温度 > 叶温 > 气孔阻力 。 蒸腾速
率与时间的方程为二元 一次方程 , Y ~ 54 . 651 分一
8
.
l3 lx + 70
.
78
,气孔阻力也是二元一次方程 ,但是与
蒸腾速率的方向相反 。 从表 1 的方程来看 ,只有相对湿
尹 尹 尹 尹 时间
- . 一燕腾速率 - , - 气孔阻力
圈 1 燕肠作用与气孔阻力的日变化曲故
由图 1看到 ,在早上 6 : 0 时 ,光照度较小 ,气孔阻力
小 ,说明气孔开放较大 ,此时的燕腾速率最大 ,受气孔的
直接影响 ,此时的气孔内外的蒸汽压较小 ,而在 18 : 0 时
的燕腾速率较小 ,此时的气孔阻力也较小 ,说明此时的
燕腾作用不受气孔阻力的影响 ,环境因子是此时的主要
影响的因素。 此时光里子通 t 密度较小 ,温度降低 ,相
对湿度却增加 , 由于气孔的开度较大 ,使气孔内外的燕
汽压差减少 ,所以导致燕腾速率的减少 。 由上面的时间
模拟方程来粉 , 相对湿度是影响蒸腾速率的直接因素 .
在 12 : o 时 ,气孔阻力最大 ,气孔关闭 ,燕腾速率没有停
止 ,却在缓慢的上升 .此时的光照有效辐射提高 ,温度也
在提高 ,相对湿度有所减少 ,此时 ,气孔内外的燕汽压差
1 6 9
· 园林花卉 · 此方必艺? z o(4 ): `6 8一` , o
还在增加 ,所以导致蒸腾速率有所提高 ,而后 ,随着气孔
阻力的较少 ,气孔的增开 ,加之气孔的内外蒸汽压差使
蒸腾速率不断上升 ,在午后 14 : 0 时达到最大值 。 此时
尽管气孔阻力还在减小 ,但是光照度已经开始下降 ,温
度开始下降 ,相对湿度到达最小值 ,所以从气孔内外的
燕汽压差值较小 ,使燕腾速率也在减少 。
扯根菜叶片的燕腾速率的日变化特征与其他的沼
泽植物的燕腾速率的日变化不同 ,如泽泻 、水萝 、毛果苔
草、乌拉苔草等 ,由其自身的生理特点所决定的。
2
.
3 扯根菜蒸腾作用对环境因子的响应
从环境因子对蒸腾速率的相关性分析看 ,每种环境
因子对燕腾速率的影响都不是单一的起绝对的作用 , 都
不成显著的响应 ,但是从以上的分析看 , 环境因子对扯
根菜的燕腾速率有一定的响应 ,从相关系数看 , 由大到
小的排列是 : 相对湿度> 光量子通量密度> 大气温度>
叶温> 气孔阻力。 从环境因子的影响的整体看 ,相对湿
度最大 ,光量子通量密度次之 ,气孔阻力最小 . 这与表 1
的模拟一致 。
衰 2 燕腾作用与环境因子相互关系的模拟
方程及其相关系数
燕肠邃率相关因t 摸拟方程 相关系数 r
气孔阻力 y` 一仪加翁 x + .Q 4创打 砂` .0 n 4 认泌
光 t 子通 t 密度 广一么59洲沪+发 1 . 肠 r 41 的 . 5 砂 = .0 洲此 认 583
相对漫度 尸 .0 盯 69计叹1073 砂 = .0 钊 56 让溯
叶沮 尸一 .0 翔 l计低 412 砂 = .0 功 18 众Mg
大气沮度 产一 .0 裂拓2+x 41 .桃 砂 = .0 闰留 众溯
从表 2可以看出 ,气孔阻力与蒸腾速率呈负的线性关
系 ,与光童子通童密度呈二元一次方程 ;与温度和大气温
度叶呈负的线性关系 ,与相对湿度呈正的线性关系.
由表 2 可见 ,扯根菜的蒸腾作用对环境因子的响应
均不显著。
3 讨论
扯根菜叶片的燕腾速率的日变化决定与叶片内外
水蒸汽压差和扩散途径阻力的大小 ,这是气孔阻力与环
境因子共同作用的结果 。 在温度相同时 ,大气相对湿度
越大 ,其蒸汽压就越大 , 叶内外蒸汽压差就变小 ,气孔下
腔的水蒸气不易扩散 ,蒸腾减弱 ,反之大气湿度较低 ,则
蒸腾速度加快图 。 在环境因子中 ,相对湿度是影响燕腾
速率的主要环境因子 ,光量子通里密度次之 。 扯根菜是
沼泽植物 ,土壤的湿度是饱和的 ,相对湿度是影响燕腾
速率的主要因子 , 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〔’ 〕 。 所以说 ,扯根
菜对空气的湿度的响应至关重要的 ,在人工湿地园的建
设中 ,扯根菜应该是栽植在湖内沼泽地上 ,落水栽植更
好些 。 这与其他的沼泽植物不同 ,阎秀峰认为 , 植物的
蒸腾特性在一日中的变化情况 ,一方面决定于植物自身
的生物节律 , 同时也受环境条件的影响。 二者对蒸腾特
性影响的程度因植物而异1[ .
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