全 文 ：BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH
第 16 卷　第 2 期 1996 年　4 月
Vol.16　 No.2 Apr., 　1996
小青杨(populus pseud-simonii)生理生态特性的研究
侯凤莲　王文章　冯玉龙　候丽娟　孔令武
STUDYON PHYSIOLOGICAL ECOLOGICAL
CHARACTERISTICS OF POPULUS PSEUD-SIMONII
Hou Feng-lian Wang Wen-zhang Feng Yu-long Hou Li-juan Kong Ling-wu
〔摘　要〕　在野外条件下 ,测定了小青杨树冠不同方向净光合速率和呼吸速
率日进程呈双峰曲线形式 ,双峰出现在上午 9时及下午 15时 ,低谷出现在 13 时 ,
即“午睡现象” ,这与光照强度关系不大 ,而与环境因子有密切关系。
小青杨树冠四个方向的光照强度都呈单峰曲线形式 、温度也呈单峰曲线形式 ,
但二者的峰值不同。
树冠不同方向水分状况不同 ,饱和亏缺大者 ,水势较小 ,蒸腾强度也小 。
树冠不同方向 ,叶绿素含量不一 ,东面和北面叶绿含量较其他两面高 , a/b 比
值小于 1。
关键词　小青杨;净光合速率;双峰曲线;午睡现象
小青杨是我国平原地区的主要造林树种 ,但缺乏从生理生态特性的研究 ,为此 ,我们针
对护路林 —小青杨的生理生态特性进行研究 ,以便了解各类生态条件下 ,小青杨的生理生态
特性与环境因子的关系 ,为进一步集约经营小青杨 ,提供科学依据。
一 、实验地的概况和材料
(一)实验地概况
实验地位于吉林省梨树县 ,东经 123°45′30″至 124°53′,北纬 42°49′至 43°46′之间 ,南北
长105公里 ,东西宽 92 公里 。幅员面积 4209平方公里。东辽河环梨树县两面 ,隔河与怀
德 、双辽县相望 ,西部与辽宁省昌图县毗邻 ,南部与四平市和辽宁省西丰县接壤 。县内地势
东南高 ,西北低 ,东南部为丘陵 。中部为波状平原 ,北部为冲积平原 ,自然条件适宜农林牧业
发展 ,是吉林省商品粮基地县之一 。
侯凤莲:吉林 ,吉林林学院(Jinlin Forest ry College 132011)。　王文章 、冯玉龙:哈尔滨 ,东北林业大学(Northeast Forest ry Universi ty , Harbin 150040)。　候丽娟:牡丹江 ,牡丹江林校(Mudanjiang Forstry S chool , Mudanjiang 157012)。　孔令武:哈尔滨 ,黑龙江中医学院(College of Tradst ional Chinese Medicine , Habin 150040)。　1995年 10月收到本文。
梨树县属于温带半湿季风大陆性气候 ,春季干旱多风 ,夏季温热多雨 ,秋季时有低温早
霜 ,作物易受害减产 ,气象变化年度间很不平衡 ,1959—1980年 22年间年平均气温 5.8℃,
最热月为 7月 ,平均气温为 23.4℃,最冷 1月 ,平均气温为-14.9℃。极端最高温度 36.1℃,
极端最低气温为-34.7℃。年平均≥10℃的积温 3046.8℃,最少月分为 2754.3℃(1972)。
无霜期平均为 152天 ,最多 188天(1975年),最少 115天(1972年)。
年平均日照数为 2698.5℃小时 ,最长月份为 2927.5℃小时 。最少年份 2393.2℃小时。
5至 9月份累积平均日照时数为 1224.8小时 ,占全年日照数 45%。
年平均降水量为 577.2mm ,年份差异较大 ,降水量最多年份为 681.3mm 。最少年份为
447.9mm ,最多或最少相差 233.4mm 。
测定实验地区为黑土类 ,亚类为黑土 ,为中层黑土 。
(二)实验材料 　小青杨(以后文中出现的杨树即为小青杨), 4 年生 ,平均树高为
4.17m ,胸径为 4.43cm ,株行距为 1.5m 。
二 、实验方法
1 、光合速率和呼吸速率测定:利用美国进口的 Beckman 红外线CO2 分析仪 ,具有 10个
通道 ,备有自动记录仪。叶室是由有机玻璃制成 ,内有两个小风扇 ,以减少边界阻力 ,叶室体
积为 15×15×30cm3 。
图 1　杨树净光合速率和呼吸速率
———净光合速率　×东·南
----呼吸速率　o 西　■北
Fig.1 Net Photosynthetic and resp
iratory ra tes of populus pseud-simonii
——— Net photosynthetic rate 　× East·South
----Respirato ry rate o West ■ North
2 、叶面积测定:是用 LI —3000 便携式
叶面积仪测定。
3 、叶绿素含量是用 721分光度计测定。
4 、叶片水势测定 ,是用美国进口 5103A
水势测定仪测定 。
5 、蒸腾强度测定 ,是用气流法测定 。
6 、在测定光合速率和呼吸速率同时 ,还
测定了其环境因子 ,如温度 ,光强度 ,相对湿
度 ,气压等 。
三 、实验结果与分析 。
1 、杨树净光合速率和呼吸速率日进程。
在天气晴朗的日子测定了第一行和第
二行杨树净光合速率和呼吸速率 ,其测定结
果表明如图 1所示 。图中净光合速率和呼
吸速率是第一行和第二行杨树净光合速率
的平均值(东南西北四个方向)。在清晨随
着光照强度的增加 ,净光合速率增加 ,9点左
右达到最高峰而后下降 ,而后又下降 。为此
净光合速率日进程呈双峰曲线形式 。
到达 13时左右 ,净光合速率和呼吸速率达到最低 ,即出现了“午睡现象” 。以后随着时
间的增加净光合速率又增加 ,到达 15时左右 ,净光合速率又达到最高 ,第二次高峰出现 , “午
睡现象”的出现是因为中午前后 ,温度增高蒸腾强烈 ,地下水供不应求 ,使气孔关闭 ,因而影
2092 期　　　　　　　侯凤莲等:小青杨(populus pseud-simonii)生理生态特性的研究
图 2　杨树树冠不同方向净光合速率和呼吸速率
———光合速率　×东·南
----呼吸速率　o 西　■北
F ig.2 Net Pho tosynthetic and respir
atory rates at various directions of crown
———Net photosynthetic rate 　× East·South
----Respir atory rate o West ■ Nor th
响了净光合速率的增加 ,所以才出现
了双峰曲线的形式。
呼吸速率也呈双峰曲线形式 ,但
出现的双峰曲线均较净光合速率低 ,
高峰出现在 11时和 15时左右 。
2 、杨树树冠不同方向净光合和呼
吸速率日进程比较。
如图 2所示 ,树冠不同方向 ,东 、
南 、西 、北四个方向净光合速率不同 ,
都呈双峰曲线的形式 。四个方向相
比 ,按光合速率的大小 ,依次为南 、西 、
东 、北。其净光合速率峰出现在上午
9时和下午 15 时左右 。其低谷出现
在 13时左右 。呼吸速率也呈双峰曲
线形式 。但呼吸速率高低的顺序依次
为西 、东 、北 、南 。
3 、杨树树冠不同方向净光合速率
和呼吸速率与环境因子 、光强度 、温度
的关系。
图 3　树冠不同方向光照照度日变化
———光合速率　×东·南
----呼吸速率　o 西　■北
F ig.3 Diurnal variation in intensity
of illumination varius directions of crown
———Net photosynthetic rate 　× East·South
----Respira tory rate o West ■ Nor th
从图 3中可以看到树冠东面光照强
度 ,在上午 9时较高 , 11 时到达到最高 ,
而后下降。15时最低 ,但其东面的净光
合速率和光照强度并不呈相关性 。当上
午东面光照强度最强时 ,净光合速率并
不太高。而下午光照强度最低时 ,净光
合速率还最高 。这充分说明了净光合速
率与光照强度有关外 ,还与其他因子有
关 ,如温度和水分状况都有一定的关系。
树冠南面也是如此 ,上午光强度随着时
间增加而增加 ,到达 11时达最高 ,而后
下降 , 15时达最低 ,但其净光合速率却成
双峰曲线形式 ,高峰出现在上午 9 时和
下午 15 时 。光强度从 11 时逐渐下降 ,
而净光合速率在下午 15 时最高(见图
2)。树冠西面光照强度在上午 11 时达
到最高 ,而后下降 ,其净光合速度在上午
9时达到高峰 ,下午 15时达到第二次高峰而树冠的北面 ,光照强度一直很低 ,只是在下午 15
时稍高些 540μmolm-2s-1 ,但其净光合速率也呈双峰曲线形式 ,上午 9时和下午 15时出现
峰值 ,其峰值都比其他三个方向低些。呼吸速率在上午 9时前较其他方向高 ,而后下降到较
210 植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　16 卷
低。上述结果说明了净光合速率虽与光照度有关 ,但也和其他因子水分供应有关(如图 3 、
4)。
图 4　树冠不同方向叶　温度日变化
———光合速率　×东·南
----呼吸速率　o西　■北
F ig.4 Diurnal variation in leaf
chamber temperature in various
div ections of populus pseud-sinonii
———Net pho to synthetic rate 　× East ·South
----Respiratory rate o West ■ Nor th
4 、杨树的水份状况
(1)饱和亏缺和相对紧张度
从表 1中可以看到 ,树冠不同方向饱和
亏缺和相对紧张度不同 。西面相对紧张度
最大 。饱和亏缺最小 。其次是东面 RT 较
大 ,SD较小 , 而后是南面 ,最后是北面 。这
说明树冠四个方向 ,供水量是有差异的 ,即
使是供给水份相同 ,但由于丢失的数量不同
而造成的差异 。
(2)杨树树冠不同方向蒸腾情况 。
从表 1 中可看到各个不同方向蒸腾强
度不同 ,树冠西面蒸腾强度最大 ,树冠北面
蒸腾强度最小 ,东南两方向居中间 。由于树
冠北面饱和亏缺较大 ,水分缺乏 ,因而蒸腾
较小。树冠西面饱和亏较小 ,相对紧张度较
大 ,因而蒸腾也较大 。因此 ,树木蒸腾强度
大小 ,与环境因子有密切关系。
表 1　树冠不同方向 SD、RT和蒸腾强度(mg.dm-2·h-1)
Table 1 SD.RT and transpiration rate invarious direction of crown
项 目
% 和 强 度 方向 东 南 西 北 平均
SD 7.03 7.69 5.98 8.92 7.405
RT 92.97 92.31 94.02 91.05 92.595
蒸腾强度 1250 1235 1408 1120 1253
(3)杨树树冠不同方向的水势
从表 2中可知 ,树冠不同方向水势是不同的 ,树冠北面饱和亏缺大的 ,水势就小-22.
6kpa。因而蒸腾也较弱 ,西面饱和亏缺小的 ,水势相对较大。因而蒸腾强度也就大 。东南二
方向饱和亏相差不大 ,因而水势也相差不大。从上述测定结果表明 ,植物体内水份状况变化
呈不一致的趋势 。这说明树冠各个方向水分代谢是不同的 ,这和环境因子 ,如水分 、光照强
度 、土壤中水分供应状况 、风等都有密切关系 。
2112 期　　　　　　　侯凤莲等:小青杨(populus pseud-simonii)生理生态特性的研究
表 2　树冠不同方向的水势(KPa)
Table 2 Water protential of crown
时 间
方
向 东 南 西 北
上午 10 时
下午 3时
平均
-16
-20
-18
-16
-18
-17
-10
-14.6
-12.3
-22
-23.2
-22.6
4 、杨树树冠不同方向叶绿素含量
从表 3中可以看到 、树冠不同方向叶子叶绿素含量不同 ,东面和北面叶绿素含量比南 、
西面要高 ,但其 a/b比值却小于 1 ,这说明叶绿素 b较 a含量高 ,利用短波光的能力较强 ,而
西面方向 , a/b比值却大于 1 。这说明利用红光的能力较强 。
四 、结论与讨论
在野外测定树木的各种生理指标 ,难度较大 ,所测得的各种指标 ,除受自身的遗传特性
影响而外 ,而且还受环境因子的影响 ,而环境因子又是无法控制的 ,不同部位 ,不同方向还是
可以相比的。我们是同一环境条件下 ,几乎是在相同时间测定 ,其结果还是可信的 ,所得结
论如下:
表 3　树冠不同方向叶绿素含量(mg/g)
Table 3 Chlorophyll content of crown
方 向
种
类 a b 叶绿素总量 a/ b 比值
东 2.0015 2.2803 4.2818 0.8836
南 1.5180 1.7895 3.3075 0.8482
西 1.9366 1.4208 3.3574 1.3630
北 2.0284 2.4664 4.4948 0.8305
1 、小青杨净光合速率和呼吸速率日进程双呈峰曲线形式 ,但其呼吸速率日进程曲线比净光
合速率日进展曲线低 。净光合速率低谷出现在下午 13时左右。呈“午睡现象” ,这和水分供
应不足有关。
2 、小青杨树冠四个方向净光合速率和呼吸速率均呈双峰曲线形式 ,但四个方向相比 ,由
大到小依次为南 、西 、东 、北。
3 、小青杨树冠四个方向 ,光照强度不同 ,呈单峰曲线形式 ,但峰值出现的时间不同。树
冠不同方向温度变化也随着光照强度而变化 ,也呈单峰曲线形式 。
4 、树冠不同方向水分状况不同 ,北面饱和亏缺较大者 , 8.92%,水势较小 ,蒸腾强度也
小。西面饱和亏缺小者 5.8%,水势也大 ,蒸腾强度也大。
5 、树冠方向不同叶绿素含量也不同 ,东面和北面叶绿素含量最高 ,超过 4 以上 ,而南西
面叶绿素含量在 3.3左右 。叶绿素 a/b比值 ,东和南北面在 1以下 ,而西南却在 1以上 。
为更好的集约经营小青杨提高木材产量 ,就要消除“午睡现象”或减小“午睡现象” 。“午
212 植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　16 卷
睡现象”是和环境因子有关 ,特别是和水分供应有关 ,中午前后 ,由于蒸腾强烈 ,地下水供应
不足而出现的现象。如果能及时补充水分(适当灌溉),即可消除“午睡现象” ,使树木得到充
分的生长 ,即可增加木材的产量。
ABSTRACT
This paper concerns with the studies of the diurnal change of the net pho tosynthetic and
respirato ry rates of populus pseud -simonii.The results showed the change appeared as a
double -peak curve.The peaks appeared at 90′clock in the mo rning and at 15 o′clock in the af-
ternoon.The low est appeared at 1 o′clock in the af ternoon , in o ther words , minimum at noon.
The diurnal change depended on the environmental factor.
Key works　 Populus pseud - simonii;Net photosynthetic rate double -peak carve;
M inimumat noon
参　考　文　献
[ 1]王文章等 , 1989:不同立地条件下防护林树种生理生态特性的研究 ,防护林研究第一集 , 88—98。
[ 2]王文章等 , 1989:不同立地条件下防护林树种水分状况的研究 ,防护林研究 ,第一集 116—122。
[ 3]许大全 , 1984:田间小麦叶片光合作用午睡现象的研究 ,植物生理学报 Vol.10 No.3.269-275。
2132 期　　　　　　　侯凤莲等:小青杨(populus pseud-simonii)生理生态特性的研究