全 文 ：林业科学研究　2009, 22 (1) : 55～62
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2009) 0120055208
金沙江干热河谷植被恢复树种盆栽苗
蒸腾耗水特性的研究
段爱国 1 , 张建国 13 , 张俊佩 1 , 王军辉 1 , 李　昆 2 , 张守攻 1
(1. 中国林业科学研究院林业研究所 ,国家林业局林木培育重点实验室 ,北京　100091;
2. 中国林业科学研究院资源昆虫研究所 ,云南 昆明　650224)
摘要 :采用快速称重法对金沙江干热河谷 28种植被恢复树种盆栽苗蒸腾耗水规律进行了研究 ,结果表明 : (1)在干
热的 3月份 ,在土壤水分充足的条件下 , 25个供试树种盆栽苗在典型晴天里全天蒸腾耗水量为 171. 80～731. 00 g,
白天蒸腾耗水量为 147. 10～631. 70 g,白天蒸腾耗水量占全天耗水量的 78. 83% ～91. 16% ,其中 , 24个树种的盆栽
苗白天平均蒸腾耗水速率为 0. 95～6. 91 mmol·m - 2 ·s- 1 ,表明不同盆栽苗的耗水能力存在明显差异。 (2)在湿季
10月份 , 14个供试阔叶树盆栽苗全天的蒸腾耗水量为 204. 06～303. 28 g,白天平均耗水速率为 0. 82～2. 12 mmol·m - 2
·s- 1。 (3)所有供试盆栽苗在干热季节里的蒸腾耗水速率均大于湿季 ,干热天气加剧了参试盆栽苗的蒸腾作用 ,加
大了蒸腾失水的速度。 (4)干热胁迫推迟了大部分树种盆栽苗蒸腾耗水量日变化峰值出现的时间 ,对绝大多数参
试盆栽苗而言 ,干热胁迫降低了蒸腾量的日变化幅度。 (5)充分供水条件下 ,盆栽苗木蒸腾耗水量及耗水速率日变
化的单峰分布特征不受季节变化所引起的大气干旱胁迫程度的影响 ,随着土壤干旱胁迫加深 ,苗木蒸腾耗水量的日
变化峰值有所提前 ,单峰态类型有向多峰态类型过渡的趋势。
关键词 :金沙江干热河谷 ;植被恢复 ;蒸腾耗水 ;日变化 ;季节效应
中图分类号 : S722. 3 + 6 文献标识码 : A
收稿日期 : 2008202213
基金项目 : 国家林业局林业重点工程科技支撑项目“西南困难立地抗逆性优良乔灌木树种选择及快繁技术试验示范”
作者简介 : 段爱国 (1976—) ,男 ,湖北荆州人 ,博士 ,副研究员 ,主要从事林木定向培育与改良和树木生理生态方向的研究.3 通讯作者. E2mail: zhangjg@ caf. ac. cn
Stud ies on Tran sp ira tion of Seedlings of the Tree Spec ies for Vegeta tion
Restora tion in the D ry2hot Va lleys of the J in sha R iver
DUAN A i2guo1 , ZHANG J ian2guo1 , ZHANG Jun2pei1 , WANG Jun2hui1 , L I Kun2 , ZHANG Shou2gong1
(1. Research Institute of Forestry, CAF; Key Laboratory of Tree B reeding and Cultivation, State Forestry Adm inistration, Beijing　100091, China;
2. Research Institute of Resource Insects, CAF, Kunm ing　650224, Yunnan, China)
Abstract: Transp iration of twenty2eight potted afforestation species for vegetation restoration in the dry2hot valleys of
the J insha R iverwas studied on typ ical sunny day in different seasons. Five main conclusionswere gotten as follows:
(1) In dry and hotMarch, the variation range of water consump tion through transp iration in whole day of twenty2five
species was 171. 80 - 731. 00 g, in which, the water consump tion in the day was 147. 10 - 631. 70 g, the p roportion of
water consump tion in the day time arrived 78. 83% - 91. 16% ; excep t for one species, the average water consump tion
rate in the day of twenty2four tree species was 0. 95 - 6. 91 mmol·m - 2 · s- 1 ; different species had obvious
differences in aspect of water consump tion capacity while water supp ly was enough. (2) In wet October, the variation
range of water consump tion through transp iration in whole day of fourteen broad2leaf tree species was 148. 65 - 303. 28
g, the average water consump tion rate in the day varied in the range of 0. 82 - 2. 12 mmol·m - 2 ·s- 1. (3) The water
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 22卷
consump tion rates of all the test tree species in the dry2hot season were higher than the ones in the wet season, the
dry2hot weather p romoted the transp iration of seedlings, and strengthened the transp iring water consump tion rate. (4)
The dry2hot stress delayed the p resentation of the transp iring water consump tion peak values for the most tree species,
and decreased the width of daily transp iration change for the absolutely most test tree species. (5) In normal water
supp ly, the daily change of water consump tion and water consump tion rate of twenty2five tree species took on“single
peak style”, and this characteristics did not affected by the extend of atmosphere drought which was caused by season
variation. During the course of soil drought stress, the peak value of transp iration of seedlings brought forward, the
type of single peak kurtosis had the trend of transition to multi2peak kurtosis.
Key words: the dry2hot valleys of the J insha R iver; vegetation restoration; water consump tion by transp iration; daily
change; season effect
蒸腾耗水是树木水分散失的主要途径 ,是土壤 2
植物 2大气系统 ( SPAC)中水分运转的关键环节或枢
纽 [ 1 ]。树木蒸腾耗水量的准确测算是干旱与半干旱
地区造林树种选择、造林密度的确定、人工林分稳定
性评价及防护林体系优化配置等的重要依据 ,是林
业生态治理工程建设技术中最关键、最核心的问
题 [ 2 - 4 ]。金沙江干热河谷区气候干旱炎热 ,降水量
较少且分配不均 ,土壤干旱贫瘠 ,是我国造林极端困
难的立地之一 [ 5 - 6 ]。如何按照适地适树的造林基本
准则 ,选择符合该区水分承载力的植被恢复树种及
栽植模式是造林成败的关键所在。虽然不少学者对
干热河谷区植被恢复树种水分生理特性展开了一定
的研究 [ 7 - 9 ] ,积累了一些认识 ,但由于所涉及树种的
数量较少 ,且主要集中于单叶水平的比较 ,对多树种
整株苗木蒸腾耗水特性缺乏研究 ,难以形成有效的
系统结论。鉴于此 ,本文采用快速称重法 [ 10 ] ,对金
沙江干热河谷区 20多种植被恢复树种苗木在供水
良好时蒸腾耗水规律进行了研究 ,以期为干热区造
林树种选择及配置提供理论与实践依据。
1　材料与方法
1. 1　试验地概况
试验设置在云贵高原云南省境内金沙江中段的
元谋县 ,为典型的干热河谷区。雨季约 5个月 ( 6—
10月 ) ,降水集中 ,空气闷热 ;干季 6～7个月 ( 11月
至翌年 5月 ) ,主要在 3—5月 ,年降水量 613. 9 mm ,
其中 6—10月份降雨占全年降水量的 92% ,年蒸发
量 3 847. 8 mm,年均空气相对湿度 53%。试验区土
壤以燥红土为主 ,干旱瘠薄 ,水肥条件极差。自然植
被以草丛为主 ,杂以灌木 ,稀少乔木 ,称为半自然稀
树草原或稀树灌草丛。
1. 2　试验材料
2005年 1月共收集金沙江干热河谷区有代表
性的树种 28个 (表 1)。所有材料都在 2005年 2月
中下旬进行盆植 ,每盆 1株。盆栽土壤采用当地燥
红土 ,统一过筛称质量 ,带土瓦盆 15 kg,盆子规格
为 :高 30 cm,直径 35 cm。
表 1　金沙江干热河谷区有代表性的 28个树种
编号 树种 拉丁学名 编号 树种 拉丁学名
1 滇刺枣 Z iziphus m auritiana Lam. 15 杞木 Carallia longipes Roxb.
2 苏门答腊金合欢 Acacia glauca (L. ) Moelichl 16 大叶女贞 L igustrum lucidum A it.
3 久树 Schleichera oleosa ( Iour. ) Oken. 17 夹竹桃 N erium indicum M ill.
4 大叶相思 Acacia auricu laeform is A. Cunn. 18 尾叶桉 Eucalyptus urophylla S. T. B lake.
5 马占相思 Acacia m angium W illd. 19 兰桉 Eucalyptus g lobulus Labill.
6 墨西哥柏 Cupressus lusian ica M ill. 20 黄花槐 Sophora xanthantha C. Y. Ma.
7 干香柏 Cupressus duclouxiana H ickel 21 赤桉 Eucalyptus cam aldulensis Dehn.
8 圆柏 Sabina chinensis (L. ) Ant. 22 黒荆 A cacia m earnsii De. W ild.
9 攀枝花 B om bax m alabaricum DC. 23 新银合欢 Leucaena leucocephala cv. Salvador
10 云南松 Pinus yunnanensis Franch. 24 车桑子 D odonaea viscose (L. ) Jacq.
11 山合欢 A lbizzia kalkora (Roxb. ) Prain 25 山毛豆 Tephrosia candida DC.
12 聚果榕 Ficus racem osa L. 26 小桐子 Jatropha curcas L.
13 木麻黄 Casuarina equisetifolia L. 27 印楝 A zadirachta indica A. Juss
14 余甘子 Phyllan thus em blica L. 28 木豆 Cajanus cajan (L. ) M ill.
65
第 1期 段爱国等 :金沙江干热河谷植被恢复树种盆栽苗蒸腾耗水特性的研究
1. 3　试验方法
于 2005年 2月份进行播种育苗、移植苗收集及
装盆培育工作。在 2005、2006年选择干热季节 ( 3
月份 )及湿季 (10月份 )的典型晴天对试验树种盆栽
苗蒸腾耗水的日、季节变化进行测定 ,采用适于野外
试验的快速称重法测定 ,称重天平为德国生产的
Sartorius—B12电子天平 ,精度达 0. 1 g。
根据盆栽苗生长状况 ,于 2005年 10月选取生
长旺盛的 14种阔叶树种盆栽苗各 5盆 ,连续 (每 2 h
1次 )称质量 ,测定雨季后供试盆栽苗的蒸腾耗水
量 ;于 2006年 3月 ,在光照强度、温度及湿度相似的
5个典型晴天里对 25种树种盆栽苗连续 (每 2 h 1
次 )称质量 ,测定干季典型晴天盆栽土壤充分供水以
及土壤水分持续干旱条件下的盆栽苗蒸腾耗水量 ,
以探讨干热环境中盆栽苗的蒸腾耗水特性 ,并对干、
湿季均有测试的 11个树种在土壤水分充足条件下
的蒸腾耗水特性的季节差异进行了探讨 ,每树种设
3次重复。每次试验前均对参试盆栽苗充分浇水 3
d,然后用保鲜薄膜密封盆栽土壤 ,并用塑料袋套住
整个花盆 ,防止土壤水分蒸发失水 ,日变化测定时间
为 8: 00、10: 00、12: 00、14: 00、16: 00、18: 00、20: 00。
采用叶片计数法和抽样叶面积扫描法测定叶面积 ,
云南松、圆柏、干香柏、墨西哥柏及木麻黄的叶面积
采用双面扫描法估算。每次称质量的同时用 L icor2
6400便携式光合测定系统记录光照强度、温度及湿
度等环境因子 ,各项因子具体情况详见参考文献
[ 8 ]。采用变动系数描述叶水势日变化幅度 [ 11 ] ,采
用 SPSS统计软件进行聚类分析。
2　结果与分析
2. 1　干热河谷区主要植被恢复树种苗木蒸腾耗水
量与耗水速率的比较
2. 1. 1　干热季节主要植被恢复树种苗木蒸腾耗水
量与耗水速率的比较 　典型干热天气树种的蒸腾耗
水特性是干热河谷植被恢复造林的重要评估因子。
从表 2可知 :在干热的 3月份 , 25个树种全天的蒸腾
耗水量为 171. 80～731. 00 g,其中 ,白天 12 h的蒸腾
耗水量为 147. 10～631. 70 g,夜晚 12 h的蒸腾耗水
量为 19. 33～101. 70 g,各树种夜晚的蒸腾耗水量占
全天耗水量的 8. 84% ～21. 17% ,这表明 ,在干热天
气 ,白天是各树种蒸腾失水的主要时段 ,而夜晚亦是
各树种全天蒸腾失水的重要组成部分。25个树种
全天的蒸腾耗水量按大小可分为 4类 :即黑荆、兰桉
>大叶相思、新银合欢、干香柏、黄花槐 >杞木、赤
桉、墨西哥柏、尾叶桉、聚果榕、木麻黄、车桑子、金合
欢、圆柏、大叶女贞、余甘子、夹竹桃、滇刺枣 >马占
相思、山毛豆、久树、山合欢、攀枝花、云南松。黑荆
的全天蒸腾量最大 ,分别是第 4类的马占相思、山毛
豆、久树、山合欢、攀枝花、云南松的 2. 64、2. 73、
2. 75、3. 18、3. 89、4. 25倍 ,这表明 ,在充分供水条件
下 ,不同植被恢复树种苗木在干热季节里的实际蒸
腾耗水量存在较大差异。
表 2　干热季节 (3月份 )的典型晴天日 25个树种盆栽苗蒸腾耗水量与耗水速率
树种
耗水量 / g
白天 夜晚
白天平均耗水速率 /
(mmol·m - 2 ·s - 1 )
叶面积 /
m
2 树种
耗水量 / g
白天 夜晚
白天平均耗水速率 /
(mmol·m - 2 ·s - 1 )
叶面积 /
m
2
滇刺枣 250. 77 59. 07 6. 91 0. 019 2 余甘子 287. 43 52. 90 2. 06 0. 240 7
金合欢 322. 47 57. 03 3. 26 0. 184 4 杞木 404. 77 69. 20 2. 79 0. 246 9
久树 209. 70 56. 30 1. 30 0. 210 5 大叶女贞 296. 83 63. 50 0. 98 0. 314 3
大叶相思 498. 47 83. 70 1. 82 0. 343 7 夹竹桃 270. 63 41. 67 2. 78 0. 105 6
马占相思 232. 10 44. 30 2. 45 0. 068 7 尾叶桉 345. 90 82. 97 1. 61 0. 183 5
墨西哥柏 373. 00 76. 53 0. 95 0. 433 4 兰桉 566. 00 83. 37 2. 19 0. 219 1
干香柏 433. 60 101. 70 2. 11 0. 268 6 黄花槐 449. 17 70. 23 6. 36 0. 146 7
圆柏 306. 47 61. 80 1. 14 0. 324 2 赤桉 424. 83 45. 30 1. 38 0. 536 0
攀枝花 168. 60 19. 33 3. 26 0. 060 7 黑荆 631. 70 99. 30 1. 84 0. 371 4
云南松 147. 10 24. 70 2. 21 0. 117 1 新银合欢 497. 27 48. 33 2. 39 0. 144 8
山合欢 202. 60 27. 47 2. 82 0. 074 0 车桑子 363. 63 35. 27 3. 58 0. 297 6
聚果榕 362. 70 64. 13 6. 43 0. 067 0 山毛豆 225. 23 42. 97 3. 09 0. 077 9
木麻黄 380. 03 41. 93 18. 73 0. 034 5
　　除木麻黄外 ,试验树种白天平均蒸腾耗水速率
为 0. 95～6. 91 mmol·m - 2 ·s- 1 ,按其大小供试树种
可聚为 4类 : ①高蒸腾耗水速率树种 ,包括滇刺枣、
聚果榕、黄花槐 ; ②亚高蒸腾耗水速率树种 ,包括车
桑子、金合欢、攀枝花、山毛豆、山合欢、杞木、夹竹
桃 ; ③亚低蒸腾耗水速率树种 ,包括马占相思、新银
75
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 22卷
合欢、云南松、兰桉、干香柏、余甘子、黑荆、大叶相
思、尾叶桉 ; ④低蒸腾耗水速率树种 ,包括赤桉、久
树、圆柏、大叶女贞、墨西哥柏。高蒸腾耗水速率树
种滇刺枣的白天平均蒸腾耗水速率最大 ,分别是低
蒸腾耗水速率树种赤桉、久树、圆柏、大叶女贞及墨
西哥柏的 5. 01、5. 32、6. 06、7. 05、7. 27倍。木麻黄
耗水速率异常大 ,这与其叶片形状特征所导致的较
大程度地低估叶总面积有关。以上结果表明 ,在充
分供水条件下 ,不同植被恢复树种的苗木在干热季
节里的蒸腾耗水潜力差异明显 ,同时亦说明在高温、
低湿的胁迫环境中 ,不同树种苗木在根系供水充分
时的耗水策略的区别。
由表 2还看出 :绝大部分树种的全天蒸腾耗水
量和白天平均蒸腾耗水速率的排序位置或所属类别
差异较大 ,如黑荆和兰桉的全天蒸腾耗水量最大 ,但
两树种的白天平均蒸腾耗水速率却较小 ,属于亚低
蒸腾耗水速率类别 ,这主要是由于各树种苗木的叶
面积与叶片蒸腾速率的大小并非成正比性增大或减
少的缘故。影响苗木蒸腾耗水量的自身因子是叶面
积与蒸腾速率 ,在特定条件下 ,树种蒸腾速率是其内
在水分生理属性 ,相对稳定 ,而叶面积则随苗木的年
龄、大小及种类而变 ,为不稳定因子。因此 ,苗木蒸
腾耗水量是衡量不同树种实际耗水能力的参考指
标 ,而苗木蒸腾耗水速率可作为比较不同树种蒸腾
耗水特性的指标。
2. 1. 2　湿季主要植被恢复树种苗木蒸腾耗水量与
耗水速率的比较 　适当的降雨量是金沙江干热河谷
区植被生存的保障 ,亦是该区植被恢复的必要条件。
由表 3可知 :在湿季 10月份 , 14个阔叶树种苗木在
典型晴天里全天的蒸腾耗水量为 204. 06～303. 28 g,
其中 ,白天 12 h的蒸腾耗水量为 179. 16～270. 70 g,
夜晚 12 h的蒸腾耗水量为 22. 08～38. 04 g,各树种苗
木夜晚的蒸腾耗水量占全天耗水量的 8. 24% ～
15. 12%。14种苗木的全天蒸腾耗水量的比较结果
为 :杞木 ( 303. 28 g) >小桐子 ( 283. 66 g) >兰桉
(279. 20 g) > 大 叶 女 贞 ( 279. 02 g ) > 夹 竹 桃
(269. 80 g) >木豆 (269. 06 g) >尾叶桉 (250. 36 g) >
大叶相思 ( 245. 18 g) >印楝 ( 243. 44 g) >聚果榕
(233. 30 g) >攀枝花 (226. 60 g) >山毛豆 (223. 02 g)
>久树 (215. 66 g) >车桑子 (204. 06 g)。
在湿季的典型晴天里 , 14种苗木白天 12 h的平
均耗水速率为 0. 82～2. 12 mmol·m - 2 ·s- 1 ,按其大
小聚为 2类 :较小的一类包括尾叶桉、大叶女贞、久
树、聚果榕、大叶相思、兰桉、小桐子、印楝 ,相对大的
一类为车桑子、夹竹桃、木豆、山毛豆、攀枝花和杞木
(表 3)。这表明 ,在大气干热环境胁迫解除的湿季
里 ,由于树种的特性不同 ,供试苗木的白天蒸腾耗水
量和耗水速率亦存在明显差异。
表 3　湿季 (10月份 )的典型晴天日 14个树种盆栽苗的蒸腾耗水量与耗水速率
树种
耗水量 / g
白天 夜晚
白天平均耗水速率 /
(mmol·m - 2 ·s - 1 )
叶面积 /
m
2 树种
耗水量 / g
白天 夜晚
白天平均耗水速率 /
(mmol·m - 2 ·s - 1 )
叶面积 /
m
2
杞木 270. 70 32. 58 2. 12 0. 164 3 大叶相思 216. 70 28. 48 1. 12 0. 248 6
大叶女贞 246. 42 32. 60 0. 83 0. 382 1 山毛豆 196. 22 26. 80 1. 70 0. 148 7
久树 187. 56 28. 10 0. 95 0. 253 8 攀枝花 202. 40 24. 20 1. 90 0. 136 8
小桐子 260. 28 23. 38 1. 27 0. 264 5 尾叶桉 223. 26 27. 10 0. 82 0. 294 5
印楝 221. 36 22. 08 1. 35 0. 210 3 兰桉 241. 16 38. 04 1. 13 0. 275 1
聚果榕 198. 02 35. 28 0. 95 0. 267 2 木豆 241. 02 28. 04 1. 68 0. 184 1
夹竹桃 237. 48 32. 32 1. 55 0. 196 9 车桑子 179. 16 24. 90 1. 54 0. 149 8
2. 1. 3　季节变化对干热河谷中主要植被恢复树种
苗木蒸腾耗水量与耗水速率的影响 　从图 1可知 :
季节变化对苗木在典型晴天的白天蒸腾耗水量及白
天平均耗水速率有明显的影响 ;除攀枝花外 ,其它树
种在干热的 3月份的白天蒸腾耗水量均比湿季 10
月份的大 ,其中 ,兰桉、大叶相思、车桑子、聚果榕、尾
叶桉和杞木在干、湿季的白天蒸腾耗水量差异较大 ,
3月份的白天蒸腾耗水量分别是 10月份的 2. 35、
2. 30、2. 03、1. 83、1. 55、1. 50倍 ,而大叶女贞、山毛
豆、夹竹桃和久树在干、湿季的蒸腾耗水量均差异较
小 ,攀枝花则表现为湿季 (10月份 )的蒸腾耗水量略
大于干季 (3月份 ) ,这主要由干季时苗木叶面积减
少所致。11个供试树种的白天平均蒸腾耗水速率
干季均比湿季的大 ,由于受 3月份干热环境的胁迫 ,
聚果榕、车桑子、尾叶桉、兰桉、山毛豆、夹竹桃、攀枝
花、久树、大叶相思、杞木和大叶女贞的白天平均蒸
腾耗水速率较湿季分别增加了 5. 77、1. 33、0. 96、
0. 94、0. 82、0. 79、0. 72、0. 37、0. 63、0. 32和 0. 18倍。
这表明 ,在土壤水分充足的条件下 ,除光照强度与温
度带来的一定差异外 ,大气干旱是苗木蒸腾失水的
85
第 1期 段爱国等 :金沙江干热河谷植被恢复树种盆栽苗蒸腾耗水特性的研究
主要原因 ,且失水强度因树种而异。干热天气加剧
了参试树种的蒸腾作用 ,增强了蒸腾失水的速度 ,致
使参试树种在干热季节里更易遭受水分的胁迫或危
害 ,这亦是干热河谷区植被恢复树种造林成活率及
保存率低的一个重要原因。从图 1可明显地看出 :
11个供试树种在 10月份的蒸腾耗水量与蒸腾耗水
速率的大小排列顺序与 3月份不一致 ,如车桑子在 3
月份的蒸腾耗水量排在第 4位 ,而在 10月份则排在
第 11位 ;聚果榕在 3月份的蒸腾耗水速率排在第 1
位 ,而在 10月份却排第 8位 ,这表明 ,由于树种特性
的差异 ,此 11个树种蒸腾耗水量与蒸腾耗水速率受
季节影响的程度不一。总地来看 ,干旱季节里试验
树种的蒸腾耗水量与蒸腾耗水速率具有更大的变异
幅度。
图 1　干热季 (3月 )和湿季 (10月 )对 11种供试苗的白天蒸腾耗水量与白天平均蒸腾耗水速率的影响
2. 2　苗木蒸腾耗水量与耗水速率的日变化特征
2. 2. 1　苗木蒸腾耗水量的日变化特征及其季节效
应　蒸腾耗水量的日变化规律是树种在特定环境条
件下表现出的实际耗水进程 ,对了解树种在特定环
境条件下的特定时刻的需水特性具有重要意义。从
图 2可看出 :无论在干季 ,还是湿季 ,所有供试树种
苗木蒸腾耗水量的日变化均呈单峰状分布 ,表现为
先上升后下降的规律 ,这种变化规律与主要气象因
子光照强度、相对湿度及温度的日变化分别呈正、
反、正的相关关系 ,即苗木蒸腾耗水量随光照强度的
增强、相对湿度的降低及温度的升高而增大。
在干热的 3月份 , 25个树种中的 18个树种的蒸
腾耗水量日变化峰值出现在 14: 00 - 16: 00时段 ,夹
竹桃、尾叶桉、兰桉、赤桉、新银合欢、黑荆和黄花槐
等 7个树种的峰值出现在 12: 00 - 14: 00。在湿季的
10月份 , 14个树种中的 11个树种的蒸腾耗水量日变
化峰值出现在 12: 00 - 14: 00时段 ,仅小桐子、夹竹桃
和尾叶桉等 3个树种的峰值出现在 14: 00 - 16: 00。
很明显 ,干热胁迫推迟了大部分树种蒸腾耗水量日变
化峰值出现的时间 ,而在湿季 ,由于干热胁迫的解除 ,
大部分供试树种的蒸腾耗水量日变化峰值较干热季
有所提前。特殊的例子是 ,夹竹桃和尾叶桉在湿季的
峰值较干热季节时更为靠后 ,这可能与 2个树种自身
特性有关。采用抛物线方程可对所有供试树种苗木
蒸腾耗水量的日变化分布数据作出高精度的拟合 ,如
在干热季节 ,日蒸腾量分居大、中、小 3类的黑荆、金
合欢与攀枝花的拟合精度 (相关指数 ) 分别达
0. 998 4、0. 955 3和 0. 891 3。
图 2　25个树种在干热季节 (左图 )及 14个树种在湿季 (右图 )的蒸腾耗水量的日变化
(图例中的数字为树种编号与表 1一致 ,下同。)
95
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 22卷
　　在干热季节 (3月份 ) , 25个树种的蒸腾量日变
化值的变动系数在 0. 41～0. 72间变化 ,可聚为大、
中、小 3类 ,其中 ,山合欢和云南松的变动系数最大 ,
分别为 0. 69、0. 72,墨西哥柏、干香柏、圆柏、兰桉、
赤桉、黄花槐和黑荆的变动系数最小 ,金合欢、新银
合欢、车桑子等 16个树种居中 ,这说明山合欢和云
南松在干热天气里的蒸腾量日变化受环境因子日变
化的影响相对较大 ,而 3种柏树在内的 7个树种所
受的影响相对较小。在湿季 ( 10月份 ) , 14个树种
的蒸腾量日变化值的变动系数在 0. 45～0. 72间变
化 ,同样可聚为大、中、小 3类 ,其中 ,山毛豆的变动
系数最大 ,达 0. 72,尾叶桉与兰桉的变动系数最小 ,
均为 0. 52,另外 11个树种居中 ,这说明山毛豆在相
对湿润季节里的蒸腾量的日变化受环境因子日变化
的影响相对较大 ,而尾叶桉和兰桉所受的影响最小。
3月份与 10月份均有的 11个参试树种中 ,杞木、大
叶女贞、聚果榕、夹竹桃、大叶相思、山毛豆、攀枝花、
兰桉和车桑子等 9个树种的苗木蒸腾量日变化的变
动系数均是 10月份的比 3月份的大 ,仅尾叶桉和久
树与之相反 ,这表明 ,对绝大多数参试树种而言 ,干
热胁迫降低了蒸腾量的日变化幅度。
2. 2. 2　苗木蒸腾耗水速率的日变化特征及其季节
效应 　蒸腾耗水速率的日变化特征是树种自身特性
与环境因子共同作用的结果 ,能反映一定自然环境
条件下树种的水分生理习性。从图 3可看出 :无论
在干热季 ,还是在湿季 ,供试树种耗水速率的日变化
与其耗水量的日变化具有十分相似的特征 ,亦呈单
峰状分布。这一结果表明 ,供试苗木蒸腾耗水量及
耗水速率日变化的单峰分布特征不受大气干旱胁迫
的影响。二次抛物线方程对耗水速率日进程具有同
样高的模拟精度。在干热的 3月份 ,当土壤水分充
足时 ,木麻黄、滇刺枣、聚果榕及黄花槐的耗水速率
远远高出其它树种 ,而其余 21个树种在典型晴天的
8: 00 - 10: 00、10: 00 - 12: 00、12: 00 - 14: 00、14: 00
- 16: 00、16: 00 - 18: 00、18: 00 - 20: 00等 6个时段
里 ,蒸腾耗水速率的浮动范围分别为 0. 40～1. 35、
0. 94～4. 20、1. 18～5. 44、1. 40～6. 47、0. 85～4. 33、
0. 34～1. 96 mmol·m - 2 ·s- 1 ;在湿季 , 14个树种在
典型晴天的 6个时段里 ,蒸腾耗水速率的浮动范围
分别为 0. 24～0. 61、0. 64～2. 70、0. 73～3. 67、0. 75
～3. 31、0. 59～1. 94、0. 19～0. 55 mmol·m - 2 ·s- 1。
这一结果表明 ,各树种的蒸腾耗水速率在 12: 00 -
14: 00和 14: 00 - 16: 00时段里的差异达最大。
图 3　24个树种在干热季 (左图 )及 14个树种在湿季 (右图 )的蒸腾耗水速率日变化
　　此外 ,从图 4可发现 :无论在干热的 3月份 ,还
是在湿润的 10月份 ,供试树种苗木的白天蒸腾耗水
量与耗水最大值间存在极显著的线性相关关系 ,白
天平均蒸腾耗水速率与白天蒸腾耗水速率最大值间
亦存在极显著的线性相关性。这表明 ,干热河谷区
植被恢复树种的苗木白天蒸腾耗水量或白天平均蒸
腾耗水速率可由各自的最大值予以准确预估。
2. 2. 3　土壤持续干旱胁迫条件下苗木蒸腾耗水量
日变化特征 　图 5显示 :不同干旱时期苗木蒸腾耗
水量在一天当中总体上呈现先增大后减小的变动规
律 ,这与干热季节中典型晴天里的光照强度、温度及
湿度等自然气象因子的日变化进程相吻合 ,且随着
干旱处理天数的增加 ,苗木所受到的水分胁迫日趋
严重 ,各天相同时段的蒸腾耗水量均呈下降趋势。
在干旱处理的第 1天 , 25个供试树种的蒸腾耗水量
日变化进程均呈典型的单峰状分布 ;第 2天 , 22个
树种的蒸腾耗水量峰值出现在 14: 00 - 16: 00,银合
欢的峰值出现在 12: 00 - 14: 00,尾叶桉和兰桉的峰
值则出现得更早 ,在 10: 00 - 12: 00, 25个树种中有 6
个呈现不对称的双峰状分布 ,它们是干香柏、圆柏、
06
第 1期 段爱国等 :金沙江干热河谷植被恢复树种盆栽苗蒸腾耗水特性的研究
图 4　不同季节主要植被恢复树种白天蒸腾耗水量、平均耗水速率与蒸腾耗水量、平均耗水速率最大值的关系
图 5　3月份不同干旱处理天数时苗木蒸腾耗水量的日变化
尾叶桉、兰桉、赤桉与黑荆 ;第 3天 ,大叶相思、尾叶
桉、兰桉和新银合欢 (4个 )的峰值在 10: 00 - 12: 00,
木麻黄、杞木、赤桉与黑荆 ( 4个 )的峰值在 12: 00 -
14: 00,其余 17个树种的峰值在 14: 00 - 16: 00,其
中 ,夹竹桃、黄花槐、新银合欢、车桑子和山毛豆等 5
个树种呈不对称双峰状分布 ;第 4天 , 25个树种的
蒸腾耗水量日变化峰值均出现在 12: 00 - 14: 00, 19
个树种呈现不对称或接近于对称的双峰状分布 ,仅
苏门答腊金合欢、马占相思、大叶女贞、赤桉、车桑子
和山毛豆等 6个树种呈单峰状分布 ;第 5天 , 7个树
种的蒸腾耗水量日变化峰值出现在 10: 00 - 12: 00,
分别是墨西哥柏、圆柏、大叶女贞、夹竹桃、尾叶桉、
黄花槐和黑荆 , 5个树种的峰值出现在 12: 00 - 14:
00,其余 13个树种的峰值出现在 14: 00 - 16: 00,其
中 ,大叶相思、马占相思、墨西哥柏、圆柏、云南松、山
合欢、余甘子、杞木、夹竹桃、尾叶桉、兰桉、黑荆、新
银合欢和车桑子等 14个树种呈现不对称或接近于
对称的双峰状分布。
上述试验结果表明 :当土壤水分条件良好时 ,在
干热河谷区干旱季节的典型晴天里 ,随着土壤水分
干旱胁迫的加深 ,苗木蒸腾耗水量的日变化峰值有
所提前 ,单峰态类型有向多峰态类型过渡的趋势 ,且
不同树种峰值提前的程度及由单峰态向多峰态过渡
的时刻不同。如忽略因 5个典型晴天的各项气象因
子的微小差异所引起的偏差 ,苗木蒸腾耗水量日变
化峰值的提前及向多峰态转移的原因可能与不同苗
木蒸腾耗水量对干旱胁迫的不同适应特性有关 ,其
诱因可能为苗木在受到干旱胁迫时所产生的蒸腾疲
软 ,也就是说 ,在受到土壤干旱胁迫时 ,苗木不能象
正常水分条件时那样维持一个较长的蒸腾耗水量及
耗水速率高峰期 ,且其峰值受到制约而更易呈现多
峰态。
16
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 22卷
3　结论
蒸腾耗水量是一个树种在存在严重季节性干旱
的气候区里是否适宜及栽培生态习性的重要表观指
标。本文采用快速称重法对金沙江干热河谷区 20
多种植被恢复树种盆栽苗木的蒸腾耗水规律进行了
研究 ,得到以下几点主要结论 :
(1)在干热的 3月份 , 25个供试树种全天蒸腾
耗水量的变化范围为 171. 80～731. 00 g,白天蒸腾
耗水量占全天耗水量的 78. 83% ～91. 16%。
(2)在湿季 10月份 , 14个供试阔叶树苗在典型
晴天里全天的蒸腾耗水量的变化范围为 204. 06～
303. 28 g,白天 12小时的平均耗水速率为 0. 82～2.
12 mmol·m - 2 ·s- 1。
(3)大部分苗木干热季的蒸腾耗水量均比湿季
的大 ,干热季的蒸腾耗水速率也均比湿季的大 ,季节
变化对苗木在典型晴天日的全天蒸腾耗水量及白天
平均耗水速率具有明显的影响 ;干热天气加剧了参
试盆栽苗的蒸腾作用 ,增强了蒸腾失水的速度 ,致使
参试树种在干热季节里更易遭受水分胁迫或危害。
(4)在干热季和湿季 ,在水分条件充足的条件
下 ,所有供试树种盆栽苗的蒸腾耗水量的日变化均
呈单峰状分布 ,季节性干热胁迫推迟了大部分树种
蒸腾耗水量日变化峰值出现的时间 ;对绝大多数参
试树种而言 ,干热胁迫降低了蒸腾量的日变化幅度。
(5)在充分供水条件下 ,供试树苗蒸腾耗水量
及耗水速率日变化的单峰分布特征不受大气干旱胁
迫程度的影响 ,而随着土壤干旱胁迫加深 ,苗木蒸腾
耗水量的日变化峰值有所提前 ,单峰态类型有向多
峰态类型过渡的趋势。
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