全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2002) 01-0040-05
吉兰泰地区退化梭梭蒸腾生态生理学特性
韩永伟1 , 王　 1, 张汝民2, 姚云峰2, 范春艳3
( 1 中国农业大学草地所, 北京 100094; 2 内蒙古农业大学, 呼和浩特 010019;
3 内蒙古赤峰市元宝山区平庄环保局, 赤峰 024076)
摘要: 研究吉兰泰地区退化梭梭蒸腾生态生理。结果表明, 随着光强的增加, 退化梭梭蒸腾速率以乘幂的形式增
加, 且优于生长良好的梭梭(对照)。相对湿度增大, 退化梭梭蒸腾速率的减小要比对照快。退化梭梭的蒸腾速率随
着温度的增加以乘幂的形式增加。主成分分析结果表明,对退化梭梭蒸腾速率影响最大的生境因子为含水含盐量
因子。
关键词: 梭梭; 蒸腾; 生态生理
中图分类号: Q945. 172　　文献标识码: A
Study on the Transpiration Eco-physiological Characteristics of
Degenerated Haloxylon ammodendron in Jilantai
HAN Yong-w ei
1
, WA NG Kun
1
, ZHANG Ru-m in
2
, YAO Yun-feng
2
, FAN Chun-yan
3
( 1 Gras sland Inst itute, China Agr icul tur al Un ivers ity, Beijing 100094, Ch ina;
2 Inner Mong ol ia Agricultural University, Huhh ot 010019, China;
3 Pin gzhuang Environment Protect ion Bu reau, Chifeng Dist rict of Inn er Mongolia, Chifen g 024076, China)
Abstract: On the basis of study ing on transpiration Eco-phy siolo gical characterist ics o f degenerated
H aloxy lon ammodendron, the paper point out : w ith the incr easing of l ight density the tr anspirat ion rate of
degener ated H . ammodendron increases in the form o f pow er more quickly than that o f the control ; With
the increasing of relative hum idity the t ranspirat ion rate of degener ated H . ammodend ron decreases more
quickly than control s . The transpirat ion rate of degenerated H . ammodendron increases in the form of
pow er w hen the temperature increases. The result o f pr incipal component analysis is that the factor affect
t ranspirat ion rate of degenerated H . ammodendron mostly is w ater -salt content .
Key words : H aloxy lon ammodendron; T ranspirat ion; Eco-physiolog y
　　梭梭( H aloxy lon ammodendr on Bge. )是藜科梭
梭属灌木或小乔木,广泛分布于亚非荒漠地区, 是我
国西北荒漠区最大植被类型之一。梭梭嫩枝粗蛋白
质含 量高 ( 11. 2%～ 17. 2%) , 粗纤 维含量低
( 17. 6%～19. 2% ) ,是荒漠地区骆驼的主要饲料,其
落在地上的枝和果实为羊所喜食。此外, 梭梭热值
高,是具有“沙漠活煤”之称的优质燃料,梭梭根上寄
生有名贵的中药材肉苁蓉,所以具有较大的经济价
值。然而近年来由于气候变劣,人为不合理利用和掠
夺式挖掘肉苁蓉等生态因子的强烈扰动, 梭梭正常
的生理活动受到威胁,退化死亡现象十分严重。
梭梭的蒸腾作用是其水分生理特征之一, 也是
梭梭体内水分平衡的主要环节。它能调整植株体温,
缩小细胞内水分饱和差与大气水分饱和差之间的梯
度, 调节水分的损失, 保证体内水分的有效利用, 借
以抵抗或降低水分胁迫的影响。目前对梭梭蒸腾作
用的研究主要有:梭梭蒸腾强度日变化的研究[ 1～3] ,
梭梭适应干旱或高温的蒸腾特性 [ 4～7] , 极旱环境中
梭梭蒸腾的生理生态特点[ 8]等。而对退化梭梭进行
系统的生态生理学研究的报道较少。为此,通过研究
收稿日期: 2001-03-22; 修回日期: 2001-10-11
　　作者简介: 韩永伟( 1973-) ,男, 1999年硕士毕业于内蒙古农业大学生态环境学院,现为中国农业大学草地所博士研究生
第 10卷　第 1期
　Vo l. 10　　No. 1
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　2002 年　3月
March 　2002
生境因子对退化梭梭蒸腾作用的影响规律, 为吉兰
泰地区梭梭林的合理利用与更新复壮提供理论
依据。
1　材料与方法
1. 1　自然概况
试验区位于内蒙古阿拉善盟吉兰泰 106工区附
近,地处阿拉善荒漠东段, 乌兰布和沙漠西南缘,海
拔 1050 m, 在吉兰泰盐湖南约 24 km 处, 属典型大
陆性气候。全年日照 3293 h, ≥10℃的有效积温达
3661. 6℃, 年均气温 8. 6℃, 年均地温 10. 5℃,无霜
期 160 d, 年均降水量 104. 7 mm , 年均蒸发量
3005. 2 mm。年均风速3. 6 m / s。地带性土壤为灰棕
荒漠土,梭梭分布区多为风沙土,其下多有厚度不等
的粘、壤土间层,在低洼地带零星分布有贺兰山洪积
淤积土。
1. 2　取样
1. 2. 1　在吉兰泰地区天然梭梭牧场选择典型的退
化梭梭作为试验材料,以生长良好的梭梭为对照(梭
梭样地背景值见表 1)。从每一植株外围东、南、西、
北四个方位上、中、下三层选当年生小枝作为样枝,
重复 3次。
表 1　梭梭样地背景值
T able 1　Backg round value of H aloxy lon ammodendron plot
类型
T ype
面积( m2)
Area
密度( numbers /hm2)
Dens ity
盖度( % )
Cover degree
含水量( % )
Water content
容重( g/ cm3)
Bulk density
全盐含量(% )
T otal s alt content
退化梭梭
Degen erated H . ammodend ron
150×150 572 16. 01 9. 12 1. 78 0. 38
对照梭梭
Cont rol H . ammodend ron
150×150 302 6. 74 0. 60 1. 63 0. 13
　　注:含水量、容重和全盐含量指 0～100 cm 土层范围均值
　　Note: T he w ater content、bu lk dens ity and salt content value is the average one of s oil during 0～100 cm depth
1. 2. 2　在每一梭梭样株附近挖取土壤剖面,在 0～
100 cm 土层范围内每 10 cm 取样一次,重复 3次。
数据采用SAS 处理, Exce1 97作图。
1. 3　蒸腾速率及生境因子测定
1. 3. 1　蒸腾速率、温度、湿度、光强度使用 LI-1600
气孔计(美国朗格公司生产)测定, 从日出到日落每
隔 1 h测定一次。
1. 3. 2　CO 2浓度测定　使用 MK 3红外分析仪(英
国分析发展公司生产)与上述测定同时等高度进行。
1. 3. 3　土壤含水量　土壤含水量( 0～100 cm 土层
含水量均值, 下同)采用烘干法测定。
1. 3. 4　土壤含盐量测定　采用重量法测定(指 0～
100 cm 土层可容盐分总量, 下同)。具体操作参见中
国科学院南京土壤研究所[ 9]的方法。
2　结果与分析
2. 1　蒸腾速率与光强的关系
光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放,
减少气孔阻力, 从而增强蒸腾作用。其次,光可以提
高大气和叶子温度, 增加叶内外蒸气压差,加快蒸腾
速率 [ 10]。梭梭在保水抗蒸腾方面有着特殊的机制,
其同化枝的保水抗蒸腾能力很强,在干旱时期能保
持低蒸腾以节约用水 [ 6, 7]。回归分析结果表明(取相
对湿度 35%～40%、温度 25℃～30℃、土壤含盐量
0. 13%～0. 38%、土壤含水量 0. 60%～9. 12%范围
内试验数据) ,对照梭梭蒸腾速率( Y)与光强的( X)
关系为 Y= aX+ b, 退化梭梭的为 Y= aXb。随着光
强的增加,对照梭梭蒸腾速率以稳定的斜率 0. 0276
增加,而退化梭梭蒸腾速率以乘幂的形式增加,比对
照增加的快(图 1) , 同时退化梭梭的蒸腾速率平均
值( 123. 13)比对照( 61. 05)高两倍多。
2. 2　蒸腾速率与相对湿度的关系
在温度相同时, 大气相对湿度越大,其蒸气压就
越大,叶内外蒸气压差就变小,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[ 10 ]。梭梭蒸腾速率对湿度的变化规律总的来说
符合上述原理。回归分析(取饱和光强和温度 25℃、
土壤含盐量 0. 13%～0. 38%、土壤含水量 0. 60%～
41第 1期 韩永伟等:吉兰泰地区退化梭梭蒸腾生态生理学特性
9. 12%条件下数据)结果表明, 梭梭蒸腾速率( Y)与
湿度( X)的关系均可用: Y = A* X 2+ B* X+ C 描
述。即随着相对湿度的增大,梭梭的蒸腾速率呈减小
趋势。从图 2可以看出,随着相对湿度的增加, 退化
梭梭蒸腾速率的减小比对照快。结果表明,退化梭梭
的蒸腾速率对相对湿度的敏感程度较对照大, 抗环
境影响的能力弱。
图 1　梭梭蒸腾速率与光强的关系
Fig. 1　T he relationship betw een t ranspira tion r ate and light intensity
图 2　梭梭蒸腾速率与相对湿度的关系
F ig . 2　The relationship betw een tr anspir ation rate and relative humidity
2. 3　蒸腾速率与温度的关系
温度对蒸腾速率影响很大。当大气温度升高时叶
温比气温高出 2～10℃,因而, 气孔下腔蒸气压的增
加大于空气蒸气压的增加, 结果叶内外蒸气压差加
大, 蒸腾加强。当气温过高时,叶片过度失水,气孔将
关闭,以减弱蒸腾[ 10]。从图 3和回归分析结果表明
( 取饱和光强和湿度在 35%～40%、土壤含盐量
0. 13%～0. 38%、土壤含水量 0. 60%～9. 12%之间
的数据) ,对照梭梭蒸腾速率随着气温升高的变化规
律基本上符合上述原理,其蒸腾速率随着温度的增加
而先增后降。而退化梭梭的蒸腾速率随着温度的增加
以乘幂的形式增加。退化梭梭可能已失去对温度的调
节能力,在高温下很容易由于蒸腾过强而造成失水。
2. 4　生境因子对梭梭蒸腾速率的综合影响
蒸腾速率的高低取决于叶片内外蒸气压差和扩
散途径阻力的大小。除光强、湿度和温度对蒸腾速率
有较大影响外, CO2 浓度和水分等因子均可以通过影
响气孔运动改变叶片内外蒸气压差和扩散途径阻力
而影响蒸腾速率。同时,这些生境因子对梭梭蒸腾速
率的影响都不是各自孤立的,而是相互协调共同作用
的。为阐明生境因子对梭梭蒸腾速率的综合影响,对
光强度( X1 )、相对湿度 ( X 2 )、温度( X3 )、CO 2 浓度
(X 4)、土壤含水量( X 5 )和土壤含盐量( X6 )等梭梭生
境因子进行主成分分析, 样本相关阵及其特征根、贡
献率、累积贡献率、特征向量分别列于表 1～3。对应
于前 4个主成分的累计贡献率已达到93. 08%。样本
42 草　地　学　报 第 10卷
图 3　梭梭蒸腾速率与温度的关系
Fig . 3　The relat ionship between tr anspiration r ate and temperature
主成分用Y1、Y2、Y3、⋯、Y6表示,前 4个主成分表
达式分别为:
Y1 = - 0. 3238X1 - 0. 3644X 2 + 0. 0231X 3 -
0. 0773X 4+ 0. 6239X 5+ 0. 6054X6
Y2 = 0. 4767X 1 + 0. 3435X 2 - 0. 6931X 3 +
0. 2118X 4+ 0. 2373X 5+ 0. 2706X6
Y3= - 0. 1891X1 - 0. 3538X 2 - 0. 1054X 3 +
0. 8960X 4- 0. 4138X 5- 0. 1530X6
Y4= - 0. 6585X1 + 0. 7314X 2 - 0. 0029X 3 +
0. 1599X 4+ 0. 0621X 5+ 0. 0446X6
至此笔者构建了四个相互独立的蒸腾速率影响因
子: Y1、Y2、Y3、Y4。分析其各自的表达式, Y1 中
X 5、X6 的系数较大即含水量和含盐量的系数较大,
因此可以称之为含水含盐量因子。Y2中 X 3的系数
即温度的系数最大, 所以可称之为温度因子, Y3、Y4
中 CO 2浓度和相对湿度的系数分别最大, 可各自看
作 CO 2浓度和相对湿度因子。Y1、Y2、Y3和 Y4的
贡献率大小为(表 2) : Y1( 0. 37) > Y2( 0. 28) > Y3
( 0. 18) > Y4( 0. 11) ,即 Y1对梭梭蒸腾速率影响作
用最大,其次分别为 Y2、Y 3、Y4。
表 2　样本相关阵
T able 2　The cor relation matr ix of samples
变量 Variable X1 X2 X3 X4 X5 X6
X1 1. 0000 0. 3454 - 0. 4237 0. 0324 - 0. 2437 - 0. 1751
X2 0. 3453 1. 0000 - 0. 2961 - 0. 0402 - 0. 3016 - 0. 2349
X3 - 0. 4237 - 0. 2961 1. 0000 - 0. 2568 - 0. 1807 - 0. 2047
X4 0. 0324 - 0. 0402 - 0. 2568 1. 0000 - 0. 0321 - 0. 1202
X5 - 0. 2437 - 0. 3016 - 0. 1807 - 0. 0321 1. 0000 0. 9519
X6 - 0. 1751 - 0. 2349 - 0. 2047 - 0. 1202 0. 9519 1. 0000
表 3　相关阵特征根、贡献率及累积贡献率
T able 3　The character istic r oo t, cont ribution ra te and accumulating contr ibution r ate o f co rr elation m atrix
主成分
Pr incipal component
特征根
Character ist ic root
相邻特征根差
Dif feren ce between close characteris tic root
贡献率
Cont ribu tion rate
累积贡献率
Accumulat ing cont rib ut ion rate
Y1 2. 22357 0. 565160 0. 370595 0. 37059
Y2 1. 65841 0. 597186 0. 276401 0. 64700
Y3 1. 06122 0. 419608 0. 176870 0. 82387
Y4 0. 64161 0. 266771 0. 106936 0. 93080
Y5 0. 37484 0. 334496 0. 062474 0. 99328
Y6 0. 04035 0. 006724 1. 00000
43第 1期 韩永伟等:吉兰泰地区退化梭梭蒸腾生态生理学特性
表 4　相关阵特征向量
Table 4　T he char acter istic vecto r o f cor relation matr ix
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
X1 - 0. 323763 0. 476734 - 0. 189073 - 0. 658528 0. 443586 0. 041544
X2 - 0. 364412 0. 343485 - 0. 353766 0. 731374 0. 296686 0. 033773
X3 0. 023071 - 0. 693068 - 0. 105388 - 0. 002947 0. 712738 - 0. 003593
X4 - 0. 077310 0. 211838 0. 896038 0. 159934 0. 341321 - 0. 064688
X5 0. 623944 0. 237323 - 0. 041376 0. 062087 0. 208298 0. 710927
X6 0. 605447 0. 270560 - 0. 152963 0. 044609 0. 217542 - 0. 698226
3　结论
3. 1　退化梭梭蒸腾速率( Y)与光强的( X)关系为 Y
= aX
b
, 对照梭梭为 Y= aX+ b。随着光强的增加,对
照梭梭蒸腾速率以稳定的斜率增加,而退化梭梭蒸
腾速率的增加比对照快。退化梭梭的蒸腾速率的平
均值是对照的两倍多。
3. 2　梭梭蒸腾速率( Y )与湿度( X)的关系均可用:
Y= A* X
2+ B* X+ C 描述。即随着相对湿度的增
大,梭梭的蒸腾速率呈减小趋势。随着相对湿度的增
加退化梭梭蒸腾速率的减小比对照快。
3. 3　对照梭梭蒸腾速率随着温度的增加先增后降。
而对照则以乘幂的形式增加。
3. 4　构建了四个相互独立的蒸腾速率影响因子:
Y1 = - 0. 3238X1 - 0. 3644X 2 + 0. 0231X 3 -
0. 0773X 4+ 0. 6239X 5+ 0. 6054X6
Y2 = 0. 4767X 1 + 0. 3435X 2 - 0. 6931X 3 +
0. 2118X 4+ 0. 2373X 5+ 0. 2706X6
Y3= - 0. 1891X1 - 0. 3538X 2 - 0. 1054X 3 +
0. 8960X 4- 0. 4138X 5- 0. 1530X6
Y4= - 0. 6585X1 + 0. 7314X 2 - 0. 0029X 3 +
0. 1599X4+ 0. 0621X5+ 0. 0446X 6
其中 Y1对梭梭蒸腾速率影响作用最大, 其次分别
为 Y2、Y3、Y4。
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