全 文 ：武汉植物学研究 2007，25(3)：316～319
Jourmd D， Wuhan Botanical Research
桂林岩溶试验场不同地貌部位黄荆蒸腾作用的比较研究
李为，吴耿，余龙江 ，刘彦，夏坤，栗茂腾
(华中科技大学生命科学与技术学院，武汉 430074)
摘 要：对桂林岩溶试验场5月份不同地貌部位(洼地、坡地和垭口)黄荆的蒸腾作用特征进行了比较研究。结果
表明，黄荆的蒸腾速率 日变化因不同地貌部位而有所不同。垭口表现为单峰型 ，在中午 12：30时左右出现峰值，没
有出现明显的午休现象。洼地和坡地虽然都表现为双峰型 ，但坡地确实有午休现象 ，而洼地则与光照强度瞬间减
弱有关。以日平均蒸腾速率进行 比较，3个地貌部位从大到小的顺序为垭 口 >洼地 >坡地。3个地貌部位黄荆蒸
腾速率的差异与不同地貌部位的水热条件、土层厚度及接受光照的时间不同有关。对黄荆蒸腾速率与其影响因子
的关系进行了逐步回归和最优子级回归分析，结果表明，影响黄荆蒸腾速率的主导因子是气孔导度、大气相对湿度
和叶面温度，其中气孔导度的影响最大，且影响程度随地貌部位而有所不同。
关键词：黄荆；蒸腾速率；影响因子 ；不同地貌部位
中图分类号：Q945．11 文献标识码：A 文章编号：1000-470X(2007)03-0316-04
Comparative Studies on Transpiration Characteristics of
Vitex negundo at Diferent Geomorphological
Positions at Guilin Karst Experimental Site
LI Wei，WU Geng，YU Long—Jiang’，LIU Yan，XIA Kun，LI Mao·Teng
(Colege ofLife Sc切 and Technology，Huazhong University of&／ence and Techad~gy，Wuhan 430074，China)
Abstract：Transpiration characteristics of Vitex m at diferent geomorphological positions(depression，
slope，saddle)at Guilin Karst Experimental Site were studied．The results showed that there were
diferences in daily variation of transpiration rate of negundo growing in diferent geomorphological
positions．Th e transpiration rate at saddle displayed one—peak pattern ，which reached peak value at about
12：30，and did not appe ar obvious noon depression phenomena． Although the transpiration rates at
depression and slope displayed two—peak pattern ，it WaS truly attributed to noon depression phenomena at
slope，while at depression，it was related to the instantaneous decreaSing of light intensity．Th e average
daily transpiration rates were in sequence as saddle>depression>slope ．The diferences in tran spiration
rate of negundo among diferent geomorphological po sitons related to the diferences in hydrothermal
conditions，the thickness of soil layer，an d the time length of accepting sunlight．Stepwise regression
an alysis an d best subsets regression an alysis between transpiration rate of negundo and its influence
factors were made，and the results indicated that the dominant factors to afect transpiration rate of
were stomatal conductance，air relative humidity and leaf temperature．The influence of stomatal
conductance WaS the greatest，and the influencing extent varied with the geomorphological positions．
Key words：Vitex negundo；Transpiration rate；Infl uencing factors；Diferent gcomorphological positions
西南岩溶地区虽然降水丰富，但是由于特殊的
地质条件，水分容易漏失，且土层较薄，植被对水分
的涵养能力较弱，水土流失较为严重，使得生态环
境逐渐恶化。要恢复生态，首要问题是保持水土，而
保持水土的首要问题是进行植被恢复，这就需要掌
握生态恢复中先锋植物或优势植物的水分生态特
征。有关植物蒸腾作用特征的研究 已有不少报
道-l J，但对于岩溶地区优势植物蒸腾作用的研究
则很少 ，尤其是关于不同地貌部位优势植物蒸腾
作用特征的比较研究则尚未见报道。本研究比较了
桂林岩溶试验场的优势植物黄荆在不同地貌部位的
蒸腾作用特征，并分析了影响黄荆蒸腾作用的主要
因子，为掌握岩溶生态环境下典型植物的水分生态
特征及对环境的适应性、合理选择石山绿化树种提
收稿 13期：2Oo6—11—17，修回13期：2Oo6-12-08。
基金项 目：国家 自然科学基金青年基金资助项目(40302034)。
作者简介：李为(1969一)，女，博士，副教授，主要从事资源生物技术和地质生态学研究(E．mail：hulwei 009@163．corn)。
· 通讯作者(E-mail：yIl0ndi“g@hust．edu．Cl1)。
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第3期 李 为等：桂林岩溶试验场不同地貌部位黄荆蒸腾作用的比较研究 317
供一定的理论依据。
1 研究区概况
桂林岩溶试验场位于桂林东南 8 km处的 丫吉
村附近，处于典型的峰丛洼地与峰林平原交界地带，
最高海拔为 650 m，而附近峰林平原的海拔高度为
150 m。桂林为亚热带季风区，平均气温为18．80C，
平均降雨量为 1915 m，其中70．32％的降雨量分配
在4—8月。构成试验场的岩溶地层为上泥盆统融
县组(D r)，主要岩石成分为浅灰色致密质纯中厚
层泥亮晶颗粒石灰岩。土壤属棕色石灰土，按土壤
系统分类为钙质湿润淋溶土 。
场区的植被主要以灌木为主，黄荆(Vitex negun—
do)是优势灌木之一，亦是场区生态恢复的先锋植
物之一，在场区的不同地貌部位(洼地、坡地和垭
口)都有较为集中的分布，便于研究不同地貌部位
对植物蒸腾作用的影响，故选取黄荆作为研究对
象。
2 研究方法
2005年5月，选择晴朗天气，在试验场的洼地、
坡地和垭 口3个不同地貌部位，在远离溪水和山路
处，分别选取集中生长、大小相当、长势较好、周围植
物影响小的3株黄荆作为标准株。在标准株的树冠
中部向阳处各选取 2片功能叶片作为标准叶片，每
片叶重复测定3次。从8：00时至18：00时采用 CID公
司的稳态气孔计 (CB一1301)测定叶片的蒸腾速率
( ，mmol·m～·s )、气孔导度(R ，mmol·m～·
s )、大气温度( ，c【=)、大气相对湿度(风，％)和
叶面温度( ，℃)，同时用照度计测定光照强度(P，
b【)。每隔 1．5 h测定一次(最后 2次间隔 1 h)。整
个实验重复2—3次，数据为2—3 d测定的平均值。
3 结果与讨论
3．1 不同地貌部位黄荆蒸腾速率日变化的比较
不同地貌部位黄荆的蒸腾速率日进程曲线变化
有相似之处(图 1)，即在早晨 8：00时左右和傍晚
17：30时左右蒸腾速率都处于较低水平，且 17：30
时的蒸腾速率明显低于 8：00时。早晨 8：00时之
后，随着光照强度、大气温度和大气相对湿度的变
化，黄荆的蒸腾速率发生变化，变化情况因不同地
貌部位而有所不同。垭口的黄荆蒸腾速率变化曲线
表现为单峰型，在中午 12：30时左右出现峰值，没有
出现明显的午休现象。洼地和坡地的黄荆蒸腾速率
日进程曲线虽然都表现为双峰型，但洼地黄荆于
9：3O时出现第一个小峰值后产生的回落现象是 由
于 11：00时和 12：30时的光照强度瞬间减弱导致
的；而坡地黄荆则确实出现了明显的午休现象，于中
午 12：30时左右达到一天中的最高值，并在 14：00
时左右回落形成谷值，但于15：30时达到次高值，不
过与前一峰值相比仍呈下降趋势，且下降趋势一直
延续到傍晚。午休现象的出现说明坡地黄荆对环境
变化较为敏感。以日平均蒸腾速率进行比较，3个
地貌部位从大到小的顺序为垭口>洼地 >坡地。
3个地貌部位因立地生长条件不同，造成同种
植物蒸腾速率的差异。李红丽等 亦报道，同种沙
地植物在不同样地的蒸腾速率也有所差异。下面具
体分析造成 3个地貌部位黄荆蒸腾速率差异的主要
原因：① 3个地貌部位的水热条件不同。垭 口的水
热条件最好，土壤含水量达 26．8％，因而黄荆的蒸
腾速率最大。洼地由于溪水汇集于此 ，土壤含水量
(25．6％)相对较高，有利于黄荆的蒸腾作用，而坡
地持水能力较差，土壤含水量(24．8％)较低，影响
了黄荆的蒸腾作用，这些是导致洼地和垭口的黄荆
蒸腾速率高于坡地的原因之一。② 3个地貌部位
的土层厚度不同 。洼地土层最厚，约有 1—2 m；
垭口次之，约有 1 m；坡地 土层最薄 ，约在 3O一
150 cm。土层的厚度影响了黄荆的生长，导致了黄
荆日平均蒸腾速率的不同。土层较厚的垭口黄荆生
长状况优于土层较薄的坡地，故垭 口黄荆的蒸腾作
用强于坡地。③ 3个地貌部位接受光照的时间不
同，光照强度亦不相同，导致叶面温度的差异。垭口
接受光照时间最长，在此地貌部位生长的黄荆由于
较长时间接受光照，对高光照有一定的耐性。坡地
由于被毗邻的山峰所挡接受光照时间较洼地短，日
平均光照强度较洼地弱，导致洼地黄荆的 日平均蒸
腾 速率较坡地大。总之，3个地貌部位黄荆蒸腾速
率的差异是由上述三方面因素综合影响的结果。
00 9：30 11：00 1230 l4 00 l5：30l6：30l7 30
时间 Time
图 1 岩溶试验场不同地貌部位黄荆蒸腾速率的 日变化
Fig．1 Daily variation of transpiration rate of I／．negundo
at diferent geomorphological positions
5 0 5 0 5 0 5 0
3 3 2 2 1 1 0 0
o_F】g ll la
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3l8 武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
3．2 影响蒸腾速率的主导因子
图2显示了岩溶试验场黄荆蒸腾速率( )与大
气温度(R )、大气相对湿度(风)、气孔导度(R。)、光
照强度(P)和叶面温度( )等影响因子的关系。为
了探讨试验场黄荆的蒸腾速率和诸多影响因子的关
系，将其蒸腾速率与上述影响因子进行多元线性回
归分析，得到黄荆蒸腾速率的回归方程为：
}
l
=0．0118 R +0．285 L。一0．157 R 一0·0398 Rh一
0．O00OO2 P一 1．28
经显著性检验(表 1)，回归方程达到极显著水
平。回归系数显著性 t检验值为：R。(14．O1)>
风(8．21)>L。(2．67)>R。(1．32)>P(0．99)，可
见，气孔导度、大气相对湿度、叶面温度对岩溶试验
场黄荆的蒸腾速率影响显著，是主导影响因子。
。
∞
●
g
●
g
g
图 2 黄荆蒸睦速率( )与大气温度(R。)、大气相对湿度(R。)、气孔导度(R )、光照强度(P)和叶面温度(￡ )的关系
Fig．2 The correlation between transpiration rate of r mdD and air temperature，air relative humidity，
stomatal conductance，light intensity and leaf tempe rature
表 1 黄荆蒸睦速率与影响因子回归方程方差分析
Table 1 Anova of regression equation betwen transpiration
rate of negundo and influencing factors
来源
Source
p值
p value
根据逐步回归分析结果(表2)，说明影响黄荆
蒸腾速率的主要因子是气孔导度、大气相对湿度、叶
面温度等。根据最优子级分析结果(表 3)，如果取
气孔导度、大气相对湿度、叶面温度这 3个变量，其
复相关系数的平方可达到 0．929，而选取 4个或全
部5个变量，其复相关系数的平方也仅提高到
0．930或 0．932，可见，影响黄荆蒸腾速率的主要因
子是气孔导度、大气相对湿度和叶面温度。逐步 回
归分析结果和最优子级分析结果相同。
分别对洼地、坡地和垭 口3个不同地貌部位黄
荆的蒸腾速率与影响因子进行多元线性回归分析，
得到回归方程分别为：
洼地 =0．00989 R +0．587 L。一0．332 R。一0．0423 R^一
O．ODooO8 P一4．98
坡地=0．0112 R +0．616￡。一0．509 R。一0．0445 R 一
0．O000O4 P一0．426
垭口=0．0135 R +0．215￡ 一0．015 R。一0．0091 R^一
0．ODooO1P一5．47
表2 黄荆蒸腾速率影响因子逐步回归分析结果
Table 2 Stepwise regression an alysis of influencing factors
oftranspiration rate of negundo
Constant
￡I
t value
p value
R
t value
p value
t value
p value
Standard deviatiOil
R gquare
Adjusted R square
一 2．859 —3．933 —1．937
0．1579 0．1637 0．1427
9．28 12．58 l8．65
O．ooO O．ooO O．ooO
O．00672 O．O1145
6．36 l5．36
0．000 0．000
— 0．0356
— 1O．69
0．000
O．542 0．414 0．235
O．61O 0．777 0．929
O．6o3 0．769 0．925
誉一
和 一 嚣
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第3期 李 为等：桂林岩溶试验场不同地貌部位黄荆蒸腾作用的比较研究 319
表 3 黄荆蒸腾速率影响因子的最优子级回归分析结果
Table 3 Best subsets regression analysis of transpiration
rate of
Notes：R—sq：R Square；Adj R-sq：Adjusted R Sqtla ；C-p：Process
capability index；S：S~ dard deviation．X represents signifi·
cantinfluence．
方差分析结果显示，3个地貌部位黄荆的蒸腾
速率回归方程都达到极显著水平 ，根据回归系数显
著性检验，洼地黄荆蒸腾速率影响因子的排列顺序
为： 。(7．33)>R^ (2．7)>L。(2．53)>R。(1．62)>
P(1．15)；坡地黄荆蒸腾速率影响因子的排列顺序
为： (10．34)>Rh(5．15)> (2．52)>R。(1．95)>
P(1．87)；垭 口黄荆蒸腾速率影响因子的排列顺序
为： 。(7．63)>L。(1．19)>R^ (0．38)>P(0．17)>
(0．07)。
对3个地貌部位黄荆蒸腾速率与影响因子的逐
步回归分析和最优子级分析结果亦显示，影响黄荆
蒸腾速率的主要因子是气孔导度、大气相对湿度和
叶面温度，其中气孔导度对蒸腾速率的影响最大，3
个地貌部位黄荆蒸腾速率与气孔导度的偏相关系数
分别为 0．925(洼地)、0．957(坡地)和 0．952(垭
口)。这是因为气孔是植物与大气进行水汽和二氧
化碳交换的通道，气孔导度是植物叶片气孔开闭情
况的度量L9】，而气孔的开闭程度会明显影响植物叶
片的蒸腾速率。大气相对湿度可以影响植物叶片内
外蒸汽压差，蒸汽压差越大，蒸腾速率越大；而叶面
温度升高，可以加大叶内外的蒸汽压差，加快叶内
的水分汽化速度，从而加快蒸腾作用。鲍玉海等【1oJ
在研究山东省石灰岩山区主要灌木树种黄荆、绣线
菊(Sp,~ea tri~bata)、黄栌(Cotinus coggygria Scop．)
和连翘(Frosythia smpeme(Thunb．)Vah1．)的蒸腾
速率特征时亦发现，气孔导度对这 4种灌木蒸腾速
率的影响最大，空气相对湿度和空气温度对绣线菊
和黄荆的蒸腾速率影响较大。黄玉清等【5 在研究
广西平果县岩溶生态示范区先锋树种任豆(Zenia
)、金银花(Lonicera maacki)和狗骨木(Cot-
n wilsoniana)的光合蒸腾特性时发现，任豆树的蒸
腾作用受气孔导度的影响较大。因此，在研究岩溶
区植物蒸腾作用时，气孔导度是不容忽视的重要影
响因素之一。
4 结论
(1)桂林岩溶试验场5月不同地貌部位黄荆的
蒸腾速率日变化情况因不同地貌部位而有所不同。
垭口表现为单峰型，没有明显的午休现象；洼地和坡
地虽然都表现为双峰型，但坡地确实有午休现象，而
洼地则与光照强度瞬间减弱有关。以黄荆的日平均
蒸腾速率进行 比较，3个地貌部位从大到小的顺序
为垭口>洼地 >坡地。3个地貌部位黄荆蒸腾速率
的差异与不同地貌部位的水热条件、土层厚度及接
受光照的时间不同有关。黄荆在3个地貌部位均有
一 定的适应性，但更适合于生长在空气流通、光照充
足的垭口部位。
(2)黄荆蒸腾速率的主要影响因子是气孔导
度、大气相对湿度和叶面温度，其中气孔导度对蒸腾
速率的影响最大。不过，由于地貌部位的差异 ，影响
程度有所不同。
致谢 ：申泰铭参加野外实验工作，特致谢意。
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