全 文 ： * ?“宁夏毛乌素沙地人工柠条林对退化沙地改良逆转效应研究”、“宁夏盐池县毛乌素沙地生态脆弱环境治理与沙产业开发试验示范”项目
资助
收稿日期 : 2004-12-16 改回日期 : 2005-01-30
柠条蒸腾特征及影响因子的研究 *
潘占兵 蒋 齐 郭永忠 温学飞 左 忠
(宁夏农林科学院荒漠治理研究所 银川 750002)
摘 要 试验研究柠条蒸腾特征及影响因子结果表明 , 柠条蒸腾日变化呈明显双峰型 , 峰值分别出现在 11: 00和
15:00,其日平均蒸腾速率为 4.51mmol/ m2·s;影响柠条蒸腾强度的主要因子为气温、空气相对湿度和土壤含水量。
关键词 柠条 蒸腾速率 空气相对湿度 土壤含水量
Transpiration characters of Caragana korshinskii and its influence factors .PAN Zhan-Bing, JIANG Qi, GUO Yong-
Zhong, WEN Xue-Fei , ZUO Zhong ( Desert Institute of Academy of Agriculture and Forestry Sciences of Ningxia,
Yinchuan 750002, China) , CJ EA , 2006, 14( 2) :70～71
Abstract The results of the study on the transpiration characters of Caragana korshinskii and its influence factorsshow
that the daily variation of transpiration of Caragana korshinskii is double peaks which appear at 11:00 and 15: 00, the
average of daily transpiration rate is 4.51mmol/ m2·s, and themajor environmental factors affecting transpiration rate are
the air temperature, the relative humidity of atmosphere and the soil water respectively .
Key words Caragana korshinskii , Transpiration rate, Relative humidity of atmosphere, Soil water
(Received Dec . 16,2004; revised J an .30,2005)
蒸腾速率是反映植物潜在耗水能力的重要水分参数之一 [ 1] , 蒸腾作用除取决于植物本身的生物学特性
外 ,还受外界环境因子的制约 [ 2～ 4] 。柠条 ( Caragana korshinskii ) 是豆科锦鸡儿属植物 , 为我国北方干旱、半
干旱脆弱生态区治理中的常用树种 ,具有极强的生命力和抗逆性 , 在年降水量 150mm, 年有效积温≥1500℃
地区均能正常生长。本研究分析了柠条蒸腾速率与土壤含水量、气温、空气相对湿度的关系 , 阐明柠条蒸腾
速率与环境因子的相关性 ,为干旱区灌木造林提供科学依据。
1 研究区域概况与研究方法
试验于 2003年 ( 年降雨量 293. 9mm, 平水年 )在宁夏盐池县北部风沙区进行 , 该地地处毛乌素沙地过渡
地带 ,属中温带大陆性气候 , 年均气温 7. 6℃ , ≥10℃年积温 2945℃ , 年降水量 230～300mm, 季节变化和年
际变化均较大 , 干燥度 3. 1, 潜在蒸发量 2100mm, 年无霜期 162d, 植被类型为荒漠草原 , 土壤类型为轻沙土
和紧沙土 ,土壤结构松散 , 肥力偏低 ,保水能力较差 , 供试植物为 1986 年毛乌素沙地退化草场改良时人工种
植的柠条植株。用英国产 CIRAS-?型便携式光合测定仪在柠条生长期 ( 5～10月份 ) 各月中旬测定柠条叶
片蒸腾速率日变化 ,测定时选择 3～5株生长良好植株并取其中上部向阳叶片进行测定 , 重复 3～5次。用德
国产 TDR 时域反射仪、分 5层测定 0～100cm土层土壤含水量 , 用阿斯曼机械通风干湿温度计测定距地面
1m处空气相对湿度和温度。
2 结果与分析
2 . 1 柠条蒸腾季节与日变化规律
植物蒸腾强率的季节变化与植物生长发育节律有密切关系 , 植物生长旺盛季节其蒸腾强度量大[ 5 ,6] 。
根据柠条各生育期叶片蒸腾速率的观测值分析发现 ,柠条蒸腾速率随发育期而变化 , 生长初期 (5、6月份 )柠
条生长旺盛 , 蒸腾速率较高 , 5月份蒸腾速率为 5. 92mmol/ m2·s, 6 月份为 6.87mmol/ m2·s, 5、6 月份蒸腾量
占生长期蒸腾量的 45.81% ; 之后随柠条的生长 , 叶片蒸腾速率降低 , 7～9 月份蒸腾速率分别为 6.17
mmol/ m2·s、3. 94mmol/ m2·s和3. 45mmol/ m2·s; 10月份柠条叶片即将凋谢时气温降低 , 柠条耗水量相对减
第 14 ?卷第 2期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .2
2 0 0 6 ?年 4 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture April, 2006
图 1 空气相对湿度与柠条叶片蒸腾速率的关系
Fig.1 Relationship between transpiration rate of
Caragana korshinskii leaf and relative
humidity of atmophere
少 ,叶片蒸腾速率降至最低值 1.57mmol/ m2·s。
由各月柠条蒸腾速率观测值日变化可知 ( 见图 1) , 柠条蒸
腾速率日变化基本呈双峰型 ,日均蒸腾速率为 4.51mmol/ m2·s,
早晨 7: 00平均蒸腾速率为 1. 92mmol/ m2·s, 11: 00 叶片各月平
均蒸腾速率达到第 1 个峰值 , 蒸腾速率为 6.18mmol/ m2·s,
13:00蒸腾出现明显午休现象 , 蒸腾速率减小 , 15: 00 达到第 2
个峰值 ,平均蒸腾速率达 7.99mmol/ m2·s,之后叶片蒸腾速率又
开始下降 ,19: 00平均蒸腾速率为 2.03mmol/ m2·s。
2 . 2 空气相对湿度与柠条叶片蒸腾速率的关系
蒸腾作用是植物体内水分从表面以气态水的形式向外界大
气输送的过程 ,是正常状态下水分近饱和叶片与较干大气之间的水汽压梯度造成的水分交换 ,故湿润空气中叶
片蒸腾速率相对较小。由图 1可知空气相对湿度越大 ,柠条叶片蒸腾速率越低 ,空气相对湿度日变化与柠条蒸
腾速率日变化趋势明显相反 ,空气相对湿度日变化呈“V”字形 ,而柠条蒸腾速率日变化呈倒“V”字形。
2 . 3 气温及土壤含水量与柠条叶片蒸腾速率的关系
柠条蒸腾速率变化趋势与气温有密切关系 ,早晨 7: 00气温较低 ,柠条蒸腾速率最低 ,仅为 1.92mmol/ m2·s,
随气温升高 ,蒸腾速率增大 , 由于柠条蒸腾速率在中午有午休特性 ,中午 13: 00柠条蒸腾速率减小 ,之后开始
增大 ,15: 00达另一高峰 , 之后随气温降低 , 柠条蒸腾速率降低。试验区位于干旱区 , 地下水贫乏 , 植物蒸腾
过程也就是土壤水分消耗的过程 ,柠条蒸腾速率的大小可间接反映土壤含水量的高低。由表 1可知 7: 00柠
表 1 气温及土壤含水量与柠条叶片蒸腾速率的关系
Tab .1 Relationships between transpiration rateof Caragana korshinskii leaf
andthe soil water andtheair temperature
项 目
I tems
时间 Time
7 k: 00 9 ?: 00 11: 00 13:00 15: 00 17 ?: 00 19 :: 00
平均
Average
蒸腾速率/ mmol·m- 2 E·s- 1 1 k. 92 3 ?. 80 6 . 18 5 . 74 7 .99 3 ?.93 2 %. 03 4 Y. 51
气 温 / ℃ 13 k. 0 15 ?. 9 18 . 7 21 . 8 21 .4 19 ?.7 17 %. 5 18 Y. 3
土 壤 体 积 含 水 量 / % 22 k. 9 22 ?. 5 21 . 5 21 . 6 21 .3 22 ?.0 22 %. 4 22 Y. 0
条蒸腾速率最小时 , 柠条消耗土壤
水较小 , 土壤含水量较高 , 随空气
相对湿 度减小 , 柠条蒸 腾速率增
加 , 土壤含水量受柠条蒸腾及土壤
蒸发的影响 , 在中午降至最小值 ,
之后柠条蒸腾速率减小 , 土壤含水
量升高 , 经分析林地土壤贮水量日
变化与柠条蒸腾速率日变化间存
在显著负相关 ( r = - 0. 812* )。
3 小结与讨论
柠条叶片生长初期蒸腾速率较大 , 6 月份达最大值 6.87mmol/ m2·s, 之后不断减小 , 落叶时蒸腾速率降
至最低值 1. 57mmol/ m2·s; 柠条蒸腾速率日变化基本呈双峰型 , 峰值分别出现在 11: 00 和 15: 00, 蒸腾速率
分别为 6. 18mmol/ m2·s、7.99mmol/ m2·s,波谷在 13: 00, 此时蒸腾速率减小 , 蒸腾出现明显午休现象。土壤
充分供水下光照强度、气温和相对湿率是影响柠条蒸腾速率的气象因子 , 湿润空气中柠条蒸腾速率相对较
小 ,空气相对湿度日变化呈正态变化 , 与柠条叶片蒸腾速率呈负相关。同一天中柠条蒸腾速率与气温的变
化趋势基本一致 ,7:00气温较低 ,柠条蒸腾速率最低 , 随气温升高 ,蒸腾速率增大 , 在 11: 00和 15: 00 达到峰
值。土壤贮水量日变化与柠条蒸腾速率日变化间存在显著负相关 ( r = - 0.812* ) , 7: 00 蒸腾速率最小时柠
条消耗土壤水较小 , 土壤含水量较高 , 随柠条蒸腾速率增加 , 土壤含水量在中午降至最小值 , 之后柠条蒸腾
速率减小 ,土壤含水量升高。
参 考 文 献 h
1 周 平 , 李吉跃 ,招礼军 . 北方主要造林树种苗木蒸腾耗水特性研究 . 北京林业大学学报 ,2002, 24( 5/ 6) : 50～55
2 魏天兴 , 朱金兆 ,张学培 . 林分蒸腾耗水量测定方法评述 . 北京林业大学学报 , 1999, 21( 3) : 85～91
3 王孟本 ,李洪建 ,柴宝峰 . 柠条 ( Caragana korshinskii) 的水分生理生态学特性 . 植物生态学报 , 1996 ,42(6) : 494～501
4 王孟本 , 李洪建 . 柠条林蒸腾状况与土壤水分动态研究 . 水土保持通报 , 1990 , 10( 6) : 85～90
5 裴保华 , 周宝顺 . 三种灌木林地水分平衡研究 . 林业科学研究 , 1993, 6(6) :597～601
6 李代琼 , 吴钦孝 ,刘克俭等 . 宁南沙棘、柠条蒸腾和土壤水分动态研究 . 中国水土保持 , 1990 ( 6) : 29～32
第 2 ?期 潘占兵等 :柠条蒸腾特征及影响因子的研究 71