全 文 ：　 2012年 1月 内 蒙 古 科 技 与 经 济 Januar y 2012
　第 2期 总第 252期 Inner Mongo lia Science Techno log y & Economy No. 2 Total No. 252
岩黄芪属与锦鸡儿属在干旱胁迫下的生态价值比较
孙　维
(内蒙古大学 生命科学学院 ,内蒙古 呼和浩特　 010021)
　　摘　要:本文对栽种于库布齐沙漠东段的岩黄芪属 3个栽培种 (羊柴 Hedysarum Fut icosum var .
l ignosum ,花棒 H. scoparium ,山竹子 H. f rut icosum )和锦鸡儿属 3个栽培种 (小叶锦鸡儿 Caragana
microphyl la ,中间锦鸡儿 C. intermedia ,柠条锦鸡儿 C. korshinski i )的光合作用及蒸腾作用进行了比较
研究。结果表明:①岩黄芪属山竹子具有较强的光合能力 ,花棒有较强的抗旱能力 ,光合作用强弱顺序为
花棒> 山竹子> 羊柴 ;锦鸡儿属小叶锦鸡儿在光合能力和抗旱能力方面都较强。光合作用强弱顺序为小
叶锦鸡儿> 柠条锦鸡儿> 中间锦鸡儿。 岩黄芪属三种植物的光合速率要高于锦鸡儿属的三种植物。②
岩黄芪属三种植物的蒸腾强弱顺序为羊柴> 花棒> 山竹子 ;锦鸡儿属的三种植物的蒸腾强弱顺序为小
叶锦鸡儿> 柠条锦鸡儿> 中间锦鸡儿。 岩黄芪属植物的蒸腾强度大于锦鸡儿属植物的蒸腾强度。 ③岩
黄芪属水分利用效率顺序为羊柴> 花棒> 山竹子 ;锦鸡儿属水分利用效率顺序为柠条锦鸡儿> 小叶锦
鸡儿> 中间锦鸡儿。锦鸡儿属植物的水分利用效率显著低于岩黄芪属植物。④在生物量方面 ,岩黄芪属
植物显著高于锦鸡儿属植物。锦鸡儿属 3种植物 3a之内生长缓慢 ,生物量较低 ,水分利用效率较低 ,防风
固沙作用较弱 ,在风沙活动强烈、严重缺水的干旱地区在短期内的生态经济价值较低 ;而岩黄芪属 3种
植物生长速度较快 ,栽种后 2a即可获得很大生物量 ,且水分利用效率较高 ,抗风蚀作用强 ,有机积累量
大 ,短期内可获得较高的生态经济价值。
关键词:库布其沙漠 ;岩黄芪属 ;锦鸡儿属 ;光合速率 ;蒸腾速率 ;水分利用效率 ;生态价值
　　中图分类号: Q948. 1( 226)　　文献标识码: A　　文章编号: 1007— 6921( 2012) 02— 0101— 04
　　全世界岩黄芪属植物约有 140多种 ,广布于北
半球温带。 分布于蒙古高原的岩黄芪属植物有 19
种、 3变种。 到目前为止 ,进行栽培利用的主要有羊
柴 Hedysarum f ruticosum var . l ignosum、花棒 H.
scoparium和山竹子 H. f rut icosum 。锦鸡儿属的植
物在内蒙古分布有17个种 , 5个变种。栽培种主要为
小叶锦鸡儿 Caragana microphyl la、中间锦鸡儿 C.
intermedia、柠条锦鸡儿 C . korshinskii。
近年来 ,锦鸡儿属的这三种植物在内蒙古中西
部干旱、半干旱地区广泛栽培 ,并明显改善了当地生
态环境。但是由于其生态经济价值较岩黄芪属三种
植物低 ,幼苗期时间比岩黄芪属三种植物长 ,在种植
过程中大有逐渐被岩黄芪属植物代替的趋势。
为了更迅速地改善我国西北部的生态景观 ,开
展对岩黄芪属植物的光合作用、蒸腾作用以及水分
利用效率的研究对北方干旱、半干旱地区的生态治
理具有重要意义。
1　研究方法
1. 1　光合蒸腾作用测定
对实验地的六种植物于早 7: 00～ 傍晚 19: 00每
隔 2hr.采用美国 CID公司生产的 CI- 310光合测定
仪测定光合速率 (μmo l / m2 · s )。 气孔 导度
( millimo l /m2· s)、蒸腾速率 ( mil limol /m2· s)和叶
温 (℃ )。 每点数据为 3次平均值。
1. 2　叶面积测定
采用美国 CID公司生产的 CI- 202叶面积仪测
定每种植物各 50片叶的叶面积。
1. 3　生物量测定
运用烘干重称量的方法称量六种植物的地上生
物量干重。
2　实验结果与分析
2. 1　光合日进程
图 1a　 2005. 5. 22光合有效辐射、土壤 40cm含水量、空气相对湿度日进程
·101·
收稿日期: 2011- 11- 28作者简介: 孙维 ( 1960— ) ,男 ,内蒙古大学生命科学学院 ,高级实验师 ,从事分析化学工作。
　总第 252期 　内 蒙 古 科 技 与 经 济
图 1b　 2005. 5. 22叶片光合速率
在图 1b中 ,三种岩黄芪属植物的光合速率日进
程曲线均为双峰型 ,均有“午休现象” ,羊柴的两个峰
值分别出现在 9: 00为 9. 22μmol / m2· s和 15: 00为
12. 35μmol / m2· s,花棒的两个峰值分别出现在
7: 00为 13. 53μmol / m2· s和 15: 00为 22. 17μmo l /
m2· s,山竹子的两个峰值分别出现在 9: 00为 16. 38
μmo l / m2· s和 17: 00为 13. 97μmol / m2· s。上午
山竹子具有光和速率最高峰值 16. 38μmo l / m2· s,
下午花棒具有光和速率最高峰值 22. 17μmo l / m2·
s。 三种植物光和速率日均值分别为: 花棒 9. 02
μmo l / m2· s,山竹子 8. 31μmol / m2· s,羊柴 7. 61
μmo l / m2· s。三种锦鸡儿属植物中小叶锦鸡儿的光
合速率日进程为双峰型 ,同样存在“午休现象” ,两个
峰值分别出现在 7: 00为 10. 36μmo l / m2· s和 13: 00
为 9. 04μmol / m2· s,中间锦鸡儿与柠条锦鸡儿为
单峰型 ,峰值分别出现在 17: 00为 8. 10μmol / m2· s
和 9: 00为 8. 34μmol / m2· s。小叶锦鸡儿在全天的
光合速率都占有优势 ,上午最高峰为 10. 36μmo l /
m2· s,下午最高峰为 9. 04μmol / m2· s。三种植物
光合速率日均值分别为: 小叶锦鸡儿 4. 12μmo l / m2
· s,中间锦鸡儿 1. 77μmo l / m2· s,柠条锦鸡儿
2. 81μmo l / m2· s。
六种植物的光和速率与气孔导度的相关系数分
别为:羊柴 0. 788、花棒 0. 992、山竹子 0. 985、小叶锦
鸡儿 0. 781、中间锦鸡儿 0. 955、柠条锦鸡儿 0. 942。岩
黄芪属的三种植物的相关系数大小排列为花棒> 山
竹子> 羊柴 ;锦鸡儿属的 3种植物的相关系数的大
小排列为中间锦鸡儿> 柠条锦鸡儿> 小叶锦鸡儿。
经显著性检验 ,检验看出这六种植物光合速率与气
孔导度呈显著性相关 (α= 0. 05, 0. 707)。
2. 2　蒸腾速率日进程
从图 2中可看出 ,岩黄芪属的三种植物的蒸腾
速率日进程明显不同。 羊柴蒸腾速率日进程为单峰
型 ,峰值出现在下午 15: 00,为 5. 28 mil limol /m2· s,
随后随光合有效辐射下降而下降。花棒蒸腾速率日
进程为双峰型 ,上午 9: 00达到峰值 ,为 3. 1 millimo l /
m2· s,下午 15: 00达到另一峰值 ,为 7. 6 millimo l /
m2· s,明显高于上午的峰值。山竹子的蒸腾速率日
进程为双峰型 ,最高峰出现在上午 9: 00,为 5. 78
millimol /m2· s,下午 17: 00达到另一峰值 4. 68
millimol /m2· s,上午的峰值大于下午的峰值。羊柴、花
棒、山竹子蒸腾日均值分别为 3. 13millimo l /m2· s、 3.
08 millimo l /m2· s和 3. 02 millimol /m2· s。
图 2　 2005. 5. 22蒸腾速率日进程
而锦鸡儿属的三种植物的蒸腾速率日进程也不
相同 ,小叶锦鸡儿的蒸腾速率日进程为单峰型 ,最高
峰值出现在15: 00为7. 10 millimo l /m2· s。中间锦鸡
儿的蒸腾速率日进程也为单峰型 ,最高峰值出现在
17: 00为 3. 80 millimo l /m2· s。 柠条锦鸡儿的蒸腾
速率日进程的图像为双峰型 ,两个最高峰值分别在
9: 00和 17: 00出现 ,数值为 4. 34 millimol /m2· s和
4. 58millimo l /m2· s。小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠
条锦鸡儿的蒸腾速率日进程的平均值分别为 2. 80
millimo l /m2 · s, 0. 95 millimo l /m2 · s, 2. 24
millimo l /m2· s。
六种植物的蒸腾速率与气孔导度的相关系数分
别为:羊柴 0. 913、花棒 0. 919、山竹子 0. 971、小叶锦
鸡儿 0. 792、中间锦鸡儿 0. 964、柠条锦鸡儿0. 886。其
相关性比较为: 岩黄芪属的三种植物山竹子> 花棒
> 羊柴 ;锦鸡儿属的三种植物中间锦鸡儿> 柠条锦
鸡儿> 小叶锦鸡儿。 经显著性分析这两个属的蒸腾
速率与它们的气孔导度显著正相关 (α= 0. 05,
0. 707)。
2. 3　气孔导度日进程
图 3　 2005. 5. 22气孔导度日进程
由图 3可看出岩黄芪属三种植物的气孔导度日
进程与图 2中的蒸腾速率日进程基本相同 ,通过回
归分析计算 ,羊柴、花棒、山竹子的蒸腾速率与气孔
导度存在显著的正相关性 ,相关系数分别为 0. 83、
0. 9和 0. 93(显著性水平α= 0. 01)。羊柴气孔导度日
进程为单峰型 ,峰值出现在下午 15: 00,为 1115. 5
millimo l /m2· s;山竹子为双峰型 ,上午 9: 00峰值为
179. 3millimo l /m2· s,下午 17: 00峰值为 122. 7
millimo l /m2· s,上午的峰值大于下午的峰值 (显著
·102·
　孙维 · 岩黄芪属与锦鸡儿属在干旱胁迫下的生态价值比较 2012年第 2期
性水平α= 0. 05) ;花棒为双峰型 ,上午 7: 00峰值为
124. 1 millimo l /m2· s,下午 15: 00峰值为 174. 8
millimol /m2· s,下午的峰值大于上午的峰值 (显著
性水平α= 0. 05)。羊柴、花棒、山竹子气孔导度日均
值分别为 85. 9millimo l /m2· s、 85. 3 millimol /m2· s
和 79. 8millimol /m2· s。从图 3中也可以看出锦鸡儿
属的三种植物除小叶锦鸡儿以外的中间锦鸡儿和柠
条锦鸡儿的气孔导度与蒸腾速率的日进程基本相
同。小叶锦鸡儿在上午 7: 00到 9: 00的气孔导度与蒸
腾速率进程不同。 小叶锦鸡儿的气孔导度日进程为
双峰型 ,最高峰值在 7: 00为 116. 72millimol /m2· s
和 13: 00为 108. 23millimo l /m2· s。中间锦鸡儿和柠
条锦鸡儿的日进程曲线也呈双峰型。 中间锦鸡儿的
最高峰值为 38. 40millimol /m2· s在 7: 00和 67. 73
millimol /m2· s在 15: 00,柠条锦鸡儿的最高峰值为
87. 30millimo l /m2· s在 7: 00和 88. 89millimol /m2
· s在 15: 00。 锦鸡儿属植物的气孔导度的均值为
57. 74millimol /m2· s, 17. 81millimol /m2· s, 43. 75
millimol /m2· s。
2. 4　水分利用效率日进程
水分利用效率是光合作用过程中同化二氧化碳
所消耗水的量。从图 4中可以看到岩黄芪属的三种
植物的日进程都为单峰型 ,其中羊柴的水分利用效
率的最高峰值为 442. 26 gCO2 /g H2O,花棒的最高峰
值为 238. 02 gCO2 /g H2O,山竹子的最高峰值为
213. 3g CO2 /gH2O。这三种植物的水分利用效率的
均值分别为: 193. 31 gCO2 /g H2O, 171. 95 gCO2 /
gH2O, 150. 35gCO2 /g H2O。 锦鸡儿属的三种植物的
日进程为双峰型 ,小叶锦鸡儿的最高峰值分别出现
在 9: 00为 244. 51 gCO2 /g H2O和 15: 00为 990. 19
gCO2 /g H2O,中间锦鸡儿的最高峰值出现在 9: 00为
167. 36g CO2 /gH2O和 17: 00为 191. 92 gCO2 /g H2O,
柠条锦鸡儿的最高峰值为 13: 00为 657. 47 gCO2 /
gH2O和 19: 00为 621. 82 g CO2 /gH2O。锦鸡儿属三
种植物的同化耗水量的均值分别为 2445. 89gCO2 /
gH2O, 847. 15 gCO2 /g H2O, 2494. 07 gCO2 /g H2O。
图 4　 2005. 5. 22水分利用效率日进程
2. 5　生物量的比较
于 2005年 5月 23日通过对六种植物的地上生
物量鲜重、株高、根茎直径和冠幅的测量 ,列出表 1。
表 1　 2005. 6. 22六种植物的地上生物量 ,株高 ,根茎直径 ,冠幅
项目 羊柴 花棒 山竹子 小叶锦鸡儿 中间锦鸡儿 柠条锦鸡儿
地上生
物量 ( g )
平均值 200. 6 133. 3 184. 4 8. 9 11. 6 7. 6
变异系数 49% 86% 61% 61% 55% 77%
95%置信区间 130. 4, 270. 8 51. 3, 215. 3 83. 2, 213. 6 3. 3, 14. 5 4. 9, 18. 3 2. 2, 13株高
( cm )
平均值 132. 8 145. 4 124. 9 52. 3 54. 5 60. 3
变异系数 19% 27% 25% 27% 18% 14%
95%置信区间 114. 5, 151. 1 117, 173. 8 102. 5, 147. 3 37. 7, 66. 9 44. 1, 64. 9 52. 5, 68. 1根茎
直径 ( cm ) 平均值 2. 07 1. 48 1. 78 0. 53 0. 42 0. 37变异系数 43% 55% 38% 48% 32% 37%
95%置信区间 1. 44, 2. 7 0. 91, 2. 05 1. 3, 2. 26 0. 26, 0. 8 0. 28, 0. 56 0. 24, 0. 5冠幅
( cm× cm ) 平均值 103. 4× 83. 8 104. 3× 77. 5 114. 5× 79 6× 5. 1 4. 4× 3. 9 4. 2× 4. 1变异系数 34%× 26% 40%× 37% 36% , 39% 22%× 19% 25%× 19% 22%× 25%
95%置信区间 86. 9, 119. 9× 73. 8, 93. 8 84. 6, 124×64. 190. 9 95. 1, 133. 9× 64. 6, 93. 4 5. 6, 6. 4× 4. 8, 5. 4 4. 1, 4. 7× 3. 7, 4. 1 4, 4. 4×3. 8, 4. 4
　　由表 1可以看出岩黄芪属植物中地上生物量最
高的为羊柴 ,其次为山竹子 ,最小的是花棒。锦鸡儿
属植物的地上生物量明显小于岩黄芪属的植物的地
上生物量 ,中间锦鸡儿的生物量最大 ,小叶锦鸡的生
物量其次 ,柠条锦鸡儿的生物量最小。而且在株高、
根茎直径和冠幅方面 ,岩黄芪属都显著大于锦鸡儿
属的三种植物。岩黄芪属三种植物的株高分别为:花
棒> 羊柴> 山竹子 ,锦鸡儿属的三种植物的株高值
为柠条锦鸡儿> 中间锦鸡儿> 小叶锦鸡儿。根茎直
径分别为:羊柴> 山竹子> 花棒 ,小叶锦鸡儿> 中间
锦鸡儿> 柠条锦鸡儿。 六种植物的冠幅大小相互比
较 ,分别为柠条锦鸡儿> 小叶锦鸡儿> 中间锦鸡儿 ,
羊柴> 山竹子> 花棒。
3　结论
岩黄芪属中山竹子有较强的光合能力 ,花棒有
较强抗旱能力 ,光合作用强弱顺序为花棒> 山竹子
> 羊柴 ;锦鸡儿属中小叶锦鸡儿在光合能力和抗旱
能力方面都较强。光合作用强弱顺序为小叶锦鸡儿
> 柠条锦鸡儿> 中间锦鸡儿。 六种植物的光合速率
相比较 ,岩黄芪属三种植物的光合速率日进程明显
高于锦鸡儿属三种植物的光合速率日进程。
岩黄芪属三种植物的蒸腾强弱顺序为羊柴> 花
棒> 山竹子 ;锦鸡儿属三种植物的蒸腾强弱顺序为
小叶锦鸡儿> 柠条锦鸡儿> 中间锦鸡儿。岩黄芪属
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　总第 252期 　内 蒙 古 科 技 与 经 济
三种植物的蒸腾强度大于锦鸡儿属三种植物的蒸腾
强度。
岩黄芪属中水分利用效率羊柴> 花棒> 山竹
子 ;锦鸡儿属中水分利用效率柠条锦鸡儿> 小叶锦
鸡儿> 中间锦鸡儿。锦鸡儿属三种植物的水分利用
效率显著高于岩黄芪属三种植物的水分利用效率。
生物量方面 ,高产量 (高光合 )、低消耗 (低耗水 )
的顺序为羊柴> 山竹子> 花棒 > 中间锦鸡儿 > 小
叶锦鸡儿> 柠条锦鸡儿。岩黄芪属三种植物和锦鸡
儿属三种植物光合速率的明显差异与生长速率和生
物量的明显差异相符。 岩黄芪属植物显著高于锦鸡
儿属植物。
综上所述 ,羊柴和花棒很好地适应了库布齐沙
漠东段 5月的高温干旱气候条件 ,山竹子适应性较
差。在生态治理过程当中 ,植物能否适应高温干旱的
恶劣自然条件对整个生态治理工程的成败至关重
要 ,根据三种植物的抗旱特点 ,在选择栽种地段时 ,
塔落岩黄芪和细枝岩黄芪可栽种于沙丘的中上部 ,
山竹岩黄芪只能栽种于环境条件相对较好的丘间低
地。现代生态治理建设要获得生态效益和经济利益
的统一 ,而且要以最低的成本和风险获得最大效益。
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(上接第 98页 )　　其丰富多彩的内心世界提供了
表达的平台 ,也为大学生提供了更广阔的交流、沟通
的空间。面对一浪高过一浪信息化的冲击潮 ,加强大
学校园信息文化建设、形成健康的信息化环境势在
必行。所以 ,高校图书馆应加强图书馆信息文化平台
的构建 ,形成科学、规范、积极的网络支撑平台 ,通过
积极的信息文化平台 ,积极引导、激励和支持大学生
形成正确的世界观和人生观。
3. 2　构建以人为本的图书馆信息文化
以人为本的信息文化的构建就是要求图书馆服
务应以用户为中心 ,所有的服务必须以方便用户、满
足用户需求为前提。以人为本的信息文化的构建 ,可
以主动为用户提供所需信息服务 ,节约用户从信息
海洋中搜寻信息的时间 ,更可以使用户便捷地访问
图书馆和图书馆的各项服务 ,极大地提高图书馆信
息资源的利用率。
3. 3　开创信息文化环境下的图书馆特色服务
信息文化环境打破了传统图书馆的地域、馆舍、
时间、载体、传播方式等限制 ,促使用户更愿意访问
那些信息量大、满足其信息需求、服务快捷、富有特
色的图书馆。 特色服务是图书馆信息服务的创新和
发展方向 ,图书馆应根据自身的馆藏特色、服务对
象 ,有计划地加强重点馆藏建设 ,形成自己的特色 ,
使其优势更加明显 ;同时 ,应加强深层次挖掘和开发
各种专题特色资源 ,运用各种方法和手段开展各种
有特色的信息服务活动。
3. 4　开创信息文化环境下的图书馆信息行为
信息行为是指与信息有关的人在社会生活中为
满足信息需求的目的而生产、获取、加工、传递和使
用信息等活动的总和。在信息文化的影响下 ,用户的
信息意识得到了加强 ,信息能力得到了提高 ,图书馆
应顺应这种变化 ,克服观念障碍 ,进行体制改革 ,创
新信息行为 ,赋予信息文化新的内容 , 真正使图书
馆在大学校园信息文化传播中占领主动位置 ,把握
主动权 ,为学校的教学、科研、学科建设和校园文化
建设提供切实有效的文献信息资源保障。
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