8种野生地被植物光合及蒸腾耗水特性研究
钱瑭璜 许建新 雷江丽
摘要：对华南地区野外资源分布较广且具有一定观赏价值的8种野生地被植物进行冬季和夏季的光合数据采集，并通过计算蒸腾强度分析其节水效益。结果显示：天胡荽、地稔和长萼堇菜日平均净光合速率在冬季显著高于夏季，说明它们为冬季生长优良的地被植物；而链荚豆则在夏季的日平均净光合速率较高，生长较为旺盛。从蒸腾耗水特性来看，地稔在冬季和夏季的单位叶面积日蒸腾总量均较小；在夏季单位时间单位绿化面积内，地稔、三点金、马蹄金、天胡荽和牛轭草的蒸腾量较少，可根据实际情况减少灌溉量。
关键词：野生地被植物；光合特性；蒸腾强度；节水效应
华南地区具有丰富的野生地被植物资源，而城市绿地中已应用的乡土野生地被植物所占比例却较低。野生地被植物大多具有适应能力强、管理粗放、本土气息浓厚等特点。合理开发利用该类植物资源，并应用于城市绿地或屋顶绿化建设中，既可形成良好的景观效果，又可节约管理成本。
笔者于2011年7月将华南地区分布较广且具有一定观赏价值的8种野生地被植物引种至深圳市园科公园试验地栽植，通过1年的物候观测，总结了这8种植物的应用情况（表1）。本文在已有研究结果的基础上，分别于2013年冬季及2014年夏季对这8种引种植物的光合速率、蒸腾速率等光合指标进行了测定，并通过计算蒸腾强度，分析其节水效益，以期为参试野生地被植物在后期的应用及灌溉提供一定的依据。
1.材料与方法
1.1试验材料
8种野生地被植物的形态特征、生态习性、应用情况等见表1。
1.2研究方法
试验分别于2013年12月上句和2014年7月上句在深圳市园科公园引种试验地进行。试验前1天一次性将试验地浇透。测定时间为8：00-18：00，每2 h测定一次，全天共测定6次。每种植物选取3株测试，每株取3片叶子，共9个重复。同时调查1 m2上述地被植物的叶片数量（单位面积覆盖率达到80%）。
1.3检测指标测定
1）净光合速率（Pn）日变化。于实验期间挑选晴朗无风天气，采用Li-6400光合分析仪测定，测定时采用开放式气体回路，不离体测定植物叶片净光合速率。
2）净蒸腾速率（Tr）日变化。测定方法同净光合速率（Pn）日变化测定。
3）单位叶面积日蒸腾总量
E（mol·m-2.d-1）=∑[（ei+ei+1）/2×（ti+1-ti）x3600/1000]
i=1
注：ei-初测点瞬时蒸腾速率；eu1-下一测点蒸腾速率；单位/mmol·m-4·S-1。
ti-初测点时间；ti+1-下一测点时间；单位/h。
4）蒸腾强度。根据测定的植物叶面积蒸腾速率，转换为以水分量表示的蒸腾强度，利用植物叶面积指数r，计算出植物单位绿化面积单位时间内的蒸腾量，用E表示，单位/g·m-2·h-1。则：
Em=Eo·r
注：Eo-全天各测定时段蒸腾强度平均值；单位/g·m-2·h-1。
5）叶面积指数（r）。调查1m2地被植物的叶片数量（c），随机选取5片叶片并测量和计算单叶面积（si），
求得每m2叶片总面积s=si×c；r=s/sm（sm-占地面积）。
2.结果与分析
2.18种野生地被植物光合特性分析
8种野生地被植物光合速率日变化在冬季和夏季呈现出显著不同的变化趋势（图1）。冬季测定时其光合日变化呈双峰形曲线变化，8种植物的光合速率峰值点均出现在10：00和16：00，且全天光合速率最大值出现在16：00。而夏季则呈单峰型曲线变化，其中链荚豆、崩大碗和地稔的光合速率峰值点出现在10：00，而三点金、天胡荽、牛轭草、马蹄金和长萼堇菜的光合速率峰值点则出现在12：00。
光合作用是植物生长发育中非常重要的生理过程之一，受遗传和环境条件的影响，光合特性参数可反映植物的生长情况。在8种植物中，三点金、天胡荽、地稔和长萼堇菜在冬季的日平均净光合速率值大于夏天，表现为冬春季生长旺盛，与引种野生地被植物生长物候观测一致。其中长萼堇菜的盛花期在1-2月，是良好的冬季观花植物。链荚豆、崩大碗和牛轭草的日平均净光合速率则是夏季高于冬季，其生长表现则是夏季繁花点点，冬季部分落叶休眠（表2）。
2.28种野生地被植物蒸腾特性分析
从图2可看出，8种野生地被植物蒸腾速率日变化在冬季和夏季同样呈现出显著不同的变化趋势。冬季除马蹄金外的7种植物，蒸腾速率日变化均呈双峰型曲线变化，峰值点出现在10：00和14：00，且均在16：00有小幅回升。而夏季8种植物则都呈单峰型曲线变化，其中链荚豆、三点金、崩大碗和牛轭草的蒸腾速率峰值点出现在10：00；马蹄金、天胡荽和长萼堇菜则出现在12：00；地稔的蒸腾速率峰值点则出现在8：00，之后呈降低趋势，到14：00有小幅回升。8种植物夏季日平均蒸腾速率显著高于冬季水平。
2.38种野生地被植物蒸腾耗水特性分析
由表3可知，8种野生地被植物在夏季的蒸腾耗水量远远大于冬季。其中地稔在冬季和夏季单位叶面积日蒸腾的总量均较小，说明其叶片的保水能力较强。牛轭草、长萼堇菜、马蹄金、天胡荽和三点金在夏季的叶片日蒸腾总量较小。在夏季单位时间单位绿化面积内，地稔、三点金、马蹄金、天胡荽和牛轭草的蒸腾量较少，故从此项指标上来看，这5种植物较为抗旱节水。但是植物对水分胁迫的适应能力多种多样，还应当结合根系对土壤水分的耐受能力以及大田试验观测来确定植物耗水量。
3.结论与讨论
链荚豆为多年生草本，喜热带潮湿干旱气候，夏季生长旺盛，覆盖度好，本研究中链荚豆夏季的日平均净光合显著高于冬季，是优良的夏季缀花草坪植物。天胡荽、地稔、长萼堇菜在冬季的日平均净光合速率要高于夏季，属于冬季生长优良的地被植物。其中地稔终年开花不断，与枝、叶、果呈现出斑斓的色彩；长萼堇菜在冬末春初盛开紫色小花，是优良的早春观花地被。
不同季节光合特性的变化及其差异，与不同季节环境气候的差异及测定时的环境条件有密切关系。本文测定的8种野生地被植物在冬季的光合日变化曲线呈双峰型，而夏季则呈单峰型，该结果与黄娟等对华南地区12种木本植物光合作用季节变化的部分研究相同，而与邵玺文对黄芩的光合日变化研究结果不同。说明环境因子对光合特征的影响非常复杂，生态因子之间不是孤立的，而是彼此密切相关的，这有待于进一步研究。
研究表明植物水分利用效率越高，抗旱节水性能越好，植物的蒸腾耗水越低，水分利用率相对越高。本试验对8种地被植物在冬季和夏季单位时间单位绿化面积内的蒸腾量进行了对比研究，表明地稔、三点金、马蹄金、天胡荽和牛轭草在单位时间单位绿化面积内的蒸腾量较少，故从此项指标来看，这5种植物较为节水。单位时间单位绿化面积内的蒸腾量在一定程度上反映了植株的抗旱性，但是植物对水分胁迫的适应能力多种多样，应当结合根系对土壤水分的耐受能力进行综合判断。在园林实际灌溉中，还应结合土壤状况、天气情况等外界因素来综合确定合理浇灌量，才能达到既满足园林观赏效果又节约绿地用水的目的。
摘要：对华南地区野外资源分布较广且具有一定观赏价值的8种野生地被植物进行冬季和夏季的光合数据采集，并通过计算蒸腾强度分析其节水效益。结果显示：天胡荽、地稔和长萼堇菜日平均净光合速率在冬季显著高于夏季，说明它们为冬季生长优良的地被植物；而链荚豆则在夏季的日平均净光合速率较高，生长较为旺盛。从蒸腾耗水特性来看，地稔在冬季和夏季的单位叶面积日蒸腾总量均较小；在夏季单位时间单位绿化面积内，地稔、三点金、马蹄金、天胡荽和牛轭草的蒸腾量较少，可根据实际情况减少灌溉量。
关键词：野生地被植物；光合特性；蒸腾强度；节水效应
华南地区具有丰富的野生地被植物资源，而城市绿地中已应用的乡土野生地被植物所占比例却较低。野生地被植物大多具有适应能力强、管理粗放、本土气息浓厚等特点。合理开发利用该类植物资源，并应用于城市绿地或屋顶绿化建设中，既可形成良好的景观效果，又可节约管理成本。
笔者于2011年7月将华南地区分布较广且具有一定观赏价值的8种野生地被植物引种至深圳市园科公园试验地栽植，通过1年的物候观测，总结了这8种植物的应用情况（表1）。本文在已有研究结果的基础上，分别于2013年冬季及2014年夏季对这8种引种植物的光合速率、蒸腾速率等光合指标进行了测定，并通过计算蒸腾强度，分析其节水效益，以期为参试野生地被植物在后期的应用及灌溉提供一定的依据。
1.材料与方法
1.1试验材料
8种野生地被植物的形态特征、生态习性、应用情况等见表1。
1.2研究方法
试验分别于2013年12月上句和2014年7月上句在深圳市园科公园引种试验地进行。试验前1天一次性将试验地浇透。测定时间为8：00-18：00，每2 h测定一次，全天共测定6次。每种植物选取3株测试，每株取3片叶子，共9个重复。同时调查1 m2上述地被植物的叶片数量（单位面积覆盖率达到80%）。
1.3检测指标测定
1）净光合速率（Pn）日变化。于实验期间挑选晴朗无风天气，采用Li-6400光合分析仪测定，测定时采用开放式气体回路，不离体测定植物叶片净光合速率。
2）净蒸腾速率（Tr）日变化。测定方法同净光合速率（Pn）日变化测定。
3）单位叶面积日蒸腾总量
E（mol·m-2.d-1）=∑[（ei+ei+1）/2×（ti+1-ti）x3600/1000]
i=1
注：ei-初测点瞬时蒸腾速率；eu1-下一测点蒸腾速率；单位/mmol·m-4·S-1。
ti-初测点时间；ti+1-下一测点时间；单位/h。
4）蒸腾强度。根据测定的植物叶面积蒸腾速率，转换为以水分量表示的蒸腾强度，利用植物叶面积指数r，计算出植物单位绿化面积单位时间内的蒸腾量，用E表示，单位/g·m-2·h-1。则：
Em=Eo·r
注：Eo-全天各测定时段蒸腾强度平均值；单位/g·m-2·h-1。
5）叶面积指数（r）。调查1m2地被植物的叶片数量（c），随机选取5片叶片并测量和计算单叶面积（si），
求得每m2叶片总面积s=si×c；r=s/sm（sm-占地面积）。
2.结果与分析
2.18种野生地被植物光合特性分析
8种野生地被植物光合速率日变化在冬季和夏季呈现出显著不同的变化趋势（图1）。冬季测定时其光合日变化呈双峰形曲线变化，8种植物的光合速率峰值点均出现在10：00和16：00，且全天光合速率最大值出现在16：00。而夏季则呈单峰型曲线变化，其中链荚豆、崩大碗和地稔的光合速率峰值点出现在10：00，而三点金、天胡荽、牛轭草、马蹄金和长萼堇菜的光合速率峰值点则出现在12：00。
光合作用是植物生长发育中非常重要的生理过程之一，受遗传和环境条件的影响，光合特性参数可反映植物的生长情况。在8种植物中，三点金、天胡荽、地稔和长萼堇菜在冬季的日平均净光合速率值大于夏天，表现为冬春季生长旺盛，与引种野生地被植物生长物候观测一致。其中长萼堇菜的盛花期在1-2月，是良好的冬季观花植物。链荚豆、崩大碗和牛轭草的日平均净光合速率则是夏季高于冬季，其生长表现则是夏季繁花点点，冬季部分落叶休眠（表2）。
2.28种野生地被植物蒸腾特性分析
从图2可看出，8种野生地被植物蒸腾速率日变化在冬季和夏季同样呈现出显著不同的变化趋势。冬季除马蹄金外的7种植物，蒸腾速率日变化均呈双峰型曲线变化，峰值点出现在10：00和14：00，且均在16：00有小幅回升。而夏季8种植物则都呈单峰型曲线变化，其中链荚豆、三点金、崩大碗和牛轭草的蒸腾速率峰值点出现在10：00；马蹄金、天胡荽和长萼堇菜则出现在12：00；地稔的蒸腾速率峰值点则出现在8：00，之后呈降低趋势，到14：00有小幅回升。8种植物夏季日平均蒸腾速率显著高于冬季水平。
2.38种野生地被植物蒸腾耗水特性分析
由表3可知，8种野生地被植物在夏季的蒸腾耗水量远远大于冬季。其中地稔在冬季和夏季单位叶面积日蒸腾的总量均较小，说明其叶片的保水能力较强。牛轭草、长萼堇菜、马蹄金、天胡荽和三点金在夏季的叶片日蒸腾总量较小。在夏季单位时间单位绿化面积内，地稔、三点金、马蹄金、天胡荽和牛轭草的蒸腾量较少，故从此项指标上来看，这5种植物较为抗旱节水。但是植物对水分胁迫的适应能力多种多样，还应当结合根系对土壤水分的耐受能力以及大田试验观测来确定植物耗水量。
3.结论与讨论
链荚豆为多年生草本，喜热带潮湿干旱气候，夏季生长旺盛，覆盖度好，本研究中链荚豆夏季的日平均净光合显著高于冬季，是优良的夏季缀花草坪植物。天胡荽、地稔、长萼堇菜在冬季的日平均净光合速率要高于夏季，属于冬季生长优良的地被植物。其中地稔终年开花不断，与枝、叶、果呈现出斑斓的色彩；长萼堇菜在冬末春初盛开紫色小花，是优良的早春观花地被。
不同季节光合特性的变化及其差异，与不同季节环境气候的差异及测定时的环境条件有密切关系。本文测定的8种野生地被植物在冬季的光合日变化曲线呈双峰型，而夏季则呈单峰型，该结果与黄娟等对华南地区12种木本植物光合作用季节变化的部分研究相同，而与邵玺文对黄芩的光合日变化研究结果不同。说明环境因子对光合特征的影响非常复杂，生态因子之间不是孤立的，而是彼此密切相关的，这有待于进一步研究。
研究表明植物水分利用效率越高，抗旱节水性能越好，植物的蒸腾耗水越低，水分利用率相对越高。本试验对8种地被植物在冬季和夏季单位时间单位绿化面积内的蒸腾量进行了对比研究，表明地稔、三点金、马蹄金、天胡荽和牛轭草在单位时间单位绿化面积内的蒸腾量较少，故从此项指标来看，这5种植物较为节水。单位时间单位绿化面积内的蒸腾量在一定程度上反映了植株的抗旱性，但是植物对水分胁迫的适应能力多种多样，应当结合根系对土壤水分的耐受能力进行综合判断。在园林实际灌溉中，还应结合土壤状况、天气情况等外界因素来综合确定合理浇灌量，才能达到既满足园林观赏效果又节约绿地用水的目的。
