植物蒸腾耗水研究

广东桉树人工林耗水量研究过去20年桉树在华南地区大面积发展,目前桉树人工林种植面积达250万hm2。

在其它国家桉树经常被指责消耗大量水导致水资源减少。

本文以广东雷州半岛沿海平原区和高要丘陵山区的桉树人工林为研究对象,针对这两种主要立地类型桉树人工林树干液流、树木蒸腾耗水、林分蒸散与水量平衡各分量及相关的环境因子进行了连续系统的研究。

获得以下几方面的结论与认识:1、桉树液流密度及影响因素:桉树树干形成层以内木质部不同深度的液流密度不同,其中靠近形成层部分液流速度较快,但各层都具有相同的日变化趋势;不同直径尾叶桉的日液流密度具有相似日变化趋势,大树较小树的液流密度高主要与大树更多受光有关;树干液流与饱和蒸汽压差（Vapour pressure deficit, VPD）和太阳辐射相关性极显著;桉树人工林边材面积与胸径具有显著的相关性,利用边材面积进行单株向林分尺度耗水的转换是可行的。

2、沿海平原区桉树人工林耗水特征:对广东省雷州半岛沿海平原区两种主要土壤类型下（河头、纪家）的4 a生尾叶桉（Eucalyptus urophylla）耗水量（用热脉冲法）与水量平衡进行为期1 a的观测。

河头是保水能力差的浅海沉积物发育的砂质土,纪家为玄武岩发育的砖红壤。

河头、纪家尾叶桉人工林日平均液流密度分别为2772±66、1839±86 L·m^-2·d^-1,这与土壤水文特征及林分边材面积差异有关;旱季的日均液流密度值为2477±86、1715±73L·m^-2·d^-1,而雨季则为3 241±88、1 970±67 L·m^-2·d^-1,桉树林分树液流密度具有相似的季节变化节律;雨季由于雨热同期,液流密度值相对较高,而旱季由于土壤水分相对短缺,液流密度值明显减少。

植物的蒸腾作用实验结论植物的蒸腾作用是指植物体内的水分通过根系吸收到植物体内，然后经过茎部到达叶片，并通过气孔散发到外部的过程。

这个过程是植物体内水分循环的重要环节，也是植物正常生长所必需的。

为了验证植物的蒸腾作用，科学家进行了一系列的实验。

实验材料选取了同一品种的植物，如向日葵或玉米等，并确保它们的生长环境相同。

实验过程中，科学家采取了控制变量的方法，即保持光照、温度、湿度等条件一致，只改变一项变量，即浇水量。

实验分为三组。

第一组是对照组，即正常浇水，保持土壤湿润；第二组是少水组，即减少浇水量，使土壤稍干燥；第三组是无水组，即停止浇水，使土壤完全干燥。

每组实验设置多个重复，以提高结果的可靠性。

经过一段时间后，科学家观察到实验结果。

在对照组中，植物生长良好，叶片翠绿，茂盛生长。

而在少水组中，植物的生长相对较慢，叶片出现了一些萎蔫和黄化现象。

最令人关注的是无水组，植物在没有水分补充的情况下，生长停滞，叶片逐渐枯萎，甚至出现了植物死亡的现象。

通过这个实验，可以得出以下结论：植物的蒸腾作用是由水分蒸发引起的，水分的供给对植物的生长和发育起着重要的作用。

正常的蒸腾作用有利于植物体内的水分循环，维持植物生长所需的水分平衡。

如果水分供应不足，植物的蒸腾作用将受到抑制，从而影响植物的正常生长。

实验还表明，水分供应过多也会对植物的蒸腾作用产生一定的影响。

虽然水分充足，但过多的水分可能导致植物根系缺氧，进而影响植物的正常蒸腾作用。

植物的蒸腾作用是植物生长过程中不可或缺的一环。

适度的水分供应可以促进植物的蒸腾作用，维持植物生长所需的水分平衡。

然而，水分供应过多或过少都会对植物的蒸腾作用产生负面影响。

因此，在种植植物时，合理控制水分的供应是至关重要的，以确保植物能够正常进行蒸腾作用，健康地生长。

高羊茅蒸腾耗水特性研究韩燕;李海梅【摘要】@@%采用盆栽模拟大田试验的方法,对高羊茅3种草坪模式进行充分和限制灌水试验,研究3种草坪模式的蒸腾耗水特性.结果表明:2种水分处理条件下,3种草坪的日蒸散量呈单峰变化趋势,且蒸散高峰集中在12:00-14:00之间；但不同水分处理和不同播种模式间的蒸散量不同,T2、T3的蒸散曲线明显高于T1；方差分析表明,3种草坪的蒸散总量差异极显著,表现为T3 ＞T2 ＞T1；限制灌水条件下3种草坪模式的外观质量综合评分为T1＞T2 ＞T3,且相互间差异达到极显著水平(P＜0.01).【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2012(040)009【总页数】3页(P168-170)【关键词】草坪草;蒸散量;蒸腾耗水特性【作者】韩燕;李海梅【作者单位】青岛农业大学园林园艺学院,山东青岛266109;青岛农业大学园林园艺学院,山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】S688.401草坪是城市绿地建设的基础材料之一，它不仅具有较强的生态功能，而且在环境保护、丰富景观，提高城市居民生存环境质量方面发挥着重要的作用[1]。

但草坪的养护管理需要消耗大量的水分，目前中国北方水资源严重不足，南方也存在季节性干旱的问题，全国有2/3的城市常年处于供水不足状态[2-4]。

如何在保证草坪外观质量的基础上节约用水是目前亟待解决的重要问题。

高羊茅(Festuca arundinacea)为禾本科羊茅属多年生丛生型草本植物，是冷地型禾本科草种中抗热抗旱性最强的草种，广泛应用于天然草地改良、混播草地建植及运动场建设、环境绿化、生态治理等方面[5-6]。

本研究探讨高羊茅3种常见草坪模式的蒸腾耗水规律，以期为草坪草合理灌溉、提高绿地水分利用效率提供依据。

1 材料与方法1.1 试验区域概况试验地位于青岛农业大学实验基地，青岛市城阳区地处北温带季风区域，属温带季风气候，同时又具有显著的海洋性气候特点。

园林灌木的蒸腾耗水特征可能因种类而异。

但通常来说，以下是三种常见园林灌木的蒸腾耗水特征:
1.松树类：松树类园林灌木具有较高的蒸腾耗水率，在高温天气下会增加耗水量。

2.杨树类：杨树类园林灌木具有中等蒸腾耗水率，在高温天气下耗水量较少。

3.橡树类：橡树类园林灌木具有较低的蒸腾耗水率，在高温天气下耗水量相对较少。

需要注意的是，这些特征是相对而言的，实际上园林灌木的耗水量还受土壤水分状况、环境温度和湿度、灌溉条件等多种因素的影响。

植物经常处于吸水和失水的动态平衡之中。

植物一方面从土壤中吸收水分，另一方面又向大气中蒸发水分。

陆生植物在一生中耗水量很大。

据估算，一株玉米一生需耗水200kg以上。

其中只有极少数（约占1.5%～2%）水分是用于体内物质代谢，绝大多数都散失到体外。

其散失的方式，除了少量的水分以液体状态通过吐水的方式散失外，大部分水分则以气态,即以蒸腾作用的方式散失。

所谓蒸腾作用(transpiration) 是指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。

与一般的蒸发不同，蒸腾作用是一个生理过程，受到植物体结构和气孔行为的调节。

一、蒸腾作用的生理意义和方式（一）蒸腾作用的生理意义陆生植物在进行光合和呼吸的过程中，以伸展在空中的枝叶与周围环境发生气体交换，然而随之而来的是大量地丢失水分。

蒸腾作用消耗水分，这对陆生植物来说是不可避免的，它既会引起水分亏缺，破坏植物的水分平衡，甚至引起祸害，但同时，它又对植物的生命活动具有一定的意义。

１.蒸腾作用能产生的蒸腾拉力蒸腾拉力是植物被动吸水与转运水分的主要动力，这对高大的乔木尤为重要。

２.蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输土壤中的矿质盐类和根系合成的物质可随着水分的吸收和集流而被运输和分布到植物体各部分去。

３.蒸腾作用能降低植物体的温度这是因为水的气化热高，在蒸腾过程中可以散失掉大量的辐射热。

４.蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化这是因为叶片进行蒸腾作用时，气孔是开放的，开放的气孔便成为CO2进入叶片的通道。

（二）蒸腾作用的方式蒸腾作用有多种方式。

幼小的植物,暴露在地上部分的全部表面都能蒸腾。

植物长大后,茎枝表面形成木栓,未木栓化的部位有皮孔,可以进行皮孔蒸腾(lenticular transpiration)。

但皮孔蒸腾的量甚微，仅占全部蒸腾量的0.1%左右，植物的茎、花、果实等部位的蒸腾量也很有限，因此，植物蒸腾作用绝大部分是靠叶片进行的。

叶片的蒸腾作用方式有两种，一是通过角质层的蒸腾，称为角质蒸腾(cuticular transpiration)；二是通过气孔的蒸腾，称为气孔蒸腾(stomatal transpiration)。

蒸腾系数、耗水量和耗水系数的含义及其内在联系
蒸腾系数、耗水量和耗水系数是水文学中常提到的概念，它们之间也存在着内在的联系。

下面将对这三者的含义及其内在联系作一概述。

蒸腾系数指的是每一个时间间隔内，土壤中蒸发量所占土壤中受热量的百分比，是衡量植被根系、土壤和大气状况对土壤蒸发量的影响的重要参数，表示植被根系和土壤的蓄水能力，也是用来描述蒸腾量关系植物叶面和土壤热量交换的重要参数。

耗水量是指一定的植被范围内特定的时间内，以水的形式从土壤中消失的水量，它不仅受植被根系、土壤和大气状况的影响，还受气候状况的影响。

具体而言，耗水量是指土壤中蒸发量、植被叶面湿润度减少量和植被根系吸收到的水量之和。

耗水系数是指特定植被范围内某一时间段内的耗水量占单位面
积的日最大蒸腾量的百分比，它可以表示植物根系和大气状况对土壤蒸发量的影响，也可以表示耗水量与蒸腾量之间的关系。

从定义来看，蒸腾系数、耗水量和耗水系数三者之间存在着内在的联系：耗水量=耗水系数×单位日最大蒸腾量，也就是说耗水量与耗水系数和蒸腾系数同时受植被根系、土壤和大气状况影响，而耗水系数则是表示耗水量与蒸腾量之间的百分比关系。

因此，蒸腾系数、耗水量和耗水系数同时具有衡量植被根系、土壤和大气状况对土壤蒸发量的影响、表示耗水量与蒸腾量之间的关系及用于描述蒸腾量关系植物叶面和土壤热量交换的重要参数的功能。

它们之间存在着内在的联系，即耗水量=耗水系数×单位日最大蒸腾量。

通过研究蒸腾系数、耗水量和耗水系数的含义及其内在联系，可以帮助我们更好地理解水文学中蒸腾系数、耗水量和耗水系数所反映的现象，从而有助于解决水文学问题。

植物水分利用效率的研究摘要：植物水分利用效率(water use efficiency WUE)系指植物消耗单位水量生产出的同化量,它是反映植物生长中能量转化效率的重要指标。

不仅是联系植被生态系统碳循环与水循环的重要变量，同时亦已成为揭示陆地植被生态系统对全球变化响应和适应对策的重要手段。

本文主要从蒸腾比率和水分利用效率的关系;WUE关系式；不同植物的WUE大小；碳稳定同位素分析技术在研究植物WUE中的应用。

介绍植物WUE的研究现状。

关键字: 水分利用效率；稳定碳同位素；蒸腾比率水分利用效率(WaterUse Efficiency,缩写WUE) ,系指植物消耗单位水量生产出的同化量,它是反映植物生长中能量转化效率的重要指标,在各学科领域已被广泛应用。

在不同的学科和范畴对水分利用效率的理解和定义也不相同；,在叶片水平上,水分利用效率(WUE)以净光合速率( Pn )与蒸腾速率( Tr )之比( Pn /Tr)来表示，在群体水平上，水分利用效率(WUE)与δ13C值呈正相关，在我国这样干旱旱地区，研究水分利用率意义重大。

1：蒸腾比率和水分利用效率的关系植物蒸腾和植物生长各种关系引起很多人关注，在缺水环境中，总是希望植物消耗的水分最少，同时植物生长最好。

蒸腾比率是指植物每制造单位重量的干物质所通过蒸腾的耗水量。

而水分利用效率是指植物制造单位重量的干物质所通过的蒸腾和蒸发的耗水量。

这里我们可以用下面公式来描述植物水分利用效率和蒸腾速率的关系：WUE = 净吸入CO2 / 蒸腾速率当然，不同的植物生理学家的WUE定义也不同，许多研究中通常要测量光合速率和呼吸速率，然后计算得到植物的WUE，即植物的瞬时水分利用率。

2 ：WUE关系式在叶片水平上的WUE公式:式中Pr是叶片的光合速率，Tr 是叶片的蒸腾速率，这个式子表达是植物的瞬时水分利用效率。

F a r y u h a 在前人工作的基础上推导出了两个比较筒单的联系C3 、C 4植物的δ13C值与环境变量的量化方程：式中，Ci , C a, 分别为胞间CO2浓度和大气CO2浓度。

我国北方主要造林树种耗水特性及抗旱造林技术研究本篇论文通过在温室可控条件下,采用人工模拟干旱胁迫的方法,对我国北方主要造林树种的苗木在不同生长时期、不同水分状况下的实际耗水量进行研究,结合分析土壤含水率和苗木水势,得到各种苗木在水分正常条件下和干旱胁迫过程中的蒸腾耗水规律。

同时研究了不同密度林分对土壤水分的影响、新型抗旱保墒技术在缺水地区的应用效果、造林树种叶片解剖构造与蒸腾耗水的关系。

旨在为我国干旱半干旱地区进行植被建设与恢复的抗旱节水树种选择、提高造林成活率、林地水分平衡基础上的森林营造提供理论依据。

正常水分下,苗木的耗水量和耗水速率日变化呈明显的“单峰型”,日耗水量最大值和最大耗水速率出现在10:00~14:00之间,耗水量占白天的一半左右,针叶树种(侧柏、油松)在该时段的每小时平均耗水量占全天耗水总量的10.5%左右,占白天耗水量的12%;阔叶树种(黄栌、火炬树)则分别占全天和白天的13%和14%。

各苗木白天的耗水量占全天总量的85%~90%。

夏季的耗水速率是春季和秋季的2~4倍。

针叶树种的最大耗水速率是其白天平均耗水速率的1.48倍,是日平均耗水速率的2.5~2.8倍;阔叶树种则分别是1.77倍和3倍。

从叶片解剖构造的主要特点看,针叶树种的角质层发达,气孔下陷,控制水分散失的能力强;针叶树种的耗水速率远低于阔叶树种,高耗水阔叶树种(毛白杨、沙棘、枸杞、柠条)的耗水速率是针叶树种(油松、侧柏)的11~20倍,耐旱的阔叶树种(黄栌、火炬树、臭椿、元宝枫)是油松、侧柏的4~10倍。

树木的耗水量与其耗水速率和叶面积有关,进行植被建设时应选择抗旱节水的树种和合理的密度。

干旱胁迫下苗木耗水量和耗水速率日变幅比较平缓,“单峰型”规律不明显,最大耗水速率出现的时间比正常水分下提前。

10:00~14:00时间段的平均耗水量占白天耗水总量的10%~12%,占全天耗水总量的8%~11%。

苗木的耗水量和耗水速率降低,轻度胁迫时减少最多,下降幅度达50%以上;在中等干旱胁迫下,大多数苗木的耗水量下降到水分正常时的20%~30%,一些树种则减少到正常情况下的十分之一;在严重胁迫下,所有树种的耗水量都很小,所占的比例都不到正常情况下的10%。