Comparative Study of Transpiration in Cooling Effect of Tree Species in the Atmosphere

Trees create microclimate under their crowns in comparison to the outside ambient atmosphere, which is a result of physical as well as physiological functions of the tree. The cooling produced by trees varies with species due to variation in several anatomical, structural and physiological attributes of the species. Transpiration is one of the most significant physiological functions performed by plants, which affects cooling produced by a tree under its shade. When solar energy impinges on the leaf, water emerges from its surface through transpiration taking the latent heat to convert it into water vapour. This leads to a rise in humidity of the atmosphere and reduction in temperature of the leaf. To remain leaf in equilibrium, it takes heat from the surrounding atmosphere resulting in reduction in temperature of surroundings. Since, transpiration takes place through stomata which are normally located on the ventral side of the leaf, this reduction in temperature is more experienced beneath the crown of the tree. Therefore, the present study was carried out to analyze the role of transpiration in cooling effect of five forestry tree species. The cooling produced by tree species under their shades has been found positively correlated to the transpiration rate whereas the rate of transpiration has responded positively to the ambient temperature and water conductance. However, no definite relationship has been found between frequency of open stomata and the rate of transpiration.

土壤水分状况及环境条件对水稻蒸腾的影响

在南方红壤区用田间测坑试验 ,研究了高、中、低 3种土壤水分条件下的早、晚稻蒸腾速率和水分利用效率的变化 .蒸腾日变化结果表明 ,蒸腾速率受许多田间小气候因子的影响 ,相关分析及多元逐步回归分析表明 ,叶片与空气相对湿度差和叶面温度对水稻叶片蒸腾影响最大 .处理B(中等土壤水分条件 )可以明显提高叶片水分利用效率和产量 ,处理C提高了叶片水分利用效率 ,却导致晚稻减产 .早稻中、低土壤水分条件可以减小叶片蒸腾速率 。

土壤水分及环境因子对刺楸叶片气体交换的影响

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔导度总体上表现出减小的趋势,且随着胁迫的加剧,下降的幅度越大,蒸腾速率、净光合速率和气孔导度在重度、中度、轻度胁迫下日均值分别比对照下降6 6 % ,2 5 %和16 % ,81% ,30 %及5 1% ,70 % ,17%和14 %。随着土壤水分的减少,净光合速率下降逐渐由气孔限制转变为非气孔限制,水分利用效率并未完全表现出下降的趋势,日平均值表现为对照>中度>轻度>重度。逐步回归分析表明,刺楸苗木叶片水气交换参数,不仅受土壤水分的影响,同时也受外界环境因子的综合影响,且影响程度差异较大。

黄土半干旱区集水造林条件下林木生长适宜的土壤水分环境

20 0 0年在山西方山 ,采用LI-62 0 0光合测定系统和LI-1 60 0稳态气孔仪 ,对不同集水措施试验地的刺槐、侧柏和苹果的生理指标进行了实地观测 ,并辅以相同树种实地盆栽苗木水分胁迫条件下的林木生理指标观测 ,研究了林木净光合速率、羧化效率、水分利用效率与土壤含水量的定量关系。结果表明 :维持刺槐、侧柏和苹果净光合作用的最佳土壤含水量分别为 1 7 1 3 %、1 5 9%和 1 6 1 1 % ,三树种维持叶片水分利用效率的最佳土壤含水量依次为 1 3 2 3 %、1 0 66%和 1 2 3 8% ;羧化效率最高时的土壤含水量临界值依次为 1 5 7%、1 5 5 %和 1 5 8% ;土壤水合补偿点分别为 4 5 5 %、3 91 %和 4 49%。上述三树种蒸腾速率所适宜的土壤含水量分别为 1 8 82 %、1 9 70 %和 1 6 3 3 %。根据集水造林的基本构思 ,可选取维持最佳叶片水分利用效率的土壤含水量临界值作为集水造林林木密度调控的土壤水分阈值和林木需水量的低限计算条件。这一指标可量化为刺槐 1 0 %～ 1 3 % ,苹果 1 0 %～ 1 2 5 % ,侧柏 9 5 %～ 1 1 %。

水分调亏对冬小麦生理生态的影响

通过冬小麦盆栽试验,在不同时期给以不同的调亏灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理及生长特性的影响,为农田节水提供指导。冬小麦生长发育过程划分为4个阶段:返青—拔节初期,拔节—孕穗,孕穗—抽穗,开花—灌浆成熟。每个生育时期设置4个水分水平,结果表明:土壤水分调控对株高、叶面积、叶绿素含量、光合、蒸腾、水分利用效率等指标均有影响;水分胁迫使作物光合速率的峰值提前出现,这有助于胁迫处理的作物利用有限的土壤水分;蒸腾速率比光合速率对水分胁迫的反应更为敏感,更易受气孔调节的影响。

土壤水分状况对长白山阔叶红松林主要树种叶片生理生态特性的影响

Potted seadlings of Pinus koraiensis , Fraxinus mandshurica,Juglans mandshurica,Tilia amurensis, and Quercus mongolica ,which are five dominant species in the Korean pine broadleaf forest at Changbai mountain,were grown in different soil moistures.We designed three soil moisture scenarios:85%～100%(high water,CK),65%～85% (medium water,MW) and 45%～65% (low water,LW) of field water holding capacity.The results show that characteristics of typical drought resistance on the leaves are significantly developed.The net photosynthetic rate and water use efficiency of F. mandshurica were higher compared with CK at MW.The net photosynthetic rate and water use efficiency of other 4 tree species at CK were lower than those at MW and LW.The transpiration rate of 5 tree species responses differently to various soil water status.

辽东楤木光合和蒸腾作用对光照和土壤水分的响应过程

应用CIRAS-2型便携式光合作用系统，测定了不同土壤含水量下辽东楤木光合作用与蒸腾作用的光响应过程，探讨了辽东楤木对光照环境和土壤水分的适应性．结果表明：辽东楤木的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和叶片水分利用效率（WUE）对光量子通量密度（PFD）的响应过程不同；在强光范围内（PFD800—1800μmol·m^-2·s^-1），随着光强增加，辽东楤木的Pn变化较小，而Tr，逐渐减小，WUE明显提高．辽东楤木的光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）分别在800和30μmol·m^-2·s^-1左右，且受土壤含水量变化的影响较小；但其光合量子效率（Ф）和暗呼吸速率（Rd）受土壤含水量变化的影响较大．辽东楤木的Pn和WUE对土壤含水量的变化有明显的阈值响应，其高效用水的土壤相对含水量（RWC）在44％-79％；在此范围内，辽东楤木能同时获得较高的光合速率和水分利用效率．

不同土壤水分下黄土高原侧柏生理生态特点分析

采用人工控制土壤水分,形成单株幼龄侧柏的不同水分梯度环境。在自然环境下利用Li- 16 0 0稳态气孔仪和Li- 6 2 0 0光合仪对山西省方山县试验基地内侧柏的蒸腾速率、净光合速率、气孔阻力及其环境因子进行了观测,并辅以盆栽苗木水分胁迫条件下的林木生理指标观测,对生理指标和土壤含水量的关系进行了研究。结果表明:侧柏蒸腾日进程为双峰曲线,水分状况较差时蒸腾日进程曲线到达波谷的时间比水分状况较好时大大提前,干旱条件下蒸腾速率较低;净光合速率的日进程为双峰曲线,水分状况较差时日进程变为单峰曲线,侧柏叶片光合作用午前以气孔限制为主,而午后以非气孔因素限制为主。维持蒸腾速率所适宜的土壤含水量为19.90 % ;净光合作用的最佳土壤含水量为15 75 % ;维持叶片水分利用效率的最佳土壤含水量为10 6 5 % ,选取维持最佳叶片水分利用效率的土壤含水量临界值作为林木密度调控的土壤水分阈值,侧柏为9 5 %～11%。

环境因素对紫花苜蓿叶水势与蒸腾速率影响的初步研究

植物叶水势及其蒸腾速率除取决于本身的生物学特性外,还受外界环境因子所制约。该文根据有关田间试验资料全面分析了叶水势、蒸腾速率在不同灌溉水平下的日变化规律,并探讨了其与土壤含水率和气象因素(气温、净辐射和饱和差)之间的关系,建立了叶水势和蒸腾速率与气象因素间的定量关系式,对紫花苜蓿的合理灌溉具有指导意义。

平茬措施对柠条生理特征及土壤水分的影响

通过对比试验,研究了平茬措施对柠条的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、枝水势,以及土壤水分含量的影响。结果表明:(1)平茬措施对柠条生理特征的影响因其生长发育阶段而异。其中,在花期(6月份),平茬柠条日平均净光合速率较对照(未平茬柠条)降低14.72%,日平均蒸腾速率提高27.31%,水分利用效率较对照低33.33%;随着柠条的生长发育(7月、8月、9月),平茬柠条日平均净光合速率逐渐升高最终高于对照,日平均蒸腾速率的差距也不断缩小;相应的其水分利用效率增加较快(对照柠条、平茬柠条增幅分别达108.3%、222.5%),至自然生长末期(9月),平茬柠条较对照高出4.76%。(2)平茬柠条枝水势的日变化和月变化均高于对照。(3)在整个生长季,平茬柠条地的平均土壤含水量在50—240 cm范围内均明显高于对照,且平茬措施显著降低了0—300 cm剖面各层土壤水分变异情况。(4)相关分析显示,平茬措施对柠条生理特征及土壤水分有重要影响。可见,采取平茬措施的第1年,平茬措施对柠条同时产生消极的生理影响和积极的土壤水分效应。弄清平茬措施的更新复壮机理,需要开展更多的深入研究工作。

金矮生苹果叶片气体交换参数对土壤水分的响应

在黄土高原半干旱地区 ,通过测定 10年生金矮生苹果 (Maluspumilacv .Goldspur)叶片气体交换参数与土壤水分的定量关系 ,探讨了土壤水分胁迫对光合作用的影响规律 ,以确定苹果园节水灌溉适宜的土壤水分调控标准。结果表明 :叶片的净光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr)、水分利用效率 (WUE)、气孔导度 (Gs)、细胞间隙CO2 浓度(Ci)和气孔限制值 (Ls)对土壤水分的变化具有明显不同的阈值反应。土壤含水量 (SWC)大约在田间持水量的6 0 %～ 86 %范围内 ,Pn 和Tr 均保持较高的水平 ,小于田间持水量的 6 0 %～ 86 %后 ,两者均随土壤湿度的减少而明显下降。维持较高叶片水分利用效率 (WUE)的SWC约在田间持水量的 5 0 %～ 71%左右。当SWC小于田间持水量的 4 8%以后 ,Gs 和Ls 明显降低 ,而Ci 急剧增加 ,水分胁迫条件开始直接作用于叶肉细胞 ,导致光合速率下降 ,由气孔限制因素转变为非气孔因素。据此我们认为 :在半干旱黄土高原地区 ,金矮生苹果园节水灌溉适宜的SWC范围大约在田间持水量的 5 0 %～ 71%左右 ,所允许的土壤水分亏缺程度为田间持水量的 4

栾树、黄连木、黄栌水分生理生态特性的研究

以栾树、黄连木、黄栌为试验材料,刺槐作为对照,系统测定各树种的叶片水势、气孔导度、蒸腾速率、光合有效辐射、空气相对湿度、土壤温度、土壤水分含量、土壤呼吸速率等水分生理生态指标。结果表明:叶片水势日变化幅度由大到小依次为栾树>刺槐>黄栌>黄连木;蒸腾速率由大到小为刺槐>黄栌>栾树>黄连木;土壤呼吸速率由大到小为黄连木>栾树>刺槐>黄栌。各树种水分利用效率黄连木最高,其次为栾树和刺槐,黄栌最低。

不同灌溉处理下旱稻光合生理特征及水分利用效率

在中国农业大学昌平实验站定点定位测定了充分灌溉、前期胁迫后期充分灌溉、前期充灌后期胁迫、全生育期胁迫4种灌溉处理下旱稻品种HD 297不同生育期内光合蒸腾等农田生理生态特征。结果表明:旱稻的光合速率日变化规律为,在旱稻生长前期,日变化曲线呈现“双峰”趋势,在作物生长后期,曲线呈现“单峰”变化趋势;旱稻的蒸腾速率日变化规律则在全生育期内均呈现“单峰”变化趋势,与温度日变化规律一致;旱稻的水分利用效率日变化规律呈“L”型,6∶00最高,随后急剧下降,到18∶00达到最低值。不同的灌溉处理只影响作物光合、蒸腾和水分利用效率值的大小,不改变其变化趋势。在4个灌溉处理中,前期胁迫后期充分灌水的处理产量水平的水分利用效率最高。

不同土壤水分下杨树的蒸腾变化及抗旱适应性研究

在适宜土壤水分 (70 %θf)、中度干旱 (5 5 %θf)和严重干旱 (4 0 %θf)等 3种土壤水分条件下研究 84K杨树的蒸腾特性及抗旱适应性。结果表明 :杨树的蒸腾速率与土壤含水量密切相关 ,其总耗水量、总生物量的大小均为适宜土壤水分 >中度干旱 >严重干旱 ,总WUE在中度干旱下最高 ,严重干旱下最低 ;蒸腾速率的日变化是环境因子综合作用的结果 ,其中大气因子对杨树蒸腾速率的影响主要受土壤水分含量的控制。在干旱条件下杨树的抗旱性与SOD活性及K+ 含量之间关系不明显 ,杨树不具备耐旱植物的显著特征 ;由此建议 84K杨树不宜在黄土高原地区大面积栽植 ,应栽植在土壤水分条件较好的立地条件下。

土壤水分胁迫对5个种源油松光合特性的影响

在盆栽条件下,对5个种源油松（山西中条山ZT,山西吕梁山LL,山西太行山TH,陕西洛南LN和陕西黄陵HL）幼苗进行了水分胁迫处理实验,对其净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）及Pn与土壤含水量（SWC）的关系进行了研究。结果表明：油松幼苗的Pn、Tr和Gs均随水分胁迫程度的增加呈先上升后下降的趋势,Ci呈先下降后上升的趋势。其中TH种源的Pn、Tr和Gs最高,LN和HL种源的较低。干旱处理的第4天（SWC为15%-25%）,5个种源的Pn、Tr和Gs均达到处理期的最大值;第7天（SWC为7%-9%）,它们的Pn、Tr、Gs和WUE差异均极显著（p＜0.01）,且大小顺序均为：ZT＞TH＞LL＞HL＞LN;处理的10天后（SWC小于5%）,LL、TH、LN、HL均只表现为呼吸作用。根据Pn与SWC的二次拟合方程（R2=0.980-0.997）中Pn为0时的SWC进行了抗旱性排序,依次为：TH＞ZT＞LL＞HL＞LN。

花期干旱胁迫钝感与敏感水稻保持系的生理特性

以负压式土壤湿度计和取土烘干法双重监控盆栽试验的土壤水势变化,观测我国14个常用水稻保持系的花期耐旱性,并以干旱胁迫指数人为分为钝感、耐旱、不耐旱与敏感4个耐旱等级,其中K22-B、金23-B为花期干旱胁迫钝感材料,珍汕97-B、中9-B为花期干旱胁迫敏感材料,选此4个典型保持系,研究它们对花期干旱胁迫的生理效应。结果表明:(1)花期干旱胁迫钝感保持系稻株比之敏感保持系稻株剑叶与小穗(颖花、籽粒)具有较高水势,缺水引发水稻器官水势下降,剑叶蒸腾速率也因干旱而下降,但下降程度小于敏感材料。(2)钝感与敏感保持系稻株的光合速率并无明显差异,但因干旱胁迫而下降的程度有明显不同,钝感保持系光合速率下降程度小于敏感材料。(3)花期干旱胁迫钝感与敏感保持系花粉数/花药相似,也不因花期干旱胁迫而明显下降(P>0.05),花粉粒充实度与柱头着粒花粉的发芽率也不因花期干旱胁迫而明显变化(P>0.05),干旱胁迫敏感保持系稻株的花药开裂度与柱头上花粉着粒数均低于钝感保持系稻株。总之,对花期干旱胁迫钝感的保持系稻株比之敏感保持系稻株经干旱胁迫,保持较高的器官水势与蒸腾速率,有利于花药开裂与柱头着粉受精,维持相对较高的光合效率与物质转移效率,有益受精籽粒灌浆成熟。

山茱萸光合及水分利用特征对土壤水分胁迫的响应

为给华北低山丘陵区山茱萸栽培与管理提供必要的科学依据,本试验观测了不同土壤水分条件下华北石质山区3年生山茱萸叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔限制值（Ls）、水分利用效率（WUE）等参数的光响应过程,分析了水分胁迫对光合及水分利用特性的影响。结果表明：（1）土壤水分轻度（H1）、中度（H2）和重度胁迫（H3）条件下,山茱萸叶片光饱和点（LSP）比无水分胁迫（对照,CK）时分别低40%、60%和80%,晴天日光合速率最大值比CK分别低20.3%、40.0%和73.1%;（2）蒸腾速率（Tr）随光合有效辐射（PAR）的增加而上升,但重度水分胁迫条件下,上升趋势比较缓慢。对比CK,Tr在H1、H2和H3条件下分别下降了17.06%、34.05%和87.8%;（3）气孔导度（Gs）随着PAR的增加而逐渐上升。对比CK,H1、H2、H3在PAR为0-2 000μmol/（m^2.s）范围内,Gs平均值分别下降了23.26%、46.52%和89.03%。无水分胁迫—中度水分胁迫条件下,气孔限制是影响光合作用的主要原因,而土壤水分严重胁迫条件下,当PAR小于1 000μmol/（m^2.s）时,气孔限制是影响光合作用的主要原因,随后转变为非气孔限制;（4）水分利用效率（WUE）随着光合有效辐射（PAR）的增加迅速上升;当光合有效辐射（PAR）超过600μmol/（m^2.s）以后,水分利用效率（WUE）随着光强增加变化较小,基本维持在较高的水平。

不同土壤水分条件下小叶扶芳藤叶片光合作用对光的响应

利用CIRAS-2型便携式光合作用仪测定不同土壤水分下3年生小叶扶芳藤（Euonymus fortuneivar.radi-cansSieb.）叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）及光能利用效率（LUE）等生理参数,阐明其光合生理参数对土壤水分和光照强度的响应规律,探讨小叶扶芳藤正常生长发育所需的土壤水分和光照条件.结果表明：小叶扶芳藤的Pn、Tr、WUE及LUE对土壤水分和光照强度的变化具有明显的阈值.（1）采用非直角双曲线模型进行模拟光响应过程较好,在土壤相对含水量（RWC）为72.2%和32.3%时,曲角（K）值较小;在其它水分条件下,K值接近于1.随着土壤水分（RWC为22.4%-72.2%）的递增,光补偿点降低,光饱和点、最大净光合速率及表观量子效率均呈现升高趋势,在RWC为72.2%时,光补偿点最低（22.6μmol·m^-2·s^-1）,光饱和点最高（1 400μmol·m^-2·s^-1）.（2）维持小叶扶芳藤正常生长（同时具有较高Pn、LUE及WUE）的土壤水分范围,在RWC为44.2%-72.2%之间,最佳土壤水分在RWC为72.2%左右,正常生长所允许的最低土壤水分在RWC为32.3%左右.（3）小叶扶芳藤对光照环境的适应性较强,在光合有效辐射强度为600-1 600μmol·m^-2·s^-1范围内,Pn和WUE都具有较高水平,饱和光强大约在800-1 400μmol·m^-2·s^-1之间,LUE在100-300μmol·m^-2·s^-1光强范围内达到峰值.

土壤干旱胁迫对不同水稻品种叶片卷曲的影响

在人工控制土壤水分条件下 ,以 13个具有不同耐旱性的栽培稻品种 (组合 )为供试材料 ,研究了在分蘖盛期土壤断水后随着干旱胁迫的加重叶片卷曲度 (LRI)的动态变化及其与蒸腾、光合特性和叶片水分利用的关系。结果表明 ,不同品种的LRI明显增大的起始日期、明显增大期日均增量和最大值存在着显著差异 ,并依据叶片卷曲表现可将参试品种划分为敏感型 (如中旱 1号 )、中间型 (如旱稻 8号 )和钝感型 (如巴西陆稻 )三种类型。随着土壤断水后干旱胁迫的加重 ,LRI逐渐增大。LRI与气孔导度 (SC)、蒸腾速率 (TR)和净光合速率 (Pn)的关系因品种类型而异 ;LRI每增加 1级 ,中旱 1号、旱稻 8号和巴西陆稻的SC分别降低 0 .2 6、0 .2 0和 0 .17mm/s,TR分别降低 0 .86、0 .66和 0 .49mmol/ (m2 ·s) ;Pn呈显著下降的叶片卷曲度中旱 1号明显小于巴西陆稻。当叶片适度卷曲时 ,WUE随LRI值的增大而提高 ,中旱 1号LRI的变化同时引起TR和Pn显著改变进而影响WUE ,而旱稻

油蒿（Artemisia ordosica）的蒸腾作用及其群落的水分状况

本文对比研究了处于不同生境的油蒿群落中油蒿的水分生理生态特性。结果表明：（１）半固定沙丘的油蒿比固定沙丘油蒿长势好，前者的生物量约为后者的４－５倍；（２）半固定沙丘土壤导水率是固定沙丘的１０倍左右；（３）叶温与气温之差和水势能较好地反映油蒿的生长状况，而蒸腾速率与扩散阻力反映不十分敏感。