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摘要 对哈尔滨宿根花卉白屈菜（Chelidonium majus）、八宝景天[Hylotelephium erythrostictum （Miq.） H.Ohba]的光合及蒸腾特性进行研究，并计算植物在蒸腾释水和固碳释氧方面的生态效益，为植物应用设计提供理论基础。
关键词白屈菜;八宝景天;光合特性;蒸腾特性;生态效益
中图分类号S-3文献标识码
A文章编号0517-6611（2018）08-0010-02
Study on Photosynthetic and Transpiratic Characteristics of Hylotelephium erythrostictum（Miq.） H.Ohba and Chelidonium majus
YUE Liran，WU Shan，CHENG Beibei（The Northeast Forestry University，Harbin ，Heilongjiang 150040）
AbstractPhotosynthetic and transpiratic characteristics of Harbin outdoor perennial herb flowers
Chelidonium majus and Hylotelephium erythrostictum（Miq.） H.Ohba were studied.Ecological benefits in the transpiration of plants release water and carbon sequestration and oxygen release aspects were calculated to provide a theoretical basis for plant applications.
Key wordsChelidonium majus;Hylotelephium erythrostictum （Miq.） H.Ohba;Photosynthetic;Transpiration;Ecological benefits
园林植物具有固碳释氧、调节小气候、保持水土、消除噪音、滞尘净化空气等能力，可有效改善环境，清新空气，因此常被看做是城市持续发展的必要條件之一[1-3]。正是植物的光合作用，改善并缓解了城市氧气缺少、空气质量差、气候不稳定等问题。植物的光合速率日变化曲线随着遮阴度的增加，由双峰曲线转变成单峰曲线，而植物的光补偿点、光饱和点也由原来所处的光强区转向光强较弱区，光响应试验得出的曲线的局部坡度也开始增大[4-7]。植物在进行光合作用时，叶片上的气孔始终开放（夏季中午高温时也会关闭一段时间，以减少蒸发），随着CO2被叶片吸收，植物体内的水分也通过气孔释放到空气中，所以植物的蒸腾作用同时发生[8-10]。植物蒸腾降温对周围的降温不是无限的，要求在一定的空间环境，而且若植物所处地域气温上升，植物的蒸腾也受影响，从而降温亦受到影响[11-12]。
白屈菜为哈尔滨乡土植物，在林下及全光生境中均有分布，花期长，观赏效果好，抗逆性强，但是园林应用并不多见。八宝景天在哈尔滨引种栽培，园林应用广泛，但常因不适应栽培生境而出现徒长及开花减少的现象，因此选取这2种宿根花卉为试验材料，研究其光合及蒸腾特性，为园林应用提供理论支持。
1材料与方法
1.1研究区概况
试验在东北林业大学校园内进行，125°42′～130°10′E、44°04′～46°40′N，平均海拔151 m。
1.2试验材料选择2种哈尔滨宿根花卉为试验材料，分别是
白屈菜（Chelidonium majus），罂粟科白屈菜属;八宝景天[Hylotelephium erythrostictum（Miq.） H.Ohba]，景天科八宝属。各3株，生境相同且为全光。
1.3试验方法
1.3.1光合速率与蒸腾速率日变化曲线测定。
采用licor 6400便携式光合系统测定仪2×3透明叶室，选择晴朗天气，6：00—18：00每隔2 h测1次。分别选取3个植株的向阳、生长健壮的功能叶片，每株重复3次。
1.3.2光-光响应曲线测定。
采用licor 6400便携式光合系统测定仪的红蓝光源叶室，选择晴朗天气的9：00—11：00进行试验。分别选取3个植株的向阳、生长健壮的功能叶片，每株重复3次。
2结果与分析
2.1白屈菜与八宝景天的光合特性研究
2.1.1白屈菜与八宝景天光合速率日变化。
白屈菜与八宝景天的光合速率日变化曲线均为单峰曲线，未出现“午睡现象”。白屈菜在一天中的光合速率均大于八宝景天（图1），白屈菜与八宝景天的光合速率最高的时间分别是14：00和16：00，一天中的最大光合速率分别是8.57和7.18 μmol/（m2·s）。
2.1.22种植物的光响应曲线。
如图2所示，在PARi值为0时，白屈菜与八宝景天的Pn值均为负[-0.39和-2.38 μmol/（m2·s）]。白屈菜的光合速率在PARi值为0～600 μmol/（m2·s）时，由-0.39 μmol/（m2·s）逐渐增大到4.56 μmol/（m2·s）， PARi值在800～2 000 μmol/（m2·s）时，白屈菜的光合速率几乎维持在4.70 μmol/（m2·s）。八宝景天的光合速率在PARi值为0～400 μmol/（m2·s）时，光合速率由-2.38 μmol/（m2·s）逐渐增加到6.54 μmol/（m2·s），在PARi值由600 μmol/（m2·s）持续增加到2 000 μmol/（m2·s）的过程中，八宝景天的Pn值也从9.90 μmol/（m2·s）逐渐增加，当PARi值2 000 μmol/（m2·s）时，八宝景天Pn也达最大14.36 μmol/（m2·s）。由计算可得出八宝景天具有较高的光饱和点1 501.22 μmol/（m2·s），而白屈菜具有较低的光饱和点[（590.25 μmol/（m2·s）]和光补偿点[9.11 μmol/（m2·s）]，说明白屈菜的耐阴性更强。 2.2白屈菜与八宝景天蒸腾特性研究
2.2.1白屈菜与八宝景天蒸腾日变化。
由图3 可知，白屈菜的蒸腾速率明显高于八宝景天，且白屈菜的蒸腾速率在一天当中变化较大：在6：00—8：00，白屈菜蒸腾速率先降低后上升，在12：00—14：00平缓上升，14：00时蒸腾速率最大[1.34 g/（m2·h）]。接着又逐渐下降，但最终还是高于八宝景天的蒸腾速率。八宝景天的蒸腾速率变化较小，由6：00的0.56 g/（m2·h）下降到10：00的0.42 g/（m2·h），然后从10：00开始上升，12：00时蒸腾速率为0.53 g/（m2·h），12：00—14：00几乎持平，14：00以后蒸腾速率开始下降， 而后，16：00—18：00蒸腾速率几乎持平。
2.2.2白屈菜与八宝景天气孔导度日变化。由图4可知，一天当中白屈菜的气孔导度变化较大，而八宝景天变化不明显，且白屈菜的气孔导度值均高于八宝景天。白屈菜的气孔导度变化先下降，然后上升，变化明显。只是在正午12：00时，稍微升高到0.26 mmol/（m2·s），到14：00时又比12：00稍高，而后持续下降。八宝景天的气孔导度几乎呈逐渐减少趋势，
6：00时八宝景天的气孔导度为0.12 mmol/（m2·s），到8：00减少到0.08 mmol/（m2·s），而后气孔导度升高，在正午12：00时达到0.08 mmol/（m2·s）。在12：00—14：00，八宝景天的气孔导度几乎持平，14：00时为0.08 mmol/（m2·s），而后逐渐下降。
2.3白屈菜与八宝景天的固碳释氧量和蒸腾释水量
2.3.1白屈菜与八宝景天的固碳释氧量。由表1可知，白屈菜的固碳及释氧能力较八宝景天强，其日固碳量为14.66 g/（m2·d），比八宝景天高2.02 g/（m2·d）。
2.3.2白屈菜与八宝景天的蒸腾释水量。从表2可知，白屈菜在一天中的蒸腾量和释水量是八寶景天的2倍多，说明白屈菜的蒸腾能力远大于八宝景天。表明具有肥厚叶片的八宝景天自身的蒸腾量少，可以满足其在较干旱地区很好的生长。而白屈菜的蒸腾较强，可以更有效地增加小环境中的空气湿度。
3结论与讨论
在日变化试验中，2种宿根花卉的光合日变化走势呈相
似状，但其大小数值不同，说明同一环境下不同物种，其光合作用的强弱也不同;从气孔导度的曲线来看，两者随时间变
化先呈下降趋势，而后升高的幅度却明显不同，白屈菜升高的较快，八宝景天却只是微弱上升，达到一定数值，二者气孔导度均下降，仍是白屈菜的下降趋势显著，八宝景天则较平缓的下降;蒸腾速率日变化的总趋势同光合速率日变化。八宝景天的蒸腾速率值及光合速率值均低于白屈菜。白屈菜具有较低的光饱和点和光补偿点，适于配置于全光及半阴或全阴环境。而具有较高的光饱和点和较低的蒸腾速率的八宝景天则更适合配置于全光或稍有庇荫的环境中。
参考文献
[1]
张浩，王祥荣，包静晖，等.上海与伦敦城市绿地的生态功能及管理对策比较研究[J].城市环境与城市生态，2000，13（2）：29-32.
[2] 李海梅，何兴元，陈玮.沈阳城市森林主要绿化树种——丁香的光合特性研究[J].应用生态学报，2004，15（12）：2245-2249.
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[4] 韩焕金.哈尔滨市主要植物生理生态功能研究[J].江苏林业科技，2005，32（4）：5-10.
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[8] 王英伟，李欣平.关于森林生态环境效益核算的探讨[J].内蒙古科技与经济，2012（4）：46-47，54.
[9] 陈少鹏.长春市30种主要园林树木物候相及生态功能研究[D].长春：吉林农业大学，2011.
[10] P·J·克累默尔，T·T·考兹洛夫斯基.木本植物生理学[M].汪振儒，译.北京：中国林业出版社，1983：226-241.
[11] 张彪，高吉喜，谢高地，等.北京城市绿地的蒸腾降温功能及其经济价值评估[J].生态学报，2012，32（24）：7698-7705.
[12] 王忠君.福州国家森林公园生态效益与自然环境旅游适宜性评价研究[D].北京：北京林业大学，2004.
关键词白屈菜;八宝景天;光合特性;蒸腾特性;生态效益
中图分类号S-3文献标识码
A文章编号0517-6611（2018）08-0010-02
Study on Photosynthetic and Transpiratic Characteristics of Hylotelephium erythrostictum（Miq.） H.Ohba and Chelidonium majus
YUE Liran，WU Shan，CHENG Beibei（The Northeast Forestry University，Harbin ，Heilongjiang 150040）
AbstractPhotosynthetic and transpiratic characteristics of Harbin outdoor perennial herb flowers
Chelidonium majus and Hylotelephium erythrostictum（Miq.） H.Ohba were studied.Ecological benefits in the transpiration of plants release water and carbon sequestration and oxygen release aspects were calculated to provide a theoretical basis for plant applications.
Key wordsChelidonium majus;Hylotelephium erythrostictum （Miq.） H.Ohba;Photosynthetic;Transpiration;Ecological benefits
园林植物具有固碳释氧、调节小气候、保持水土、消除噪音、滞尘净化空气等能力，可有效改善环境，清新空气，因此常被看做是城市持续发展的必要條件之一[1-3]。正是植物的光合作用，改善并缓解了城市氧气缺少、空气质量差、气候不稳定等问题。植物的光合速率日变化曲线随着遮阴度的增加，由双峰曲线转变成单峰曲线，而植物的光补偿点、光饱和点也由原来所处的光强区转向光强较弱区，光响应试验得出的曲线的局部坡度也开始增大[4-7]。植物在进行光合作用时，叶片上的气孔始终开放（夏季中午高温时也会关闭一段时间，以减少蒸发），随着CO2被叶片吸收，植物体内的水分也通过气孔释放到空气中，所以植物的蒸腾作用同时发生[8-10]。植物蒸腾降温对周围的降温不是无限的，要求在一定的空间环境，而且若植物所处地域气温上升，植物的蒸腾也受影响，从而降温亦受到影响[11-12]。
白屈菜为哈尔滨乡土植物，在林下及全光生境中均有分布，花期长，观赏效果好，抗逆性强，但是园林应用并不多见。八宝景天在哈尔滨引种栽培，园林应用广泛，但常因不适应栽培生境而出现徒长及开花减少的现象，因此选取这2种宿根花卉为试验材料，研究其光合及蒸腾特性，为园林应用提供理论支持。
1材料与方法
1.1研究区概况
试验在东北林业大学校园内进行，125°42′～130°10′E、44°04′～46°40′N，平均海拔151 m。
1.2试验材料选择2种哈尔滨宿根花卉为试验材料，分别是
白屈菜（Chelidonium majus），罂粟科白屈菜属;八宝景天[Hylotelephium erythrostictum（Miq.） H.Ohba]，景天科八宝属。各3株，生境相同且为全光。
1.3试验方法
1.3.1光合速率与蒸腾速率日变化曲线测定。
采用licor 6400便携式光合系统测定仪2×3透明叶室，选择晴朗天气，6：00—18：00每隔2 h测1次。分别选取3个植株的向阳、生长健壮的功能叶片，每株重复3次。
1.3.2光-光响应曲线测定。
采用licor 6400便携式光合系统测定仪的红蓝光源叶室，选择晴朗天气的9：00—11：00进行试验。分别选取3个植株的向阳、生长健壮的功能叶片，每株重复3次。
2结果与分析
2.1白屈菜与八宝景天的光合特性研究
2.1.1白屈菜与八宝景天光合速率日变化。
白屈菜与八宝景天的光合速率日变化曲线均为单峰曲线，未出现“午睡现象”。白屈菜在一天中的光合速率均大于八宝景天（图1），白屈菜与八宝景天的光合速率最高的时间分别是14：00和16：00，一天中的最大光合速率分别是8.57和7.18 μmol/（m2·s）。
2.1.22种植物的光响应曲线。
如图2所示，在PARi值为0时，白屈菜与八宝景天的Pn值均为负[-0.39和-2.38 μmol/（m2·s）]。白屈菜的光合速率在PARi值为0～600 μmol/（m2·s）时，由-0.39 μmol/（m2·s）逐渐增大到4.56 μmol/（m2·s）， PARi值在800～2 000 μmol/（m2·s）时，白屈菜的光合速率几乎维持在4.70 μmol/（m2·s）。八宝景天的光合速率在PARi值为0～400 μmol/（m2·s）时，光合速率由-2.38 μmol/（m2·s）逐渐增加到6.54 μmol/（m2·s），在PARi值由600 μmol/（m2·s）持续增加到2 000 μmol/（m2·s）的过程中，八宝景天的Pn值也从9.90 μmol/（m2·s）逐渐增加，当PARi值2 000 μmol/（m2·s）时，八宝景天Pn也达最大14.36 μmol/（m2·s）。由计算可得出八宝景天具有较高的光饱和点1 501.22 μmol/（m2·s），而白屈菜具有较低的光饱和点[（590.25 μmol/（m2·s）]和光补偿点[9.11 μmol/（m2·s）]，说明白屈菜的耐阴性更强。 2.2白屈菜与八宝景天蒸腾特性研究
2.2.1白屈菜与八宝景天蒸腾日变化。
由图3 可知，白屈菜的蒸腾速率明显高于八宝景天，且白屈菜的蒸腾速率在一天当中变化较大：在6：00—8：00，白屈菜蒸腾速率先降低后上升，在12：00—14：00平缓上升，14：00时蒸腾速率最大[1.34 g/（m2·h）]。接着又逐渐下降，但最终还是高于八宝景天的蒸腾速率。八宝景天的蒸腾速率变化较小，由6：00的0.56 g/（m2·h）下降到10：00的0.42 g/（m2·h），然后从10：00开始上升，12：00时蒸腾速率为0.53 g/（m2·h），12：00—14：00几乎持平，14：00以后蒸腾速率开始下降， 而后，16：00—18：00蒸腾速率几乎持平。
2.2.2白屈菜与八宝景天气孔导度日变化。由图4可知，一天当中白屈菜的气孔导度变化较大，而八宝景天变化不明显，且白屈菜的气孔导度值均高于八宝景天。白屈菜的气孔导度变化先下降，然后上升，变化明显。只是在正午12：00时，稍微升高到0.26 mmol/（m2·s），到14：00时又比12：00稍高，而后持续下降。八宝景天的气孔导度几乎呈逐渐减少趋势，
6：00时八宝景天的气孔导度为0.12 mmol/（m2·s），到8：00减少到0.08 mmol/（m2·s），而后气孔导度升高，在正午12：00时达到0.08 mmol/（m2·s）。在12：00—14：00，八宝景天的气孔导度几乎持平，14：00时为0.08 mmol/（m2·s），而后逐渐下降。
2.3白屈菜与八宝景天的固碳释氧量和蒸腾释水量
2.3.1白屈菜与八宝景天的固碳释氧量。由表1可知，白屈菜的固碳及释氧能力较八宝景天强，其日固碳量为14.66 g/（m2·d），比八宝景天高2.02 g/（m2·d）。
2.3.2白屈菜与八宝景天的蒸腾释水量。从表2可知，白屈菜在一天中的蒸腾量和释水量是八寶景天的2倍多，说明白屈菜的蒸腾能力远大于八宝景天。表明具有肥厚叶片的八宝景天自身的蒸腾量少，可以满足其在较干旱地区很好的生长。而白屈菜的蒸腾较强，可以更有效地增加小环境中的空气湿度。
3结论与讨论
在日变化试验中，2种宿根花卉的光合日变化走势呈相
似状，但其大小数值不同，说明同一环境下不同物种，其光合作用的强弱也不同;从气孔导度的曲线来看，两者随时间变
化先呈下降趋势，而后升高的幅度却明显不同，白屈菜升高的较快，八宝景天却只是微弱上升，达到一定数值，二者气孔导度均下降，仍是白屈菜的下降趋势显著，八宝景天则较平缓的下降;蒸腾速率日变化的总趋势同光合速率日变化。八宝景天的蒸腾速率值及光合速率值均低于白屈菜。白屈菜具有较低的光饱和点和光补偿点，适于配置于全光及半阴或全阴环境。而具有较高的光饱和点和较低的蒸腾速率的八宝景天则更适合配置于全光或稍有庇荫的环境中。
参考文献
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