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收稿日期：2023-04-25

作者簡(jiǎn)介：吳娟（2004—），女，四川大竹人，在讀本科生。

E-mail：525795412@qq.com。

吳娟，陳歡.飽和水汽壓差和溫濕度對(duì)5種藥用園林植物冬季葉含水率的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（21）：12-16.

摘 要 水作為連接植物和環(huán)境的橋梁，影響著植物的生理活動(dòng)，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育極為重要。以5種藥用常綠園林植物（冬青衛(wèi)矛、梔子、女貞、南天竹、紅花檵木）為觀察對(duì)象，研究飽和水汽壓差（以下簡(jiǎn)稱VPD）、氣溫、空氣相對(duì)濕度與冬季全葉、葉柄、葉片含水率的關(guān)系。結(jié)果表明：1）VPD、氣溫與5種植物葉含水率總體呈負(fù)相關(guān)，相對(duì)濕度與5種植物葉含水率總體呈正相關(guān)。2）VPD、氣溫、相對(duì)濕度與5種植物葉片含水率相關(guān)性略高于全葉、葉柄含水率。3）VPD與紅花檵木葉柄含水率相關(guān)性最強(qiáng)，與冬青衛(wèi)矛、女貞的葉片、全葉含水率相關(guān)性次強(qiáng)；相對(duì)濕度與梔子葉片含水率相關(guān)性最強(qiáng)，與冬青衛(wèi)矛葉片、梔子全葉含水率相關(guān)性次強(qiáng)；氣溫與紅花檵木葉柄含水率相關(guān)性最強(qiáng)。根據(jù)觀察結(jié)果，對(duì)達(dá)到強(qiáng)相關(guān)的9個(gè)關(guān)系項(xiàng)分別進(jìn)行了線性擬合。

關(guān)鍵詞 飽和水汽壓差；氣溫；空氣相對(duì)濕度；園林植物；葉片；含水率；相關(guān)性

中圖分類號(hào)：S184 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.21.003

水作為植物體內(nèi)含量最多的物質(zhì)，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)和結(jié)構(gòu)[1]。飽和水汽壓差（vapor pressure deficit，以下簡(jiǎn)稱VPD）可由空氣相對(duì)濕度和氣溫估算得出，代表大氣干旱程度，影響植物的蒸騰速率和植物體內(nèi)的水流。許多研究表明，VPD通過(guò)影響植物氣孔來(lái)調(diào)節(jié)水分平衡，進(jìn)而影響植物的光合和生長(zhǎng)[2-3]。這表明通過(guò)控制VPD，可以調(diào)節(jié)植物含水率，促進(jìn)植物生長(zhǎng)及提高產(chǎn)量。近年來(lái)，由于全球氣候劇烈變化，極端氣候加劇，VPD相關(guān)的研究得到了重視?？諝庀鄬?duì)濕度（下文有時(shí)簡(jiǎn)稱相對(duì)濕度）、氣溫與VPD密切相關(guān)，三者皆為氣象因子?？諝庀鄬?duì)濕度過(guò)低，將引起空氣干旱，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)烈的蒸騰作用。高溫破壞植物水分平衡，將導(dǎo)致植物枝葉干枯、營(yíng)養(yǎng)傳導(dǎo)受阻等不利情況。由此可見，氣象因子對(duì)植物體水分有重要影響。同時(shí)，葉片相對(duì)含水率是衡量植物水分狀況非常重要的指標(biāo)。因此，研究植物葉含水率對(duì)VPD、相對(duì)濕度、溫度的響應(yīng)關(guān)系，有利于揭示植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制。對(duì)多個(gè)物種的研究顯示，大葉需要葉柄具有更強(qiáng)的水分輸導(dǎo)能力以滿足蒸騰需求[4-5]。為了在冬季低溫環(huán)境下確保葉片的水分運(yùn)輸安全，常綠植物需具有更強(qiáng)的抵抗冰凍能力，因而也需要提高葉柄分配比例[5-6]。因此，對(duì)植物葉不同部位相對(duì)含水率與VPD、相對(duì)濕度、氣溫關(guān)系的研究，有助于探究植物抗逆性及相關(guān)的生理反應(yīng)等。

園林植物對(duì)城市大氣環(huán)境、城市水污染等均有調(diào)節(jié)作用[7]。常綠園林植物是構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)人們身心健康有重要作用[8-9]。一些常綠園林植物不僅可以用于城市綠化，還具有藥用價(jià)值。如：已有研究發(fā)現(xiàn)，冬青衛(wèi)矛體內(nèi)的天然化學(xué)成分具有抗腫瘤、利尿、化瘀等作用[10]；南天竹能顯著提高砷中毒大鼠腎臟中SOD和CAT活性，且使MDA水平顯著降低[11]。因此，有必要研究具有藥用價(jià)值的常綠園林植物葉不同部位相對(duì)含水率與VPD、相對(duì)濕度、氣溫的關(guān)系。

為此，本實(shí)驗(yàn)以北亞熱帶山地城市四川省綿陽(yáng)市為研究區(qū)域，以梔子（Gardenia jasminoides Ellis）、紅花檵木（Loropetalum chinense var. rubrum）、南天竹（Nandina domestica Thunb.）、女貞（Ligustrum lucidum Ait.）、冬青衛(wèi)矛（Euonymus japonicus Thunb.）為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行實(shí)地取樣測(cè)量，系統(tǒng)分析這些植物的冬季全葉、葉片、葉柄含水率與VPD、氣溫、相對(duì)濕度的關(guān)系，旨在為常綠園林植物移植、栽培提供參考，為進(jìn)一步探討植物應(yīng)對(duì)外界不利條件所產(chǎn)生的生理活動(dòng)等提供啟發(fā)。

1" 材料與方法

1.1" 研究區(qū)概況

四川省綿陽(yáng)市（東經(jīng)103°45′～105°43′，北緯30°42′～33°03′）位于四川盆地西北部。亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，冬季溫帶氣旋活動(dòng)頻繁；自然景觀亦與亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)相似。四季分明，夏季高溫多雨，冬季溫暖濕潤(rùn)。年平均氣溫14.7～17.3 ℃，年均降水量825.8～1 417 mm，年均霧日3.3～61.0 d。西南科技大學(xué)位于四川省綿陽(yáng)市，植被豐富，包含灌木、藤類、蕨類等多種植物，擁有豐富的園林植物，為本研究提供了良好的試驗(yàn)場(chǎng)地和試驗(yàn)材料。

1.2" 測(cè)定內(nèi)容、方法

以西南科技大學(xué)青義校區(qū)為采樣點(diǎn)，選取冬青衛(wèi)矛、梔子（采樣點(diǎn)在后山），女貞（采樣點(diǎn)在107廣場(chǎng)），南天竹、紅花檵木（采樣點(diǎn)在新區(qū)科技之光），共5種藥用常綠園林植物為研究對(duì)象。對(duì)所有采樣樹做好標(biāo)記，每棵采樣樹以每周2～3次的頻率進(jìn)行采樣，每次采樣時(shí)間皆在12：00—14：00，詳細(xì)記錄當(dāng)天天氣及該地的氣溫（t）與相對(duì)濕度（RH）。每項(xiàng)指標(biāo)的樣本數(shù)n=13。采樣時(shí)選取成熟完整葉，葉子采摘后立即稱其重量，包括全葉鮮重（mf1）、葉片鮮重（mf2）、葉柄鮮重（mf3）。記錄數(shù)據(jù)（各物種的mf1都控制在5 g左右），稱量后裝入標(biāo)記好的信封。帶回室內(nèi)放入75 ℃的烘箱烘干48 h，取出放置室溫后稱其重量即全葉干重（md1）、葉片干重（md2）、葉柄干重（md3）。

VPD的計(jì)算公式：

pVPD=0.611×e[17.502×t/（t+240.97）]×（1-RH/100） （1）

（1）式中，pVPD為飽和水汽壓差，單位是kPa；t為氣溫，℃；RH為空氣相對(duì)濕度，%。

含水率計(jì)算公式：

ω=（mf-md）/ mf×100 （2）

（2）式中，ω為含水率，單位是%；mf為鮮重，md為干重，g。

1.3" 數(shù)據(jù)分析

利用上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到5種藥用常綠園林植物的葉柄含水率、葉片含水率及全葉含水率?；窘y(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2016完成。

將VPD、氣溫、相對(duì)濕度分別與各樹種的全葉、葉片、葉柄含水率，采用皮爾遜法進(jìn)行相關(guān)系數(shù)計(jì)算。對(duì)達(dá)到強(qiáng)相關(guān)程度的關(guān)系項(xiàng)，再采用Origin繪制散點(diǎn)圖，并進(jìn)行線性擬合。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果

VPD、氣溫、相對(duì)濕度與各樹種的全葉、葉片、葉柄含水率的皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果列于表1。

由表可知，5種植物中，VPD有4項(xiàng)屬于正相關(guān)、11項(xiàng)屬于負(fù)相關(guān)，氣溫有6項(xiàng)屬于正相關(guān)、9項(xiàng)屬于負(fù)相關(guān)，空氣相對(duì)濕度有9項(xiàng)屬于正相關(guān)、6項(xiàng)屬于負(fù)相關(guān)。按照通常判斷標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)系數(shù)0～0.2屬于極弱相關(guān)或無(wú)相關(guān)，共有14項(xiàng)；相關(guān)系數(shù)0.2～0.4屬于弱相關(guān)，共有12項(xiàng)；相關(guān)系數(shù)0.4～0.6屬于中等程度相關(guān)，共有10項(xiàng)。

相關(guān)系數(shù)＞0.6屬于強(qiáng)相關(guān)，如表中所示，有9個(gè)關(guān)系項(xiàng)達(dá)到強(qiáng)相關(guān)（**），正相關(guān)、負(fù)相關(guān)分別為4項(xiàng)、5項(xiàng)，因此有必要對(duì)這9項(xiàng)進(jìn)一步分析討論。

2.2" 氣溫對(duì)5種植物葉含水率的影響

氣溫與5種植物葉含水率總體呈負(fù)相關(guān)，但與葉柄含水率呈正相關(guān)居多。氣溫與葉片含水率相關(guān)性略強(qiáng)于全葉、葉柄含水率。

氣溫與紅花檵木葉柄含水率呈正相關(guān)，擬合線性方程為y=-2.872 14+0.271 04x，R2=0.366 9（見圖1）。根據(jù)df=12、r=0.647 8查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平（α＜0.01）。

2.3" 相對(duì)濕度對(duì)5種植物葉含水率的影響

相對(duì)濕度與5種植物葉含水率總體呈正相關(guān)，但與葉柄含水率呈負(fù)相關(guān)。相對(duì)濕度與葉片含水率相關(guān)性稍強(qiáng)于全葉、葉柄含水率。

1）相對(duì)濕度與梔子全葉含水率呈正相關(guān)，擬合線性方程為y1=1.165 1+0.008 21x，R2=0.356 0（見圖2）。根據(jù)df=12、r=0.640 1查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平（α＜0.01）。

2）相對(duì)濕度與梔子葉片含水率呈正相關(guān)，擬合線性方程為y2=1.133 44+0.008 59x，R2=0.477 2（見圖2）。根據(jù)df=12、r=0.721 7查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平（α＜0.01）。

3）相對(duì)濕度與冬青衛(wèi)矛葉片含水率呈正相關(guān)，擬合線性方程為y3=1.089 85+0.006 3x，R2=0.451 2（見圖2）。根據(jù)df=12、r=0.704 9查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平（α＜0.01）。

2.4" VPD對(duì)5種植物葉含水率的影響

VPD與5種植物葉含水率總體呈負(fù)相關(guān)，但與葉柄含水率呈正相關(guān)。VPD與葉片含水率相關(guān)性稍強(qiáng)于全葉、葉柄含水率。與氣溫和相對(duì)濕度兩項(xiàng)指標(biāo)相比，VPD與植物葉含水率相關(guān)性更為明顯。

1）VPD與冬青衛(wèi)矛全葉含水率呈負(fù)相關(guān)，擬合線性方程為y1=1.622 08-0.166 11x，R2=0.515 4

（見圖3A）；根據(jù)df=12、r=-0.745 1查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平

（α＜0.005）。VPD與冬青衛(wèi)矛葉片含水率呈負(fù)相關(guān)，擬合線性方程為y2=1.629 8-0.184 25x，R2=0.515 4（見圖3A）；根據(jù)df=12、r=-0.745 9查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平

（α＜0.001）。

2）VPD與女貞全葉含水率呈負(fù)相關(guān)，擬合線性方程為y1=2.461 28-0.285 94x，R2=0.343 3（見圖3B）；根據(jù)df=12、r=-0.630 9查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平（α＜0.05）。VPD與女貞葉片含水率呈負(fù)相關(guān)，擬合線性方程為y2=2.456 21-0.297 49x，R2=0.350 6（見圖3B）；根據(jù)df=12、r=-0.636 0查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平（α＜0.05）。

3）VPD與紅花檵木葉柄含水率呈正相關(guān)，擬合線性方程為y=-0.690 56+2.642 28x，R2=0.660 7

（見圖3C）；根據(jù)df=12、r=0.830 1查相關(guān)系數(shù)界值表（一階）可知，該方程式擬合度達(dá)到極顯著水平

（α＜0.001）。

3" 小結(jié)與討論

梔子、紅花檵木、南天竹、女貞、冬青衛(wèi)矛等5種常綠園林植物不僅有綠化城市的作用，還具藥用價(jià)值。同時(shí)，VPD、氣溫、相對(duì)濕度對(duì)植物含水率有重要影響，探究這5種植物葉不同部位含水率與氣象因素的具體關(guān)系具有重要意義。本文分別對(duì)5種植物全葉、葉片、葉柄含水率與VPD、相對(duì)濕度、氣溫的相關(guān)性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示VPD、相對(duì)濕度、氣溫對(duì)葉含水率有影響，且VPD、氣溫與葉含水率總體呈負(fù)相關(guān)，相對(duì)濕度與葉含水率總體呈正相關(guān)。根據(jù)觀察結(jié)果，對(duì)達(dá)到強(qiáng)相關(guān)的9個(gè)關(guān)系項(xiàng)分別進(jìn)行了線性擬合。

冬青衛(wèi)矛、女貞的全葉含水率、葉片含水率易受VPD影響，與VPD呈負(fù)相關(guān)；紅花檵木葉柄對(duì)VPD敏感，與VPD呈正相關(guān)。目前已有研究表明，升高VPD影響葉綠體在植物細(xì)胞內(nèi)的排布方式，從而減少植物吸收光能的面積[12-13]；低VPD降低植物的蒸發(fā)，使植物的蒸騰速率趨于穩(wěn)定[14-15]，還能消除植物的光午休現(xiàn)象[16]。而本文結(jié)果證明VPD會(huì)對(duì)植物含水率產(chǎn)生影響。

相比于VPD、氣溫，相對(duì)濕度對(duì)該5種常綠園林植物葉含水率的影響更大。其中，冬青衛(wèi)矛葉片、梔子全葉、梔子葉片含水率易受相對(duì)濕度影響，且呈正相關(guān)。目前已有研究表明，適當(dāng)增加空氣濕度會(huì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[13]。

紅花檵木葉柄含水率受氣溫影響，且與氣溫呈正相關(guān)。有研究表明，低溫限制植物的生長(zhǎng)，影響著作物的產(chǎn)量[17]，受到低溫脅迫時(shí)，植物的光合作用受到各種不利的影響[18-19]。而本文結(jié)果證明氣溫會(huì)對(duì)某些植物葉含水率造成影響。

考慮到植物生存環(huán)境及在冬季可能發(fā)生的特殊生理反應(yīng)，后續(xù)還將增加測(cè)量春、夏兩季植物含水率與氣象因子的關(guān)系，探究全年氣象因素對(duì)植物含水率的影響。通過(guò)對(duì)其系統(tǒng)全面地分析，以期建立自然狀態(tài)下的植物含水率對(duì)氣象因素的響應(yīng)模型。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）