河南新鄉8種園林樹種葉片持水性能及其與葉片性狀的相關性分析

中圖分類號 S688 文獻標識碼A 文章編號 1007-7731（2025）15-0042-05

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.15.011

Analysis of leaf water holding capacity and its correlation with leaf traits of 8 garden tree species in Xinxiang，Henan Province

YU Zihao1LIU Hanlu1SHI Xinyu1YANG Ronghao1YANG Diyuan1ZHOU Ruijin1，2 （'College of Horticulture and Landscape Architecture， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， China; （20 ² Xinxiang Key Laboratory of Fruit Tree Germplasm Resources and Genetic Breeding，Xinxiang 453003， China）

AbstractTo screen tree species with strong water holding capacity，the indoor extraction method wasadopted to analyzethe leaf characteristics such as leaf length，leaf water holdingrate，water absorption rate，water lossrate and waterlossrateof8gardentree species including Cercis chinensis.The water retentionrateand immersion timeof the leaves，the waterloss rateand waterlosstime，the water absorptionrateand immersion timeof the leaves，and the water lossrateand waterloss time werefunctively fittdtoanalyzethecorrelation between theleafcharacteristicsand the water retention performance.The results showed that，（1） the maxium leaf water holding rates ofthe8garden tree species，from high to low，were as follows： Diospyros lotus （346.27%）gt;Fraxinus chinensis （345.23%）gt; Rosa chinensis （314.87% ）gt;Cercischinensis （282.13% ）gt;Chaenomeles speciosa （229.47%）gt;Photinia serratifolia （198.60%）gt;Buxus sinica var. parvifolia （179.20% ）gt;Buxusmegistophylla （150.27% ）; the maxium water loss rates of leaves，from high to low，are as follows：Diospyros lotus （56.49% ） gt; Photiniaserratifolia （55.86% ） gt; Chaenomeles speciosa（ 52.77% ） gt; Rosa chinensis （52.56% ） gt; Cercis chinensis （49.76% ） gt; Buxus sinica var. parvifolia （49.34% ） gt; Fraxinus chinensis （45.60%）gt;Buxus （204 megistophylla （41.73%） ）.（2）With the increase of soaking time，the water holding rate and water loss rate of the leaves of the8 garden treespecies showed alogarithmic function relationship，while the water absorptionrate and waterloss rate showed a power function relationship.（3）The maximum water holding capacityof leaves was closely related to the specific leaf area.Inconclusion，the waterholding capacityof Diospyros lotus，Fraxinus chinensis and Rosa chinensis was relativelygood，andtheyhadastrongabilitytoconserve watersources.Theresearchresultsprovideareferenceforthe selection of tree species to optimize the water conservation function of urban green spaces.

Keywords garden tree species; leaf; water holding capacity; conserve water sources

城市園林綠化具有涵養水源、保持水土、防風固沙以及生態修復等功能，是城市園林建設的重要組成部分。干旱災害在一定程度上影響了農業生產、生態環境。維持樹木正常生長需要消耗大量水資源，隨著城市綠化率的提高，城市綠化用水需求持續增加。植物對水分的需求與其形態特征、生長狀況、生理變化以及所處環境條件等存在密切聯系。葉片是植物與外界環境開展物質、能量交互的關鍵器官，其含水量體現了植物對水分環境的適應能力[2-3]。因此，篩選保水能力強且需水量少的園林綠化樹種對于提升城市綠化水平具有重要意義。

張惠云等采用室內浸泡等方法探究了勾兒茶等20種常見灌木樹種葉片形態與持水的關系，結果表明，葉片最大持水率是自然持水率的 2.59～ 5.34倍，持水量隨浸水時間對數增加，持水速率隨吸水時間冪函數降低， 0.25h 時勾兒茶吸水速率最大、刺鼠李最小，構樹葉片持水能力較強，川陜花椒較弱。王丁等5研究發現，隨著干旱脅迫強度的增加，6種樹種在不同生長時期的葉片水勢均呈下降趨勢，以生長旺期葉片水勢的下降幅度最大。劉海濤等對比分析了青海共和盆地4個林齡烏柳的水分生理特征及葉片性狀參數，發現4年生烏柳的水分利用效率較高。

本研究以河南科技學院（河南新鄉）校園綠地內的紫荊（Cercischinensis）等8種園林樹種葉片為研究對象，采用室內浸提的方法，對各樹種葉片的持水性能和失水性能進行比較，篩選出持水能力相對較強的樹種，為其在城市綠地中的應用提供參考。

1材料與方法

1.2試驗材料

試驗材料為紫荊、白蠟（Fraxinuschinensis）、大葉黃楊（Buxusmegistophylla）、小葉黃楊（Buxussinicavar.parvifolia）月季（Rosachinensis）貼梗海棠（Chaenomeles speciosa）石楠（Photinia serratifolia）、君遷子（Diospyroslotus）共8種園林綠化樹種的葉片。

1.3試驗方法

1.3.1葉片性狀測定 2022年10月在河南科技學院校園內各園林綠化區域采摘葉片，所摘葉片要求新鮮、完整且無病蟲害，采摘完成后將其裝入自封袋，帶回實驗室作進一步處理。從采集的葉片中隨機選取各樹種的30片葉片，先剪去葉柄，用LA-S多功能葉面積儀測定葉面積，用游標卡尺測量葉長（葉片的最長距離值）葉寬（葉片的最寬距離值）以及葉厚度，計算葉面積指數（葉長/葉寬），測量葉片厚度時需避開葉片主脈。每片葉重復測量3次，取平均值。

1.3.2持水性能測定 將葉片裝人信封，用 75^°C 鼓風干燥箱烘干至恒重，稱量葉干重。采用浸泡法測定葉片持水能力，稱量烘干的8種園林樹種葉片各 10g ，依次裝入尼龍網袋中，將其放入蒸餾水中浸泡，分別在浸泡 0.5、1、2、3、5、7、9、11、21、23、24h 后取出，懸置至不滴水時稱重。在葉片浸水 24h 后取出，將尼龍袋懸掛于空氣中自然風干，分別在0.5、1、2、5、7、19、21、23、24h 后稱重并記錄，每組試驗重復3次。根據公式（1）～（4）計算葉片持水率、吸水速度、失水率和失水速率。

葉片持水率 （%）=（m_t1-m₁）/m₁×100

葉片吸水速率 =（m_t1-m₁）/m₁×t₁

1.1 研究區基本情況

研究區位于河南省新鄉市東南部（ 35.18^°N 113.54^°I ），該地屬暖溫帶大陸性氣候，年平均氣溫14^°C ，無霜期約205d，年平均日照時長 2650h ，年降水量 573.4mm ，土壤 pH7.0～8.0 0

式 （1）～（2） 中， m₁ 為烘干后葉片凈重量； t₁ 為浸泡時間； m_t1 為浸泡 t₁ 后的葉片質量。式（3）～（4）中，m₂ 為浸泡 24h 后葉片質量； t₂ 為失水時間; m_t2 為失水 t₂ 后的葉片質量。

1.3.3持水性能函數擬合 參照鄭晶晶等的研究方法，對葉片的持水率和浸水時間、失水率和失水時間進行 Y=a×Int+b（a，b） 為系數）對數擬合；對葉片的吸水速率與浸水時間、失水速率與失水時間進行V=k×tⁿ（k?n 為系數）冪函數擬合。

1.3.4葉片性狀與持水性能的相關性 選擇皮爾遜（Pearson）相關系數衡量兩個變量之間的線性相關程度，利用SPSS24.0軟件計算相關系數。

1.4數據處理

使用Microsoft Excel 2019、SPSS 24.0和Origin2018軟件對數據進行分析處理和繪圖。

2結果與分析

2.1葉片性狀差異

由表1可知，8種園林樹種葉片的葉長由大到小依次為君遷子 gt; 石楠 gt; 白蠟 gt; 紫荊 gt; 貼梗海棠 gt; 大葉黃楊 gt; 月季 gt; 小葉黃楊，其中月季與大葉黃楊，白蠟與石楠、紫荊差異無統計學意義（ Pgt;0.05. ；葉寬由大到小依次為紫荊 gt; 君遷子 gt; 石楠 gt;白蠟gt;大葉黃楊 gt; 月季 gt; 貼梗海棠 gt; 小葉黃楊，其中月季、白蠟、貼梗海棠和大葉黃楊4個樹種葉片寬度差異無統計學意義（ （Pgt;0.05） ；葉面積指數由大到小依次為白蠟 gt; 石楠 gt; 貼梗海棠 gt; 君遷子 gt; 小葉黃楊gt;大葉黃楊gt;月季 ：gt; 紫荊；葉面積由大到小依次為紫荊 gt; 君遷子gt;石楠 ∣gt; 白蠟 gt; 貼梗海棠 月季 gt; 大葉黃楊 gt; 小葉黃楊，其中紫荊與其余樹種差異均具有統計學意義（ Plt; 0.05）；葉厚由大到小依次為紫荊 gt; 貼梗海棠 石楠gt;大葉黃楊 gt; 君遷子 gt; 小葉黃楊 gt; 白蠟 gt; 月季；比葉面積由大到小依次為君遷子 gt; 紫荊 gt; 白蠟 gt; 月季 gt; 小葉黃楊gt;貼梗海棠 gt; 石楠 gt; 大葉黃楊，其中紫荊、君遷子與白蠟，小葉黃楊和月季，貼梗海棠、大葉黃楊和石楠之間差異無統計學意義（ ）。

2.2 葉片的持水特性

由圖1可知，8種園林樹種葉片的最大持水率由高到低依次為君遷子（ 346.27% gt;白蠟（ 345.23% gt;月季 （314.87%）gt; 紫荊 282.13% ）gt;貼梗海棠C 229.47% gt;石楠（ 198.60% ）gt;小葉黃楊（ 179.20% gt;大葉黃楊（ 150.27% ）。月季、紫荊和君遷子葉片持水率在 0～4h 呈遞增的趨勢，隨后逐漸趨于平穩；白蠟和君遷子葉片持水率在 8～12h 有較大幅度的提高。

由圖2可知，8種園林樹種葉片在浸泡 0.5h 后，吸水速率由高到低依次為君遷子 [3.091g/（g?h）]gt; 小葉黃楊 [3.034g/（g?h）]gt; 月季 [2.901g/（g?h）]gt; 白蠟[2.854g/（g?h）]gt; 紫荊 [2.701g/（g?h）]gt; 貼梗海棠[2.138g/（g?h）]gt; 大葉黃楊 [1.886g/（g?h）]gt; 石楠[1.682g/（g?h）]_o 葉片吸水速率隨浸水時間延長呈下降趨勢。在浸泡 0～3h 時，葉片的吸水速率呈快速下降趨勢；浸泡 3～11h 時，葉片的吸水速率下降趨勢減緩，部分樹種葉片的吸水速率降至0.2g/（g?h） ；浸泡 11～24h 時，各樹種葉片的吸水速率持續下降，逐漸接近于0，表明葉片的持水量趨于飽和狀態，其吸水速率也逐漸趨于穩定，不再出現大幅波動。綜合來看，不同浸水時間的葉片的吸水速率存在明顯差異，在0～1h葉片吸水速率的下降幅度相對較小，說明葉片的主要吸水能力集中體現在前 ^1h 。

2.3 葉片的失水特性

失水率是衡量持水性能的主要指標之一，不同樹種葉片失水率各不相同，說明不同樹種葉片持水性能存在差異。由圖3可知，在失水 24h 后，月季、貼梗海棠、石楠和君遷子失水率在 50%～57% ；大葉黃楊、白蠟、小葉黃楊和紫荊失水率在 40%～50% ○8種園林樹種葉片的最大失水率由高到低依次為君遷子（ 56.49% ）gt;石楠（ 55.86% ）gt;貼梗海棠（ 52.77% ）gt;月季（ 52.56% gt;紫荊（ 49.76% gt;小葉黃楊 （49.34%）gt; 白蠟 （45.60% ）gt;大葉黃楊 （41.73% ）。在失水過程中，葉片失水率隨失水時間的延長呈上升趨勢。

由圖4可知，8種園林樹種葉片的最大失水速率由大到小依次為紫荊 [0.672g/（g?h]）gt; 小葉黃楊 君遷子 [0.306g/（g?h）]gt; 白蠟[0.260g/（g?h）]gt; 月季 [0.255g/（g?h）]gt; 石楠[0.226g/（g?h）]gt; 貼梗海棠 [0.220g/（g?h）]gt; 大葉黃楊 ，葉片失水速率隨著失水時間的延長呈下降趨勢。在 0～4h 內，紫荊葉片的失水速率表現為急劇下降趨勢，月季葉片的失水速率呈先上升后下降趨勢，其余各類樹種葉片的失水速率整體呈平緩下降趨勢；在 5～22h 內，各樹種葉片的失水速率緩慢下降； 22h 之后，各樹種葉片的失水速率基本平穩。綜合來看，8種園林樹種的葉片前期失水速率較高，隨著時間推移，其失水速率逐漸下降并趨于一致。

2.4持水性能函數擬合

由表2可知，8種園林樹種的持水率與浸水時間的相關性在0.01水平均具有統計學意義，除小葉黃楊的擬合函數 R²=0.780 外，其余樹種的擬合函數 R²gt; 0.900，表明方程具有較好的擬合效果；吸水速率與浸水時間的相關性在0.01水平均具有統計學意義，擬合函數 R²gt;0.970 ，表明方程具有較好的擬合效果。

由表3可知，8種園林樹種的失水率與失水時間的相關性在0.01水平均具有統計學意義，擬合函數R²gt;0.970 ，表明方程具有較好的擬合效果；失水速率與失水時間的相關性在0.01水平均具有統計學意義，除小葉黃楊 R²=0.709 外，其余樹種的擬合函數R²gt;0.980 ，表明方程具有較好的擬合效果（表3）。

2.5葉片性狀與持水性能的相關性

由表4可知，葉片最大持水率與比葉面積呈正相關 （Plt;0.01） ；葉片最大吸水速率與比葉面積，葉片最大失水速率與葉寬、葉形指數呈正相關 （Plt;0.05） 。說明比葉面積一定程度上影響了葉片最大持水率、最大吸水速率，葉寬、葉形指數一定程度上影響了葉片最大失水速率。

3結論與討論

葉片形狀與持水性能密切相關，其中葉片最大持水率、最大吸水速率與比葉面積存在正相關關系，表明葉片特征對其持水性能具有一定影響。通常情況下，葉片持水率越高，其持水性能越強；反之，失水率越高，意味著水分蒸發散失越快，葉片持水性能越弱9。

試驗結果表明，8種植物葉片的持水率總體呈上升趨勢。葉片最大持水率由高到低依次為君遷子 gt; 白蠟 gt; 月季 紫荊 貼梗海棠 gt; 石楠 gt; 小葉黃楊gt;大葉黃楊，其中君遷子、白蠟和月季的葉片最大持水率超過 300% ，紫荊和貼梗海棠葉片最大持水率在200%～300% ，石楠、小葉黃楊和大葉黃楊的葉片最大持水率在 100%～200% 。君遷子、白蠟和月季的葉片持水能力相較于其他樹種更為突出。蔣麗偉等[通過標準化浸水稱重、數據分析等方法，發現油松與金葉榆葉片持水能力較強，油松和白蠟枝條持水能力優秀。本研究結果與此不一致，可能與植物在不同地區的葉片結構特性存在差異有關。葉片最大失水率由高到低依次為君遷子 gt; 石楠 gt; 貼梗海棠gt;月季 gt; 紫荊gt;小葉黃楊 gt; 白蠟 gt; 大葉黃楊。綜合來看，君遷子、白蠟和月季葉片的持水性能在本次試驗中表現相對較好。不同葉片的吸水速率在時間上存在明顯差異，葉片的吸水能力集中體現在前1h，這與于強等的研究結果基本一致。本研究結果表明，8種園林樹種葉片持水率、吸水速率與浸水時間的相關性方程，葉片失水率、失水速率與失水時間的相關性方程均具有較好的擬合效果。

綜上，君遷子、白蠟和月季葉片的持水性能較好；隨時間的增加，8種園林樹種葉片的持水率和失水率呈對數函數關系，吸水速率和失水速率呈冪函數關系；比葉面積一定程度上影響了葉片最大持水率、最大吸水速率，葉寬、葉形指數一定程度上影響了葉片最大失水速率。

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（責任編輯：吳思文）