树木的水分生理生态
树木的水分生理生态招礼军一、树木蒸腾耗水研究的意义1、水分亏缺地区植被恢复与重建的需要在温度允许植物生长的地区，树木的生存主要是由水分供应所控制的（Kozlowski and Pallardy,1997）。
干旱缺水严重影响了我国西部地区植被的恢复，而在其它地区也遭受周期性或难以预期的干旱，如半湿润地区的季节性干旱，西南地区的干旱和干热河谷等，在不同程度上影响了林木的生长。
我国干旱半干旱地区面积约占国土面积的58.6%，主要分布在广大的西北地区。
干旱半干旱地区最突出的问题之一就是降水量少，蒸发强烈，土壤水分严重亏缺，这已成为恢复森林植被、改善生态环境最为主要的限制因子。
通常，干旱地区的年降水量不超过250毫米，而半干旱地区的年降水量也只有250~500毫米。
造林实践表明，在极干旱地区（如新疆塔里木盆地、吐鲁番盆地），如果无地表水或地下水补充，任何林木都不能生长；干旱地区在没有外来水补给的情况下只可生长和栽植超旱生的灌木，但用中生树种造林必须进行灌溉；半干旱地区可以在无灌溉条件下生长和栽种中生的抗旱树种（其中年降水量400毫米以上的地区可以栽种乔木），但必须采取相应的抗旱保墒措施（孙洪祥，1989）。
由于对干旱半干旱地区水分传输、运移及转化规律、土壤有效水含量及林木需水特征缺乏深入的理解，没有按照土壤水分承载能力及林木需水规律进行科学的规划造林、合理的实施整地措施、适宜的搭配树种及空间密度配制，以及及时有效的水分管理，不仅造成本来就已十分短缺的水分的大量损失，加剧了林地旱情及土壤沙化，而且使森林植被难以正常恢复和发挥应有的保护生态环境的作用。
如何在干旱缺水地区，充分利用有限的水资源，选择合适的树种，解决林木存活及生长、提高造林成活率和保存率、恢复森林植被、扩大森林资源、改善生态环境，已成为一个亟待解决的重大问题。
解决干旱条件下的苗木存活及林木生长问题，应主要从三个方面入手：一是从植被本身的生理、生态、遗传特征上进行研究，选择抗旱性强、耗水少的植物材料；二是采取蓄水保墒措施以及利用各种抗旱保水新材料，改善土壤水分状况，以满足植物生长对水分的需求；三是合理的空间密度配置，保证林木的水分及营养面积。
其中，选择抗旱树种，做好适地适树是至关重要的手段之一。
而选择抗旱的造林树种就必须了解树种的耐旱机理、耗水特性以及耗水量的大小。
不同树木的耗水量有很大的差异，在不同年龄阶段也有区别。
韩蕊莲等（1994）通过覆盖处理和设置不同的水分供应梯度，对黄土高原适生的6种林木2年苗的耗水研究表明，在土壤含水量占最大持水量70%时，杨树、刺槐的月平均耗水总量分别是13.4kg和10.0kg，是油松、侧柏的3~4倍，属于高耗水树种；当土壤含水量下降后，各树种的耗水量都呈下降的趋势，高耗水树种和低耗水树种之间的差异减小，但也还相差2~3倍。
李吉跃等（2002c）对正常水分供应条件下盆栽苗木的耗水研究表明，1年生阔叶树种（毛白杨、臭椿、火炬树）和5年生针叶树种（侧柏、油松）的耗水量基本一致，单株日平均耗水量在33.5~44.5g之间。
Wullschleger（1998）综合了以往30年中有关树木单株耗水量的测定结果，发现单株日耗水量从法国东部栎林（Quercus petraea）的10 kg，到亚马逊雨林林冠上层木Euperua purpurea的1180 kg，35个属65个树种中的90%（平均树高21m）日耗水量在10～200 kg范围内。
以上的研究说明，不同树种之间的耗水量有很大差异；即使同一树种，在不同地区，不同环境条件下也有差异，表明树种的耗水量与其叶面积、生长状况、年龄、外界环境条件（如温度，相对湿度，土壤水分状况）等有很大关系。
干旱半干旱地区土壤水分含量是在一个相对稳定的范围中变化的，对于不同树种，以及不同的生长年龄阶段，土壤水分所能供应的能力是不同的，在进行植被建设时，就要考虑不同情况设计不同的建设规模，在土壤水分承载量的基础上维持植被的最大生产力，发挥植被的最大生态和经济效益。
2、提高林木生产量的需要就世界范围来说，在限制树木充分实现其遗传潜力所能达到的产量的各种环境胁迫中，以水分胁迫最为常见和重要，由于水分胁迫所造成作物和树木的减产，可以超过其它环境胁迫所造成减产的总和(Kramer，1983)。
由于大陆性季风气候的影响，使我国降水的时空分布不均，对水资源的利用、调控与管理难度很大，特别是在干旱和半干旱地区，水资源的严重不足及降水时空的差异更加剧了水资源的亏缺状况及林业对水的依赖程度。
据Fisher和Turner（1978）的研究表明，在雨量充沛和分布均匀的地区，林分每年的净初级产量在3000g/m3，而在半干旱地区降低到250～1000 g/m3，干旱地区只有25～400 g/m3。
随着国民经济建设的快速发展和人民生活水平的不断提高，木材和林产品的需求量越来越大，我国木材供求将在相当长的时期内存在较大缺口。
据有关专家研究预测,我国今后几年木材的年需求量为2.42 亿m3左右，缺口将达到6000万m3。
加快速生丰产林的发展，以便为国内用材提供永久性原料保障已经刻不容缓。
我国现有速生丰产林近600万hm2，但平均年生产力每公顷只有9.12 m3，远远低于新西兰、瑞典、巴西等林业先进国家30m3左右的水平，如何提高生产力至关重要。
根据国外速生丰产林发展的经验，提高林地生产力集约经营技术的采取是关键因素之一，其中加强水肥管理将事半功倍，不仅可在短时间大幅度提高林地生产力，还将大大拓展速生丰产林的发展区域。
（贾黎明等，地下滴灌条件下杨树速生丰产林生长与光合特性.林业科学,2004,40(2):61～67）如美国加州萨克拉曼多北部河谷一块自然生产力很低的造林地营造了4250 hm2桉树纸浆林，通过滴灌系统合理为树木提供水分，水肥结合，结果林地轮伐期缩短到8 a ，林地年生产力达到45m3·hm- 2，其效益是非常明显的。
澳大利亚内陆地区也据此经验开展了桉树造林工作(Arnold et al . ,1999) 。
王燕钧等(1998) 在西宁市北山绿化造林中，用滴灌对云杉、油松、山杏、青杨等树种进行灌溉，结果发现滴灌下的树木，无论在节水、增温、省时、省工、经济高效等方面都表现很好。
贾黎明等（2004）研究了北京沿河沙地I-214 杨树人工林地下滴灌和常规灌溉林地树木生长与光合特性，结果表明，与常规灌溉方法(穴灌) 相比,地下滴灌技术应用于北京沙地杨树人工用材林培育，可大大加快树木的生长，同时显著提高林地生产力。
2000 年树木平均胸径、树高和单株材积分别为21.25 cm、14.4 m 和0.1838 m3·tree –1，比常规灌溉区林分提高了55 %、38.5 %、252.1 % ，当年生产力达到22.78 m3·hm-2 a - 1，而常规灌溉只有4.63 m3·hm-2 a–1，地下滴灌是常规灌溉的4.92 倍。
地下滴灌区最高生产力出现在2000 年SDI4区，达到25.81 m3·hm-2a-1。
因此，在干旱半干旱地区有限的水分条件下进行植被的恢复与建设，树木的耐旱和耗水特性研究显得特别迫切和重要。
通过对林木耐旱机理、蒸腾耗水规律等方面研究，选择出耐旱性强、耗水量少的树种，并探讨土壤水分承载量与林木需水特征之间的关系，在维持林地水量平衡的基础上，进行合理的空间和密度配置，才能到达植被建设和恢复的目的。
二、树木耐旱特性及其机理抗旱树种的选择是干旱半干旱地区林业发展的重要研究课题之一。
筛选树木抗旱性评价指标成为抗旱性树种选择的前提和基础，树木抗旱性评价指标的研究也经历了由植物形态解剖学特征到生理生化特征的发展过程。
Levvit（1976）最早将旱生植物划分为三种类型：（1）逃避干旱（短生植物），（2）避免干旱（高水势避旱），（3）忍耐干旱（低水势耐旱），认为抗旱能力是一种避免干旱和忍耐脱水的结果；Turner （1979，1986）则认为植物在高水势下的耐旱机理是避免组织脱水，而不是避免干旱；Kramer和Kozlowski（1979，1983）也认为高水势的植物并不逃避干旱，而是通过延迟脱水来适应干旱，他们用抗旱能力来解释植物的干旱适应，并把它区划成3种类型：避旱、延迟脱水、忍耐脱水。
而Larcher（1995）把植物的抗旱性明确定义为是植物忍受干燥的能力程度，如果植物能够较好地生存于极端干旱的气候环境中，那么意味着该植物体内的原生质能够忍耐脱水而并未使之受到伤害（即植物体内的原生质具备较高忍受脱水的能力程度）。
在维管束植物中，由于对忍耐脱水的能力非常有限，因此它们的抗旱性来自于对脱水的避免。
Kramer（1979）用“忍耐脱水”和“延迟脱水”对植物的耐旱性进行分类，更能反映植物对干旱适应的本质特征。
高水势延迟脱水耐旱树种的耐旱特点主要有：（1）以抗脱水为主，保持高水势状态；（2）持水能力和节水能力强；（3）水分利用效率高；（4）避免和忍耐干旱的能力强；（5）原生质耐脱水能力差。
低水势延迟脱水耐旱树种的耐旱特点则是以忍耐脱水为主，维持低水势状态，持水能力差，避免和忍耐干旱的能力大，吸水、节水、原生质抗脱水能力强。
因此，两种适应干旱胁迫的方式各有优点，这同植物长期形成的生物学和生态学特性有很大关系。
根据植物耐旱性的理论，通过对树种的水分生理特征的研究，以植物的水势来探讨其耐旱机理、评价其抗旱性能，成为选择抗旱树种非常重要理论依据和主要指标。
目前，植物的水势测定主要通过压力室来完成。
Dixon（1914）最早设计并制造出空气压力室，用来确定植物蒸腾和萎蔫时所能承受的水分胁迫。
Scholander等（1964）改进和发展了压力室技术，包括植物压力—容积曲线（PV曲线）的测定分析。
Tyree 等(1972 )为植物ＰＶ曲线的应用研究奠定了理论基础，压力室技术在许多方面得到广泛应用（Aston and Lawlor，1979；Hinckley, et al.，1980；李吉跃，1989；Maruyama, et al.，1997）。
通过植物水分特征曲线（PV曲线）的分析可获得多种有价值的水分参数，如水饱和状态总体渗透势、初始失膨点总体渗透势、初始失膨点总体相对含水量和相对渗透水含量，总体弹性模数最大值、膨压与水势总体量最大变化率以及总体水分活化能等，都可以反映树木耐旱性的特征（李吉跃，1989，1990，1991b；李吉跃等，1993；张建国，1993；张建国等，1994；董学军，1998）。
从20世纪80年代开始，一些学者已对我国主要造林树种的耐旱特性及其机理进行了大量研究并取得了很大进展，已认识到一些可能重要的生理参数与树木的耐旱特性有关，比如低溶质势、渗透调节、保持膨压、细胞弹性调整、气孔反应、水分吸收和贮存能力、以及其它特性等。
4_植物生理生态学--植物水分关系
水分需通过质膜进入细胞，到达木质部导管。很 长时间内，一般认为水必须通过类脂双分子层 传输。与其它生物一样，植物具有水分通道蛋 白，也称水分蛋白，它插入质膜中使水分单向 传输。夜间,水分通道蛋白的量减少，黎明前又 开始增加，表明水分通道蛋白有一个快速周转 的过程。
沙漠灌木群落不同生长类型在夏季木质部水分的氢同位素比率（δD
根系对水势梯度的反应及趋水生长
Darwin（1880）:根系在土壤中具有从干旱处向湿润处生长的能 力--趋水性。
趋水性发生是由于处于湿润一边的根细胞伸长受到抑制,而处于干 旱一边的根细胞伸长不受影响或略有促进，使根弯曲伸向湿润处
根冠最有可能是水分感受体
相对湿度
弯曲程度
B：盐空白（a）,KCl（b）或K2CO3（c）在离水分刺激物0-50mm处产生不同的水分梯度 C：三种不同的水分梯度（B）刺激10h后的根系弯曲程度
3.细胞的水分关系
3.1渗透调节
随着土壤变干，土壤水势下降，活细胞通过渗透活性 物质的积累，降低渗透势，保持细胞膨压。
渗透物质多为无机离子和有机酸, 这些物质降低细胞质 中的酶活性;这样植物在细胞质中常常合成对细胞代谢 无负面影响的溶质, 包括甜菜碱、山梨糖醇和脯氨酸， 它们的电荷不高，但极性和可溶性强，并具有较厚的 亲水层;
J= Lp·△ψw 白天，叶片水势往往降低，即根系供水少于叶片失 水;而在干旱土壤中，根系向叶片发出信号，使叶片 气孔导度降低，从而减少水分散失。
4.2根系中的水分
湿润土壤上，细胞膜是水分通过根系传输的主要屏障。 外界水分进入根内通过两条途径:质外体或共质体运 输。
植物水分生理
15～20 20～30 7～15
气孔数/叶面 积（ mm2） 100～200
40～100 50～100 100～500
宽（μ m） 4～5
5～6 3～4 1～6
气孔面积 占叶面积(%) 0.8～1.0
0.8～1.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0.5～0.7 0.5～1.2
阳性植物
阴性植物 禾本科植物 冬季落叶树
4.影响根系吸水的土壤因素
1.土壤水分状况
土壤中水分按物理状态可分为束缚水、毛管水和重力水。
2.土壤温度
“午不浇园”是指在中午的烈日下不要用冷水浇灌作物， 骤然降温会使根系吸水减少，引起萎蔫。
适 温 低 温 温度 高 温
3.土壤通气状况 O2 CO2 4.土壤溶液浓度 “烧苗”现象。 盐碱地 可以采用灌水、洗盐等措施来降低土壤 溶液浓度。
(1)水对植物体温的调节
(2)水对植物生存环境的调节 水分可以增加大气湿度、 改善土壤及土壤表面大气的温度、改善田间小气候等。
(3)水的透光性使水生植物的需光反应正常进行 水的透 光性使水生植物的植物色素和光受体能吸收到可见光和紫外光， 有利于光合作用和光形态建成。
生理需水是指用于植物生命活动和 保持植物体内水分平衡所需要的水分。 生态需水是指利用水的理化特性,调 节植物生态环境所需要的水分。
2012年考研题 简述光促进气孔开放的机制
• 光是气孔运动的主要调节因素。光可以促进保 卫细胞内苹果酸的形成和 K+和 Cl-的积累。一 般情况下，光可以促进气孔张开，暗则气孔关 闭。但景天科酸代谢植物例外， 它们的气孔通 常是白天关闭，晚上张开。
2.二氧化碳
低浓度CO2促进气孔张开,高 浓度CO2促使气孔关闭。
树木的蓄水能力
树木的蓄水能力树木是大自然中一种重要的生命形式，它们在生态系统中扮演着重要的角色。
除了提供氧气、吸收二氧化碳、净化空气等基本功能外，树木还具有很强的蓄水能力。
本文将从不同角度探讨树木的蓄水能力，并解释其重要性。
树木的根系是其蓄水的主要器官。
树木的根系通常会伸向地下深处，与土壤紧密结合。
树木的根系结构独特，既有粗壮的主根，也有细长的侧根。
这种根系结构使得树木能够更好地吸收和储存水分。
树木的根系能够将降雨水分从土壤中吸收并储存起来，形成地下水库。
当土壤中的水分减少时，树木通过根系将储存的水分释放出来，保持自身的生长和发育。
树木的叶片也具有蓄水的能力。
树木的叶片通过气孔进行水分的蒸腾作用，将土壤中的水分吸收到叶片上，并通过蒸腾作用释放到大气中。
这个过程既能帮助树木保持体内的水分平衡，也能增加大气中的湿度。
当环境中的湿度较低时，树木的叶片会减少蒸腾作用，将水分保留在叶片上，形成“蓄水池”，为树木提供所需的水分。
树木的树干和枝桠也能起到蓄水的作用。
树木的树干和枝桠是由许多细胞和组织构成的，其中有一种叫做木质部的组织，它能够吸收和储存水分。
当树木的根系吸收到水分后，水分会通过木质部向上运输，供给树木各个部分的生长和代谢需要。
当环境中的水分不足时，树木的树干和枝桠会释放储存的水分，以满足自身的需求。
树木的蓄水能力对于维持生态平衡和保护环境具有重要意义。
首先，树木的蓄水能力能够减少洪水的发生。
当降雨量较大时，树木的根系能够吸收并储存大量的水分，减缓洪水的形成。
其次，树木的蓄水能力能够增加地下水的储量。
树木的根系能够将水分储存在土壤中，形成地下水库，为人类生活和农业生产提供水资源。
同时，树木的蓄水能力还能够改善土壤的保水能力，减少土壤侵蚀和干旱的发生。
树木的蓄水能力是其在生态系统中的重要功能之一。
通过根系、叶片、树干和枝桠等器官的协同作用，树木能够有效地吸收、储存和释放水分，保持自身的生长和发育。
树木的蓄水能力对于维持生态平衡、减少洪水、增加地下水储量等具有重要意义。
第一章植物的水分生理(共54张PPT)
水分通过胞间连丝的吸收。移动速度较慢。
•
由于水势梯度引起水分进入中柱后产生 的压力。
和 现象可以证明根压的存在。
伤流（bleeding）
吐水（guttation）
从受伤或折断的植物组织溢 从未受伤叶片尖端或边缘向
出液体的现象
外溢出液滴的现象
水、无机盐、有机物、植物激素（细胞 分裂素）。
伤流液的数量和成分，可以作为根系活 力强弱的指标。
lower epidermis more than in the upper epidermis.
• In grain plants, those distribution is nearly equal in the lower epidermis to in
the upper epidermis.
• T—absolute temperature
• 植物细胞膜的特点—生物膜（质膜、液泡
膜），半透膜，选择透性，水分子易于通 过，而对溶质则有选择性；而且细胞液与 外界溶液具有Ψw 差。
• 质壁分离（Plasmolysis）和质壁分离复原
（ Deplasmolysis）现象可以验证之。
高浓度溶液中， 细胞失水，质壁 分离。
扩散 依浓度梯度进行，短距离运输 集流 依压力梯度进行，长距离运输
A. 单个水分子通过膜 脂双分子层进入细胞
B．多个水分子通过水孔蛋白形成的水
通道进入细胞
水分移动需要能量做功，该动力来自于 渗透作用。
渗透作用：
通过半透膜移动的现象。
发生条件：半透膜，膜两边有浓度差。
1 mol物质的自由能。
每偏摩尔体积水的化学势，用Ψ表示，
0.5
0
-0.5
树木的分类与特征
利用天敌昆虫、微生物等控制病虫害的发 生和危害。如释放天敌昆虫、喷洒生物农
药等。
化学防治
使用化学药剂进行病虫害防治。需注意药 剂的选择和使用方法，避免对环境和人体 造成危害。
物理防治
利用物理手段如热处理、射线照射等杀死 病虫害。此方法对环境和人体无害，但成
本较高。
农业防治
通过合理的栽培管理措施，增强树木的抗 逆性，减少病虫害的发生。如合理施肥、 修剪枝条、保持林地卫生等。
叶子全年保持绿色，不会因季节变化而脱落。 树干通常较粗壮，树冠较紧密，枝条生长较有规律。
叶子形态多样，但通常较硬挺，叶缘较光滑。
生长速度较慢，对土壤和气候条件有一定要求，但一旦 适应环境则能长期生长。
05
树木生长与形态特征
树木生长过程及阶段划分
种子萌发阶段
树木生长始于种子萌发，形成幼苗。
速生阶段
行分类。
树木分类等级体系
01
02
03
界
生物分类的最高等级，如 植物界。
门
生物分类的第二等级，如 被子植物门、裸子植物门 等。
纲
生物分类的第三等级，如 双子叶植物纲、单子叶植 物纲等。
树木分类等级体系
目
生物分类的第四等级， 如蔷薇目、豆目等。
科
生物分类的第五等级， 如松科、杉科、柏科等
。
属
生物分类的第六等级， 如松属、杉属、柏属等
。
种
生物分类的基本单位， 具有相似的形态特征和 遗传特性，如马尾松、
油松等。
常见树木分类举例
松柏类
包括松树、杉树、柏树等，属 于裸子植物门，具有针状叶和
球果。
阔叶类
包括橡树、枫树、杨树等，属 于被子植物门，具有宽阔的叶 片和多种类型的果实。
植物生理学01水分生理
Root pressure (根压)：由于根系的生理活动 使液流从根部沿木质部导管上升的压力。一 般为0.1-0.2MPa 。 它大小和成分代表根生理 活动和强弱。
• 根 压 产 生 的 机 制
水分和溶质在根内的横向运输可能通过三条途径。 1 通过质外体 2 通过共质体 3 通过细胞膜
几个相关的概念
等渗溶液：溶液的Ψs等于细胞或细胞器的Ψw
p
s m
4, 水势的应用
水分总是由水势高的部位向水势低的部位运 转，故水势可用于判断水分迁移的方向。如：
1）相邻细胞的水分转移：水分由水势高的细胞沿水势梯
度流向水势低的细胞
故根系水分可向地上部分运转。 3）土壤-植物体-大气连续体系的水分转移：水势从高到低 的顺序是：土壤-根系-叶片-大气，水分也按此顺序迁
3）跨膜途径： 水分从一个细胞移动到另一个细胞，要经两次膜。
有研究表明，水分在细胞膜内的移动又有两种方式：一是单 个水分子直接越膜，二是经过一种膜通道蛋白——水孔蛋白进行 水孔蛋白
2、吸水部位 根系主要吸水区域-根毛区 数量度多，吸收面积 大； 细胞壁较薄，透水性 好； 输导组织发达。 栽植物时要带土，尽 量减少根毛损伤，以 利成活。
枝、果——皮孔蒸腾Lenticular transpiration约0.1% 叶片——角质层蒸腾cuticular transpiration(5~10%) 气孔蒸腾stomatal transpiration（主要方式）
4.2 气孔蒸腾
气孔--气体和水分交换的主要通道。
马 薯 表 皮 气 孔
1，气孔大小、数目及分布
1.2.1 植物体内水分含量 植物种类：水生90%以上>陆生40-90% >旱生 （沙漠）植物6%。木本<草本植物。 植物生长环境：阴生>阳生。 植物器官：生长点、根尖、幼嫩茎等达90%以 上>功能叶70-90% >树干40-50% >休眠芽 40% >风干种子8-14%。 凡是生命活动越旺 盛的部分，含水量也越高。
树木体内水分长距离运输的负压传递机制(林业科技)
树木体内水分长距离运输的负压传递机制尚念科（山东省莱芜市林业局，山东莱芜 271100）摘要:蒸腾能使木质部产生不超过-0.1MPa的有限负压，这个负压在木质部内自上而下依次向下传递。
水分在导管或管胞内所受的吸附力、毛管力、真空力等综合作用力要大于或等于所受的重力，这个综合作用力可以将水分托住而不受重力作用而下移，使水分在负压作用下以分段移动的方式从根部上升到植物顶端。
空穴和栓塞是两个不同的概念，其形成过程、恢复机制都有其本质的不同。
空穴的发生与负压和水分的分段移动有密切的关系。
关键词：水分长距离运输；负压传递；分段移动；空穴；栓塞内聚力学说提出一个多世纪以来,一直是解释植物体内水分长距离运输机理的基本理论，但对于其预测的木质部中十几个MPa的负压至今仍未获得直接的实验证据。
空穴和栓塞的存在及木质部对割试验都足以证明木质部导管内连续水柱的不可能性。
所以这个学说从提出到现在就一直质疑不断。
随着近几年来水分生理研究的不断进展，与内聚力学说相矛盾的研究结果也越来越多。
也曾有学者提出过“水门假说”、“补偿压学说”等理论学说，但是这些理论学说或假说都有其无法解释的问题，更难以经受住理论和实践的检验。
所以到目前为止，在水分长距离运输机制方面仍然没有一个普遍接受的、完美的系统理论。
本文通过分析木质部负压的传递方式和水分在木质部内的受力状态及移动特点，对树木体内水分长距离运输的机制进行了分析和研究，提出了新的观点和见解，并对空穴和栓塞的发生过程及恢复机制进行了新的定义和解释。
1木质部内的负压在蒸腾过程中，叶肉细胞失水后使其水势降低，然后以渗透方式从叶脉导管内吸水。
导管内的水分减少会使导管内的压力降低并产生负压。
利用离体的带叶枝条插在装满水的密闭容器内并安装真空表进行测定，蒸腾产生的负压最大可达-0.08MPa。
在蒸腾状态下将树木顶端的枝条剪掉后在剪口上套上一口径合适的塑料管并注满水，在塑料管的另一端安装真空表（为防止塑料管受压变形事先在管内加入螺旋状的支撑物）。
树木的生物学特性与生态学
树木的养护：定期 修剪、施肥、浇水 ，保证树木的健康 生长
生态修复与环境保护
树木在生态修复中的作用：吸收污染物、净化空气、保持水土等 树木在环境保护中的作用：减少噪音、调节气候、保护生物多样性等 树木在生态旅游中的作用：美化环境、提供休闲场所、促进经济发展等 树木在教育中的作用：提高人们的环保意识、普及生态知识、培养生态道德等
药用与食用
药用价值：许多树木的果实、叶子、树皮等部位具有药用价值，如银杏、杜仲等 食用价值：一些树木的果实、种子等部位可以食用，如苹果、梨等 木材用途：树木的木材可以用于建筑、家具、造纸等 生态价值：树木在生态平衡中起着重要作用，如吸收二氧化碳、释放氧气、保持水土等
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幼苗生长阶段：幼苗在适宜的环境条件 下生长，逐渐形成树干、树枝和树叶。
成熟期：树木生长到一定阶段，达到成 熟，开始开花结果，繁殖后代。
衰老期：树木生长到一定年龄，开始衰 老，树叶脱落，树干枯萎，最终死亡。
生长习性
树木的生长周期：包括种子萌发、幼苗生长、成熟期和衰老期 树木的生长速度：受树种、环境因素和树龄的影响 树木的生长形态：包括直立生长、匍匐生长、攀缘生长等 树木的生长环境：包括土壤、水分、温度、光照等条件对树木生长的影响
纸浆制造：木材是纸浆制造的主要原料，可用于生产纸张、纸板等纸制品。 能源利用：木材是可再生能源，可通过燃烧产生热能，用于取暖、发电等。
园林景观营造
树木在园林景观中 的作用：美化环境， 改善空气质量，调 节气候
树木的选择：根据 园林景观的风格和 功能，选择合适的 树种
树木的配置：合理 配置树木，形成优 美的景观效果
生理特性：根据树 木的生理特性，如 生长习性、繁殖方 式等，进行分类。
水分生理
衬 质 势
图2-1 植物细 胞的相对体积 变化与水势 (ψw)渗透势(ψs) 和压力势(ψp) 之间的关系的 图解
细胞初始质壁分离时：
ψp =0, ψw = ψs
充分饱和的细胞:
ψw = 0 ψs = -ψp
蒸腾剧烈时： ψp < 0， ψw < ψs
例题：
1、将充分饱和的细胞放入比其细胞液浓度低10倍的溶液中， 其体积会如何变化？ 2、将细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则细胞是吸水、 失水还是保持平衡？ 3、若细胞的ψw = ψs ，将其放入纯水中，则体积如何变 化？ 4、一个细胞的ψw=-0.8MPa，在初始质壁分离时ψs=1.6MPa，设该细胞在初始初始质壁分离时比原来体积 缩小4%，计算其原来的ψs和ψp各为多少？
② 代谢理论 :认为呼吸释放的能量参与根 系的吸水过程。
蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的 一系列水势梯度使导管中水分上升 的力量。
是由枝叶形成的力量传到根部而 引起的被动吸水
蒸腾作用(transpiration)
是指水分以气体状态，通过植物体的
表面(主要是叶子)，从体内散失到体 外的现象。
生理意义：
G1P经糖酵解转化为PEP
苹果酸根使细胞里的 消耗CO2 pH增高(8.0-8.5), 水势下降，同时 ATP 酶-H+泵水解ATP，泵 活化PEP羧化酶 出H+到细胞壁，造成 膜电位差，激活K+ - → 草酰乙 PEP + HCO3 通道和Cl-通道， K+ 酸→ 苹果酸 和Cl-进入GC
水分从 根向地 上部运 输的途 径
水分集流通过水孔蛋白形成的水通道
水势(water potential)就是每偏摩尔体积水的化 学势。 即水溶液的化学势(μw)与同温、同压、同一系统 — 中的纯水的化学势(μw0)之差(△μw)，除以水的偏摩 尔体积(Vw)所得的商，称为水势。
植物生理学
植物生理学第一周：束缚水靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分（如：风干的种子）束缚水一般不参与植物的代谢反应，它的含量与植物抗性大小有密切关系。
自由水距离胶粒较远而可以自由流动的水分自由水主要参与植物体内各种代谢的反应，它的含量制约着植物的代谢强度，其占总含水量的比例越大，则植物代谢越旺盛。
自由水/束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
自由含水量的不同，细胞质亲水胶体有两种不同的状态：含水量较多的是溶胶，含水量较少的是凝胶（如：休眠的种子）植物体内水分的生理生态作用：1.水分是细胞质的主要成分（含水量在70%~90%）；2.水分是代谢作用过程的反应物质；3.细胞分裂及生长都需要水分；4.水分是植物对物质吸收和运输的溶剂；5.水分能保持植物固有的姿态；6.调节植物体温及大气湿度、温度等（蒸腾失水）。
植物细胞对水分的吸收：1.渗透性吸水（借助渗透作用，即水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动进行吸水）；2.代谢性吸水：（利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程）；3.吸涨性吸水：（亲水胶体物质吸水膨胀的现象）物质中的总能量分为束缚能和自由能。
束缚能：不能用于做功的能量。
自由能：是指能够做功的能量和参与反应的本领。
化学势：1mol物质的自由能就是该物质的化学势，可衡量物质反应或做功所用的能量。
水势：就是每偏摩尔体积水的化学势差，衡量水分反应或做功能量的高低。
水势(ψw) == 水溶液的化学势（μw)—纯水的化学势（μw0）==Δμw水的偏摩尔体积（¯Vw）（¯Vw）水的化学势单位N·m·mol-1 =====N/m2==Pa水的偏摩尔体积单位m3·mol-1特例：纯水的水势为0 海水的水势--2.69MPa1MNacl 水势为--4.46MPa 植物细胞的水势在--0.1~1.5MPa渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。