香港計算器

蒸騰效率計算器

輸入累積乾物質與蒸騰耗水量,即時算出蒸騰效率 TE = 乾物質 ÷ 蒸騰量,用於評估植株每消耗一單位水能生產多少乾物質、比較耐旱與節水表現。

輸入資料

該期間植株新增的乾物質重量(烘乾至恆重)。單位須與耗水量搭配(此處 g)。
g
同期間經葉片蒸騰散失的水量(如 kg 或 L,1 kg 水 ≈ 1 L)。須為正數才可計算。
kg

計算結果

5g/kg

重點速覽:蒸騰效率(transpiration efficiency, TE)量度植物「用水造乾物質」的生理效率,定義為某段時間累積的乾物質除以同期經蒸騰散失的水量:TE = 乾物質 ÷ 蒸騰量,常以 g 乾物質 / kg 水(等於 g/L,因 1 kg 水約 1 L)表示。它與更廣義的「水分利用效率(WUE)」密切相關,但 TE 特別聚焦在「真正通過葉片氣孔蒸騰的水」,排除土壤蒸發等非生產性耗水,因此更直接反映葉片與植株層次的生理特性。TE 的高低取決於幾個因素:光合能力越強(同樣開氣孔能固定更多碳)、氣孔調控越保守(在維持光合下減少水分散失)、以及採用 C4 或 CAM 等節水光合途徑者,TE 通常較高。因此 TE 是作物耐旱與節水育種的重要選拔性狀——高 TE 品種在有限供水下能維持較高生產力。要注意 TE 受大氣蒸發需求(以飽和水氣壓差 VPD 表示)強烈影響:空氣越乾(VPD 越高),每固定一份碳就要付出更多蒸騰水,TE 隨之下降。因此嚴謹比較不同試驗或季節的 TE 時,常會把它對 VPD 標準化(如以 TE×VPD 為一個較穩定的品種特性),或在相近氣候條件下比較。碳同位素判別(δ¹³C)也常被用作長期 TE 的間接指標。使用本計算器時,乾物質與蒸騰量須對應同一植株、同一期間,且單位一致(乾物質 g、水 kg 得 g/kg)。

計算公式

蒸騰效率:TE = 累積乾物質 ÷ 蒸騰耗水量。

單位:g 乾物質 / kg 水 = g/L(1 kg 水 ≈ 1 L)。

受大氣影響:TE 隨飽和水氣壓差 VPD 上升而下降。

$$TE = \frac{DM}{W_{transpired}}$$
$$TE \propto \frac{1}{VPD}$$

使用說明

  1. 量取該期間植株新增的乾物質(烘乾至恆重),與同期蒸騰耗水量(如用秤重法量盆栽日耗水)。
  2. 填入乾物質與蒸騰量,單位對應(乾物質 g、水 kg)。
  3. 系統即時算出 TE(每公斤水的乾物質產出);比較品種時宜在相近 VPD 下進行。

影響蒸騰效率 TE 的主要因素

影響蒸騰效率 TE 的主要因素
因素對 TE 的影響說明
光合途徑(C4 / CAM)提高同樣耗水固定更多碳,TE 通常高於 C3
氣孔保守調控提高維持光合下減少散失,換水率更佳
大氣乾燥(高 VPD)降低空氣越乾,每固碳付出的蒸騰水越多
逆境 / 病害使光合下降降低耗水未減但乾物質產出減少

比較 TE 時務必考慮 VPD 差異;常以 TE×VPD 或碳同位素 δ¹³C 作較穩定的品種指標。

理財情境案例

由乾物質與耗水算 TE

某盆栽作物在一個生長階段新增乾物質 = 500 g,同期蒸騰耗水 = 100 kg。

TE = 500 ÷ 100 = 5 g/kg。

代表每消耗 1 公斤水造出 5 克乾物質,可與其他品種在相近氣候下比較用水生產力。

在相同 VPD 下比較兩品種

品種 A:乾物質 500 g、耗水 100 kg → TE = 5 g/kg。

品種 B:同氣候下乾物質 480 g、耗水 80 kg → TE = 6 g/kg。

在相近 VPD 條件下,品種 B 每公斤水多造 1 克乾物質,節水生產力較佳,是耐旱育種較理想的親本;若兩者 VPD 不同則須先校正再比較。

常見問題

蒸騰效率 TE 和水分利用效率 WUE 有何不同?

兩者概念相近但層次不同。WUE 通常指「產量(或乾物質)÷ 總耗水」,總耗水可能包含土壤蒸發等非生產性損失,屬田間/群體層次;TE 專指「乾物質 ÷ 經葉片蒸騰的水」,排除土壤蒸發,是植株/葉片生理層次的效率。田間 WUE 可拆成 TE 與「蒸騰占總耗水比例」等成分,TE 高有助 WUE 高。

為什麼比較 TE 一定要看 VPD?

因為葉片蒸騰速率與大氣飽和水氣壓差(VPD)成正比:空氣越乾,同樣開氣孔散失的水越多,於是每固定一份碳付出的蒸騰水增加,TE 下降。若不校正 VPD,就可能把「測量當天很乾熱」誤認成「品種用水效率差」。實務上常用 TE×VPD 或碳同位素判別(δ¹³C)作較不受當下天氣影響的指標。

怎麼量蒸騰耗水量?

盆栽常用秤重法(lysimetry):把盆表面覆蓋以阻斷土壤蒸發,定時秤盆重,重量減少即為蒸騰耗水。田間可用莖流計、渦度相關或水平衡法估算蒸騰。關鍵是要盡量分離「蒸騰」與「土壤蒸發」,因為 TE 只針對經植物散失的水;若量到的是含土壤蒸發的總耗水,算出的其實偏向 WUE 而非純 TE。

C4 植物的 TE 為什麼較高?

C4 植物(如玉米、甘蔗)具有碳濃縮機制,能在較低的胞內 CO₂ 濃度下維持高光合,因而可以把氣孔開得較小、減少水分散失,同時固碳不減。相同蒸騰水下固定更多碳,TE 就比多數 C3 植物高。CAM 植物更極端,夜間開氣孔固碳、白天關閉,TE 通常最高,是極端節水策略。

TE 的單位可以換算嗎?

可以。TE = 乾物質 ÷ 水,若乾物質用 g、水用 kg,結果是 g/kg;由於 1 kg 水約等於 1 L,g/kg 在數值上也等於 g/L。若改用 mg 與 g 或 kg 與 m³ 等組合,換算時只要注意單位一致並乘上對應係數即可。比較文獻數據前務必先統一單位。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。TE 依 累積乾物質 ÷ 蒸騰耗水量 計算。