药用植物与光

绿色植物所吸收的太阳能，通过光合作用合成有机物质，将一部分太阳光能转变成贮藏于有机物中的化学能，它不仅供给自身的需要，而且还维持食物链中所有成员的生物量及生命过程。地表吸收的绝大部分辐射能直接转变成热能，其中一部分用于水分蒸发，其余部分用来增加地球表面的温度。因此，太阳辐射是构成热量、水分和有机物质分布基础的能量源泉，为地球上所有生命得以生存和繁衍创造了必要条件。太阳辐射由于其光强、光质和光周期随时间和空间不同而深刻影响着植物生长发育、生物量和地理分布，因此，光是植物的一个非常重要的生态因子。药用植物与光共33页，您现在浏览的是第1页!一、光的性质二、光照强度及变化三、光谱成分的变化四、日照长度及变化五、水体和植物群落中光照情节光的性质和变化药用植物与光共33页，您现在浏览的是第2页!一、光的性质

太阳辐射是一种电磁波，占太阳辐射总能量99%集中在波长150-4000nm的范围内。按波长的不同分为：

紫外线＜380nm，约占1%

可见光380~760nm，约占40%~50%

红外线＞760nm，约占50%~60%药用植物与光共33页，您现在浏览的是第3页!5001000200030004000可见光红外线紫外线波长nm能流强度太阳辐射及其光谱组成紫外线：小于290nm的被臭氧吸收可见光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫红外线：地球热量的主要来源药用植物与光共33页，您现在浏览的是第4页!叶绿素b波长(nm)400500600700叶绿素a和b在乙醚中的吸收光谱胡萝卜素和叶黄素在乙烷中的吸收光谱400420440460480500520波长(nm)叶绿素a胡萝卜素叶黄素叶绿体色素的吸收光谱药用植物与光共33页，您现在浏览的是第5页!二、光照强度及其变化(一)光照强度的表示单位和太阳常数太阳辐射强度：垂直于太阳光的单位面积、单位时间的黑体上所获得的太阳总热量。最常用表示：卡/厘米2·分太阳常数：在地球大气上界垂直于太阳光的平面上所接受的太阳辐射强度为1.94卡/厘米2·分。药用植物与光共33页，您现在浏览的是第6页!（二）大气层对太阳辐射的作用把到达地球大气上界的太阳辐射作为100％其中约19％被大气吸收约34％被大气和地面反射、散射回宇宙达到地面的太阳辐射约为47％药用植物与光共33页，您现在浏览的是第7页!大气对太阳辐射的散射规律：（1）散射质点小于辐射波长：散射的强度与太阳辐射波长的四次方成反比，即对短波光散射强度大，对长波光散射作用小。如：晴朗天空呈蓝色的道理。（2）散射质点大于辐射波长：对不同波长的光线几乎以同等程度散射。如：多云时天空呈乳白色。药用植物与光共33页，您现在浏览的是第8页!（三）地表的太阳辐射强度与太阳高度的关系

太阳高度角：以平行光束射向地球表面的太阳辐射与地面的交角。太阳高度角变化在0°和90°之间。

太阳高度角与地面日光强度的关系太阳高度角射程地面日光强度小远弱大短强药用植物与光共33页，您现在浏览的是第9页!（五）太阳辐射强度与海拔高度的关系海拔升高—大气厚度相对减小，混浊度小—太阳辐射减弱少如：在海拔1000m的山地，平均可得到全部太阳辐射能的70%，而在海平面上仅有50%左右。例：高山植物药用植物与光共33页，您现在浏览的是第10页!三、光谱成分的变化

在不同条件下，不同波长的光在大气中的吸收和散射是不同的。由于大气对太阳辐射的吸收和散射具有选择性。所以当太阳辐射通过大气时，不仅辐射强度减弱了，而且光谱成分也发生了改变。药用植物与光共33页，您现在浏览的是第11页!四、日照长度及其变化日照长度：指每天太阳的可照时数即昼长。北半球：夏半年（春分到秋分）随纬度的增高，白昼时间逐渐加长，以夏至的白昼最长；冬半年（秋分到春分）随纬度的增高，白昼时间逐渐变短，以冬至的白昼最短；赤道附近，终年昼夜平分北极地区，夏季全是白昼，冬季全是黑夜药用植物与光共33页，您现在浏览的是第12页!1、在水面或接近水面处太阳辐射被反射或逆射的量：与太阳高度角及水面状况相关。水体多呈蓝绿色的原因？2、水体中辐射强度随深度的增加而减弱在完全清澈的水中，1.8m深处的辐射强度只有表面的50%；在混浊而流动的水中，在0.5m的深度，辐射强度可减少至7%。药用植物与光共33页，您现在浏览的是第13页!叶片对太阳辐射的反射红外光区：反射垂直入射辐射的70%可见光区：红光波段，反射3%~10%

绿光波段，反射10%~20%紫外光区：少量反射，不超过3%叶片反射光的能力还与叶表面的形状有关如：有密被毛的叶片，比无毛的叶片反射量增加2~3倍药用植物与光共33页，您现在浏览的是第14页!叶片对光的透射取决于叶片的结构和厚度中生形态叶片：透射约10%非常薄的叶片:透射达40%以上厚而硬的叶片：几乎不能透过红外光和绿光的透过性最强林冠下以红绿光的阴影占优势，森林深入仅仅留下红光阴影药用植物与光共33页，您现在浏览的是第15页!根据光照在树冠的分布，可分为：

（1）光线充足的外层（2）光照强度逐减的中层（3）光照不足的内层

为什么种植桃、苹果等树木要对枝条进行修剪？药用植物与光共33页，您现在浏览的是第16页!植物群落中的光照特点：（1）光照强度明显比群落外部弱（2）随季节的不同，群落内部光照变化很大如杜仲林。（3）光质改变：植物叶片主要吸收红、橙、蓝色光用于光合作用，群落内部的光中绿光和短波光所占的比例相对群落外增多。

药用植物与光共33页，您现在浏览的是第17页!药用植物与光共33页，您现在浏览的是第18页!红光：760~626nm橙光：626~595nm黄光：595-575nm絿光：575~490nm蓝光：490~435nm紫光：435~380nm药用植物与光共33页，您现在浏览的是第19页!

光合有效辐射：太阳辐射中，能直接参与植物光合作用，被植物吸收的太阳辐射，波长为400～700nm.最大活性：600-700nm的橙红光其次：400-470nm的蓝紫光最差：对绿光吸收最少

药用植物与光共33页，您现在浏览的是第20页!影响地表太阳辐射强度的因素大气圈太阳高度角纬度和季节海拔地形因素药用植物与光共33页，您现在浏览的是第21页!反射高层大气平流层对流层紫外线臭氧(O3)红外线臭氧吸收紫外线水汽和二氧化碳吸收红外线空气分子细小尘埃散射地面1、吸收作用可见光可见光臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线

——具有选择性云层和较大的尘埃能把一部分太阳辐射反射回宇宙空间

——没有选择性空气分子与尘埃，雾粒、小水滴等能把太阳光向四面八方散射出去

——具有选择性2、反射作用3、散射作用药用植物与光共33页，您现在浏览的是第22页!小结：大气对太阳辐射的作用作用参与的大气成分波长范围作用特点吸收

臭氧

紫外线有选择性：红、紫外线被强烈吸收；可见光被吸收少，大部分可到达地面二氧化碳、水汽

红外线反射云层、尘埃

所有波段无选择性，反射光呈白色散射

空气分子、微小尘埃短波光最易被散射有选择性：波长越短越易散射颗粒较大尘埃、雾粒、小水滴

所有波段

无选择性，各波段同样被散射药用植物与光共33页，您现在浏览的是第23页!（四）太阳辐射强度与纬度的关系纬度低—太阳高度角大—经过的大气路程短—大气削弱少—地面得到能量多纬度高—太阳高度角小——经过的大气路程长—大气削弱多—地面得到能量少药用植物与光共33页，您现在浏览的是第24页!（六）太阳辐射强度与地形因素的关系地面的朝向和坡度也影响光照强度。北半球的温带太阳位置偏南南坡入射角大北坡入射角小南坡接受光照较平地多北坡接受光照较平地少南坡上随着纬度的增加，坡度越大，辐射量也越大北坡则相反，坡度越小得到的辐射越大药用植物与光共33页，您现在浏览的是第25页!大气对短波光的散射较强太阳高度角增加太阳高度角减少紫外线可见光所占比例增加长波光所占比例增大不同纬度：低纬度处短波光所占比例增大高纬度长波光所占比例增大不同时间：中午短波光所占比例较大早晚长波光所占比例较大药用植物与光共33页，您现在浏览的是第26页!五、水体和植物群落中的光照情况(一)水体中的光照情况水能吸收光线，尤其是对长波辐射。红外线在水表层就被吸收，紫外线则能透入水体几米，可见光波长在500nm范围的辐射，可透入10～20m。水体中辐射强度的变化，主要有以下情况：药用植物与光共33页，您现在浏览的是第27页!（二）植物群落中的光照情况1、植物叶片对太阳辐射的吸收、反射和透过照射到叶片的光75%被叶片吸收25%被叶面反射2%~10%透过叶片药用植物与光共33页，您现在浏览的是第28页!叶片对太阳辐射具有选择吸收的特性可见光区用于光和作用叶绿素类胡萝卜素80%~95%红色和蓝色部分绿色光吸收较少紫外光吸收极高保护进行光和作用的薄壁组织不受伤害药用植物与光共33页，您现在浏览的是第29页!2、辐射在树冠中的分布

乔木树冠上单个叶片所接受的辐射受入射光的方向和该叶片的位置所决定。

药用植物与光共33页，您现在浏览的是第30页!3、辐射在植物群落中的分布

照射在群落上的阳光穿过枝叶间隙射入群落内部被主要层的植物反射被主要层的植物吸收根据构成群落的植物种类不同，群落的结构不同，以及不同的季节，群落中三部分光所占比例也不同。药用植物与光