【生物地理学】第四章光因子.ppt

太阳辐射在光谱组成、光照强度和光周期三方面影响森林植物。 森林经营活动中较易控制的是光强。 森林植物对光照强度具有适应性。 * * 内容 第四章 光因子Light factor 太阳辐射特性 太阳辐射光谱的生态效应 太阳辐射强度的生态效应 太阳辐射时间的生态效应 光因子在林业中的重要性 小结 太阳以电磁波形式发射辐射能。 太阳辐射能的40-50%是可见光谱，其余大部分是红外线，紫外线较少。 基础知识 ● 太阳辐射特性 太阳带来的还有可怕的紫外线和高能粒子，大部分被大气层与电离层阻挡。地球在时时刻刻保护着我们。 光的性质 ● 光的性质 波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类。 波长在380－760nm之间的光为可见光。 绿色植物的光合作用有效范围是380－700nm之间。 光的性质 ● 太阳光穿越大气层时，蓝色光被大气分子大量散射，所以天空本身呈现出蓝色。 在早晚，太阳光斜射穿越大气层，比直射时在空气中走过的行程更长，从而使得大量的蓝色光线在空气中散失，只剩下红色光，照射在较厚的云层上，形成绚丽的晚霞。 光质的影响 ● 1、光合作用 生理有效辐射：太阳连续光谱中，对植物光合作用和色素吸收具有生理活性的波段。 生理有效辐射中，红、橙光是被叶绿素吸收最多的部分，具有最大的光合活性。 蓝紫光也能被叶绿素、类胡罗卜素所吸收。 绿光为生理无效光。 植物叶片之所以呈绿色，是因为不吸收绿光，而将其反射。 光质的影响 ● 2、植物形态 短波光，如蓝紫光、紫外线，能抑制植物的伸长生长，而使植物形成矮粗的形态。 紫外线能促进花青素的形成，使花色鲜艳。波长短于290nm的紫外线对生物具有伤害作用，被大气O3层吸收。 长波光，如红光、红外线，有促进延长生长的作用。同时增热效应明显，但使花色变淡。 高海拔地带紫外线较强，花色鲜艳。 光质的影响 ● 红、橙、黄为长波光，增热效果强；青、蓝、紫为短波光，增热效果差。 花的各部尤其是花瓣是比较柔嫩的，易受高温的伤害，所以它们一般吸收增热较差的蓝紫光，而将红橙光反射出去；这就是红、橙、黄色的花较多之缘故。 而若吸收含热量较多的红橙光，就容易受高温伤害，这就是蓝、紫色花较少的缘故。 当然，如果全部吸收七色光波，受伤害就更大，很难生存；这就是偏黑色花少的原因。 老虎须 黑百合 鸢尾 昆虫似乎也不喜欢黑色花 光质的影响 ● 3、光合作用产物 当使短波光占优势并增多氮素营养时，促使碳素朝向氨基酸和蛋白质的合成。 当提高光强度并使长波光占优势时，碳素向糖类的转变的过程加强，从而促进糖类的合成。 实验研究表明：植物栽培中，用浅蓝色薄膜育秧与无色薄膜相比，浅蓝色薄膜秧苗根系较粗壮，插后成活快，生长茁壮，叶色浓绿，鲜重和干重都有增加，测定的淀粉、蛋白质含量较高 什么影响光质 ● 在室内的光谱组成中，蓝紫光成分大大减弱，影响植物的形态和花色。 在森林中，太阳辐射被上层树冠大量吸收，林下的光线阴暗，主要由绿光和红外线组成。使林下的植物受到光照不足和光质变差的双重影响。 这时林中的直射光斑具有很大的意义。 光强的影响 ● 1、光合作用 光饱和点：光照强度增加到一定程度后，光合作用增加的幅度逐渐减慢，最后不再随光强而增加，这时的光照强度为光饱和点。 光补偿点：当光合作用固定的CO2恰与呼吸作用释放的CO2相等时的光照强度。 每种植物都有自己的光补偿点与光饱和点。 不同的生长阶段、不同器官的光补偿点与光饱和点不同。 如果光照强度长期比较弱，低于某些植物的光补偿点，植物会无法存活。 光强的影响 ● 2、植物形态 光照较强时，树干较粗，尖削度大，机械组织发达，分枝多，树冠庞大。 叶的细胞和气孔通常小而多，细胞壁与角质层厚，叶片硬，叶绿素较少。 根系发达，分布较深。 如果没有竞争，那么树木会趋向于矮树干、多分枝的形态。 光强的影响 ● 如果森林密度较大，侧方光弱，只有上方光，树木会拼命地长高以争夺光照。一旦落后就必然被淘汰。这样的话，保持了良好干形，达到了人类的目的。 在人工林中，适当密植有利于促进树木的高生长和良好干形。 耐阴性 ● 3、树种耐荫性 是指其忍耐庇荫的能力，即在林冠庇荫下，能否完成更新和正常生长的能力。 鉴别耐荫性的主要依据：林冠下能否完成更新过程和正常生长。 喜光树种：只能在全光照条件下正常生长发育，不能忍耐庇荫，林冠下不能完成更新过程。例如：落叶松，白桦，马尾松。 耐荫树种：能忍受庇荫，林冠下可以正常更新。例如：云杉，冷杉。 中性树种：介于以上二者之间的树种。 影响树种耐荫性的因素： 年龄：随着年龄增加，耐荫性逐渐减弱； 气候：气候适宜时，耐荫能力较强； 土壤：湿润肥沃土壤上耐荫性较强。 耐阴性 ● 喜光树种特性： 树冠稀疏，自