光与生物（园艺植物）的生态关系

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1、2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-1第二章光与生物（园艺植物）的生态关系光的基本性质及其变化植物群体中的光状况光强与植物的生态关系光质与植物的生态关系光时与植物的生态关系第一节太阳辐射的基本性质及其变化一太阳辐射概述光主要是太阳辐射以电磁波的形式投射地球表面的辐射线。一切温度大于绝对零度的物体，都以电磁波形式向四周放射，同时也接受来自周围的电磁波。一般将这种电磁波能量本身称为辐射能(简称为辐射)。将这种能量传播方式称为辐射。辐射具有波、粒二象性。辐射传播过程表现为波动性，而与物质问相互作用时表现为粒子'性。.202

2、1/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-2太阳表面高达6000℃，不断以辐射形式向外传递巨大的能量。太阳以电磁波或离子的形式向外放射能量的过程称为太阳辐射，所放射的能量称为太阳辐射能（或太阳辐射）太阳辐射的波长范围从0到无穷大，但主要集中在150-4000nm，占太阳辐射总能量的99%。其中最大能量波长在475nm，并向长短波方向双向锐减。2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-3太阳辐射光谱(solarspectrum)：太阳辐射能按其波长顺序排列据人眼所能感受到的光谱段,光又可分为可见光（visiblespec

3、trum)和不可见光(invisiblespectrum)。可见光是正常人所能看见的光，波长范围为380-760nm，占太阳辐射总能量的50%。根据其波长又为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的光。不可见光是可见光以外的部分光。又分为红外辐射(光)(infraredradiationorlight，3×106-760nm)，波长λ大于760，占太阳总辐射能量的43%，具有热效应紫外辐射(光)(ultravioletradiationorlight，200-380nm及大气上界10-200nm的真空紫外线)，波长小于380nm，占太阳

4、总辐射能量的7%，具有化学效应。2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-42021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-5Spectrum二、太阳辐射能的时空分布太阳辐射是地球绝大多数能量的来源。地球大气系统接收到太阳辐射能180000TW其能量主要集中在可见光波段。在微波波段，直到几十厘米波长还有少量辐射2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-62021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-7夏天北半球照射的时间长；冬天南半球照射的时间长（季节周期）；赤道附近照射的时间始终为12小时（日周期）低

5、纬度地区有较为恒定的热量，高纬度比低纬度地区接受的能量更少23°27'夏至NSWENWES23°27'冬至太阳辐射的时空变化规律(自A.Mackenzieet.Al.,1999)太阳辐射在大气的传播在地球大气层上界的太阳辐射中，可见光约占44%，红外辐射约占47%，紫外辐射约占9%。太阳常数(solarconstant）：在地球大气层上界垂直于太阳光的平面上所接受的太阳辐射强度为(1367土7)W/m2。2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-8太阳辐射穿过大气层到达地球表面的过程中，被大气吸收14%，被大气散射和云层、

6、地面反射43%，直达和散射到地面的约占太阳总辐射能量的47%。地球表面接受的太阳辐射主要是0.29-28μm，其中可见光约占38%-49%，红外线50%-60%，紫外线1%-2%。2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-92021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-10吸收、散射和反射具有选择性三、影响到达地面太阳辐射的因子到达地球表面的太阳辐射的变化状况，主要决定于以下因子。1.纬度不同纬度主要通过影响其太阳高度角的大小影响太阳辐射。太阳高度角是太阳辐射线与地平面之间的夹角。太阳高度角越小，穿过大气层的距离越远

7、，被大气层所吸收、反射、散射的太阳辐射量越多，到达地表的就越少;相反，太阳高度角越大，则到达地表的太阳辐射量就越多。太阳高度角随纬度增高而减小，故以赤道附近太阳辐射量最大，但因赤道地区常多云雨，故实际常在南、北纬20°附近地区。2021/9/20山东农业大学园艺科学与工程学院2-112.海拔随海拔增高，大气柱越短，大气稀薄，所含水汽、尘粒越少，太阳直接辐射越强，散射辐射越弱，地面接受的总辐射越强。3.坡向和坡度坡向，在北半球相同太阳辐射量的照射下，单位面积的太阳辐射量为南坡>平地>北坡。坡度对太阳辐射量的影响主要决定于太阳辐射线与该

8、地面之间的角度，即受地理位置、季节与坡度大小的综合影响。在北半球，坡度在20°~50°，太阳辐射量南坡>北坡，坡度越大越显著。因北纬23.5°以北地区，太阳总是从南面入射。坡向和坡度主要是对太阳直接辐射的影响，对散射辐射影响很小，故阴