药用植物生态学第二章药用植物与光的关系

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1、《药用植物生态学》10/4/20211第二章药用植物与光的关系10/4/20212主要内容一、光的性质二、光照强度及其变化三、光谱成分的变化四、日照长度及其变化五、水体和植物群落中的光照情况第一节光的性质和变化第二节光与药用植物生态一、光强对药用植物的生态作用二、光质对药用植物的生态作用三、光能的信息作用10/4/20213第一节光的性质和变化10/4/20214一、光的性质太阳辐射光谱——指太阳辐射按波长不同顺序排列，太阳辐射波长范围很广，但占太阳辐射总能量的99%集中在150—4000nm范围内，将太阳辐射光谱分为:紫外光、可见光和红外光三部分。10/4/202151“A”=0.1

2、nm==1*10^-10m紫外光谱：波长小于380nm可见光谱：波长380~760nm红外光谱：大于760nm白光红760-620nm;橙626-595nm;黄595-575nm;绿575-490nm;蓝490-435nm;紫435-380nm10/4/2021610/4/20217全部太阳辐射中紫外线占1%10/4/20218生理辐射或光合有效辐射——指在太阳辐射光谱中，能直接参与植物光合作用，被植物吸收固定的太阳辐射。波长范围400-700nm橙红光600-700nm对植物的光合作用具有最大活性，其次是400-470nm蓝紫光，而对绿光的吸收较少。10/4/20219二、光照强度及

3、其变化光照强度——用光产生的热效应来测量。太阳辐射强度——指垂直于太阳光的单位面积（1m2）、单位时间(1min)的黑体上所获得的太阳总热量。单位(卡/cm2.min)太阳常数——指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/cm2.min1.94卡/cm2.min10/4/202110影响太阳辐射的因素大气层—吸收、反射和散射太阳高度角—平行光束射向地面的太阳辐射与地面的交角纬度影响——赤道向两极随纬度的增加，太阳高度角减小，太阳辐射减弱海拔高度——随海拔高度升高而增强地形地貌——地面朝向和坡度10/4/20211110/4/20211210/4/202113

4、10/4/202114三、光谱成分的变化太阳辐射光谱受大气层吸收、散射等影响，光谱成分会发生变化。原因：大气层对不同波长的光谱的吸收和散射不同，具有选择性。大气对波长较短的辐射光谱的散射作用较强，随高度角的增加，紫外线和可见光的比例增加，红外线比例减小。为什么？10/4/202115日照长度——指每天太阳的可照时数，即昼长。四、日照长度及其变化日照长度随不同纬度和季节有规律地变化着，重复作用于植物，形成了与长短日照相适应的植物类型。长日照植物——每天日照时间在12h以上(黑夜短于12h)才能开花的植物。短日照植物——需要一定的短日照(通常每天12h以上黑夜)才能开花的植物。10/4/2

5、02116五、水体和植物群落中的光照情况水体表面反射深处吸收水体中的辐射强度减弱，光谱组成发生变化影响水体中植物的分布变化10/4/202117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——吸收约占70%，反射占20%，透过约占2-10%。若叶片的性质及光波长不同，则反射、吸收和透过的程度不同。叶片也具有选择吸收特性。透过主要取决于叶片结构和厚度。红外光和绿光的透过较强。2、辐射在树冠中的分布——在树冠剖面上分为三层：光线充足外层、关照强度逐渐减弱的中层、光照不足的内层。3、辐射在植物群落中的分布——照射在群落上的太阳光，可分为三部分：一部分被吸收，一部分被反射，另一

6、部分穿过间隙射入群落内部。10/4/202118植物种类、群落结构、季节不同，则这三部分光的比例不同。特点：1、光照强度明显比群落外部弱。2、随季节不同，群落内部光照变化大。3、光质改变。群落中的植物具有分层的现象。10/4/202119第二节光与药用植物生态10/4/202120一、光强对药用植物的生态作用二、光质对药用植物的生态作用三、光能的信息作用主要内容10/4/202121一、光强对药用植物的生态作用1、植物对光能的利用太阳能化学能植物光合作用CO2/O2扩散交换光反应吸收能量的光化学过程暗反应与光照无关的光能转移过程10/4/202122二氧化碳同化（CO2assimila

7、tion）——简称碳同化，是指植物利用光反应中形成的同化力(ATP和NADPH)，将CO2转化为碳水化合物的过程。二氧化碳同化是在叶绿体的基质中进行的，有许多种酶参与反应。高等植物的碳同化途径有三条，即C3途径、C4途径和CAM（景天酸代谢）途径。10/4/202123C3途径1946年，美国加州大学放射化学实验室的卡尔文(M.Calvin)和本森(A.Benson)等人采用了两项新技术：(1)14C同位素标记与测定技术(可排除原先存在于细胞里