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1、药药用植物与光用植物与光(3)一、光的性一、光的性质 太阳太阳辐射是一种射是一种电磁波，占太阳磁波，占太阳辐射射总能量能量99%集中在波集中在波长150-4000nm的范的范围内。内。按波按波长的不同分的不同分为：紫外紫外线380nm，约占占1% 可可见光光380760nm，约占占40%50% 红外外线760nm，约占占50%60%500 1000 2000 3000 500 1000 2000 3000 40004000可可见见光光红红外外线线紫紫外外线线波长波长nmnm能能流流强强度度太阳辐射及其光谱组成太阳辐射及其光谱组成紫外线：小于紫外线：小于290nm290nm的被臭氧吸收的被臭氧吸
2、收可见光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫可见光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫红外线：地球热量的主要来源红外线：地球热量的主要来源红光：光：760626nm760626nm橙光：橙光：626595nm626595nm黄光：黄光：595-575nm595-575nm絿光：絿光：575490nm575490nm蓝光：光：490435nm490435nm紫光：紫光：435380nm435380nm叶绿素叶绿素b波长波长(nm)400500600700叶绿素叶绿素a和和b在乙醚中的吸收光谱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胡萝卜素和叶黄素在乙烷中的吸收光谱400420440460 48050
3、0520波长波长(nm)叶绿素叶绿素a胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶叶绿体色素的吸收光体色素的吸收光谱 光合有效光合有效辐射：射：太阳太阳辐射中，能直接参射中，能直接参与植物光合作用，被植物吸收的太阳与植物光合作用，被植物吸收的太阳辐射，射，波波长为400700nm.最大活性：最大活性：600-700nm的橙的橙红光光其次：其次：400-470nm的的蓝紫光紫光最差：最差：对绿光吸收最少光吸收最少二、光照二、光照强度及其度及其变化化(一一)光照光照强度的表示度的表示单位和太阳常数位和太阳常数太阳太阳辐射射强度：度：垂直于太阳光的垂直于太阳光的单位位面面积、单位位时间的黑体上所的黑体上所获得的太
4、阳得的太阳总热量。最常用表示：卡量。最常用表示：卡/厘米厘米2分分太阳常数：太阳常数：在地球大气上界垂直于太在地球大气上界垂直于太阳光的平面上所接受的太阳阳光的平面上所接受的太阳辐射射强度度为1.94卡卡/厘米厘米2分。分。影响地表太阳影响地表太阳辐射射强度的因素度的因素大气圈太阳高度角纬度和季节海拔地形因素（二）大气（二）大气层对太阳太阳辐射的作用射的作用把到达地球大气上界的太阳把到达地球大气上界的太阳辐射作射作为100其中其中约19被大气吸收被大气吸收约34被大气和地面反射、散射回宇宙被大气和地面反射、散射回宇宙达到地面的太阳达到地面的太阳辐射射约为47反反射射高高层层大大气气平平流流层层
5、对对流流层层紫紫外外线线臭氧臭氧(O3)红红外外线线臭臭氧氧吸吸收收紫紫外外线线水水汽汽和和二二氧氧化化碳碳吸吸收收红红外外线线空气分子空气分子细小尘埃细小尘埃散射散射地 面1 1、吸收作用、吸收作用可可见见光光可可见见光光臭氧吸收紫外线，水汽和二氧臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线化碳吸收红外线 具有选择性具有选择性云层和较大的尘埃能把一部云层和较大的尘埃能把一部分太阳辐射反射回宇宙空间分太阳辐射反射回宇宙空间 没有选择性没有选择性空气分子与尘埃，雾粒、小水空气分子与尘埃，雾粒、小水滴等能把太阳光向四面八方散滴等能把太阳光向四面八方散射出去射出去 具有选择性具有选择性2 2、反射作用、
6、反射作用3 3、散射作用、散射作用大气大气对太阳太阳辐射的散射射的散射规律：律：（1） 散射散射质点小于点小于辐射波射波长：散射的：散射的强度与太阳度与太阳辐射波射波长的四次方成反比，即的四次方成反比，即对短短波光散射波光散射强度大，度大，对长波光散射作用小。波光散射作用小。如：晴朗天空呈如：晴朗天空呈蓝色的道理。色的道理。（2）散射）散射质点大于点大于辐射波射波长：对不同波不同波长的光的光线几乎以同等程度散射。几乎以同等程度散射。如：多云如：多云时天空呈乳白色。天空呈乳白色。小小结：大气：大气对太阳太阳辐射的作用射的作用作用作用参与的大气参与的大气成分成分 波波长范范围作用特点作用特点吸收吸
7、收臭氧臭氧紫外紫外线有有选择性性：红、紫紫外外线被被强烈烈吸吸收收；可可见光光被被吸吸收收少少，大部分可到达地面大部分可到达地面二二 氧氧 化化 碳碳 、水汽水汽红外外线反射反射云云层、尘埃埃所有波段所有波段无无选择性性，反反射射光光呈白色呈白色散射散射空空 气气 分分 子子 、微小微小尘埃埃短短波波光光最最易易被散射被散射有有选择性性：波波长越越短越易散射短越易散射颗粒粒较大大尘埃埃 、 雾 粒粒 、小水滴小水滴 所有波段所有波段无无选择性性，各各波波段段同同样被散射被散射（三）地表的太阳（三）地表的太阳辐射射强度与太阳高度的关系度与太阳高度的关系太阳高度角太阳高度角：以平行光束射向地球表面
8、：以平行光束射向地球表面的太阳的太阳辐射与地面的交角。射与地面的交角。太阳高度角太阳高度角变化在化在0和和90 之之间。 太阳高度角与地面日光强度的关系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（四）太阳（四）太阳辐射射强度与度与纬度的关系度的关系纬度低度低太阳高度角太阳高度角大大经过的大气路程的大气路程短短大气削弱少大气削弱少地地面得到能量多面得到能量多纬度高度高太阳高度角小太阳高度角小经过的的大气路程大气路程长大气削弱多大气削弱多地面得地面得到能量少到能量少（五）太阳（五）太阳辐射射强度与海拔高度的关系度与海拔高度的关系海拔升高海拔升高大气厚度相大气厚度相对减小，
9、混减小，混浊度度小小太阳太阳辐射减弱少射减弱少如：在海拔如：在海拔1000m的山地，平均可得的山地，平均可得到全部太阳到全部太阳辐射能的射能的70% ，而在海平面上，而在海平面上仅有有50%左右。左右。例：高山植物例：高山植物（六）太阳（六）太阳辐射射强度与地形因素的关系度与地形因素的关系地面的朝向和坡度也影响光照地面的朝向和坡度也影响光照强度。度。北半球的温北半球的温带太阳位置偏南太阳位置偏南南坡入射角大南坡入射角大北坡入射角小北坡入射角小南坡接受光照南坡接受光照较平地多平地多北坡接受光照北坡接受光照较平地少平地少南坡上随着南坡上随着纬度的增加，坡度越大，度的增加，坡度越大，辐射量也越大射量
10、也越大北坡北坡则相反，坡度越小得到的相反，坡度越小得到的辐射越大射越大三、光三、光谱成分的成分的变化化 在不同条件下，不同波在不同条件下，不同波长的光在大气中的的光在大气中的吸收和散射是不同的。由于大气吸收和散射是不同的。由于大气对太阳太阳辐射射的吸收和散射具有的吸收和散射具有选择性。所以当太阳性。所以当太阳辐射射通通过大气大气时，不，不仅辐射射强度减弱了，而且光度减弱了，而且光谱成分也成分也发生了改生了改变。大气大气对短波短波光的散射光的散射较强太阳高度角增加太阳高度角增加太阳高度角减少太阳高度角减少紫外紫外线可可见光光所占比例增加所占比例增加长波光所占比波光所占比例增大例增大不同不同纬度：
11、度：低低纬度度处短波光所占比例增大短波光所占比例增大高高纬度度长波光所占比例增大波光所占比例增大不同不同时间：中午短波光所占比例中午短波光所占比例较大大早晚早晚长波光所占比例波光所占比例较大大四、日照四、日照长度及其度及其变化化日照日照长度度：指每天太阳的可照：指每天太阳的可照时数即昼数即昼长。北半球：北半球：夏半年（春分到秋分）随夏半年（春分到秋分）随纬度的增高，白昼度的增高，白昼时间逐逐渐加加长，以夏至的白昼最，以夏至的白昼最长；冬半年（秋分到春分）随冬半年（秋分到春分）随纬度的增高，白昼度的增高，白昼时间逐逐渐变短，以冬至的白昼最短；短，以冬至的白昼最短；赤道附近，赤道附近，终年昼夜平分
12、年昼夜平分北极地区，夏季全是白昼，冬季全是黑夜北极地区，夏季全是白昼，冬季全是黑夜五、水体和植物群落中的光照情况五、水体和植物群落中的光照情况(一一)水体中的光照情况水体中的光照情况 水能吸收光水能吸收光线，尤其是，尤其是对长波波辐射射 。 红外外线在水表在水表层就被吸收，紫外就被吸收，紫外线则能透能透入水体几米，可入水体几米，可见光波光波长在在500nm范范围的的辐射，可透入射，可透入1020m。 水体中水体中辐射射强度的度的变化，主要有以下情况：化，主要有以下情况：1、在水面或接近水面在水面或接近水面处太阳太阳辐射被反射或逆射被反射或逆射的量：射的量： 与太阳高度角及水面状况相关。与太阳高
13、度角及水面状况相关。 水体多呈水体多呈蓝绿色的原因？色的原因？2、水体中、水体中辐射射强度随深度的增加而减弱度随深度的增加而减弱在完全清澈的水中，在完全清澈的水中，1.8m深深处的的辐射射强度度只有表面的只有表面的50%；在混在混浊而流而流动的水中，在的水中，在0.5m的深度，的深度，辐射射强度可减少至度可减少至7%。（二）植物群落中的光照情况（二）植物群落中的光照情况1、植物叶片、植物叶片对太阳太阳辐射的吸收、反射和透射的吸收、反射和透过照射到叶片的光照射到叶片的光75%被叶片吸收被叶片吸收25%被叶面反射被叶面反射2%10%透透过叶片叶片叶片叶片对太阳太阳辐射的反射射的反射红外光区：反射垂
14、直入射外光区：反射垂直入射辐射的射的70%可可见光区：光区：红光波段，反射光波段，反射3%10% 绿光波段，反射光波段，反射10%20%紫外光区：少量反射，不超紫外光区：少量反射，不超过3%叶片反射光的能力叶片反射光的能力还与叶表面的形状有关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如：有密被毛的叶片，比无毛的叶片反射量增加增加23倍倍叶片叶片对太阳太阳辐射具有射具有选择吸收的特性吸收的特性可可见光区光区用于光和作用用于光和作用叶叶绿素素类胡胡萝卜素卜素80%95%红色和色和蓝色部分色部分绿色光吸收色光吸收较少少紫外光吸收极高紫外光吸收极高保保护进行光和作用的行光和作用的薄壁薄
15、壁组织不受不受伤害害叶片叶片对光的透射取决于叶片的光的透射取决于叶片的结构和厚度构和厚度中生形中生形态叶片：叶片： 透射透射约10%非常薄的叶片非常薄的叶片: 透射达透射达40%以上以上厚而硬的叶片：厚而硬的叶片： 几乎不能透几乎不能透过红外光和外光和绿光的透光的透过性最性最强林冠下以林冠下以红绿光的阴影占光的阴影占优势，森林深入，森林深入仅仅留下留下红光阴影光阴影2、辐射在射在树冠中的分布冠中的分布 乔木木树冠上冠上单个叶片所接受的个叶片所接受的辐射受入射受入射光的方向和射光的方向和该叶片的位置所决定。叶片的位置所决定。根据光照在根据光照在树冠的分布，可分冠的分布，可分为： （1）光）光线充
16、足的外充足的外层（2）光照）光照强度逐减的中度逐减的中层（3）光照不足的内）光照不足的内层 为什么种植桃、苹果等什么种植桃、苹果等树木要木要对枝条枝条进行行修剪？修剪？3、辐射在植物群落中的分布射在植物群落中的分布照射在群落上照射在群落上的阳光的阳光穿穿过枝叶枝叶间隙射入群落内部隙射入群落内部被主要被主要层的植物反射的植物反射被主要被主要层的植物吸收的植物吸收 根据构成群落的植物种根据构成群落的植物种类不同，群落的不同，群落的结构不同，以及不同的季构不同，以及不同的季节，群落中三部分，群落中三部分光所占比例也不同。光所占比例也不同。植物群落中的光照特点：植物群落中的光照特点：（1）光照）光照强
17、度明度明显比群落外部弱比群落外部弱（2）随季）随季节的不同，群落内部光照的不同，群落内部光照变化很大化很大如杜仲林。如杜仲林。（3）光）光质改改变：植物叶片主要吸收：植物叶片主要吸收红、橙、橙、蓝色光用于光合作用，群落内部的光中色光用于光合作用，群落内部的光中绿光和短光和短波光所占的比例相波光所占的比例相对群落外增多。群落外增多。由于群落光照的特点，因而群落中的植物由于群落光照的特点，因而群落中的植物具有分具有分层现象。象。热带森林最森林最为明明显。森林群落中，上森林群落中，上层乔木多木多为阳性喜光的种阳性喜光的种类，下下层多多为阴性植物，越到下阴性植物，越到下层的植物，耐阴性越的植物，耐阴性越强。针阔混交林混交林，上，上层林林冠反射光冠反射光约占占10%，吸收吸收约占占79%，射入，射入群落下群落下层的光的光约为11%。栎树林林，上，上层林冠反射林冠反射光光约占占18%，吸收，吸收约占占5%，射入群落下，射入群落下层的的光光约为77%。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
