第二节 光谱质量变化对园林植物的生态效应

一、太阳辐射光谱的生态效应

不同的光谱成分对植物的影响不同，除了少数植物能在缺少某些波长光的情况下完成其生理机能外，大多数植物需要在全光下完成生活史。当然，绿色植物并不能利用所有波段的太阳辐射能，一般只吸收300～750 nm之间的太阳辐射，又称为生理辐射。而光合效应有意义的辐射通常认为在380～710 nm（或400～700 nm）之间，大体和可见光相当，称为光合有效辐射（photosynthetic effective radiation）。由此可见，可见光具有重要的生态学意义，是因为只有可见光才能在光合作用中被植物利用并转化为化学能。而在可见光中，红光和蓝光对植物的光合作用尤为重要（表2-3）。

表2-3 太阳辐射的不同波段对植物的生理生态效应

（引自张银龙，2003）

波长小于290 nm的紫外光大部分被O3层吸收，到达地面的仅是波长在290～380 nm之间的紫外光，约占到达地面总太阳辐射量的1%～2%。这些波长的紫外光很难穿透植物的角质层，而是全部被该层的细胞液吸收，因此紫外光对植物的影响甚微。但没有被角质层或能吸收紫外光的色素保护的细胞则很容易受到伤害，如一些藻类、细菌及真菌等对紫外光极为敏感，因此紫外光能够杀死物体表面的一些微生物，具有消毒作用。紫外光对植物的生长有可逆性抑制作用，较典型的是一些高山植物矮小且生长缓慢，就很可能是由于紫外光的抑制性作用所致。长期生长在紫外光照射下的植物能适应其照射而通过形成一些保护性色素来避免其不利影响，如冬季在室内生长的一些茎叶鲜嫩的植物在春天将其移植至直射光下，会很快产生紫、红或棕色色素。紫外线还能增强植物的向光性反应。当然，植物对紫外光的适应能力是在允许范围之内的，过强的紫外光对植物会有伤害。

红外光的生态效应主要体现在热效应上，它能促进植物茎的伸长生长，有利于种子和孢子的萌发，提高植物体的温度。但不同波长的红外光效应有所不同。波长大于1000 nm的远红外光对植物无特殊效应，一旦被植物吸收则立即转换成热能而不参加光化学反应过程。波长界于1000～710 nm的近红外光和红光辐射，对植物细胞有伸长作用。因此红外光对作物的萌芽和生长有刺激作用，但不能被叶绿体吸收，所以红外光主要是增热作用，为植物生长发育提供必需的热量条件。波长大于760 nm的近红外光，植物叶片对其吸收较少，大部分被反射和透过，而对远红外光吸收较多，因此可利用该性质对植物进行病虫害监控，因为感染病虫害的树木要比健康者温度高。阔叶树叶片对红外光的反射比针叶树叶片多，波长更长的红外光可以通过热遥感器探知，以快速发现和预报森林火灾。有些昆虫的寄生生物或捕食生物能够利用红外光感应器来确定被食者的躲藏位置。远红外线产生热效应，供给作物生长发育的热量，在红外光照射下，可使果实成熟趋于一致，近红外光对作物无用途。所以在快繁、水培过程中常采用红光进行补光，以达到最高的利用率。蓝紫光与青光对植物生长及幼芽的形成有很大作用，它们抑制植物的伸长而使其形成矮而粗的形态；同时蓝紫光也是支配细胞分化最重要的光线，还能影响植物的向光性。

二、太阳辐射光谱成分对园林植物的生态效应

太阳辐射光谱成分对植物的影响主要表现在：①不同波长的太阳辐射有利于形成不同的光合产物。红光能促进碳水化合物（如淀粉）的合成；蓝紫光能促进蛋白质的合成；蓝光有利于蛋白质和有机酸的合成等。高山茶常处于短波光成分较多的环境，纤维素含量少，茶素和蛋白质含量高，易产名茶。②不同波长的太阳辐射影响植物体的形态建成。短波的蓝紫光和紫外线能抑制茎节间伸长，促进多发侧枝和芽的分化；紫外光增多，形成植物的特殊形态，茎部矮小，叶面缩小，毛茸发达，积蓄物增多，叶绿素增加，茎叶有花青素存在，颜色艳丽。高山及高海拔地区因紫外线较多，所以花卉色彩更加浓艳，果色更艳丽，品质更佳。长紫外线对植物的生长有刺激作用，可以增加作物产量，促进蛋白质、糖、酸类的合成。③对植物其他生理活动的影响。如红光能加速长日植物的发育，蓝紫光则加速短日植物的发育；用长紫外线照射种子，可以提高种子的发芽率；蓝紫光和紫外线有助于花色素与维生素的合成，同时可见光中的蓝紫光和青光对生长与幼芽形成有重要作用；蓝紫光也是支配细胞分化最重要的光线；蓝紫光还能影响植物的向光性。短紫外线还有消毒杀菌作用，可以减少植物病害。