太阳辐射

 

阳光驱动了光合作用。在所有来自太阳的光中,可见光(波长范围400〜700纳米)是绿色植物能够最有效利用的。此波长范围称为光合有效辐射(PAR),是植物科学中常用的光强度测量范围。PAR的单位通常为:微摩尔•每平方米•每秒。光对光合作用的影响具有明显的饱和模式特征:在光强度比较低的时候,更多的光会驱动更多的光合作用。

地球的自转和地轴的倾斜使北方寒带区域产生了一个强大的太阳辐射周年循环。入射辐射在盛夏达到全年最高值。12月下旬,辐射将到达最低限度。冬季的白天时间很短,所以整体辐射都不强。

Daily average of PAR at our measuring station in 2009-2010

Examples of a diurnal pattern in PAR at our measuring site on a sunny and a cloudy day in January and June

地球自转产生了辐射的日变化。在完全无云或多云的日子里,光合有效辐射的模式通常是非常有规律的,但在天空中运动的云会导致辐射量在很大程度上变化。有时候,来自云层的反射将辐射聚焦,使得辐射甚至比在晴天条件下还强烈。

叶子、茎和植物的其他部分对太阳辐射的吸收使得树冠内部的光在空间分布上有很大的变化。一般情况下,光渗透树冠越深,强度会变得越低。当一个点的太阳光被树冠完全遮住时,它将处于完全阴影(本影)中并且没有直接的光合有效辐射(PAR)。相对地,当一个区域的太阳光被部分遮住时,它将处于半影区。充满阳光的地方称为光斑。光斑减少和本影区增加的概率在树冠内以一个很小的幅度攀升。

光合有效辐射(PAR)是用对400-700nm波长范围敏感光电二极管测量的,其对应的正是光合作用的最重要的波长范围。半导体(例如光电二极管)会被湿气和高温严重影响。除此之外,研究者还必须特别注意传感器的位置保持垂直:倾斜的位置也会导致测量产生误差。