光因子的生态作用

本节导读

光是最重要的气候因子之一：它给光合作用提供能量，还能当「信号」，告诉生物现在是白天还是黑夜、是春天还是秋天。试卷里，选择题和填空题常考长日照与短日照植物的代表种类、光补偿点、阳性与阴性植物的区别；简答题常考「简述光周期现象及其在农业上的应用」。

学完这一节，你应该能说出光质、光强、日照长度三个方面的生态作用，区分三类植物，掌握引种时开花早晚的判断方法，并知道动物怎样利用光。

光的生态作用

光质

太阳辐射按波长分为紫外线、可见光和红外线三部分，它们的生态作用不同：

光的成分	主要生态作用
可见光	光合作用利用的主要部分，其中红橙光和蓝紫光最有效，绿光大部分被反射
紫外线	抑制茎的伸长，所以高山植物往往矮小、花色艳丽；还有杀菌作用
红外线	主要是热效应，使地面和生物体增温

叶片呈绿色，就是因为叶绿素吸收红橙光和蓝紫光最多，绿光多被反射出来。

水对不同波长的光吸收程度不一样：红橙光很快被吸收，蓝绿光穿透得最深。所以海洋里的藻类随水深有规律地分布：

水层	优势藻类	原因
浅水	绿藻	能利用浅层丰富的红橙光
中层	褐藻	介于两者之间
深层	红藻	含藻红素，能吸收穿透较深的蓝绿光

光强

光强直接影响光合作用的速率，这里有两个关键点：光补偿点是指光合作用制造的有机物恰好等于呼吸消耗时的光强，低于它植物就入不敷出，无法积累有机物；光饱和点是指光强增加到光合速率不再增加时的光强。

光强还影响植物的形态。在黑暗中生长的植物茎细长、叶小而黄白，这叫黄化现象；强光下的植物则节间短、叶片厚、分枝多。

植物对光强的适应：三类植物

根据对光强的要求，把陆生植物分为阳性植物、阴性植物和耐阴植物：

类型	光补偿点与光饱和点	适宜环境	形态特点	代表
阳性植物	高	空旷、光照充足处	叶厚而小、茎粗壮、分枝多	松树、杨树、柳树、蒲公英、玉米
阴性植物	低	林下、阴湿处	叶薄而大、茎细弱	人参、三七、蕨类、酢浆草
耐阴植物	介于两者之间	全光照或较弱光照下都能生长	介于两者之间	云杉、冷杉、桔梗

应用上，农业里把高秆的阳性作物和矮秆的耐阴作物搭配起来间作，如玉米和花生间作，能更充分地利用光能；人参、三七这类阴性植物，要搭遮阴棚才长得好；造林时，林冠下的幼苗要选耐阴的树种。

光周期现象

概念和类型

光周期现象是指日照长度的昼夜变化对生物生长发育的影响，最典型的是植物的开花。根据开花对日照长度的反应，植物分三类：

类型	开花条件	常见代表
长日照植物	日照长度超过临界日长才开花	小麦、油菜、菠菜、萝卜
短日照植物	日照长度短于临界日长才开花	水稻（多数品种）、大豆、菊花、牵牛
日中性植物	对日照长度不敏感，生长到一定阶段就开花	番茄、黄瓜、月季

临界日长是引起开花的日照长度界限。实验证明，真正起作用的是连续黑暗的长度：短日照植物其实是「长夜」植物，如果夜里用闪光打断黑暗，它就不开花了。

一般来说，长日照植物多在夏季开花，短日照植物多在秋季开花。口诀：长日照夏天开，短日照秋天开，日中性不挑日子。

引种规律

引种时，要根据原产地和引入地日照长度的差别，判断开花早晚，选对品种：

引种方向	短日照植物	长日照植物
南种北引（日照变长）	开花推迟，生育期延长，宜引早熟品种	开花提前，生育期缩短，宜引晚熟品种
北种南引（日照变短）	开花提前，生育期缩短，宜引晚熟品种	开花推迟，生育期延长，宜引早熟品种

记忆方法：短日照植物怕「日照变长」，因为日照变长会延迟开花；长日照植物则相反。先判断是变长还是变短，再对照植物类型，答案就出来了。

人工控制光照也是光周期现象的应用：给菊花遮光，可以让它提前开花；给蛋鸡延长光照，可以多产蛋；温室里补光，可以调节蔬菜和花卉的上市时间。

动物的光适应

• 昼夜节律：多数鸟类和蝴蝶白天活动，是昼行性动物；蝙蝠、猫头鹰和许多啮齿类夜间活动，是夜行性动物，这种节律由「生物钟」控制。

• 繁殖和迁徙：多数鸟类在春季日照变长时进入繁殖期，羊、鹿等则在秋季日照变短时发情；候鸟迁徙、鸟类换羽、兽类换毛（如雪兔冬白夏褐）也与日照变化有关。

• 趋光与应用：许多昆虫有趋光性，农业上用黑光灯诱杀害虫就是利用这一点。

• 深水和夜间：浮游动物夜间上升到表层觅食，白天下沉，叫昼夜垂直迁移；深海动物有的眼睛退化，有的靠自身发光器官照明。

易错提醒

• ❌ 长日照植物就是日照越长生长越好。✅ 长日照植物只是日照长度超过临界日长才开花，并不是越长越好。

• ❌ 短日照植物必须在短日照下才能生长。✅ 短日照指的是开花条件，营养生长不受这个限制。

• ❌ 日中性植物不需要光。✅ 日中性植物只是开花对日照长度不敏感，光合作用仍然需要光。

• ❌ 光补偿点越高的植物越耐阴。✅ 光补偿点低才耐阴；阳性植物的光补偿点高，要求强光。

• ❌ 绿光对光合作用最有效。✅ 叶绿素吸收红橙光和蓝紫光最多，绿光大多被反射。

例题精讲

例题 1

光补偿点是指（　）

A. 光合作用速率最大时的光强 B. 光合作用产物恰好等于呼吸消耗时的光强 C. 植物开花所需的最短日照长度 D. 光强增加而光合速率不再增加时的光强

答案：B

解析：光补偿点是光合作用制造的有机物与呼吸消耗相等时的光强。A 和 D 描述的是光饱和点附近的情况，C 描述的是临界日长，三者都不是光补偿点。

例题 2

某品种大豆（短日照植物）从北方引种到南方，一般会出现的现象是（　）

A. 开花推迟，生育期延长 B. 开花提前，生育期缩短 C. 开花时间不变 D. 只长叶不开花

答案：B

解析：从北方到南方，日照变短。短日照植物遇到更短的日照，会更早满足开花条件，所以开花提前、生育期缩短，产量可能降低，宜引晚熟品种。

例题 3

在林下阴湿处生长良好，光补偿点和光饱和点都较低的植物属于（　）

A. 阳性植物　　B. 阴性植物　　C. 耐阴植物　　D. 日中性植物

答案：B

解析：阴性植物的光补偿点和光饱和点都低，适应林下弱光环境。阳性植物两点都高；耐阴植物介于两者之间，既能在全光照下生长也能耐受一定荫蔽；日中性植物是按开花与日照长度的关系划分的，不属于这一分类。

本节小结

• 光质：红橙光和蓝紫光对光合作用最有效，紫外线抑制伸长，红外线是热效应；海藻随水深依次为绿藻、褐藻、红藻。
• 光强：光补偿点是光合等于呼吸时的光强；阳性植物补偿点高，阴性植物低，耐阴植物居中。
• 光周期现象是日照长度的昼夜变化对生物的影响；植物分长日照、短日照、日中性三类。
• 引种时先判断日照变长还是变短，再对照植物类型判断开花早晚，选早熟或晚熟品种。
• 动物的昼夜节律、繁殖、迁徙、换毛都与光有关，农业上可用黑光灯诱虫、延长光照增产蛋。