1771年，英国著名化学家普利斯特利把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死去了。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着。于是，他得出了一个结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。后来有人重复他的实验成功了，有人重复失败了，究其原因，才发现，这个实验必须在光照条件下才能成功。

光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉。

光本身也是一个十分复杂的生态因子。

太阳辐射强度（光强）、质量（光质）和周期性变化（光周期）对生物的生长发育和地理分布都产生着深刻的影响。那么我们就从光强、光质、光因子3个方面来讲述它的生态作用及生物的适应性。

 

1、光照强度对生物生长发育和形态建成有重要作用。 

（1）光照强度对植物细胞的增长、分化、体积增长和重量增加有影响   

（2）光对促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。

如黄化现象：植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄。人们常用遮光的方法生产黄化幼苗作为食品,如韭黄、蒜黄和豆芽等，因纤维素少而柔嫩可口。  

（3）光强在水中强烈地被减弱。5-10米深处维管植物可以生存，20-30米较深的海水中生活一些藻类植物。

2、光照强度对代谢和果实品质的影响

（1）影响抗氧化酶系统及抗氧化胁迫的能力。

（2）强光下能增加果实含糖性和耐贮性，且使着色良好。

3、光照强度对光合作用的影响

  绿色植物利用光能把CO２和水合成有机物，同时释放氧气的过程。 

光强-光合速率关系的模式图

随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于CO2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。  

在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段，直线A)；当超过一定光强，光合速率增加就会转慢(曲线B)；当达到某一光强时，光合速率就不再增加，而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点，此点以后的阶段称饱和阶段(直线C)。

不同植物的光强-光合曲线不同，光补偿点和光饱和点也有很大的差异。

光补偿点高的植物一般光饱和点也高，

草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物；

阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物；

4、植物对光照强度的适应

不同植物对光强的反应是不一样的。陆生植物对光照强度的适应分为阳性植物、阴性植物和耐阴性植物

阳性植物：对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能进行正常生长。如马尾松、泡桐等

阴性植物：对光强需求较阳性植物低，光饱和点和光补偿点低，其光合速率和呼吸速率都较低。如红豆杉、铁杉等

耐阴性植物 ：对光照具有较广泛的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间。如红松等

光质即光谱成分：红外、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、紫外。

生理有效辐射：太阳辐射连续光谱中，植物光合作用利用和色素吸收，具有生理活性的波段称为生理有效辐射或光合有效辐射，约在0.38-0.74µm，与可见光波段基本相符。

可见光中红、橙光是被叶绿素吸收最多的成分，其次是蓝、紫光，绿光很少被吸收，因此又称绿光为生理无效光。

短波光：如蓝紫光、紫外线，能抑制植物的伸长生长，而使植物形成矮粗的形态。紫外线能促进花青素的形成。

波长短于290nm的紫外线对生物具有伤害作用，被大气臭氧层吸收。

长波光，如红光、红外线，有促进植物茎的延长生长的作用。

红光有利于糖的合成，短波光（蓝紫光、紫外线）有利于蛋白质和有机酸的合成，促进花青素的形成，并抑制茎的伸长（在高山上，由于紫外光强，阳生植物大多成莲座状，而且花色特别鲜艳）。利用彩色薄膜栽培植物。

                                     利用彩色薄膜栽培植物

 

1.植物的光周期现象

早在1920年Garner和Allard正式提出植物开花的光周期现象，他们认为对植物开花起决定作用的是随季节变化的日照长度。日照长度对植物从营养生长期到开花这段时间的长短，往往有决定性的影响。

2.植物光周期现象的生态类型

长日照植物，短日照植物，中日照植物，中间型植物。

长日照植物：是指在日照时间长于一定数值（一般14小时以上）才能开花的植物，如冬小麦、大麦等，而且光照时间越长，开花越早。

短日照植物：是日照时间短于一定数值（一般14小时以上的黑暗）才能开花的植物，通常早春或深秋开花。如紫苏、烟草等。

中日照植物：是开花要求昼夜长短比例接近相等（12小时左右），如甘蔗等。

中间型植物：是在任何日照条件下都能开花的植物，如番茄、黄瓜和辣椒等。

3.光周期与植物的地理分布

  短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带；长日照植物大多数原产于温带和寒带，在生长发育旺盛的夏季，一昼夜中光照时间长。如果把长日照植物栽培在热带，由于光照不足，就不会开花。同样，短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。这对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。