基于植物生物節(jié)律的園林照明研究——以窄葉石楠為例.pdf

1、近些年來中國各城市廣泛開展城市夜景照明建設(shè)，園林植物是城市構(gòu)成元素的重要組成部分，對園林植物進行夜景照明是城市為塑造夜間景觀普遍采用的一種方式。園林植物夜景使用人工光照，人工光的光譜能量分布、光照強度及對植物光照的時間等都與日光不同。對于植物，光環(huán)境發(fā)生改變，直接體現(xiàn)在植物的光合速率上，長期積累后，植物生長形態(tài)等方面將會發(fā)生變化。目前，未見有人工照明影響植物生物節(jié)律方面的系統(tǒng)性研究報導(dǎo)，也缺乏園林植物照明的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對園林植物進行照

2、明是城市夜景塑造中的普遍現(xiàn)象，人為的增加植物光照，無疑將破壞植物生物節(jié)律。研究人工光照對植物生物節(jié)律的影響，將夜景照明對植物生物節(jié)律的破壞降到最低，是園林照明中亟待解決的問題。
　　本研究對我國部分地區(qū)園林植物照明進行了較長時間的跟蹤觀測，掌握了人工光照影響植物生物節(jié)律的基本表象特征。觀測內(nèi)容包括：植物類型、植物長勢、照明常用人工光源的光照強度、光源光譜能量分布及光照時間等。通過拍照、儀器測量、取樣等，掌握了園林植物人工光照的基本

3、情況，為實驗研究奠定了基礎(chǔ)。
　　對人工光照與植物生物節(jié)律的實驗及理論進行綜合研究，選取窄葉石楠作為研究對象，根據(jù)光合-光響應(yīng)直角雙曲線修正公式，推導(dǎo)出人工光照下窄葉石楠光合光響應(yīng)曲線修正值系數(shù)；根據(jù)光的波粒二象性原理進行換算，得出植物光合有效輻射值與光照度值、光量子與光照度值之間的函數(shù)關(guān)系；確定了窄葉石楠生物節(jié)律實驗田實驗的人工光照強度范圍。
　　植物葉片是植物接受光照的主要對象。人工光源不同于日光，不當(dāng)?shù)娜斯す庠磿χ参?/p>

4、的生長造成較大的影響。本實驗選取16株均高1.5米左右的同齡窄葉石楠植物為樣本。窄葉石楠(Photinia stenophylla Hand.-Mazz.)為石楠屬常見品種，是園林景觀中的常見植物，其葉片具有彩葉特點，但又不同于紅葉石楠葉片的顏色易變性，能保證實驗過程中葉片生化指標(biāo)的穩(wěn)定性。
　　實驗選用5種不同光色的LED光源和3個不同照度強度，進行為期6個月的光照窄葉石楠實驗。實驗中，監(jiān)測窄葉石楠葉片的葉綠素含量、葉片形態(tài)變化

5、規(guī)律及葉芽數(shù)量等，且利用Li-6400光合儀測量樣本植物受人工光照前后的光合指標(biāo)，對實驗數(shù)據(jù)進行非線性回歸分析，建立人工光照下窄葉石楠凈光合速率與光照強度的關(guān)系模型；利用直角雙曲線修正公式結(jié)合實測數(shù)據(jù)，得出光譜能量分布對窄葉石楠生物節(jié)律的影響程度。通過分析研究，發(fā)現(xiàn)了人工光照與窄葉石楠植物生物節(jié)律各參數(shù)的影響關(guān)系。
　　根據(jù)以上研究，利用計算機數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘理論技術(shù)，對LED光源光譜能量分布、光照強度、窄葉石楠光合-光響應(yīng)曲線

6、、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、植物葉片色彩、植物葉片面積、周長、葉長、葉寬、形態(tài)指數(shù)、葉芽數(shù)量等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析處理，確定了增加人工光照后窄葉石楠各生理指標(biāo)之間關(guān)系。
　　本研究成果對園林植物照明具有重要的理論與實踐意義，為我國園林植物照明提供了基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)和科學(xué)的研究方法；為園林植物照明光源的選擇和植物分類照明設(shè)計評價提供了依據(jù)，也為我國制定園林植物照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提供了科學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)。
　　本文的主要創(chuàng)新點：

7、　　（1）首次根據(jù)植物生物節(jié)律進行園林植物照明研究，利用環(huán)境光學(xué)理論與生物實驗相結(jié)合的方法，得出基于窄葉石楠生物節(jié)律的園林植物照明參數(shù)。
　?。?）研究人工光照影響窄葉石楠葉片形態(tài)指標(biāo)的變化，通過分析找到人工光照對窄葉石楠葉片形態(tài)影響的規(guī)律。
　?。?）研究不同光譜能量、光照強度下窄葉石楠光合光響應(yīng)曲線的變化規(guī)律，建立了不同光譜光照下窄葉石楠的光響應(yīng)曲線模型。
　?。?）采用數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘的計算機方法分析人工光照影