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生命科学 · 代谢 · 植物生理学

蒸腾作用与气孔调节

蒸腾作用是指植物将水分以水蒸气的形式释放的过程。这包括观察气孔的开放,以及水蒸气从叶片中逸出的条件。

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意义与机制

叶片内的水分蒸发,主要通过气孔向外移动。蒸腾作用与水的移动以及无机物质的移动,以及叶片的降温有关。

当空气干燥时,叶片内外水蒸气之间的差异增大,并且风可以减少边界层。关闭气孔可以减少水分的损失,但也会改变二氧化碳的摄取。

关系与条件

在实验中,我们通过将叶面积、气孔开度、相对湿度以及风速系数相乘来计算相对速度。为了比较趋势,我们每次只改变同一片叶子的一个条件。

一个简单的乘法公式,并非植物的普遍生理规律。例如,由于水分缺乏引起的导气孔反应以及叶片温度等因素,需要分别考虑。

观察实验中需要注意的事物

当湿度较高时,蒸腾作用减少;当风力和叶面积增加时,则增加。 即使当气孔关闭时,大约 5% 的角质蒸腾作用仍然存在。

所有水分损失的量和速率均为虚拟相对值。 假设风系数为 0.2 s/m,以及截断层为 5%。 估测表明,光度计的水分吸收量与蒸腾作用量大致相等。 由于对水分储存、光强度、温度、物种差异以及水分缺乏导致的气孔反应,均未进行计算。 标尺内的气泡不会重置累计值,任何超出相对值 120 的数值,都将被标记为超出范围。

关键关系与符号

v = 叶面积 × (0.05 + 0.95 × 气孔开度) × (1 − 相对湿度) × (1 + 0.2 × 风速)

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
相对湿度与相同温度下的饱和水蒸气量的比值%
气孔开放程度模拟中的相对开动集0~1

工作实例

当气孔完全关闭时,水的蒸发量如何变化?

有效的开端 = 0.05 + 0.95 × 气孔开度。当气孔开度为 0,则 0.05 保持不变。湿度影响为 (1−0.8)/(1−0.5) = 0.4.

常见误解

  • 如果风力强,它不会在所有植物和所有条件下,以相同的速率导致蒸腾作用的增加。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax · 生物学 2版 (英文)