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生命科學 · 代謝 · 植物生理學

蒸騰作用與氣孔調節

蒸騰作用是指植物將水分以水蒸氣的形式釋放的過程。這包括觀察氣孔的開放,以及水蒸氣從葉片中逸出的條件。

相關實驗:蒸騰作用與環境 →
蒸騰作用與環境
蒸騰作用與環境實驗場景 →

意義與機制

葉片內的水分蒸發,主要透過氣孔向外移動。蒸騰作用與水的移動以及無機物質的移動,以及葉片的降溫有關。

當空氣乾燥時,葉片內外水蒸氣之間的差異增大,並且風可以減少邊界層。關閉氣孔可以減少水分的損失,但也會改變二氧化碳的攝取。

關係與條件

在實驗中,我們透過將葉面積、氣孔開度、相對溼度以及風速係數相乘來計算相對速度。為了比較趨勢,我們每次只改變同一片葉子的一個條件。

一個簡單的乘法公式,並非植物的普遍生理規律。例如,由於水分缺乏引起的導氣孔反應以及葉片溫度等因素,需要分別考慮。

觀察實驗中需要注意的事物

當溼度較高時,蒸騰作用減少;當風力和葉面積增加時,則增加。 即使當氣孔關閉時,大約 5% 的角質蒸騰作用仍然存在。

所有水分損失的量和速率均為虛擬相對值。 假設風係數為 0.2 s/m,以及截斷層為 5%。 估測表明,光度計的水分吸收量與蒸騰作用量大致相等。 由於對水分儲存、光強度、溫度、物種差異以及水分缺乏導致的氣孔反應,均未進行計算。 標尺內的氣泡不會重置累計值,任何超出相對值 120 的數值,都將被標記為超出範圍。

關鍵關係與符號

v = 葉面積 × (0.05 + 0.95 × 氣孔開度) × (1 − 相對溼度) × (1 + 0.2 × 風速)

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
相對溼度與相同溫度下的飽和水蒸氣量的比值%
氣孔開放程度模擬中的相對開動集0~1

透過範例確認

當氣孔完全關閉時,水的蒸發量如何變化?

有效的開端 = 0.05 + 0.95 × 氣孔開度。當氣孔開度為 0,則 0.05 保持不變。溼度影響為 (1−0.8)/(1−0.5) = 0.4.

常見誤解

  • 如果風力強,它不會在所有植物和所有條件下,以相同的速率導致蒸騰作用的增加。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 生物學 2版 (英文)