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植物
植物
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蒸腾作用是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸气状态散失到大气中的过程,是与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。

基本信息

  • 中文名

    蒸腾

  • 外文名

    Transpiration

  • 拼音

    zhēng téng

  • 详细解释

    气体上升

  • 相关

    《秋堂夕》

  • 语言

    中文

折叠 编辑本段 释义

元稹诗:"云雷暗交构,川泽方蒸腾。[1] "

清蒲松龄《聊斋志异·马介甫》:"坐伺良久, 万石 频起催呼,额颊间热汗蒸腾。"

郑振铎《桂公塘》一:"所难堪的只是那一阵阵的腥骚气,就从立足的地面蒸腾上来。"

水分从植物地上部分以水蒸气状态向外散失的过程叫蒸腾作用。水分从植物体内散失到大气中的方式有两种,一种是以液态逸出体外,例如吐水;另一方式是以气态逸出体外,即蒸腾作用,这是植物失水的主要方式。

折叠 编辑本段 作用

蒸腾作用(英语:Transpiration)是指水分从植物表面散失的现象。

水分在植物的表面由液体变成气体,这过程需要能量,这能量称为蒸发潜热,在大自然中这能量是由太阳供应的。

蒸腾作用会在三个地方进行

气孔:气孔分布在叶片及绿茎上,水分从植物细胞蒸发,水汽透过气孔向外界扩散,在茂密的植物大概有90%的水分是透过这途径散失的。

角质层:水分在表皮细胞的细胞壁蒸发,并穿过覆盖著叶片及绿茎的角质层,视乎角质层的厚度,大约有10%的水分是透过这途径散失的。

皮孔:水汽透过木质茎上的皮孔散失,纵使这是树木在落叶后水分的主要散失途径,在一般情况下占水分散失的比例很小。

在不寻常的炎热天气下,蒸腾作用可使得植物免于被灼伤,但适应了炎热天气的植物会有其他更有效的抗热手段。

在叶片中,水分可以沿三个途径移动:

质粒外途径:无生质粒是指植物体内相邻不绝的细胞壁所构成的系统(除了根部细胞内的凯氏带)。细胞壁由纤维组成,有大约50%的空位可以容纳水分。当水分从由叶肉细胞向气室蒸发,在无生质粒的水分就会产生张力,透过水分子间的拉力使水分在细胞壁间移动,叶片散失的水分最终由木质部内的水分补充。

共质粒途径:植物细胞透过胞间连丝彼此相互连接,其详细机理尚未清晰,但可以肯定水分及溶质可以透过这系统移动而无须穿越层层的细胞膜。

液泡途径:水分在植物细胞间穿过无生质粒、共质粒及液泡而移动,当水分从叶肉细胞(细胞A)蒸发,细胞内的水势就会下降,相邻的叶肉细胞(细胞B)的水势就会比该细胞为高,从而使水分由细胞B移动向细胞A,此亦会使细胞B的水势下降,令相邻的叶肉细胞(细胞C)的水势比细胞B为高,如此类推,使叶片中由高水势的木质部至低水势叶肉细胞间形成水势梯度,水分就会从木质部移动向叶肉细胞。顺带一提,在此情况下令水势下降的主因是压力势的下降,而非溶质势的下降。

植物从根部吸收到的水分,大约只有1%留在体内,用于各种生理过程,而其他的99%会通过蒸腾作用散失,而且数量很大,一株玉米到结实为止大约要通过蒸腾作用散失200公斤的水。

蒸腾牵引力(Transpiration pull)是大多数植物水分往上运输的动力。原因是水分的散失使得这些部位的胞液浓度上升,水分沿浓度梯度逆重力在木质部中往上运输。详见植物体无机盐运送途径。

植物通过气孔的开合可以有效控制蒸腾作用对自身的影响。

蒸腾作用在调节周边环境的温度湿度方面影响很大。总的说来,树木茂密的地方,降雨量比较大,温差也会相对于树木稀疏的地区少。

折叠 编辑本段 生理意义

蒸腾作用的生理意义有下列三点:

1.蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,特别是高大的植物。

2.由于矿质盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转,既然蒸腾作用是对水分吸收和流动的动力,那么,矿物质也随水分的吸收和流动而被吸入和分布到植物体各部分中去。所以,蒸腾作用对这两类物质在植物体内运输都是有帮助的。

3.蒸腾作用能够降低叶片的温度。太阳光照射到叶片上时,大部分能量转变热能,如果叶子没有降温的本领,叶温过高,叶片会被灼伤。蒸腾作用能降低叶片的温度。

叶片的蒸腾作用方式有两种,一是通过角质层的蒸腾,称为角质蒸腾cuticular transpiration);二是通过气孔的蒸腾,称为气孔蒸腾(stomatal transpiration)。角质层本身不易让水通过,但角质层中间含有吸水能力强的果胶质,同时角质层也有孔,可让水分自由通过。角质层蒸腾和气孔蒸腾在叶片蒸腾中所占的比重,与植物的生态条件和叶片年龄有关,实质上也就是和角质层厚薄有关。阴生和湿生植物的角质蒸腾往往超过气孔蒸腾。

[1]董光荣.-[J].中国科学:B辑,1988,6:633-642.

[2]董学军张新时等.-[J].植物生态学报,1997,21:208-225.

折叠 编辑本段 蒸散产品

折叠 简介

地表蒸散(Evaportranspiration,ET)通常是指土壤蒸发(E-vaporation,E)和植物蒸腾(Transpiration,T)的总和,是土壤-植物-大气连续体系(SPAC)中水分运动的重要过程,是农作物生长发育至关重要的水分和能量来源,是陆面生态系统与水文过程的重要纽带,其强度大小与下垫面条件、植物等有密切的关系。多种卫星遥感数据 反演地表蒸腾与蒸散(ET)产品是地理国情监测云平台推出的生态环境类系列数据产品之一。

折叠 产品案例

青海2010年9月青海2010年9月青海省2010年9月ET

折叠 编辑本段 生理意义

(1) 蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的一个主要动力;

(2) 蒸腾作用促进植物对矿物质的吸收和运输;

(3) 蒸腾作用能降低植物体和叶片的温度;

(4) 蒸腾作用的正常进行,气孔开放,有利于光合作用中 CO2 固定。

3. 蒸腾的器官:叶片(主要),茎及地上部其它器官。

4. 蒸腾的方式:气孔蒸腾(主要),角质蒸腾,皮孔蒸腾。

植物体的各部分都有潜在的对水分的蒸发能力。当植物幼小的时候,暴露在地面上的全部表面都能蒸腾;木本植物长大以后,茎枝上的皮孔可以蒸腾,称之为皮孔蒸腾(lenticuler transpiration )。但是皮孔蒸腾的量只占全蒸腾量的 0.1% ,所以,植物的蒸腾作用绝大部分是靠叶片的蒸腾。

叶片的蒸腾有两种方式:( 1 )通过角质层的蒸腾叫角质蒸腾( cuticular transpiration );( 2 )通过气孔的蒸腾叫气孔蒸腾(stomatal transpiration )。气孔蒸腾是植物叶片蒸腾的主要形式。

折叠 编辑本段 度量

常用的蒸腾作用的定量指标有:

折叠 蒸腾速率

( transpiration rate ) 植物在一定时间内,单位叶面积上散失的水量称为蒸腾速率,又称蒸腾强度。

折叠 蒸腾比率

( transpiration ratio ) 植物每消耗 1kg

水所生产干物质的克数,或者说,植物在一定时间内干物质的累积量与同期所消耗的水量之比称为蒸腾比率或蒸腾效率

折叠 蒸腾系数

( transpiration coefficient ) 植物制造 1g 干物质所消耗的水量( g )称为蒸腾系数(或需水量, water

requirement ),它是蒸腾比率的倒数。

折叠 外界因素

(1) 光:光促进气孔的开启,蒸腾增加。

(2) 水分状况:足够的水分有利于气孔开放,过多的水分反而使气孔关闭。

(3) 温度:气孔开度一般随温度的升高而增大,但温度过高失水增大也可使气孔关闭。

(4) 风:微风有利于蒸腾,强风蒸腾降低。

(5)CO2 浓度: CO2 浓度低促使气孔张开,蒸腾增强。

折叠 蒸腾指标

蒸腾强度(蒸腾速率),蒸腾效率蒸腾系数

8. 降低蒸腾的途径:

(1) 减少蒸腾面积;

(2) 改善植物生态环境;

(3) 应用抗蒸腾剂。

参考资料

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