浅析夜景照明对植物生长的影响

刘加民

【摘要】：城市夜景照明是指城市区域所有室外活动的空间或景物的夜间照明；常见的有夜景景观照明、道路与交通照明、广场或工地照明、广告标志照明和园林山水照明等。常见的夜景照明光源有白炽灯、汞灯、荧光灯、金属卤化物灯、高强度气体放电灯、LED灯等。在城市的规划建设过程中会常常会将照明和绿化植物结合起来进行安排和建造。根据环境不同，植物和光源有不同的搭配，以达到夜间照明及美化的作用。

【关键词】：夜景照明；植物生长；影响

1植物对光的需求特性

在植物生长的过程中，光照度、光质和光周期都会对其产生影响。研究发现，在弱光下，增加光强能提高光合速率，但是，当光强增加到一定值时，它将不再起作用。此时，影响植物生长的因素就变为温度和二氧化碳的浓度。红光和蓝光是植物生长中最重要的两种光，而红蓝光光通量比（R/B 比）会影响植物的培育效果，其他颜色的光也会在一定程度上影响一些植物的生长。另外，光周期也会对植物的生长发育产生影响。目前，关于“光周期对植物生长发育影响的机理”已经有不少研究报道，在这些研究中，很多是针对光诱导开花机理进行探索的，以期实现对观赏性植物花期的有效调控。

由此可知，将LED光源应用于植物照明中，需要从多个方面考虑光源的设计，以满足受光植物的照明需求。

2光照对景观植物的影响

2.1光时对景观植物种子萌发和幼苗生长影响

光周期对植物和植物组织培养都有重要的影响。光照时间影响着种子的发芽，长日照条件下种子的发芽率会高于自然条件下种子的发芽率，这是由于长日照条件下有更多的同化产物向种子分配和积累。目前城市公共空间种植的植物基本都是移栽而来的，从生长地到移栽地，不同植物的光周期被统一，可能会对某些景观植物的幼苗以及种子形成造成一定的影响。

2.2光时对景观树木育苗的影响

树是城市绿化的主要植物，承担了净化空气、吸收温室气体、营造宜居环境的重任。根据前人对某些树种研究发现，延长光照时间能够促进苗木生长及抑制休眠，反之，缩短光照时间则能抑制苗木生长和促进顶芽形成，因此给某些苗木补光可以促进其生长缩短育苗时间，提高育苗效率。龙作义等给红皮云杉苗木延长光照时间促进了该树木的生长。城市道路两旁的绿化树经常会跟路灯间隔安排，路灯能够照射到的树木叶子跟阴影区树木叶子的生长状况是有所差别，这种差别因树木的种类而有所不同。

2.3光强对景观植物的影响

光照强度是一种环境信号，它通过植物体的光敏色素来影响植物的生长发育。由于夜间照明存在，植物叶片接收到的光照强度不同于自然状态下的光强，因此会对植物生长产生直接的影响。植物对光照强度的需求有一个上限，即光饱和点。光照强度达到上限时光合作用达到最强，超过上限时就会使植物产生光抑制从而降低植物的光合作用。由于城市亮化的需要，城市夜景照明往往会提供给城市绿化植物较强的光照强度，其中阴生和偏阴性植物受到的影响最大。

2.4光质对景观植物光合作用的影响

光质通过叶绿素对植物的光合作用产生影响，叶绿素含量体现了植物对光能的吸收和转化能力，是评价植物生长发育状况的一项重要指标，不同光质对植物叶绿素含量的影响是不同的。很多研究显示，白光和红光促进植物叶绿素含量的升高，而蓝绿光抑制植物叶绿素含量的升高。但是也有研究显示某些植物蓝光处理下叶绿素的含量高于红光处理。因此光质对植物叶绿素含量的影响因植物的种类及组织器官等不同而有所不同。此外，光合速率是表征光合作用的重要指标。一些研究显示蓝光可提高菊花叶片净光合速率的值，而红光会使得光合速率的值降低；还有一些研究结果表明红光促进植物叶片光合作用，而蓝光抑制植物叶片的光合。分析结果可能因所选物种对光质的适应程度不同而造成光质对叶片光合作用的影响不同。

2.5光质对植物生长及代谢的影响

研究显示，红光可促进某些植物幼苗的生长，促进横向分枝及分蘖，延迟花芽分化，而远红光可消除该效应；蓝光可以抑制植物叶片的生长，减小叶面积，降低植物的生长速率。植物内部碳氮代谢物质含量也受光质的影响，研究显示蓝光有助于蛋白质的合成而红光有助于碳水化合物的增加。谢宝东等对银杏叶研究得出光质对植物此生代谢物含量影响显著，短波段利于黄酮和内酯类物质的积累而长波段有利于生长。

3 LED植物照明的研究及应用现状

20世纪80年代，日本开始研究将LED应用于植物生长中，但并未在高亮度蓝光芯片的应用方面有所突破，仅应用了660 nm的离散型LED。20世纪90年代中期，NASA就开始筛选和发展LED光源，并将其应用于植物组培中。1989年，高亮度GaN基LED问世，进一步推动了III-V化合物LED的发展。近年来，已经有大量的研究报道光照、光质和光周期与不同作物生长形态之间的关系，并提出了相应的光照度、光质和光周期优化设计方案。表1为LED在植物照明中的具体应用情况。

在改善LED灯具的功能方面，方法提出，可通过改变LED颗粒的排布情况提高照明的均匀性。除了光学设计方面的内容外，科研人员还从照明设备的驱动电路、控制系统和设备结构方面入手开展了一系列的研究。例如，LED智能光照生物培养箱、LED 植物生长箱和基于太阳能供电的LED光控系统等植物照明系统或装备等。另外，岑益超等人还提出了基于Zigbee网络的LED智能照明控制系統。

虽然我国LED植物照明研究起步较晚，但是，其发展速度非常快，主要致力于应用基础研究和应用技术研究。2013年，国家投入经费4 611万元，主要用于研究植物工厂中的关键技术。

结语

城市夜景照明对景观植物的影响研究还有待进一步研究。比如城市里的主干道，因为照明需求都会使用大功率路灯，同时考虑到照亮范围就会增高路灯的高度，此时夜间照明就会对道路两旁的城市绿化带植物产生影响。由于景观植物的种类多，各地城市的绿地植物也有所差异，因此大范围的研究是不现实的。在做这方面的研究时需要确定研究区域和研究植物，进行实地的调查与试验分析，才能够合理有效地反映夜景照明对某些景观植物的影响。

【参考文献】：

[1] 张荣妹，廖贤军.浅谈园林植物配置方式的合理选择[J].南方园艺，2011，22（4）：44-46.

[2] 刘玲玲.城市夜景照明浅析[J].商品与质量（房地产研究），2014（6）：285.endprint