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B012010007 陳貝瑜 B012010034 許琪琳

實驗一 植物與光 B012010038 許心瑜 B012010035 張雅惠

B012010037 吳婉菁

一、摘要 植物的生長受到光照的影響,大多植物幼苗需要受到足夠的光照才可以生長。植物與 光的實驗中利用計算葉面積指數、地表草本覆蓋度和測量有效光譜透射百分比來推測光透 射度和葉面積指數及地表草本覆蓋度的關係,以及地表草本覆蓋度和葉面積指數間的關係。 光透射度在 150 cm 處會大於 0 cm 處,有葉面積指數的樣點其光透射度會較其他點低;葉面 積指數較高的樣點,其附近的地表草本覆蓋度較低,可推論樣區內的植物需要足夠陽光才 可以生長。 二、前言 日光是植物需要的基本能量來源,日光強度會隨著季節、緯度、海拔高度及雲層厚度 而有所差異,即便是同一測量點,高度不一樣,透光度也會不一樣。 (陳等,2013)本次野 外研究地點位於台灣南部高雄市西南濱海的柴山(即壽山),此區域由於為石灰岩地質加上歷 史因素導致的人為干擾,植被普遍較為稀疏。測量測量時間自下午一時至三時,雲層較厚, 日光強度普遍偏低,唯測量進行中偶爾會出現明顯光照。進行調查時,我們藉由觀察劃定 範圍的草本植物的覆蓋度,並測量該範圍的葉面積指數及光度計的測量,觀察植物的生長 分布與光照之間的關係。按照理論所得知結果應為同一點之草本覆蓋度與葉面積指數呈反 比關係,而透光度又與葉面積指數成反比。在本次實驗中以竹竿所觸及之葉片數測量葉面 積指數,但假若日光照射夠強,可以測量葉片陰影遮蔽的面積,應會更接近理論結果。 三、材料與方法 先在調查區域用尼龍繩圍出一個 10 × 2 公尺長方形,再把長方形平分成 10 個小樣區, 各小樣區邊界的點為一樣點,共 18 個樣點。取一根長竹竿,並在 50 -180 公分間,每隔 10 公分做個記號。先繪出各樣區內地表草本植物(高度低於 15 公分)分布並計算地表草本覆 蓋度(%) ,然後將竹竿直立於各樣點,計算從 50 -180 公分間,每隔 10 公分樹葉和竹竿交 叉數,將一測點中有和竹竿交叉的葉子數相加計算該點的葉面積指數,接著計算樹冠層覆 蓋的百分比。最後利用光度計測量各樣點地表及 150 公分處的數值,地表數值除地表數值, 150 公分的數值除 150 公分的數值,計算出各樣點的光合作用有效光譜透射百分比。 四、結果 (圖一)為我們組內樣區設置,樣區的左邊到右邊的坡度緩緩漸增,但第一個樣區至 第五個樣區相對於第六個樣區至第十個樣區為緩緩漸減。

測點

圖一、組內樣區設置


(圖二)為組內樣區草木本植物分布圖,在測點三的位置有一棵樹幹圓周長 59.3 公分、 高度超過五公尺的樹木,其餘幾棵木本植物都沒有超過三公尺,地面上的草本植物覆蓋區 域集中於第二與第七樣區,其他樣區內的草本植物大多為乾枯,樣區三內幾乎無植物。

草本植物覆蓋區域樣區 木本植物覆蓋區域

圖二、組內樣區草木本植物分布圖 取得各組草本覆蓋度與木本葉面積的數據後,我們製表如(表一)和(圖三),因為此表 為各組的平均數值,較難看出草本覆蓋度與木本葉面積的關係,但以關係較明顯的第三組 和第四組為例,我們觀察出草本覆蓋度較高則木本葉面積指數低,我們推測原因為木本葉 面積高的話光線穿透到地面的光線會減少,地面上的草本植物吸收光線少因此較難行光合 作用製造養分而生長,我們再觀察自己組內的草本與木本植物覆蓋圖後,也發現有樹木的 區域草本植物相對來比較少。 表一、草本覆蓋度與木本葉面積結果比較 組別

草本覆蓋度(%)

26.1

32.0

4.4

45.0

19.7

29.2

木本葉面積(%)

22.2

44.4

27.8

5.6

22.2

38.0

汲取各組透射百分比並取平均後我們製成﹝表二﹞與﹝圖三﹞, 50

葉面積與覆蓋度(%)

45 40 35 30 25 20

草本覆蓋度(%)

15

木本葉面積(%)

10 5 0 一

組別

圖三、草本覆蓋度與木本葉面積結果比較


表二、光線穿透力與木本葉面積比較 組別

透射百分比(0 cm)

51.7

12.7

53.5

66.8

98.9

75.5

透射百分比(150 cm)

70.6

18.2

64.6

88.7

132.8

106.8

木本葉面積

0.4

0.4

1.6

0.3

0.8

2.9

200 180

光穿透率〈%〉

160 140 120 100

0 cm

80

150 cm

60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 測點編號

圖四、組內透射百分比的 五、討論 在樣區草木本植物的分布(圖二)上可以發現較大型的木本植物其附近都沒有草本植 物,而草本植物散佈較廣的小樣區裡,區內沒有木本植物,討論後推測原因為在木本植物 之下,地表草本植物較難以吸收光照而影響其生長。 在測光的部分,本組的數據相對於其他組別,光透射百分比明顯偏高,經本組組員討 論後歸納出下列可能因素:首先,測量空地數值是在所有測點測量完成之後,而當日測量 時間自中午至下午,因此較早測量的數據會大於空地數據,導致光透射百分比大於一的情 形。其次,當天的天氣因素(如風、雲、日光照射變化等)以及測量範圍外(高度大於 180 公分)的葉面積亦會導致結果出現些微誤差。綜合上述結論,本組也討論出如何改善:準 備兩個光度計,同時測量待測數據與空地的數值,避開時間及天氣的影響因素,應能得出 更為理想的數據。 此外,組內的葉面積指數與透射百分比並沒有明顯的關係,此點與理論有所出入,推 測可能是因為透過在測點上樹枝與葉片的碰觸點數目做為計算葉面積指數的方法,在木本 植物茂盛且散佈平均之地區做測量(如熱帶雨林)所測量出來的數值較有參考價值,然而,由 於第五區樣區植被稀疏,因此所測得之葉面積指數無法呈現出在樣區的所有木本植物其葉 子組織的覆蓋程度。 六、引用文獻 陳韻安,劉和義,趙大衛,蘇琦玲。2013。生物科學系普通生物學實驗〈下〉 。國立中山大學。1 -3 頁。 七、附錄 (一) 組員工作分配表


組員

負責工作

陳貝瑜

測量、書面圖表製作、文字編輯

許心瑜

數據紀錄、整理數據、文字編輯

吳婉菁

簡報製作、整理數據、文字編輯

張雅惠

電腦繪圖、討論統整、文字編輯

許琪琳

測量、簡報圖表製作、上台報告

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