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路灯为城市树木创造了一个人工的夏天

漫长的夏日正延伸到冬天,LED路灯取代了渐渐远去的太阳。
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植物有一个内在的生物钟这会影响他们的发育和生理。这个时钟是由早晨的太阳升起来重置的,但在过去的几个世纪里,路灯已经驱除了城市地区的黑暗。最近,钠灯的黄色光芒已经被更节能的led灯所取代。然而,这些led发出一种不同的光,在光谱的红色和蓝色部分有一个峰值,非常适合光合作用。Ermes Lo Piccolo和同事进行了调查这些灯光对城市树木产生了多大的影响啊.他们发现,对于一些物种来说,更长的光照时间甚至可以推迟它们的冬季休眠。

该团队购买了15棵酸橙树(椴树属×phatyphyllos)和十五棵梧桐树(法国梧桐×acerifolia),然后在比萨大学种植。这些树每种灯种五棵树,有两种光强度和一个对照组。

一盏明亮的路灯依偎在树枝间,照亮了绿叶。
当有人照在你脸上时,你很难入睡。图片:帆布

夜间,路灯光照严重影响净光合速率。在低照度组和高照度组,两树种的净光合速率值均为正。只有四月嫩叶的光合速率为负,但仍高于对照组。植物学家通过气体交换分析,确定了这些叶子在利用二氧化碳进行光合作用。他们还发现,被照明的树木叶片中的叶绿素含量更高。科学家们发现,夜间工作时间延长会对早晨产生影响。

在某些方面,路灯对植物的影响可以被认为是一个连续的光处理。许多关于连续光照处理对植物影响的研究发现,CO2在我们的实验中,−300和−700组的树种都有较低的Pn日出时[净光合速率]值高于对照组,特别是在夏季(叶片完全展开),在路灯照明下[石灰]树比[梧桐树]这种趋势更明显。Pn值由于生化限制而降低(这表明表观羧化效率Pn/ C值),而不是气孔限制(- 300/ - 700组与对照组之间差异不显著或很小)。

洛皮科洛.2023.

Lo Piccolo及其同事提出,路灯照明可能会对植物在白天早些时候的光收集能力产生负面影响,这是由于PSII/PSI电子传输速率受损。

叶子的另一个问题是饮食。树叶产生糖,但当二氧化碳同化带来的碳量超过树叶通过糖生物合成所能处理的量时,树叶也会产生淀粉。在晚上,淀粉被耗尽,为新陈代谢和生长提供碳,直到第二天早上。夜间的光合作用改变了糖和淀粉之间的化学平衡,打破了昼夜周期。

从夏天到冬天的转换带来了更冷的天气;在过去,它也曾经带来较少的光。夕阳的侵蚀意味着光线是一个很好的季节指示器,因此可以触发冬季休眠。当你和人造太阳生活在一起时会发生什么?

Lo Piccolo和同事们发现,酸橙树仍然在为冬天做准备,但梧桐树却没有。相反,它们可以在两个月后仍然活跃,仍然长出嫩芽。

研究结果表明,对人造光的反应是一致的,而且是物种特有的。从钠到LED的转换可能会改变树木的反应。光线的变化可能是树木面临的另一个挑战,对已经在应对气候变化的植物造成突然冲击。

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Lo Piccolo, E., Lauria, G., Guidi, L., relini, D., Massai, R.和Landi, M. (2023)揭示LED路灯对城市地区树木的影响:朋友还是敌人?”,全环境科学, 865(161200), p. 161200。可以在:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161200

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