helpdesk

woensdag, juli 07, 2004

Licht en schaduwplanten

Vraag:
Hoe kan ik in het veld onderscheid maken tussen licht en schaduwplanten?

Reactie (niveau = eind VWO):
Als je in het veld wil gaan kijken naar verschillen tussen licht en schaduwplanten dan kun het het beste eerst kijken naar het uiterlijk van de planten:
Bladgroote, -vorm en -kleur.

"Zonnige" bladeren hebben vaak de volgende kenmerken:
* diep gelobd en relatief dik
* goed ontwikkeld steun- en transportweefsel (mesophyl en vasculair weefsel)

"Schaduw" bladeren hebben vaak de volgende kenmerken:
* weinig tot niet gelobd
* groot oppervlak per eenheid van gewicht (dus relatief dunne bladeren)
* dunne epidermis
* minder stomata
* minder goed ontwikkeld steun- en transport weefsel

Licht is noodzakelijk voor planten om te kunnen groeien. Het wordt gebruikt als energiebron bij de fotosynthese, en beinvloedt tevens enkele andere abiotische factoren zoals temperatuur en dus ook luchtvochtigheid, etc.
Bijna alle planten kunnen goed tegen lich, en hebben er alleen last van als licht de andere factoren te sterk maakt (droogte en extreme temperatuur in woestijnen bijvoorbeeld).
De bijzondere aanpassingen als het gaat om licht, moet je dus vooral zoeken in de aanpassing aan gebrek aan licht: schaduw-tolerantie.

Een ecologisch begrip dat te maken heeft met licht is de "Leaf-Area-Index" (LAI).
Dit is de verhouding tussen het oppervlak van de bladeren in een vegetatie t.o.v. het grondoppervlak waarboven deze bladeren zich bevinden:
Totale bladoppervlak / totale grondoppervlak

Hoe hoger deze waarde, des te meer bladeren de plant gebruikt om het licht mee op te vangen. Elke plant heeft zijn eigen optimale waarde voor de LAI. Te weinig bladeren betekent dat de plant niet al het licht opvangt dat op de grond schijnt, te veel bladeren betekent dat de plant zijn eigen bladeren in schaduw hult. Omdat bladeren deels doorzichtig zijn voor het licht (houdt maar eens een blad tegen het licht en je ziet dat er licht doorheen komt, want anders zou het blad enkel een zwart sillhouet zijn) kan een kleine overlap in de bladeren het meest gunstig zijn.

De ideale hoogte van de LAI is ook afhankelijk van de stand van de bladeren. Horizontale bladeren bedekken evenveel grondoppervlak als hun eigen oppervlak (LAI = 1), maar bladeren die een hoek van 60 graden maken met de grond bedekken slechts de helft van het grondoppervlak (LAI = 2). Deze hebben dus 2x zoveel bladeren nodig om dezelfde hoeveelheid lichtinstraling op te vangen als de horizontale bladeren. Grassen groeien bijna vertikaal, en hebben dus veel bladoppervlak nodig om voldoende licht op de vangen

Bij bomen kun je op deze wijze ook kijken naar de dichtheid van de kroon: Bomen met een zeer open kroon laten licht door tot ver in deze kroon (bijv. Berk). Er kunnen dus overal aan de takken bladeren groeien. Bomen met een zeer dichte kroon laten het licht juist niet ver door en zullen enkel bladeren hebben aan de rand van hun kroon (bijv. Coniferen).

Enkele kenmerken van schaduw-intolerante soorten:
* vestigen zich snel op verstoorde gronden (bouwgronden, gekapte bossen, etc.)
* kunnen tegen extreme omstandigheden (geen beschutting voor wind, regen, temperatuur, etc)
* groeien zeer snel (om concurrentie om licht te winnen)
* als het bomen en struiken betreft: maken op zeer jonge leeftijd reeds zaden die wijd verspreid kunnen worden (om beter en sneller nieuwe verstoorde gronden te kunnen koloniseren)

Experimenteel te onderzoeken kenmerken van schaduw-intolerante soorten:
* hebben een hoge fotosynthese snelheid en een hoge respiratie die optimaal is bij hoge lichtintensiteiten -> dit is te onderzoeken door de omzetting van zuurstof in koolstofdioxide te meten in een afgesloten systeem en bij wisselende lichtintensiteiten.

Onderscheid tussen licht- en schaduwplanten kun je niet alleen maken op basis van hun vindplaats (op hezelfde moment te vinden, maar op een andere plek met meer of minder licht), maar ook op basis van de seizoenen. In de lente is de lichtintensiteit aan het toenemen en zijn de kruinen van bomen nog open. De ondergroei kan bestaan uit schaduw-intolerante soorten. In de zomer komt onder dezelfde boom minder licht door en krijgen schaduw-tolerante soorten een voordeel boven de intollerante soorten. In de herfst vallen de bladeren van de bomen en komt er weer meer licht bij de bodem.

Mocht je de beschikking hebben over een grote bibliotheek in de buurt of toevallig in de buurt wonen van een van de universiteiten van Nederland, dan zou je kunnen kijken of je daar boeken kunt vinden over ecologie en licht / schaduwtolerantie. Een studieboek dat wij in Nijmegen gebruikte is:
"Elements of Ecology, third edition 1992, Robert Leo Smith". Hoofdstuk 7 is volledig gewijd aan de invloed van licht als ecologische factor.

Je kan ook verder zoeken op internet bij begrippen als:
* Shade tolerance
* Leaf area index
* Ecofysiologie

Prof. Dr. Rens Voesenek (Universiteit Utrecht, afdeling Ecofysiologie) heeft veel onderzoek gedaan aan licht-invloeden op planten (zowel toen hij bij Experimentele Plantecologie op de KUN in Nijmegen werkte als tijdens zijn aanstelling in Utrecht).

Geen opmerkingen: