这两类植物的基本差异表现在对光照强度的需要(需光量)不同。阴生植物的光补偿点较低,约100lx即可,所以能够忍耐荫蔽,阳生植物则需要500—1000lx,如果长期低于此值将造成饥饿而生长不良,或受荫部分枝叶枯落。它们对强光利用能力也不同,阳生植物的光饱和点在20000—25000lx左右,而阴生植物约在5000—10000lx左右就达到光饱和。
高粱和玉米等C4植物的光饱和点比小麦等其他阳生C3植物要高得多,即使中午直射阳光强度达10万lx(约1—3cal/cm2·min),仍未完全饱和。可见它们对强光照的利用率很高。阴生草类和苔藓仅对弱光利用比较有效,所以光合强度曲线斜率在初始时较大(上升快)。
植物适应荫蔽的方式 阴生植物对生境的适应除呼吸作用较弱外,还反映在较充分利用光能上。它的叶绿素含量多于阳生植物,如树荫下生长的植物可为7.9g叶绿素·叶kg干重,紫杉(Taxus cuspidata)2.24g,而喜阳的椰子(Cocos nucifera)只有1.14g。阴生植物的叶绿素a/b值较小。因叶绿素a与叶绿素b的吸收光谱不同,叶绿素a在红光部分的吸收带较宽,而叶绿素b在蓝紫光部分的吸收带较宽,阴生植物能很好地利用荫蔽条件下占优势的漫射光(蓝紫光)。据测定,密林深处阴生植物的这一比值平均仅2.6,开阔地上阳生植物则为4.4,高山植物更多达5.6。阳生植物呼吸比较旺盛,需要较强光照才能补偿消耗。
阴生植物叶面积与叶重比值较高,叶片较大较薄,叶细胞排列疏松,气孔经常开放,这些有利于在弱光下进行光合作用。阳生植物则常具小而厚的叶片,具有适应强烈辐射及其带来的高温、干旱等条件的能力。
一些被子植物长期生活于非常荫蔽的生境中,光合作用强度不高,有机产物短缺,几乎完全不开花结实,而借助根状茎等地下器官进行营养繁殖。另外一些完全营腐生生活,体内不具叶绿素,如雀巢兰(Neottia)、斑叶兰(Goodyera)、水晶兰(Monotropa uniflora,鹿蹄草科)等。
另一类适应荫蔽森林环境的方式,是落叶林下的一些类短生植物,其生活史的特征实质上是避荫性适应。当早春乔木未长出新叶时,林下光照充足,气温已回升,紫堇(Corydalis)、绵枣儿(Scilla)、顶冰花(Gagea)这类多年生植物利用该时机,迅速生长发育,待数周后,当新树叶长满时这些植物已开花结实转入休眠状态。这种类型称为类短生植物。
野外观察常用相对照度作为比较和判断的依据。阳生植物维持正常生长的最小受光量一般高于1/10全光照,如松树(Pinus sylvestris)1/10、山杨(Populus davidiana)1/8、落叶松(Larix gmelini)1/5等。阴生植物正常生长的最大受光量低于全光照的1/2,而可忍受的最小光量约1/200—1/100,例如冷杉(Abies)、铁杉(Tsuga)、人参(Panax gin-seng)、细辛(Asarum)等均是。极端耐荫的种类大多为苔藓和藻类。在阴暗山洞中相对照度只有1/1000处,曾见Schizostega属(藓类)分布,而土壤25—60cm深处和岩石内6—8mm处光强度仅万分之一,亦发现藻类生存。
条件阴生植物属于过渡类型,在全光照下亦可生长,而相对照度不足1/20时方有枯死现象。所以它是光照条件的广域生态类群,如青冈栎(Quercus glauca)、槭(Acer spp.)等。
治疗高血压的重要药用植物萝芙木(Rauwolfia verticillata)在云南省的栽培实验结果表明,该种植物早期生长以全光照的1/2强度最佳。
树冠的结构特征也常用来判断树木耐荫性。忍耐低光强度能力较高的树种(如云杉、冷杉、山毛榉等),具有枝叶浓密的树冠,活枝条在树干上着生的位置较低(即枝下高较矮)。不耐荫蔽的树种如松、桦、栓皮栎(Quercus variabilis)等则与前者相反,一般是枝叶稀疏、树冠透光、枝下高较高等特征。许多种果树需要强光而不耐遮荫,它们的树冠内部如枝条过密便出现生长衰弱、发育不良、花果稀少等后果。经过整形剪枝使树冠通风透光,才能提高产量。