Takasu, K.

Okayama University Digital Information Repository

Civil twilight and its biological significance

Okayama University Scientific Achievement Repository

比､F':lbl･光 56:75--83(1()77)薄 明 に つ い て- その生物 日長に対す る意義 -ト｡ 須 謙 一あらゆる′ヒ物は環境を離れて考えることはLH.来ない.地球上に生をうけた生物にとって,その環境として最も大きな悪戯をもつものはまず昼夜の交代であろう.生物はその誕生以来,昼夜交代のリズムに支配され,これに適応し進化して今日に至ったものである.従って生物に見られる多くの生活,生理現象は当然日長の影粥を受けているはずである.しかし現在の生物の生活あるいは生理現魚から見た日長は必ずしも自然の日長即ち天文日長と一致するものではない.生活現象で複雑な行動をとる動物界においては吉うまでもないが,直接太陽放射に支配されると考えられる植物生理現象に関してもそれぞれ固有の日長が考えられるのである. これらの日長はすなわち,天文日長 (Astronomicalday-1ength)に対して,生物日長 (Biologica一daylength)として考えられる.植物に関する生物日長の中農も重大なものとして第 1に同化日長 (Assimilatoryday-1englh)があり,続いて開花日長 (Floweringdayjength)がある.同化日長について緑色植物にとってほ,太陽放射の下に脱髄同化作用を行なっている伯が日中であるが,厳軒にいえばその植物の制の同化補位点 (Compensation point)より夕方の補折原に至る閲が日中であり,それ以外の時間は夜であるということが出来る.同化の補al,由ま柏物により異なり,従ってそれぞれの植物に固有の同化日長があることが考えられる.同化日長を決定するには従って各磯植物の補肪点を求めなければならない,補依′封こついては多くの報皆があるが,教科省に利用されている古いデータによると,Hederahelixの陽薬で 24771ux,Fraxinusで 7001ux,Fagusで 5001ux,それらの陰兼でそれぞれ11331ux.1501ux,1501uxである.又種々の陽樹,陰樹の補償点はヌルデ (20101ux),ケヤキ (13501ux),アカマツ (13601ux).ソバキ (1210lux).クヌギ (1140lux),ヒノキ(1030lux).スギ (9601ux).ヤツデ (490lux).アオキ (390lux)である.いずれも蜘非について求められたものであるが,これらは当然自然状儀のままで決定されるべきものであり,史に一本の植物全休について.又進んで今は群落における捕肌点が考えられなければならない時になっている.接地気層に おける微細曳象の進歩と赤外線ガス分析装艦の如き斬新な測器の出現に伴い,自然状態における作物あるいは相生内の次恨同化の実機が明らかにされつつあり,班酸ガスの桐生内における垂-&分布,上周空気と植生内の能動同との間の炭酸ガスの流れの方向より押務の中における補併点というべきものが決定され,一種の同化日長が考えられ75ることが/]､唆されている1･2). しかし其bC)同化日長はどのようなものであるか, これは今後の問題とされている.自然状態における臓物の同化補任は ,殊に植物全体あるいは群落における補朗ノ射ま7鋸己切菜よりもはるかに高いものであると考えられ,従って同化日長は天文日長にほほ等しい場合もあるが大部分はこれよりも短いと考えてよいと思われる.従ってH下のところ,同化日長にとってほ,締明暗は殆んど関係がないとしてよい様である.開花日長について周知の如く,H良の'_L:.jl舶勺忠誠はまずlて',rJ等1冊勿U)lj馴ヒ現象て認められたもu)てある.光周性に関する研究の最初の時代はただ日出より日没に至る};文口長のみが制越になり,薄明は聞掛 こされなかった.しかし研究の進展に伴い帖物はJ驚くべき低照度で感応することが判明して来た.Wilhrowら3) はサンシキスミレ,ス トック,-/ギク等の衷EJ植物は3,21uxで明らかにH長効果があり,殊にエソヰ クの或掛 よ1.071uxですでに効果があることを指摘,Borthwick& Parker4)は短日柚物の ダイズ (Biloxi)が5.41uxで花井形成が阻嘗されることを見出し,その後の研究により多くの折目植物の暗脚の光中断効果が数ルックスの明るさで起ることが明らかにされたのである.ち植物のJ生殖/-ヒ理に関するFl長は第一次近似として天文 日長に朝晩の滞明時間を加えたものと侭定されたのである.薄明を加えて日長とした報告は比較的少ないが,すでに Forster5'等は神明の時間を考出しており,Greulach6)は lf.C.(10.8】ux)を光周作川に効果のある蔵小照度として,掛 リJのつき州よI),Ohio(40oN)において,悪天 10分,帆-Jf30分を加え,結局朝夕,悲天20分,晴天時 1時lijlを･加えて日良とすへきてあると報/tat-している.-ノj-,我が国においても,京都大学旗学経における7サガオの周花に関する一連の詐釧な研究7･8)が行なわれて来たが,これによると7サガオは 11ux以上で既に光として感じ,完全に暗鳳反応を1狙止するには5-101uxの光が必要である.滝本ら9)の研究によれば帖期反応の初期と末1g]では光に対する感度が取なり,朝は 11ux(常用薄明起時の明るさに相当)から夕方は 100-2001ux(ほほ天文日没時の明るさに相当)まで を開花Fl長とみなしたらよいのではないかと考え,これを第二次近似としている.これはアサカオについての萌で,他の榊物にも同様のことが考えられるか否か,又長日植物の明期補光の場合にち,その初期,末期で同様[.E差異があるものであるか,これは今後のfJA｣題として残されている.しかL,u肘E日長としては神明の明るさを考赦し,これを加えた日長を考えなければならぬ部は明らかである.薄明について天文学上,神明は二つに分けて考えられている.即ち,天文商明 (Astronomicaltwi1light)及び常用博明 (Civiltwilight)である*.*この外に航海縛明というのもある76 畏 学研 究天文薄明は人陽の中心が祝地平下 180にFi:る時.肉限で六等星が消え始め,又見え始める時と日出又は日没時との間をいい,糾こ薄明という場合もある.日出前の薄明が払暁であり,日没後の場合は茶香である.'rF,'用薄明は一等星が消え始め,又見え始める時 (太随中心が祝地平下 60になる時)と日出, 日没時との間をいう.従って常用薄明時間は天文蒋明時間の約1/3と考えてよい(正確には1/3でなく,指緯度になる握天文薄明が長くなる).天文滞明時間及び日払日脚引榊こついては天測暦 IO)(NauticalAlmanac)に評卿に示されているが,常用滞RJlについては示されていない.この神明時のPJJるさについて,Humphreys■L'の Physicsofthe Airに;｣くされた表によると,常用滞Jj]の始め,即ち太陽高度が祝地-.PL組下 60の時の明るさは0.40f,C.(4･3lux)である.この明るさは一般に =^宛の状態で差異があることは当然考えられる.又I'ji際に蒋明の明るさがどの様なものであるか.31:者が瓜政においてrRnlJした=,三の例をあげることにする.測定は主としてマツダ光柁管照度計S塾 No.131を,又参考として5号塾照度計を使用した.いずれも受光面を苗場芝生の上に水平において上光を9tlJ足したものである.奨際の日Iti役.天文学上の日出役,常用薄明の始め及び終りの時臥 及びその時の実測の明るさについて示したのが第 1蓑である.これをみるとfl数における実際の日出時の明るさは 10001ux以上であり,天文日出時は200-2701ux,常用帝別の始めは1.0-1.71uxで あ り,一万日没の折は5001ux前後, 天文R没時は 150-200lux,常用薄明の終りは0.8-1.61uxであり,Humphreysの値より小さく.上光で 4-51uxの明るさになるのは,朝は薄明起時より5-7分遅く,夕方は終期より7-9分早いことになる.これは主として雲のなし､晴天の日の測定であって,怨天の場合はその程度により当然異なるはずである.ljllノ壬 HIJ'.in･-'i;川]樽J9日L'rtの明るさ月 日 巨獣槻 -1云_宴_旦_坦_時 刻 明るさ分 ~ hx501 220452∩3540 2707 09 260時分431.0425142.6641 1.777日出,日没について天文学上の日比 日没は限高4.6メートルにおいて太陽の上辺が視地平に接 rる様に見える時刻であって,地平気差,視差,地平視差,眼両差の更正を施した値,即ち太陽の中心高度が -54′.2に蓮する時刻である. これは天測暦に各緯度について表示されている.しかし各地における実際の日出,日没については,まずその他の天文日払 日没時を求めておき (付表Ⅲ参照),次にその地の高低,周関の山等による補正を行なわねばならない.倉敷は周囲を低い山地が連なり, 当研究所より¢)視角は東方 (向山)5-h∴ 出方 (追照山地)1-1.50であるが, 季節により太陽の上る方向は 北方の山と東方向山とのI.'jrJVこあり,視角10以下.街の民家のため判然としないことが多い.実測の一例を示すと次の通りである.6月15日 日没 19hO5m 天文日没 19h20m (差 15分)6月16日 日出 5hO5m 天文日出 4h51m (差 14分)京都鴨川捉 (出町橋上流,乱の森西方)における実測例 (東方 東山視角4.50,西方西山視角 4.00).7月 8 日 日没 18h52m 天文日没 19h14m (差 22分)7月 9 日 日出 5h25m 天文日出 4h50m (差 35分)この様に実際の日出,日没時の判定は実測に よらざるを得ない状態である. しかし日出,日没方向の地形の高さが判明している場合は修正値を求めることは可能である.旧陛叩気象常用蓑にその修正蓑があげられており,便利であるので付蓑として転服することにした (付表Ⅰ).薄明時の明るさ次に常用蒋明時における実際の明るさについて一例をあげる.5月15日 (雲丑 0)時 刻 習uaxf日 没 18149m 480天文 日没 19hOlm 】5019hO9m 5019h14m 2019h21m 5常用神明終 19h29m 0.8薄明時間 28分5月16日 (雲intiO)時 刻 笥uFJx亨常用博明始 4h33m4140m4hA7m4h51m天文 日出 5101m日.LH. 5h18m神明時間 28分????????????前述の如く,椎物により感応する光の強さが異なることは云うまでもなく,個々の植物についてもそれぞれ異なった値を考えなければならぬifは当然であるが,複雑であ/.,し,又淵花日長において多くの植物の感応する照度の最低が大体 4-51uxのところにあることは常用蒋明を限界と考えて大差がない場合が多いと考えられるので一応の目安として常78 瓜 学研 究川神明をとりあげて見ることとした.各総度における常JB和明時間については,Kimball12,13'の式によって 計辞されたものがあるので･便宜上転載する番とする (付表 Ⅱ),なお 常用蒋明時を加えた 日長時間を求めたものを表示 したものが付表Ⅲである,前述の如く一次近似の場合は,この値を直ちに 2倍すればよい訳である.又二次近似の場合は午後を普通の日長時間として計井すればよい訳である.これらの蓑を見ると常用滞明を加えた場合,七i鐙の長さの等しい時は天文学的春分より早くなり･35oNてほ 2月 22日頃となり約 1カ月 F`iく,秋分は 10月 22日ujlで 1カ月遅 く現われる槻定になる.これらの栗状はある種の仙物の分布あるいは栽培面において,更に研究実験の場合等十分考慮されなければならない間趨であると考えられる.又,梅端な地形,例えば高山の間の深い谷間等においてほ,特殊な日長がその地の生物に及ぼす影響の当然あるべきことが考えられてよいと思われる.文 献1,JT,価 -Jl卜 ･木村和議.1965.同化日長について.日本放物学会第30回大会認折要旨.2.両須陳一 ･木村和鼠 1967.粗被周内外における CO2分布について.各種摩上生懸系'.L=おける一次生産力の比較研究.昭和41年度研究報告3lWithrow,良.B.andBenedict.H.M.1936.Phuloperiodicresponseofcertaingreen-houseannualsasinfluencedbyintensityandwavelengthofartifciallightused tolengthenthedaylighL PlantPhysiol.ll:225-245.4.Borlhwick.H.A.andParker,M,W.1939.Photoperiodicresponsesofseveralva-rietiesofsoybeans.BoLGag.101:34ト365.5lForster,H.A.Tincker,M.A.H.Vasey.A.J.and Wadham,S,M.1932.Experi-mentsinEngland,WalesandAustraliaonthee打ectoflengthofdayonvariouscultivatedvarietiesofwheat.Ann.App.Ijiu1.18:378-412.6.Greulach,V.A.1942.PhotoperLOdicafter-efectsinsixcomposites.Bob.Gal.103:698-709.7.Imamura,S.andTakirnoto,A.1955.PhotoperiodicresponseinJapanesemorningglory,PharbitisnilChoISりaSensitiveshortdayplanL Bot.Mag.Tokyo68:235-241.8.Imamura.S.1967. PhysiologyoffloweringinPharbiisnil. Japan.Soc.PlantPhysiol.TDkyo.Japan.9.Takimolo,A.andlkeda.K,1960,StudiesOnthelightcontrollingflowerinitiationofPharbitisnl'!.VII.E斤ectofnaturaltwilight.凸ot.Mag.Tokyo,73:175-181.10.手短l-_深安庁.1976.天測暦,ll.Humphreys,W.J.1940.Physicsoftheair.McGraw-HHlPubLNew York.12.Kimbal.H.H.1935.Intensityofsolarradiationatthesurfaceoftheearth,anditsvariationswithlatitude,seasonand timPOEday.MonthlyWeatherRev.63:1-4.13.Kimbal,H.H.1938.DurationandintensityoftwilighLMonthlyWeatherRev.66:279-286.56巻 (1977) 79付 表 I EI Ltユ 世 峰 の 地1.地形の仰角 Hoに対する捗正数は上記の佃にHを来ずる.大気屈折の影響Ik考慮する時はH+(0.6-γ)を乗じなければならないγは視花皮 Hoに対する大兄屈折度である.2.日出時に対しては加え,日没時に対してほ減ずる.3.北緯,両脚 こ閑しない.80 出 挙 研 究形 修 正 衷 (仰角 loに対する惨iF_敬)?????????????????????? ???????????????????? ? ?????? ? ? ? ??? ? ???????????? ?? ???? ?????? ? ????? ? ? ????????? ??????????????????? ? ???????????? ? ???????? ? ??????????? ?? ? ??????? ?? ????? ????? ?????? ?? ? ??????????????? ??? ?????? ?? ‖???????? ? ? ?????????????????????????????????大気屈折度 (ッ)衷視 高 度 l平均屈折度?? ? ?? ? ???付表 Ⅱ 常 用 薄 明 時 間 案(太暢中心が視地平下60になる時と日出没との間の時間)北 緯????????????????????????〕?????????????? ????????【 ????????????? ????????????? ???????? 【 ????????????????? ? ???????????????????????????????? 【 ? 【 ??????????????? ??????????????????? ????????????????? 【 ??????? ??????????????? ???? ???????????????? 【??????? ??????????????????????? ?????? 【 ?? ??? 【 ? 【 ????? 【?????????????????? ????? ? ↓??????? 【 ???????????? ? ? ? ? ??? ?????????????????????????? 【 ????? ?↓? ?↓?? ????????????????????? ????????????????? ? ? ? ? ? ? ???? ??? ? ? ?? ??????? ? ? ?? ????????????? ? ??? 【?? ?????【 ????????????????? 【 ?????????????? ? ?????????? ? ??????????????????????????????????????? ?????????????? ?? ???????????????????????? ???????????????????????】???????????????????? ? ????????? ??? ????? ?????????????? ?? ????? ????? ? ?????????????? ???? ??ー?????????82

http://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/files/public/5/51048/20160528105446717335/bbr_56_2_075_083.pdf

Civil twilight and its biological significance

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Okayama University Digital Information Repository

Okayama University Scientific Achievement Repository