第二章能量环境(一)

第2章能量环境

第2章能量环境一、地球上光的分布二、生物对光的适应三、地球上温度的分布四、生物对温度的适应一、地球上光的分布

地球上的能量类型太阳能（光能）地热能风能化学能：少数低等生物可利用的能量有机物中包含的化学能：高等生物可利用的能量其他能量一、地球上光的分布太阳辐射及其光谱组成地球上光的分布规律（一）太阳辐射及其光谱组成1、太阳光谱（1）微波和无线电波（0.4mm以上，一般1m以下）：微波通讯、广播、电视等。（2）红外线（0.4-760nm）：产生热效应。（3）可见光（760-380nm）：可见光分七色，红光和蓝光是光合作用的主要光谱。（4）紫外线（380-4nm）：对生物有杀伤和致癌作用，大气层允许290-380nm的到达地球表面。（5）X射线和γ射线（1-4nm）：高能辐射，主要来自原子能。（一）太阳辐射及其光谱组成2、影响太阳辐射的因素大气圈太阳高度角纬度和季节海拔坡度和坡向地球上光的分布规律3、地球上光的分布规律光的生物学作用表现在三个方面：光照强度、时间（辐射的量，光照周期）和光质。1）光质（1）空间：高纬度，短波光少；高海拔，短波光多。（2）时间：季节--夏天短波光多，冬天短波光少。日--中午短波光多，早晚长波光多。（3）地貌：陆地--主要被植物的叶子吸收和反射。水体--吸收和散射作用强，大部分红外线被吸收，紫蓝光散射（水色），绿光深入水中。2）光周期北半球：夏至昼最长，冬至昼最短。从春分至秋分昼长夜短，从秋分至春分昼短夜长。南半球：夏至昼最短，冬至昼最长。赤道：昼夜平分两极：半年白天，半年黑夜。（除两极外，春分和秋分时全球都是昼夜等长）。3）光强（1）空间：高纬度，低强度；高海拔，高强度。坡向：南坡、平地和北坡强度越来越低。与坡度有关，不同纬度的最强光照的坡度不同。（2）时间：季节--夏天高强度；冬天强度低。日--中午强度最高；早晚强度较低。（3）生态系统：上层，强度大；下层，强度低。

根据光强将水体分为：光亮带、弱光带、无光带。二、生物对光的适应1、光质的生态作用及生物的适应2、光强的生态作用及生物的适应3、光周期的生态作用及生物的适应1、光质的生态作用及生物的适应1）光质对生物的作用2）生物的适应1）光质对生物的作用紫外线杀菌、使人患皮肤癌。影响植物色素的形成、光合产物的形成、植物的形态建成。红光促进叶绿素形成，蓝紫光利用花青素的形成。红光促进糖类合成，蓝紫光利于蛋白质的形成。红外线（热效应）促进植物茎的伸长。蓝紫光与青光抑制植物伸长，紫外线抑制茎的伸长。动物的趋光反应、觅食、体色、迁徙、换羽、生殖等行为。利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行试验：紫光薄膜对茄子有增产作用；蓝色薄膜对草莓产量有提高，但对洋葱生长不利；红色光下栽培甜瓜可以加速植物发育，果实成熟提前20天。浅蓝色薄膜育秧，秧苗根系较粗壮，插后成活快，生长茁壮，叶色浓绿，鲜重和干重都有增加，测定的淀粉、蛋白质含量较高。2）生物对光质的适应不同光合色素的形成。植物矮、粗（含花青素）。动物VD合成等。视觉差异。2、光强的生态作用及生物的适应1）光强的生态作用2）生物的适应1）光强的生态作用影响动物的生长和发育等。影响植物的光合作用。影响植物的生长发育。促进细胞的增大和分化，影响细胞分裂和伸长。影响种子的发芽。影响植物茎干和根系的生长。影响植物的开花和品质。影响植物的形态。黄化现象阳地植物、阴地植物、耐阴植物。阴地植物与阳地植物叶的比较

特征阳地植物叶阴地植物叶形态特征枝叶叶片角质层气孔栅栏组织稀疏较小发达较多发达茂盛较大、薄不发达较少不发达

生理特征

细胞汁液浓度蒸腾作用CO2补偿点的光强度光合作用的光饱和点RUBP羧化酶以干重计的叶绿素可溶性蛋白（=酶）++++高高++++++++低低++++2）生物对光强的适应植物的不同生态类型动物视觉器官的适应动物摄食、活动等行为的适应3、光周期的生态作用及生物的适应1）光周期的生态作用2）生物对光周期的适应1）光周期的生态作用（植物）影响植物发芽、开花、结果、茎伸长、根系发育等。短日照促进植物休眠，长日照打破或者抑制植物休眠。影响植物生长、花色性别、部分植物地下储藏器官的形成和发育等。影响植物的南北分布。1）光周期的生态作用（动物）影响动物的生殖时间。昆虫滞育的光周期现象。影响鸟兽换羽、换毛。决定动物的迁徙、迁移或洄游的时间。影响动物的冬眠（常与温度有关）。2）生物对光周期的适应（1）植物（2）动物长日照植物短日照植物中日照植物日中性植物长日照动物短日照动物光污染光污染是指环境中光辐射超过各种生物正常生命活动所能承受的指数，从而影响人类和其它生物正常生存和发展的现象。分为人造白昼污染、白亮污染和彩光污染。人造白昼污染：影响天文观测影响人的生物钟影响其它生物白亮污染主要由强烈人工