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1、生态学-生物与光..第1章生物与环境1.1环境与生态因子1.1.1什么是环境环境的概念、类型和分类1.1.2什么是生态因子概念、分类、生态因子作用的规律1.2生物与环境的相互作用1.2.1环境对生物的作用1.2.2生物对环境的反作用1.3生态因子的限制性作用1.3.1限制因子1.3.2李比希(Liebig)最小因子定律1.3.3耐受限度与生态幅谢尔福德耐受性定律(Shelford’slawoftolerance)生态幅(ecologicalamplitude)或生态价(ecologicalvalence)生物对耐受限度的调整 生物内稳态及其保
2、持机制第2章生物与光2.1太阳辐射及其变化规律2.2光质变化对生物的影响2.3光强度变化对生物的影响2.4生物的光周期现象生态热点：臭氧问题2.1太阳辐射及其变化规律l地球自转时,赤道附近照射的时间长(日周期)l地球公转时,夏天北半球照射的时间长;冬天南半球照射的时间长(季节周期)l低纬度地区有较为恒定的热量,高纬度比低纬度地区接受的能量更少太阳辐射光谱主要由短波(紫外线、波长小于380nm)、可见光(波长380-760nm)和红外线(波长大于760nm)组成,是波长150-4000nm的电磁波。其中,可见光包括红、橙、黄、绿、青、篮、紫7色
3、,之外的为不可见光(红外光、紫外光)。太阳辐射中,红外光占50-60%,紫外光占1%,其余为可见光。波长越长,能量越大;紫外光具杀伤和至癌作用(臭氧层吸收290nm以下的部分,290-380nm部分才能到达地球表面)。植物叶绿素主要吸收可见光中的红光(760-620nm)和蓝光(490-435nm),因此,可见光具有最大的生态学意义。2.2光质变化对生物的影响2.2.1光质变化空间变化：短波光随纬度增加而减少,随海拔升高而增加。时间变化：冬季长波光增多,夏季短波光增多;一天之内中午短波光较多,早晚长波光较多。2.2.2光质变化对生物的影响L对
4、海洋植物的影响—光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:浅海(几米处)：红外光被完全吸收。浅海植物光合色素吸收蓝、红光,与陆生植物很相似;深海：紫和篮光等短波光被反射,只有绿光占优势。深海植物光合色素有效地利用绿光。L对高山植物的影响—对紫外光作用的适应,发展了特殊的莲座状叶丛;不利于植物散布。L对动物的影响—不同动物发展不同的色觉。2.3光强度变化对生物的影响2.3.1光照强度的变化纬度变化：光照在赤道地区最大,随纬度的增加而逐渐减弱。海拔变化：随海拔高度的增加而增强。坡向、坡度变化：南坡光照比北坡强,坡度小的比坡度大的强。四季、一天变化：
5、夏季及中午最大,冬季及早晚最小。生态系统内变化：自上而下减弱;自清澈静止至流动混浊而少。(水生植物光合作用的限制)2.3.2光强度与水生植物光补偿点：植物光合作用量与其呼吸作用消耗相平衡的光照强度。水生植物在水中的分布与光照强度密切有关。水的深度影响光照强度,从而影响水生植物的分布。2.3.3光强度与陆生植物植物光合作用率在光补偿点附近与光强度成正比,但达光饱和点后,不随光强增加。光饱和点：植物光合产物不再增加或增加很少处的光照强度。陆生植物依据对光强的依赖程度分为：阳性植物、阴性植物和耐阴性植物。阳性植物(cheliophytes)：对光要
6、求比较迫切,只有在足够光照条件下才能进行正常生长。阴性植物(sciophytes)：对光的需要远较阳性植物低,光补偿点低,呼吸作用、蒸腾作用都较弱,抗高温和干旱能力较低。耐阴性植物(shadeplant)：对光照具有较广泛的适应能力,对光的需要介于前两类植物之间。黄花现象(eitiolationphenomenon)：一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄的现象。2.3.4光强度与动物的行为光照强度直接影响动物的行为(取食、交配、洄游等)。昼行性动物(广光性性动物)在白天强光下活动,夜行性动物(狭光性动物)在夜晚或弱光
7、下活动。2.4生物的光周期现象Garner等人(1920)发现明相暗相的交替与长短对植物的开花结实有很大的影响。植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应,称光周期现象(photoperiodism)。光周期不仅植物中普遍存,在动物中也普遍存在。2.4.1植物的光周期现象根据植物对日照长短的反应,区分为4种类型：长日照植物(longdayplant)：日照时间超过一定数值或黑夜小于某一数字才能开花,否则只进行营养生长,不能开花的植物。如萝卜、菠菜、牛蒡、凤仙花、冬小麦、油菜等,在全年日照较长时间里开花。人为延长光照时间可促进提前开花。短日照植物(s
8、hortdayplant)：日照时间短于一定数值或黑夜长于某一数字才能开花,否则只行营养生长而不开花的植物。通常是早春或深秋植物,如苍耳、牵牛、菊类、水稻、玉米、高
