《能量环境》PPT课件

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1、第二部分有机体与环境1、光的生态作用及生物对光的适应2、生物对温度的适应二、能量环境1、光的生态作用及生物对光的适应1.1地球上光的分布1.1.1太阳辐射及其光谱组成太阳辐射能通过大气层时，其辐射强度大大减弱。而地球截取的太阳能约为太阳输出总能量的20亿分之一，地球上绿色植物光合作用所固定的太阳能，只占从太阳接受的总能量的千分之一。5001000200030004000可见光红外线紫外线波长nm能流强度紫外光：波长<380nm，9%可见光：波长380～760nm，45%红外光：波长>760nm，

2、46%1.1.2影响太阳辐射的因素（1）大气层物质臭氧、二氧化碳、尘埃、氧气、水汽和雨滴等可吸收、反射和散射光线，达到地球的总太阳辐射为47%，其中直接辐射到地球表面的仅为24%，散射到地面的为23%。（2）太阳高度角：太阳入射光与地面的夹角即为太阳高度角。太阳高度角越小，太阳辐射穿过大气层的路程越长，辐射面积越大，辐射强度越弱。（3）黄赤交角：地球公转的黄道面与自转形成的赤道面之间的夹角称为黄赤交角，其度数为23°26′。这就导致地球南北半球的季节不同，不同纬度和季节的太阳辐射时间成周期性变化

3、。23°26′23°26′黄道面赤道面春秋夏冬秋春冬夏TheseasonsintheNorthernandSouthernHemispheres（4）地貌地面的海拔高度、朝向和坡度，都会引起太阳辐射强度和日照时间的变化。1.1.3光的分布规律光质(光谱成分)低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多夏季昼长夜短、冬季昼短夜长纬度升高、变化加大，两极有极昼、极夜光照强度低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度大夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强

4、度弱日照时间(北半球)南坡光照强度大，北坡光照强度弱1.2光质的生态作用及生物的适应1.2.1光质影响植物的光合作用光质影响植物的光合作用强度，绿色植物的叶绿素吸收最强的光谱是640-660nm的红光和430-450nm的蓝紫光，绿光最差。海带等红藻的类胡萝卜素吸收最强的是绿色光。光合细菌的叶绿素的吸收峰值在800-890nm。1.2.2光质影响植物的形态建成、向光性与色素形成青、蓝紫光与紫外线抑制植物茎的伸长，使植物成矮小形态，茎干粗短，叶小、毛绒发达。高山上无高大树木，植物具特殊的莲座状叶丛

5、。短波光（青蓝紫光）使植物向光性更敏感，促进植物色素的形成，高山植物茎叶富含花青素。1.2.3光质影响动物的活动和水生植物的分布灵长类、鸟类、鱼类、节肢动物等都有很发达的色觉，鱼类对绿、蓝、红光比较敏感。太阳鱼（Lepomis）的视力灵敏峰值在500-530nm波长，有利于鱼在水中觅食。昆虫的可见光范围偏重于短光波，这便是用利用黑光灯诱杀农业害虫的机理。红外线和紫外线在水的上层被吸收，红光在4m深水中光强度降到1%，只有500nm波长范围内的辐射能达到较深的深度，使海洋深处为蓝绿光。1.2.4光

6、质影响光合作用产物红光对糖的合成有利，蓝紫光有利于蛋白质的合成。红光促进鸡的繁殖，短波光（蓝光）有助于生长。1.2.5红外和紫外光对动物的影响短波的紫外线有杀菌作用，可引起人类皮肤产生红疹及皮肤癌，和促进体内维生素D的合成。紫外线又是昆虫新陈代谢所依赖的。长波红外线是地表热量的基本来源，对外温动物的体温调节和能量代谢起了决定性的作用。1.3光照强度的生态作用及生物的适应1.3.1地球上光照强度的变化（1）空间：高纬度，低强度。高海拔，高强度。坡向：北纬23°26′以北，南坡、平地和北坡强度越来越

7、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。植物和水体都分层。清澈静止的水体15m深处，50％衰减。根据光照强度将水体分为：光亮带（euphoticzone）：光合作用大于等于代谢能。弱光带（dysphoticzone）：光合作用小于代谢能。无光带（aphoticzone）：无光合作用。1.3.2光照强度影响生物的生长、发育与形态建成光照强度影响生物的生长速度，植物这种关系很普遍。

8、光照强度影响植物器官、组织的生长发育；果实的产量与品质；且能提高果实花青素含量，色彩好看。水生植物只能生活在水体的透光带（0--100米），海带等巨型藻类在大陆沿岸生活，单细胞浮游植物只能在海洋上层生活。黄化现象(etiolationphenomenon)：一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，而形成胡萝卜素，导致叶子发黄，称为黄化现象。黄化植物在形态、色泽和内部结构上都与正常植物不同，表现为茎细长软弱、节间距离拉长，叶片小而不展开，植株长度伸长而重量显著下降。这是光对植物形态建成作用的典型例子。在动