《光的生态作用》PPT课件

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1、水生生物学--养殖水域生态学第二章光的生态作用概述光和热是从太阳辐射到地球上的两种辐射能的形态，生物圈内的光主要包含5种基本类型的电磁波。即：微波和无线电波：波长1m以上；热红外线：波长4×106-7600Å;可见光：波长7600-3800Å;紫外线：波长3800-40.3Å;X射线和γ射线：波长40.3-0.01Å。太阳辐射能按波长不同而顺序排列，称为太阳辐射光谱，就是以上5种电磁波。根据人肉眼所能感受到的光谱段，光可分为可见光和不可见光两部分。可见光光谱段的波长为7600-3800A,也就是人眼能看到的白光。可见光谱中根据波长的不同，又可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，如图

2、所示。波长大于7600Å和小于3800Å的都是不可见光，前者为红外线，我们可借助于热的感受来察觉这种光的存在，地表热量基本上是由这部分太阳辐射能产生的，其波长越大，增热效应也越大，红外光被大气中的臭氧、水蒸气和二氧化碳吸收；后者叫紫外光，但其中波长短于2900Å的部分被大气圈上层的臭氧吸收，所以紫外线部分真正到地面上来的，只有波长在2900-3800Å之间的光波。紫外线具有杀伤生物的作用。如杀菌、引发皮肤癌和促进VD合成。当臭氧层出现空洞时，将会增加地球表面的紫外光辐射，特别是UV-B(2800-3200Å)对生态系统的影响已引起人们的注意。可见，光是太阳辐射能以电磁波形式投射到地球

3、表面上的辐射线。光主要来自太阳辐射，其他星体的光仅占极小部分。光是生命的极为重要的生态因子之一。地球上所有生命都是依靠进入生物圈的太阳辐射能流来维持的。太阳辐射对地球表面和水体不仅带来光照，还直接产生热效应。光能影响有机体的理化变化，从而产生各种各样的生态学效应。(1)光对动物和植物的生存提供能量的来源。(2)光直接影响植物的光合作用和色素的形成。没有光，绿色植物难以生存。水环境的光照条件远远不及陆地，即使在水的上层，光照强度也较空气中小得多，在水体的深处则是永远黑暗的。因此光在水生植物的生活中具有特别重要的生态意义。(3)动植物对光的刺激都会产生一定的反应，如视觉、繁殖、发育、行为

4、、分布等。(4)光对于动物的重要意义，一方面是通过植物和影响其他环境因素的动态而产生的间接关系，另一方面主要起着信号作用，对于动物的行为和生理上有很大影响。在有些情况下光是动物生活中所需要的环境因子之一。然而，光对动物的深刻影响在许多方面还没有充分的了解，因为光对有机体的作用可能是直接的，也可能是间接的，还有可能是通过对其他环境因子的影响而起作用。一.水体的光照条件在大气层上界垂直于太阳光的平面上所受到的太阳辐射强度为8.10J/(cm2·min),被称为太阳系数。太阳辐射在遇到大气层的各种成分时，发生反射、吸收和散射，因此到达水面（地面）的强度有所减弱。太阳辐射能到达水面的强度随太

5、阳高度角、地理纬度、海拔高度、季节和大气状况而变化。一般地理纬度越高，年平均辐射量越小，季节变化在高纬度大于低纬度。七．海洋生物发光现象自然界很多生物能够发光，生物产生光的现象称为生物发光（biolumines-cence）。海洋生物能发光的种类特别多，从细菌到脊椎动物几乎每一门类都有发光的种类。其中以细菌、水母、头足类、甲壳类、被囊类和鱼类较为重要。在海洋中，鱼类、甲壳类和头足类发出的光最明亮，这些动物具有特化的发光器。具报道，深海鱼类约有2/3能发光，头足类约有一半能发光。发光的生化机制荧光素-荧光酶发光系统：在有氧的情况下，由一种荧光酶（luciferase）对荧光素（luci

6、ferin）发生作用的产物。旋沟藻、海萤、海笋（Pholas）.1分子荧光酶LH2+1/2O2-----------→L*+H2O↘L+hv发光蛋白系统：在不需要酶和氧的参与条件下，发光蛋白（photo-protein）受Ca2+的触发而发光。管水母等腔肠动物。蛋白-荧光素+Ca2+-----→Ca2+--蛋白—氧化荧光素+CO2+hv生物发光的生物学意义作为同种集群的识别信号（识别同类、控制集群、引诱异性）。引诱捕获物，如深海鱼类和腔肠动物。照明或警告肉食性敌害或利用光幕来掩护自己。复习思考题水环境的光照条件及其生态意义与陆环境有那些差别?光照强度和光合作用有何关系?光谱成分对藻类

7、的色素组成有何影响?光与水生生物的行为有何关系?这种关系又受到那些条件的影响?浮游生物昼夜垂直移动有何特征?其原因和适应性意义如何?光对水生动物的生命过程有那些影响?在浮游动物中昼夜垂直移动现象就更为广泛。如原生动物中沙壳虫(Diffugiabivae)和梨壳虫(Nebelakizakiensis)、轮虫中独角聚花轮虫(Conochilusunicornis)、奇异巨腕轮虫(Pedaliamira)、皱甲轮虫(Ploesoma)、螺形龟甲轮虫(Kerat