第2章 能量环境ppt课件.ppt

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1、能量概念地球上光的分布生物对光的适应地球上温度的分布生物对温度的适应第二章能量环境1答案：植物的生长状况取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素被称为最小因子（JustusvonLiebig,1840,德国）。提问：最小因子定律是什么？水桶的储水量取决于最低的一块挡板，植物的生长状况(或产量)与此类似。此即为最小因子定律。21能量概念能量概念能量的特点3能量(Energy)：是太阳表面以电磁波的形式不断释放的太阳辐射或太阳光，它为地球上所有的生命系统提供了能量来源。一、基本概念能量环境：光和温度组

2、成了地球上的能量环境。4为地球上所有的生命系统提供能源。二、能量的特点生物圈通过绿色植物将太阳能转化为化学能贮存于植物体内，是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节,也是生物圈赖以生存的基础。5太阳辐射温暖地球表面，影响着生物的生长、发育、繁衍和分布等。62.1.1地球上光的分布太阳辐射的变化规律地球表面太阳光分布不均的原因太阳辐射能的组成2.1光的生态作用及生物对光的适应7太阳辐射通过大气层时，一部分被反射到宇宙空间中，一部分被大气吸收，其余部分以光的形式投射到地球表面上，其辐射强度大大减弱。而地球截取的太阳能约为太

3、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。太阳辐射的强度、时间（代表辐射的量）和光谱成分（代表辐射的光质）对生物的生长发育和地理分布产生重要的影响。89紫外光：波长小于380nm，占9%可见光：波长380~760nm，占45%红外线：波长大于760nm，占46%三者分别占太阳辐射总能量的9%、45%和46%，大约辐射能的一半是在可见光谱范围内。绿色植物的光合作用有效范围是380～700nm之间。太阳辐射能光谱组成太阳辐射能的组成10紫外线可见光红外线380

4、76025004000波长/nm能量强度太阳辐射能的组成与能量强度图11（1）当太阳光射向地球表面时，因经大气圈内各种成分如臭氧、氧、水汽、雨滴、二氧化碳和尘埃等的吸收、反射和散射，最后到达地球表明的仅是总太阳辐射的47%，其中直接辐射为24%，散射为23%。（2）太阳高度角影响了太阳辐射强度。以平行光束射向地球表面的太阳辐射与地面的夹角，称为太阳高度角。太阳高度角越小，太阳辐射穿过大气层的路程越长，辐射强度越弱。地球表面太阳能分布不均的原因12太阳高度角影响了太阳辐射强度13（3）地球公转时，轴心以倾斜的位置（

5、地球自传的平面与公转轨道平面的交角）接受太阳辐射，这导致地球表面不同纬度在不同季节每天所接受太阳辐射的时间呈周期性变化。（4）地面的海拔高度、朝向和坡度，也引起太阳辐射强度和日照时间的变化。14从光质看光在地球上的分布低纬度地区短波光多，随纬度增加长波光增加，随海拔升高短波光增加；夏季短波光较多，冬季长波光较多；早晚长波光较多，中午短波光较多。不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性及形态建成等影响是不同的。15从日照时间上看光在地球上的分布除两极外，春分和秋分时全球都是昼夜相等；在北半球，从春分至秋分昼长夜短

6、，夏至昼最长，并随纬度的升高昼长增加。从秋分至春分昼短夜长，冬至昼最短，并随纬度升高昼长变短。北极夏半年全为白天，冬半年全为黑夜。赤道附近，终年昼夜相等。各地日照时数的不等，对生物的生长和繁殖的影响也不相同。16地表的光照强度也随时间和空间而变化。一般来说，随纬度升高光照强度减弱，随海拔升高光照强度增加。一年中，夏季光照强度最大，冬季最弱。一天中，中午光照强度最大，早晚最弱。光照强度还随地形而变化，如北纬30°地方，南坡接受的太阳能辐射总量超过平地，而平地大于北坡。由于地表上的总辐射量决定于光照强度和日照时间，所

7、以中纬度地区的总辐射量有时可以超过赤道地区，因而小麦、土豆或其他作物能在较高纬度地区在较短的生长期中成熟。17太阳辐射在水体中的变化水体中太阳辐射的减弱比大气中更为强烈，光质也有更大变化。红外线和紫外线在水的上层被吸收，红光在4m深水中光强降到1%，只有500nm波长范围内的辐射能达到较深的深度，使海洋深处显示为蓝绿光。从而导致绿藻分布在上层水中，褐藻分布在较深水层中，红藻分布在最深层，可达200m左右。18水体中的辐射强度随水深度的增加而成指数函数减弱。在完全清澈的水中，1.8m深处的光强度只有表面的50%。在

8、清澈的湖泊中，1%的可见光可达5~10m水深，在清澈的海洋中，可达140m深。根据水体中光的强弱或有无，可将水体分为光亮带、弱光带和无光带，分别对生物产生不同影响。19随纬度变化随季节变化极地的差异地表太阳辐射分布不均匀的原因地球自转公转引起的变化地形等引起的变化随海拔高度变化随坡向变化随地貌变化20地球自转时,赤道附近照射的时间长(日周期)。21地球公转时，夏天北半球照