生态学(2.3.1)--光和温度因子的生态作用及生物的适应
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利用不同光源调控作物生长（设施农业） 利用彩色薄膜提高作物产量和品质
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
(3) 生物对光质的适应现象及机理
海洋植物：光合作用色素对光谱变化具有明显的适应 性：海水表层植物色素吸收红光；深水植物光合色素 有效地利用蓝绿光
红藻
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
植物对紫外线的形态及生理适应
蒲公英
阳地植 物
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
杨树 槐树
人参
阴地植 物
连钱草
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
醡浆草 红豆杉
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
动物对光强度变化的行为适应
光照强度影响动物的行为，昼 行 性 动 物 在白天强光下活动 ，夜 行 性 动 物 在夜晚或弱光下活动
CP sp
B 呼吸作用
率
光强
CP
sp 光饱和点 CP 光补偿点
光 净 生强产 力
陆生植物的类型：
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
阳地植物 (Sun species) ：适应于强光照的植物，只有 在足够光照条件下才能进行正常生长，光补偿点高， 光合和代谢（呼吸）速率高
阴地植物 (Shade species) ：对光的需要远较阳性植物低 ，光补偿点低，代谢 / 呼吸作用、蒸腾作用较弱，抗 高温和干旱能力较低
4000 波长 (nm)
水 为 什 么 是 蓝 色 的 ？ 《普通生态学》 第二章 生物与 环境
清澈湖水中仅约 40% 的光线能到达 1m 深； 首先可见红光和红外线被吸收； 其次，黄光、绿光和紫光被吸收，最后剩下的 少量绿光和蓝光可以达到深水层。
(2) 不同光质的基本生态作用
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
生命起源虽最早可能来自其它能量，但植物光合作用 是驱动生命 / 生态系统的根本动力
光强（光照度）、光质和光周期对生物的生长发育和 地理分布均有深刻的影响，而生物本身也对光因子有 丰富多样的适应
光对植物和动物的直接作用和间接影响
1. 光强的生态作用与生物的适
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
§1.3 生态因子的生态作用及生物的适 应
光因子的生态作用及生物的适应 温度因子的生态作用及生物的适
应 水分因子的生态作用及生物的适
应 土壤因子的生态作用及生物的适
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
一、光因子的生态作用及生物的适应
光是地球上所有生物赖以生存最基本的能量来源—— 没有光就没有繁茂的生命世界
动 植 物 的 趋 （ 避 ） 光 性 ： 生 物 移 向 或 躲 避 光 源 的 运 动 动 物 虽 然 不 利 用 光 ， 但 是 却 将 光 作 为 一 种 信 号
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
3. 生物对光周期的适应
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
植物：昼夜节律；长日照、短日照、日中性植物
引种驯化：在园艺工作中利用光周期现象人为控 制开花时间
动物：昼夜节律；鸟类的迁徙和繁殖；哺乳动物的 换毛和生殖（长日照、短日照兽类）。
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
(1) 昼夜节律 动物对光照强度的适应性
(2) 生物光周期现象
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
植物开花对日照长度的反应：
菊 花
日中性植物
西红柿
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
蒲公英
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
长日照兽类
雪豹
刺猬
短日照兽类
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
绵羊（克隆）
鹿
候鸟迁徙
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
青海 湖
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
二、温度因子的生态作用及生物的适应
1. 温度因子的基本生态作用
温度与生物生长：温度是最重要的生态因子之一，参与生 命活动的各种酶都有最低、最适和最高温度 ( 三基点温 度)
蓝紫光：促进蛋白质的合成
红橙光：促进糖的合成
青光、蓝紫光和紫外线等短波光：一般抑制植物的 伸长生长，使植物向光性更敏感
紫外线：能杀菌，对生物体造成损伤，但促进维生 素 D 的合成
红外线：是地表的基本热源，对外温动物（变温动 物）的体温调节和能量代谢有决定性作用
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
（ 2 ）植物对光强的适应类型
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
光饱和点 (SP) ：当光照强度达到一定水平后，光合产物不再 增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。
光补偿点 (CP) ：光合作用和呼吸作用强度相当处的光强度为 光补偿点；
光阳
A
光
阴
合
地 植
作物
合 B作
地 植 物
A
用
用
B
率
A 光合作用
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
2. 光质的生态作用与生物的适应
(1) 光的性质
紫外线
红外 线
能
量
强
度
可见
光
380
760
波长在 280~308nm 为紫外 光， 380-760nm 为可见 光， 760nm-4000nm 是近红 外， 4000nm 以上是远红外 绿 色 植 物 的 光 合 作 用 有 效 范 围 是 380-760nm 之间 叶 绿 色 主 要 吸 收 波 段 ： 蓝 紫 光 430-450nm ，红橙光 640 ～ 660nm
高山植物
高山植物对紫外光的适应，发展了特殊的 莲座状叶丛Байду номын сангаас含花青素、叶面缩小、毛绒
发达
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
紫外线对动物的特殊作用
某些动物靠紫外线才能 辨别方向或看清楚物体。 例如蜜蜂在找寻花蜜、 为花朵传粉的時，须借助 紫外线
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
生物的趋光性往往与光质有关：
• 长日照植物：萝卜、菠菜、小麦、油菜、凤仙花、牛蒡等 • 短日照植物：玉米、高粱、水稻、棉花、菊花、牵牛等 ～ • 中日照植物：甘蔗等少数热带植物 • 日中性植物：蒲公英、四季豆、黄瓜、番茄等
长日照植物
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
凤仙花
油菜
短日照植物
牵牛花
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
应
（ 1 ）光强对生物生长发育和形态建成的影响
影响细胞、组织和器官的分化，个体和群 体的植增物黄长化现象：弱光 / 黑暗影响植物生长及形态
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
实验：农业害虫——蚜虫对光的响应及形态变化 连续有光，多产生无翅个体； 连续无光，基本为无翅个体； 光暗交替，多形成有翅个体。
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
(3) 生物对光质的适应现象及机理
海洋植物：光合作用色素对光谱变化具有明显的适应 性：海水表层植物色素吸收红光；深水植物光合色素 有效地利用蓝绿光
红藻
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
植物对紫外线的形态及生理适应
蒲公英
阳地植 物
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
杨树 槐树
人参
阴地植 物
连钱草
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
醡浆草 红豆杉
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
动物对光强度变化的行为适应
光照强度影响动物的行为，昼 行 性 动 物 在白天强光下活动 ，夜 行 性 动 物 在夜晚或弱光下活动
CP sp
B 呼吸作用
率
光强
CP
sp 光饱和点 CP 光补偿点
光 净 生强产 力
陆生植物的类型：
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
阳地植物 (Sun species) ：适应于强光照的植物，只有 在足够光照条件下才能进行正常生长，光补偿点高， 光合和代谢（呼吸）速率高
阴地植物 (Shade species) ：对光的需要远较阳性植物低 ，光补偿点低，代谢 / 呼吸作用、蒸腾作用较弱，抗 高温和干旱能力较低
4000 波长 (nm)
水 为 什 么 是 蓝 色 的 ？ 《普通生态学》 第二章 生物与 环境
清澈湖水中仅约 40% 的光线能到达 1m 深； 首先可见红光和红外线被吸收； 其次，黄光、绿光和紫光被吸收，最后剩下的 少量绿光和蓝光可以达到深水层。
(2) 不同光质的基本生态作用
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
生命起源虽最早可能来自其它能量，但植物光合作用 是驱动生命 / 生态系统的根本动力
光强（光照度）、光质和光周期对生物的生长发育和 地理分布均有深刻的影响，而生物本身也对光因子有 丰富多样的适应
光对植物和动物的直接作用和间接影响
1. 光强的生态作用与生物的适
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
§1.3 生态因子的生态作用及生物的适 应
光因子的生态作用及生物的适应 温度因子的生态作用及生物的适
应 水分因子的生态作用及生物的适
应 土壤因子的生态作用及生物的适
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
一、光因子的生态作用及生物的适应
光是地球上所有生物赖以生存最基本的能量来源—— 没有光就没有繁茂的生命世界
动 植 物 的 趋 （ 避 ） 光 性 ： 生 物 移 向 或 躲 避 光 源 的 运 动 动 物 虽 然 不 利 用 光 ， 但 是 却 将 光 作 为 一 种 信 号
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
3. 生物对光周期的适应
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
植物：昼夜节律；长日照、短日照、日中性植物
引种驯化：在园艺工作中利用光周期现象人为控 制开花时间
动物：昼夜节律；鸟类的迁徙和繁殖；哺乳动物的 换毛和生殖（长日照、短日照兽类）。
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
(1) 昼夜节律 动物对光照强度的适应性
(2) 生物光周期现象
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
植物开花对日照长度的反应：
菊 花
日中性植物
西红柿
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
蒲公英
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
长日照兽类
雪豹
刺猬
短日照兽类
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
绵羊（克隆）
鹿
候鸟迁徙
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
青海 湖
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
二、温度因子的生态作用及生物的适应
1. 温度因子的基本生态作用
温度与生物生长：温度是最重要的生态因子之一，参与生 命活动的各种酶都有最低、最适和最高温度 ( 三基点温 度)
蓝紫光：促进蛋白质的合成
红橙光：促进糖的合成
青光、蓝紫光和紫外线等短波光：一般抑制植物的 伸长生长，使植物向光性更敏感
紫外线：能杀菌，对生物体造成损伤，但促进维生 素 D 的合成
红外线：是地表的基本热源，对外温动物（变温动 物）的体温调节和能量代谢有决定性作用
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
（ 2 ）植物对光强的适应类型
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
光饱和点 (SP) ：当光照强度达到一定水平后，光合产物不再 增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。
光补偿点 (CP) ：光合作用和呼吸作用强度相当处的光强度为 光补偿点；
光阳
A
光
阴
合
地 植
作物
合 B作
地 植 物
A
用
用
B
率
A 光合作用
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
2. 光质的生态作用与生物的适应
(1) 光的性质
紫外线
红外 线
能
量
强
度
可见
光
380
760
波长在 280~308nm 为紫外 光， 380-760nm 为可见 光， 760nm-4000nm 是近红 外， 4000nm 以上是远红外 绿 色 植 物 的 光 合 作 用 有 效 范 围 是 380-760nm 之间 叶 绿 色 主 要 吸 收 波 段 ： 蓝 紫 光 430-450nm ，红橙光 640 ～ 660nm
高山植物
高山植物对紫外光的适应，发展了特殊的 莲座状叶丛Байду номын сангаас含花青素、叶面缩小、毛绒
发达
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
紫外线对动物的特殊作用
某些动物靠紫外线才能 辨别方向或看清楚物体。 例如蜜蜂在找寻花蜜、 为花朵传粉的時，须借助 紫外线
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
生物的趋光性往往与光质有关：
• 长日照植物：萝卜、菠菜、小麦、油菜、凤仙花、牛蒡等 • 短日照植物：玉米、高粱、水稻、棉花、菊花、牵牛等 ～ • 中日照植物：甘蔗等少数热带植物 • 日中性植物：蒲公英、四季豆、黄瓜、番茄等
长日照植物
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
凤仙花
油菜
短日照植物
牵牛花
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
应
（ 1 ）光强对生物生长发育和形态建成的影响
影响细胞、组织和器官的分化，个体和群 体的植增物黄长化现象：弱光 / 黑暗影响植物生长及形态
《普通生态学》 第二章 生物与 环境
实验：农业害虫——蚜虫对光的响应及形态变化 连续有光，多产生无翅个体； 连续无光，基本为无翅个体； 光暗交替，多形成有翅个体。