第三章能量环境

夜行性动物眼睛比昼行性动物的大，如枭、懒 猴、飞鼠等；有些啮齿类动物的眼球突出于眼 眶外以便从各个方面感受微弱的光线。
• 终生营地下生活的兽类，如鼹鼠、鼢鼠等眼睛一般很小，有的表面为皮
肤所盖，成为盲者。
深海鱼类或者具有发达的视觉器官，或者本身具有发光器官。
四、 日照长度对生物的影响
（1）日照长度的变化 ➢北半球从春分到秋分昼长夜短，夏至昼最长，从秋分到春 分昼短夜长，冬至夜最长，赤道附近终年昼夜平分 ➢纬度越高，夏半年昼越长而冬半年昼越短，两极地区则半 年是白天，半年是黑夜
6
8
6
7
8
9暗 期
10 h
10° 11
20° 12
30° 35° 13
40° 14
45° 50° 15
10
12M
海 拔 高 度 影 响 光 辐 射
坡 度 和 坡 向
二、 光质生态学作用及生物的适应
（1）光质变化规律 •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。
红光有利于碳水化合物的合成；蓝光有利于蛋白质 的合成；
蓝、紫光和青光一般能抑制植物的伸长；使植物向 光性更敏感
紫外线能杀菌；对生物体造成一定的DNA损伤 ，增加生物的变异率；促进维生素D的合成；
红外线是地表的基本热源，对外温动物的体温 调节和能量代谢有决定性作用。
（3）生物对光质的适应
太阳鱼视力的灵敏峰值在500-530nm，透明水层的波长 水表层的绿藻含叶绿素b和类胡萝卜素，深海中的红藻含藻
（2）光质的生态学作用
•光合有效辐射：绿色植物光合作用只能利用太阳光谱 中的一个有限带，即从380～710nm之间波长的辐射能
蓝 430-450nm
生理有效辐
射：红、橙、↑
紫
蓝、紫 相
生理无效辐 对 射：绿。 吸
紅 640-660nm
橙 红外线
收
绿
400
500
600
700
波长nm
叶绿素a的吸收光谱 （引自Mackenzie et al. 1998）
红蛋白和藻蓝蛋白，硅藻含叶黄素 高山植物茎叶含花青素
三、 光照强度对生物的影响
（1）光照强度的变化 低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度
大。低纬度热带沙漠地区，年光照强度为8.37×105焦 /cm2，而高纬度的北极为2.93×105焦/cm2；如在海拔 1000米可获得全部入射日光的70％，海拔为0的海平面只 能获得50％。 夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强度弱。 (北半球)南坡光照强度大，北坡光照强度弱。 光照强度在一个生态系统内部也会有变化
第三章 能量环境
掌握光、温度、风、火对生物的生态作用
第一节 光的生态作用及生物对光的适应 第二节 生物对温度的适应 第三节 风对生物的作用及防风林 第四节 火作为生态因子对于生物的影响及管理
地球上的能量类型
太阳能，光能 地热能 风能 水能 核能 潮汐能 化学能 其他能量
第一节 光的生态作用及生物对光的适应
红外光促进植物茎的延长生长，有利于种子和孢子 的萌发，提高植物体的温度；
紫外辐射能对植物生长形成可逆性抑制,而使植物形 成矮粗的形态，能促进色素的产生；
红、橙光被叶绿素吸收最多，具有最大的光合活性 ；蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收；
红光促进叶绿素形成；蓝、紫光和青光能促进花青 素等色素的形成；
树、桉树、相思树、刺槐、臭椿等。
• 阴性植物(Shade plant)：云杉、冷杉、杜英、甜槠 、白楠、建柏、竹柏、紫杉、红豆杉等。
• 中性植物(Neutral plant)：红松、椴树、榆、水曲柳 、杉木、毛竹、侧柏、
香樟、榕树等。
植物光合作用对光照强度的适应：
➢ C3植物，典型温带植物； ➢ C4植物，典型热带、亚热带植物； ➢ CAM植物，典型干旱植物
（2）光照强度对植物的影响
黄化现象：植物在黑暗环境中不能合成叶绿素 ，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄，称为黄化 现象
种子萌发、茎的生长等：抑制、促进，不同植 物反应不同。
植物生长顶端的向光性。
干形、冠形、叶片结构等，如阳生叶、阴生叶 的形态差异。
花、果实的发育。
（3）植物对光照强度的适应 • 阳性植物(Sun plant)：落叶松、油松、马尾松、樟 子松、白桦、杨树、柳
（2）日照长度的变化与生物的光周期现象
光周期现象 由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜
变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生 物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是在生物中普 遍存在的光周期现象。
一、太阳辐射 太阳表面以电磁波的形式不断释放能量，即太阳辐射 太阳辐射为地球上所有的生命系统提供了能量来源 绿色植物可以通过光合作用将太阳能转化为化学能贮存
在植物体内 太阳辐射同时又温暖了地球表面，使生物能够生长、发
育和繁殖，并对生物的分布起了重要的作用 因此，光和温度组成了地球上的能量环境
夜间通过酸的形式保存二氧化碳，白天利用这些二氧化碳 进行光合作用。
C3植物
C4植物
高粱
玉米
50
C4
CO2摄取/mgco2·dm-2·h-1
40
小麦
30
阳草
20
C3
水青 冈
10
阴草
0
1
2
3
4
5百度文库
6
7
8
9
光照强度/J·m-1·g-1
（4）光照强度对动物的影响
光是影响动物行为的重要生态因子，很多动物的活动都与 光照强度有着密切的关系 ➢昼行性动物：适应于在白天的强光下活动的动物 ➢夜行性动物或晨昏性动物：适应于在夜晚或晨昏的弱光下 活动的动物
2. 影响太阳辐射的因素
大 气 圈 影 响 太 阳 辐 射
太 阳 高 度 角 影 响 太 阳 辐 射
纬 度 和 季 节 影 响 太 阳 辐 射
18
17
16
光 期 15
h 14
13 10°
20° 12
30° 11 35°
40° 10
45° 9 50°
2
4
50° 45° 40° 35° 30° 20° 10°
1. 太阳辐射及其光谱组成
可红 紫见 外 外光 线 线
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， 46%
500 1000
2000
3000
4000
波长nm
2. 影响太阳辐射的因素
大气圈 太阳高度角 纬度和季节 海拔高度 坡度和坡向