大学课程生态学—生态系统II 生态关系1课件

① 空间：高纬度，低强度。 高海拔，高强度；海拔1000m，入射光能的70％，海 平面为50％。 坡向：北纬23°26′以北，南坡、平地和北坡强度越来越 低。与坡度有关，不同纬度的最强光照的坡度不同。 wenku.baidu.com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。
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。只是光对植物形 态建成作用的典型例子。
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在动物中，蛙卵、昆虫卵和海星卵的发育与光照强度 正相关，但过强的光照也会使发育延缓或停止；
温度 繁衍， 并对生物的分布起了重要的作用。
光和温度组成地球上的主要能量环境
风、水流和火作为能量环境的一部分。
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太阳辐射能——通过大气层时辐射强度大大减弱。 地球截取（太阳能）约为===太阳输出总能量20亿分之一 地球上绿色植物光合固定太阳能，占从太阳接受的总能量的千 分之一。
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地球表面太阳辐射受以下几方面因素的影响：
（1）光质的变化 1.空间：低纬度、高海拔，短波光多。 2.时间：夏天短波光多， 冬天短波光少。 中午短波光多，早晚长波光多。 3.地貌：陆地，主要被植物的叶子吸收和反射。 水体，水体吸收和散射作用强，大部分 红外线被吸收，紫蓝光散射（水 色），绿光深入水中。 在海水中10米深处，可见光消减50％，100米处仅剩7％。
①大气层物质：
太阳辐射100
反射25
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，直接辐射 到地球表面的仅为24%， 散射到地面的为23%； 总太阳辐射为47%。
大气层吸收46 反射5
直接辐射24 散射23 地球吸收 47
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②太阳高度角： 太阳入射光与地面的夹角——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
光照强度影响生物的生长速度，植物这种关系很普遍。 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。
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黄化现象：一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，而
合能力不同。
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C4植物（如玉米、高粱）光合作用速率随光强度而增加， 能够利用低浓度的CO2，水的利用效率也较高；C3植物（如 小麦）光合作用速率也随光强度而增加，但曲线变平。
第5章 生态系统II：生态关系1
第1节 生态系统中非生物组分与生物关系 ► 生态系统中光照格局与生物的关系
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太阳———以电磁波的形式不断释放能量，为地球上所有 生命系统提供了能量。绿色植物将太阳能转化成化学能储存
光 于植物体内，这一过程是生物圈赖以生存的基础。
太阳辐射———温暖地球表面，使生物能够生长、发育和
中华鳖在低光照光强度下生长更快。 光照引起动物体色变化——蛱蝶在光照环境中体色
变淡，黑暗环境中体色变深。
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2.1.4.2 植物对光照强度的适应性 (1) 植物叶子的日运动反映了光强度和光方向的日变
化。 (2) 温带树叶脱落是对光强度的年周期变化的反映。 (3) 光强度影响植物的光合作用速率，不同种植物光
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2.1.2 光质的生态作用及生物的适应
（1）光质影响植物的光合作用 光质影响植物光合作用强度—— 绿色植物叶绿素吸收最强的光谱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。
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（2） 光质影响植物形态建成、向光性与色素形成
2.1.1 地球上的光质
太阳辐射光谱主要由短波(紫外线、波长小于380 nm)、可 见光(波长380-760 nm之间)和红外线（波长大于760 nm）组成。
杀伤和致癌
紫外线 可见光 红外线
能 量
产生热效应
强
度 光合作用的主要光谱
380 760 波长 (nm)
4000 7
图2-1 进入地球大气的太阳光谱
青、蓝紫光与紫外线： —— 抑制植物茎伸长，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。 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。
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（3） 光质影响水中藻类分布
红外线和紫外 线在水的上层被吸 收： 绿藻：水体上层 褐藻：较深水层 红藻：最深水层， 可达200 m左右
（4）光质影响光合作用产物 红光：糖合成有利；蓝紫光：有利蛋白质合成； 红光：促进鸡繁殖，短波光（蓝光）有助于生长。
（5）光质影响动物的活动 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。太阳鱼的视力灵敏 峰值在500-530 nm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。
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。
23°26′
23°26′ 黄道面
2.1光的生态作用及生物对光的适应
光的生物学作用表现在：光质、光照强度和光照周期。
发出330-400nm紫外光波，人类不敏感
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（6）红外和紫外光对动物的影响： 短波紫外线有杀菌作用，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。
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2.1.3地球上光强度的变化
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植物和水体分层: 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（euphotic zone）：光合作用大于等于代谢 能。 弱光带（dysphotic zone）：光合作用小于代谢能。 无光带（aphotic zone）：无光合作用。
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2.1.4 光照强度的生态作用及生物的适应 2.1.4.1 光照强度影响生物的生长发育与形态建成