第三章生物與光的關(guān)系

13.1地球上光分布

（1）太陽(yáng)輻射及其光譜組成（2）地球上光的分布規(guī)律25001000200030004000可見(jiàn)光紅外線紫外線波長(zhǎng)nm能流強(qiáng)度（1）太陽(yáng)輻射及其光譜組成紫外光：波長(zhǎng)<380nm，9%可見(jiàn)光：波長(zhǎng)380～760nm，45%紅外光：波長(zhǎng)>760nm，46%3（2）光的分布規(guī)律和影響太陽(yáng)輻射的因素影響地表太陽(yáng)輻射的因素大氣圈，太陽(yáng)高度角，緯度和季節(jié)，海拔、坡度和坡向光質(zhì)(光譜成分)低海拔、高緯度長(zhǎng)波光多，高海拔、低緯度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚長(zhǎng)波光多日照時(shí)間夏季晝長(zhǎng)夜短、冬季晝短夜長(zhǎng)緯度升高、變化加大，兩極有極晝、極夜光照強(qiáng)度低海拔、高緯度光照強(qiáng)度弱，高海拔、低緯度光照強(qiáng)度大夏季、中午光照強(qiáng)度大，冬季、早晚光照強(qiáng)度弱(北半球)南坡光照強(qiáng)度大，北坡光照強(qiáng)度弱4地球表面的太陽(yáng)輻射5春秋夏冬秋春冬夏TheseasonsintheNorthernandSouthernHemispheres63.2生物對(duì)光的適應(yīng)3.2.1光質(zhì)的生態(tài)作用和生物的適應(yīng)

（1）光質(zhì)的生態(tài)作用葉綠素的吸收光譜藍(lán)紫光：430~450nm紅光：640~660nm不同光質(zhì)的作用藍(lán)紫光：促進(jìn)蛋白合成紅光：促進(jìn)糖合成短波光（青光、藍(lán)紫光和紫外線等）：抑制植物的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，使植物向光性更敏感紫外線：殺菌，對(duì)生物體造成損傷，促進(jìn)維生素D的合成紅外線：地表的基本熱源，對(duì)外溫動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)和能量代謝有決定性作用7藍(lán)紫綠橙紅紅外線400500600700波長(zhǎng)nm↑相對(duì)吸收葉綠素α的吸收光譜8（2）生物對(duì)光質(zhì)的適應(yīng)太陽(yáng)魚(yú)視力的靈敏峰值為500～530nm9綠色植物和綠藻、紅藻、褐藻和硅藻光合色素的差異綠藻紅藻10高山植物含花青素、葉面縮小、毛絨發(fā)達(dá)11

3.2.2光照強(qiáng)度的生態(tài)作用和生物的適應(yīng)

（1）光照強(qiáng)度的生態(tài)作用影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育影響動(dòng)物的體色影響植物葉綠素的形成黃化現(xiàn)象影響植物細(xì)胞的增長(zhǎng)和分裂、組織器官的生長(zhǎng)和分化影響植物花果的數(shù)量和質(zhì)量12（2）植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)植物的向光性植物秋季落葉C3植物和C4植物光合能力陽(yáng)性植物和陰性植物、耐陰植物：生理差異形態(tài)差異13141）陽(yáng)性植物在強(qiáng)光照下才能正常生長(zhǎng)發(fā)育的植物。如松、杉、麻櫟、栓皮櫟、楊、柳、樺、槐等。152）陰性植物在弱光照下比在強(qiáng)光照下生長(zhǎng)良好的植物。如紅豆杉、云杉、冷杉、翠云草、人參、三七、半夏、細(xì)辛等。16在全日照下生長(zhǎng)最好，也能忍受適度的蔭蔽，或在生長(zhǎng)發(fā)育期間需要輕度的遮陰。如麥冬、紅花酢漿草、玉竹、青岡屬、山毛櫸、云杉、側(cè)柏、胡桃、桔梗、黨參、沙參、黃精、肉桂、金雞納等。3）耐陰植物17小時(shí)植物光合作用的晝夜變化18陰性植物與陽(yáng)性植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)19（3）動(dòng)物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)203.2.3生物對(duì)光周期的適應(yīng)晝夜節(jié)律光合作用以3-磷酸甘油酸為最初產(chǎn)物的反應(yīng)途徑稱為C3途徑。光合作用中除C3途徑外，還有以草酰乙酸為最初產(chǎn)物的途徑，稱為C4途徑。21光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象：Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的交替與長(zhǎng)短對(duì)植物的開(kāi)花結(jié)實(shí)有很大的影響。這種植物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。確切定義：植物的落葉、開(kāi)花結(jié)果及休眠，動(dòng)物的繁殖、冬眠、遷徙和換毛換羽等，是對(duì)日照長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱為光周期現(xiàn)象（photoperiodism或photoperiodicity）。22緯度01020304050606566.5最長(zhǎng)日12.0012.5813.2213.9314.8516.1518.5021.1524.00最短日12.0011.4210.7810.079.157.855.52.850.00

不同緯度地區(qū)的日照最長(zhǎng)日與最短日時(shí)間每天日照不足10h稱為短日照。23光周期現(xiàn)象植物光周期現(xiàn)象—對(duì)繁殖(開(kāi)花)的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照植物和短日照植物。長(zhǎng)日照植物(long-dayplants)：日照超過(guò)一定數(shù)值才開(kāi)花的植物稱長(zhǎng)日照植物，如小麥、油菜；短日照植物(short-dayplants)：短于一定數(shù)值才開(kāi)花的植物，一般需要較長(zhǎng)的黑暗才能開(kāi)花。如蒼耳、水稻。2425光周期現(xiàn)象的意義植物日照長(zhǎng)短對(duì)植物引種的意義：引種時(shí)應(yīng)注意植物開(kāi)花對(duì)光周期的需要：了解該植物原產(chǎn)地和引種地日照長(zhǎng)度的季節(jié)變化，以及該植物對(duì)日照長(zhǎng)短的反應(yīng)特性和敏感程度，才不致使引種工作失敗。一般而言，（1）短日照植物由南方向北方引種時(shí)，往往出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期延長(zhǎng)、發(fā)育推遲。如紅麻、水稻；短日照植物由北方向南方引種時(shí)，則往往出現(xiàn)生育期縮短、發(fā)育提前。（3）而長(zhǎng)日照植物由南向北移時(shí)，發(fā)育提前；由北向南移時(shí)，則發(fā)育延遲，甚至不能開(kāi)花。26動(dòng)物光周期現(xiàn)象對(duì)鳥(niǎo)類等遷徙影響；對(duì)繁殖（鳥(niǎo)類和魚(yú)類）的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照動(dòng)物和短日照動(dòng)物。長(zhǎng)日照動(dòng)物(long-dayanimals)：在溫帶和高緯度