日照长度的变化与生物的光周期现象.PPT

2 能量环境 太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量,即太阳辐射或太阳光。绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内，这一过程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。太阳辐射又温暖了地球表面，使生物能够生长、发育和繁衍，并对生物的分布起了重要作用。因此，光和温度组成了地球上的能量环境。 2.1生物与光 一、光的组成及主要作用 二、光质的变化及其对生物的影响 三、光照强度的生态作用及生物的适应 四、日照长度的变化与生物的光周期现象 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，其余部分的光的形式投射到地球表面，其辐射强度大大减弱。地球截取的太阳能占太阳输出总能量的20亿分之一，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。 地球表面的太阳辐射主要影响因素 一、吸收、反射和散射 二、太阳高度角 三、地球公转 四、地面的海拔高度、朝向和坡度 一、光的组成及主要作用 紫外光：波长380nm 可见光：波长380～760nm 红外光：波长760nm 二、光质的变化及其对生物的影响 在纯海水中，10米深处的光强度只有海洋表面光强度的50％，而在100米深处，光强度则衰减到只及海洋表面光强度的7％ 光质不同对植物形态建成、向光性及色素形成的影响也不同。 蓝紫光与青光能抑制植物伸长生长，使植物成矮小形态 青蓝紫光能使植物向光性更敏感，促进植物色素的形成。 高山上的短光波较多，植物的茎叶含花青素，这是避免紫外线损伤的一种保护性适应。高山植物呈现出茎干粗短，叶面缩小，毛绒发达的生长型，也是对高山多短光波的适应。 光质对于动物的分布和器官功能的影响目前还不十分清楚，但色觉在不同动物类群中的分布却很有趣。在节肢动物、鱼类、鸟类和哺乳动物中，有些种类色觉很发达，另一些种类则完全没有色觉。在哺乳动物中，只有灵长类动物才具有发达的色觉。 三、光照强度的生态作用及生物的适应 光的穿透性限制着植物在海洋中的分布，只有在海洋表层的透光带内，植物的光合作用量才能大于呼吸量。在透光带的下部，植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡之处，就是所谓的补偿点。 适应于强光照地区生活的植物称阳地植物，这类植物补偿点的位置较高，光合速率和代谢速率都比较高，常见种类有蒲公英、蓟、杨、柳、桦、槐、松、杉和栓皮栎等。 适应于弱光照地区生活的植物称阴地植物，这类植物的光补偿点位置较低，其光合速率和呼吸速率都比较低。阴地植物多生长在潮湿背阴的地方或密林内，常见种类有山酢浆草、连钱草、观音坐莲、铁杉、紫果云杉和红豆杉等。很多药用植物如人参、三七、半夏和细辛等也属于阴地植物。 在光补偿点以上，随着光照强度的增加，光合作用强度逐渐提高并超过呼吸强度，于是在植物体内开始积累干物质，但当光照强度达到一定水平后，光合产物也就不再增加或增加得很少，该处的光照强度就是光饱和点。 各种植物的光饱和点也不相同 植物生长发育的不同阶段光饱和点也不相同 光照强度与动物的行为 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。有些动物适应于在白天的强光下活动，如大多数鸟类，哺乳动物中的灵长类、有蹄类、松鼠、旱獭和黄鼠，爬行动物中的蜥蜴和昆虫中的蝶类、蝇类和虻类等，这些动物被称为昼行性动物。 另一些动物则适应于在夜晚或晨昏的弱光下活动，如夜猴、蝙蝠、家鼠、夜鹰、壁虎和蛾类等，这些动物被称为夜行性动物或晨昏性动物，因其只适应于在狭小的光照范围内活动，所以又称为狭光性种类。昼行性动物所能耐受的光照范围较广，故又称为广光性种类。 一些动物既能适应于弱光也能适应于强光，它们白天黑夜都能活动，常不分昼夜地表现出活动与休息的不断交替如很多种类的田鼠，它们也属于广光性种类。土壤和洞穴中的动物几乎总是生活在完全黑暗的环境中并极力躲避光照，因为光对它们就意味着致命的干燥和高温。幼鳗的溯河性回游则是选择在白天进行，一到夜间便停止回游并躲藏起来。蝗虫的群体迁飞也是发生在日光充足的白天，如果乌云遮住了太阳使天色变暗，它们马上就会停止飞行。 在自然条件下动物每天开始活动的时间常常是由光照强度决定的，当光照强度上升到一定水平（昼行性动物）或下降到一定水平（夜行性动物）时，它们才开始一天的活动，因此这些动物将随着每天日出日落时间的季节性变化而改变其开始活动的时间。 四、日照长度的变化与生物的光周期现象 我国位于北半球，所以夏季的日照时间总是多于12小时，而冬季的日照时间总是少于12小时。随着纬度的增加，夏季的日照长度也逐渐增加，而冬季的日照长度则逐渐缩短。 植物的光周期现象 根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物和短日照植物。长日照植物通常是在日照时间