第二章-光的生态作用ppt课件

1、水生生物学-养殖水域生态学第二章 光的生态作用 概述n光和热是从太阳辐射到地球上的两种辐射能的形状，生物圈内的光主要包含5种根本类型的电磁波。即：n微波和无线电波：波长1m以上；n热红外线： 波长4106-7600;n可见光： 波长7600-3800 ;n紫外线： 波长3800-40.3 ;nX射线和射线： 波长40.3-0.01 。 n太阳辐射能按波长不同而顺序陈列，称为太阳辐射光谱，就是以上5种电磁波。根据人肉眼所能感遭到的光谱段，光可分为可见光和不可见光两部分。可见光光谱段的波长为7600-3800A,也就是人眼能看到的白光。可见光谱中根据波长的不同，又可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七

2、色光，如下图。波长大于7600 和小于3800 的都是不可见光，前者为红外线，我们可借助于热的感受来觉察这种光的存在，地表热量根本上是由这部分太阳辐射能产生的，其波长越大，增热效应也越大，红外光被大气中的臭氧、水蒸气和二氧化碳吸收；后者叫紫外光，但其中波长短于2900 的部分被大气圈上层的臭氧吸收，所以紫外线部分真正到地面上来的，只需波长在2900-3800 之间的光波。紫外线具有杀伤生物的作用。如杀菌、引发皮肤癌和促进VD合成。当臭氧层出现空洞时，将会添加地球外表的紫外光辐射，特别是UV-B(2800 -3200 )对生态系统的影响已引起人们的留意。 n可见，光是太阳辐射能以电磁波方式投射到

3、地球外表上的辐射线。光主要来自太阳辐射，其他星体的光仅占极小部分。光是生命的极为重要的生态因子之一。地球上一切生命都是依托进入生物圈的太阳辐射能流来维持的。太阳辐射对地球外表和水体不仅带来光照，还直接产生热效应。光能影响有机体的理化变化，从而产生各种各样的生态学效应。n(1)光对动物和植物的生存提供能量的来源。n (2)光直接影响植物的光协作用和色素的构成。没有光，绿色植物难以生存。水环境的光照条件远远不及陆地，即使在水的上层，光照强度也较空气中小得多，在水体的深处那么是永远黑暗的。因此光在水生植物的生活中具有特别重要的生态意义。n (3)动植物对光的刺激都会产生一定的反响，如视觉、繁衍、发育

4、、行为、分布等。n (4)光对于动物的重要意义，一方面是经过植物和影响其他环境要素的动态而产生的间接关系，另一方面主要起着信号作用，对于动物的行为和生理上有很大影响。在有些情况下光是动物生活中所需求的环境因子之一。然而，光对动物的深化影响在许多方面还没有充分的了解，由于光对有机体的作用能够是直接的，也能够是间接的，还有能够是经过对其他环境因子的影响而起作用。 一.水体的光照条件n在大气层上界垂直于太阳光的平面上所遭到的太阳辐射强度为8.10 J/(cm2min),被称为太阳系数。太阳辐射在遇到大气层的各种成分时，发生反射、吸收和散射，因此到达水面地面的强度有所减弱。n太阳辐射能到达水面的强度随

5、太阳高度角、地理纬度、海拔高度、季节和大气情况而变化。普通地理纬度越高，年平均辐射量越小，季节变化在高纬度大于低纬度。 七 海洋生物发光景象 n自然界很多生物可以发光，生物产生光的景象称为生物发光biolumines-cence。海洋生物能发光的种类特别多，从细菌到脊椎动物几乎每一门类都有发光的种类。其中以细菌、水母、头足类、甲壳类、被囊类和鱼类较为重要。在海洋中，鱼类、甲壳类和头足类发出的光最亮堂，这些动物具有特化的发光器。具报道，深海鱼类约有2/3能发光，头足类约有一半能发光。发光的生化机制 n荧光素-荧光酶发光系统：在有氧的情况下，由一种荧光酶luciferase对荧光素luciferi

6、n 发生作用的产物。旋沟藻、海萤、海笋Pholas.n1分子荧光酶nLH2 + 1/2O2 -L* + H2On L + hvn n发光蛋白系统：在不需求酶和氧的参与条件下，发光蛋白photo-protein受Ca2+的触发而发光。管水母等腔肠动物。n n蛋白-荧光素 + Ca2+ -Ca2+-蛋白氧化荧光素 + CO2 +hv 生物发光的生物学意义 n作为同种集群的识别信号识别同类、控制集群、诱惑异性。n诱惑捕获物，如深海鱼类和腔肠动物。n照明或警告肉食性敌害或利用光幕来掩护本人。 复习思索题 n水环境的光照条件及其生态意义与陆环境有那些差别?n光照强度和光协作用有何关系?n光谱成分对藻类的

7、色素组成有何影响?n光与水生生物的行为有何关系?这种关系又遭到那些条件的影响?n浮游生物昼夜垂直挪动有何特征?其缘由和顺应性意义如何?n光对水生动物的生命过程有那些影响?n在浮游动物中昼夜垂直挪动景象就更为广泛。如原生动物中沙壳虫(Diffugia bivae)和梨壳虫(Nebela kizakiensis)、轮虫中独角聚花轮虫(Conochilus unicornis)、奇特巨腕轮虫 (Pedalia mira)、皱甲轮虫(Ploesoma)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、矩形龟甲轮虫(K. quadrata)、多肢轮虫(Polyarthra)等都有过白天从表层下沉夜晚又上升的报道。在枝角类和桡足类中昼夜垂直挪动的景象更为普遍，方式也多样些。多数情况是夜间从深层上升，白天从表层下降，一昼夜升降一次，另一种情况是在黎明和薄暮两次上升到表层，也就是说一昼夜有两次垂直挪动，在少数情况下，也出现类似浮游植