光輻射的生態(tài)作用PPT精選文檔

1、1第三章第三章 光輻射的生態(tài)作用光輻射的生態(tài)作用 一一 光的性質(zhì)及其分類(lèi)光的性質(zhì)及其分類(lèi) 二二 光強(qiáng)的生態(tài)作用光強(qiáng)的生態(tài)作用 三三 光質(zhì)的生態(tài)作用光質(zhì)的生態(tài)作用 四四 光周期的生態(tài)作用光周期的生態(tài)作用 五五 生產(chǎn)實(shí)際工作中應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際工作中應(yīng)用2一一 光的性質(zhì)及其分類(lèi)光的性質(zhì)及其分類(lèi) 1. 1. 光的性質(zhì)光的性質(zhì) 光是太陽(yáng)的輻射能以電磁波的形式，投射到地球表面上的輻射線。自然界的光源包括太陽(yáng)光、月光、星光和生物發(fā)出的光等，其中以太陽(yáng)光為最重要。 2. 2. 太陽(yáng)輻射分為光的強(qiáng)度、光的性質(zhì)和光周期性等. 3. 3. 輻射的類(lèi)型：微波和無(wú)線電波，紅外線，可見(jiàn)光，紫外線，射線和射線 3二二 光強(qiáng)的生

2、態(tài)作用光強(qiáng)的生態(tài)作用1 1 光強(qiáng)的單位光強(qiáng)的單位 在一分鐘內(nèi)落在在一分鐘內(nèi)落在1 1平方厘米的表面上的卡平方厘米的表面上的卡能量（卡平方厘米、分），光強(qiáng)不是固能量（卡平方厘米、分），光強(qiáng)不是固定不變的，與太陽(yáng)高度角、緯度、海拔、定不變的，與太陽(yáng)高度角、緯度、海拔、坡向等有密切關(guān)系。坡向等有密切關(guān)系。42 2 生態(tài)作用生態(tài)作用影響生物生長(zhǎng)影響生物生長(zhǎng) （黃化）（黃化） 影響光合作用影響光合作用 影響植物部分發(fā)育（花、果實(shí)）影響植物部分發(fā)育（花、果實(shí)） 影響生物的分類(lèi)、生理生態(tài)、地理分布等影響生物的分類(lèi)、生理生態(tài)、地理分布等5三三 光質(zhì)的生態(tài)作用光質(zhì)的生態(tài)作用1 1 影響生物生長(zhǎng)影響生物生長(zhǎng) 可見(jiàn)

3、光的生態(tài)作用 不可見(jiàn)光的生態(tài)作用62 2 影響光合作用影響光合作用（1）光質(zhì)對(duì)光合作用的影響 ： 在光合作用中植物并不能利用太陽(yáng)輻射中所有波長(zhǎng)的光能，只是可見(jiàn)光范圍（400-760nm）的大部分能被綠色植物質(zhì)體色素吸收，所以通常把這部分輻射稱為-，它對(duì)光合作用的實(shí)際意義最大。生理輻射大約占太陽(yáng)輻射的40-50%左右。（2）光質(zhì)對(duì)光合作用產(chǎn)物的影響7四四 光周期的生態(tài)作用光周期的生態(tài)作用光周期現(xiàn)象是支配野生生物的地理分布，特別是高緯度地區(qū)的重要因素。按開(kāi)花與光照的關(guān)系，可將植物分為長(zhǎng)日照與短日照兩大類(lèi)；按動(dòng)物繁殖與光照長(zhǎng)短的關(guān)系，也分兩大類(lèi)：長(zhǎng)日照動(dòng)物（long-day animals）和短日照

4、動(dòng)物（short-day animals）。 影響動(dòng)物的繁殖、遷徙、換羽、換毛、昆蟲(chóng)滯育、晝夜節(jié)律、月周期或潮汐周期等8五 光周期在生產(chǎn)中的應(yīng)用 引種、育種、調(diào)種和馴化等9第四章第四章 溫度的生態(tài)作用溫度的生態(tài)作用一 地球上環(huán)境溫度的分布及變化 二 生物對(duì)低溫和高溫的耐受極限 三 溫度的生態(tài)作用 四 生物對(duì)低溫和高溫環(huán)境的適應(yīng) 五 個(gè)體大小與尺度問(wèn)題 六 溫度與動(dòng)物的行為 七 溫度與動(dòng)物的地理分布 八 溫度與動(dòng)物的數(shù)量變動(dòng) 九 熱污染 10一一 地球上環(huán)境溫度的分布及變地球上環(huán)境溫度的分布及變化化1 決定地球溫度分布的主要因素： 入射的太陽(yáng)輻射 地球表面的水陸分布。2、 環(huán)境溫度的變化幅： 水

5、環(huán)境：溫度變化不大，變化幅只有4045。 大陸上的氣溫：最低南極-88.3，沙漠土壤溫度可高達(dá)80，變化幅達(dá)130150，比水體大兩、三倍。11大氣赤道赤道地球地球太陽(yáng)光太陽(yáng)光太陽(yáng)光太陽(yáng)光太陽(yáng)入射角隨緯度的變化太陽(yáng)入射角隨緯度的變化12 3 環(huán)境溫度隨時(shí)間的變化 晝夜變化 季節(jié)變化 4 環(huán)境溫度的空間變化1）水平變化： 氣溫在地球上隨緯度的不同而變化，從赤道到北極，根據(jù)年平均溫的不同，可劃分為熱帶、溫帶和寒帶。 132）垂直變化： a 氣溫的垂直變化由于地理?xiàng)l件不 同， 氣溫隨海拔高度而變化，一般，海拔高度每增加100米，氣溫降低 0.51。 b 水溫的垂直變化14二二 生物對(duì)低溫和高溫的耐受

6、極限生物對(duì)低溫和高溫的耐受極限1 對(duì)低溫的耐受極限和抗寒性 1.1 生命的溫度下限和低溫致死的原因 1.2 動(dòng)物耐寒性變化的規(guī)律 1.3 致死溫度的測(cè)定方法(TL50 ) 2 對(duì)高溫的耐受極限 15動(dòng)物在超過(guò)溫度下限致死的原因動(dòng)物在超過(guò)溫度下限致死的原因 A A 冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂，損壞了細(xì)胞內(nèi)冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂，損壞了細(xì)胞內(nèi) 和細(xì)和細(xì)胞間的細(xì)微結(jié)構(gòu)；胞間的細(xì)微結(jié)構(gòu)； B B 當(dāng)溶劑結(jié)冰時(shí)，電解質(zhì)濃度改變，引當(dāng)溶劑結(jié)冰時(shí)，電解質(zhì)濃度改變，引 起細(xì)起細(xì)胞滲透壓的變化，造成蛋白質(zhì)變性。胞滲透壓的變化，造成蛋白質(zhì)變性。 C C 脫水使蛋白質(zhì)沉淀；脫水使蛋白質(zhì)沉淀； D D 代謝失調(diào)，甚至停止代謝失調(diào)

7、，甚至停止。 1612 動(dòng)物耐寒性變化的規(guī)律 A 變溫動(dòng)物忍受體溫（內(nèi)環(huán)境）下降的能力較高，即充許其體溫有較大幅度的下降，而常溫動(dòng)物的體溫（內(nèi)環(huán)境）相對(duì)比較穩(wěn)定，忍受體溫下降的能力較弱。 B 處于活動(dòng)期的動(dòng)物，可耐受的極限溫度較狹小，而處于非活動(dòng)期和休眠期的動(dòng)物，可耐受的極限較寬廣（體內(nèi)水分減少，脂肪含量增多）。 C 耐寒性的季節(jié)變化。 D 不同生態(tài)類(lèi)群動(dòng)物的耐寒性區(qū)別。 E 耐寒性的地理變異。 F 個(gè)體發(fā)育的不同階段，動(dòng)物的耐寒性也往往不同。如昆蟲(chóng) .179 10 11 12 1 2 3 4 5 6 月-10-20-30-401 木蠹蛾2 日本金龜子3 水生昆蟲(chóng)不同生態(tài)類(lèi)群的昆蟲(chóng)超冷點(diǎn)的季節(jié)

8、變化不同生態(tài)類(lèi)群的昆蟲(chóng)超冷點(diǎn)的季節(jié)變化18100存活百分率TL50溫度TL50估計(jì)法估計(jì)法19高溫下動(dòng)物死亡的可能原因 A 蛋白質(zhì)凝固變性； B 酶活性在高溫下被破壞； C 氧供應(yīng)不足，排泄器官功能失調(diào)； D 神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等等。 20三三 溫度的生態(tài)作用溫度的生態(tài)作用 1 1 溫度與生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系溫度與生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系 2 2 溫度對(duì)動(dòng)物繁殖的影響溫度對(duì)動(dòng)物繁殖的影響211 溫度與生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系 1.1 發(fā)育起點(diǎn)溫度： 生物的生長(zhǎng)發(fā)育是需要一定溫度范圍，低于某一溫度，生物就停止生長(zhǎng)發(fā)育，高于這一溫度，生物才開(kāi)始生長(zhǎng)發(fā)育，這一溫度稱為發(fā)育起點(diǎn)溫度或生物學(xué)零點(diǎn)（biological zero）。生長(zhǎng)

9、發(fā)育的溫度上限一般與生命的溫度上限很接近，在發(fā)育起點(diǎn)溫度和發(fā)育的溫度上限之間的溫度，稱為有效溫度區(qū)。 221.2 有效積溫法則 有效積溫法則的主要含義是植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個(gè)發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。用公式表示：K=N(T-T0),式中，K為有效積溫（常數(shù)），N為發(fā)育歷期即生長(zhǎng)發(fā)育所需時(shí)間，T為發(fā)育期間的平均溫度，T0為生物發(fā)育起點(diǎn)溫度（生物零度）。發(fā)育時(shí)間N的倒數(shù)為發(fā)育速率。該公式的生物學(xué)含義：熱常數(shù)是發(fā)育歷期中每日的有效溫度的積累數(shù)。 生物為了完成某一發(fā)育所需要的一定的總熱量，稱為有效積溫（或熱常數(shù))。23241.3 有

10、效積溫法則的應(yīng)用 有效積溫法則不僅適用于植物，還可應(yīng)用到昆蟲(chóng)和其他一些變溫動(dòng)物。在生產(chǎn)實(shí)踐中，有效積溫可作為農(nóng)業(yè)規(guī)劃、引種、作物布局和預(yù)測(cè)農(nóng)時(shí)的重要依據(jù)，可以用來(lái)預(yù)測(cè)一個(gè)地區(qū)某種害蟲(chóng)可能發(fā)生的時(shí)期和世代數(shù)以及害蟲(chóng)的分布區(qū)危害猖獗區(qū)等?？擅枥L出廣大地區(qū)某種害蟲(chóng)的世代分布圖。 益蟲(chóng)的保存和利用。如為了進(jìn)行害蟲(chóng)防治，要計(jì)算出釋放益蟲(chóng)的合適釋放時(shí)間。251.4 有效積溫法則的局限性A 法則是以發(fā)育速度與溫度呈線性關(guān)系，但發(fā)育速度與溫度間更確切的關(guān)系是呈“S”型的。因此，它只適用于一定溫度范圍內(nèi)。 B 在自然界中，生物進(jìn)行發(fā)育的溫度不是固定不變的，而是經(jīng)常變化的。在多數(shù)情況下，變溫常能促進(jìn)發(fā)育加速。 C

11、 在自然條件下，發(fā)育速度不僅取決于溫度，還依賴于其它條件，即研究發(fā)育速度必須考慮生態(tài)因子的綜合作用。如東亞飛蝗，其卵即使在適宜溫度條件下，如果土壤水分過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)延長(zhǎng)其孵化期。 戴維森于1944年提出用邏輯斯諦方程代替雙曲線公式。 26271.5 1.5 溫度對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的影響溫度對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的影響 1.6 1.6 溫度與常溫動(dòng)物的生長(zhǎng)和發(fā)育溫度與常溫動(dòng)物的生長(zhǎng)和發(fā)育 1.7 1.7 溫度的波動(dòng)對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)和發(fā)育的影響溫度的波動(dòng)對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)和發(fā)育的影響282 2 溫度對(duì)動(dòng)物繁殖的影響溫度對(duì)動(dòng)物繁殖的影響 2.1 2.1 溫度對(duì)昆蟲(chóng)繁殖的影響是通過(guò)多方面起作用溫度對(duì)昆蟲(chóng)繁殖的影響是通過(guò)多方面起作用的

12、的 A 影響產(chǎn)卵和交配活動(dòng)。（草地螟） B 影響產(chǎn)卵的數(shù)目。（倉(cāng)庫(kù)害蟲(chóng)-米象） C 影響蟲(chóng)卵的孵化率。（麥二叉蚜） D 溫度波動(dòng)的影響。短期暴露于低溫，甚至可增加昆蟲(chóng)的產(chǎn)卵數(shù)。（雜擬谷盜） 292.2 2.2 溫度與魚(yú)類(lèi)的繁殖溫度與魚(yú)類(lèi)的繁殖魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵時(shí)期受水溫的影響顯著，決定魚(yú)的產(chǎn)卵期（和產(chǎn)卵洄游）的主要外界條件是水溫和可使魚(yú)性成熟的熱總量。 如，鳊魚(yú)在芬蘭性成熟要10年，在德國(guó)只要5、6年，而在更低的伏爾加南部則僅3年；我國(guó)天然淡水水域中常見(jiàn)的鯉、鯽，每年產(chǎn)卵和孵化的時(shí)間，從南方地區(qū)到北方地區(qū)逐漸后退。 302.3 2.3 對(duì)常溫動(dòng)物繁殖的影響對(duì)常溫動(dòng)物繁殖的影響溫度對(duì)常溫動(dòng)物繁殖的影響，

13、雖不及對(duì)變溫動(dòng)物明顯，但也是相當(dāng)大的。溫帶和寒帶鳥(niǎo)獸的繁殖通常具有季節(jié)性。雖近代實(shí)驗(yàn)研究表明，光照周期在控制鳥(niǎo)獸繁殖中起首要作用，但溫度的影響也是不容忽視的。31四四 生物對(duì)低溫和高溫環(huán)境的適生物對(duì)低溫和高溫環(huán)境的適應(yīng)應(yīng)1 1、適應(yīng)的類(lèi)型、適應(yīng)的類(lèi)型最早人們根據(jù)動(dòng)物體溫的高低，分溫血?jiǎng)游铮╳arm-blooded animals）和冷血?jiǎng)游铮╟old-blooded animals）兩大類(lèi)。后來(lái)根據(jù)體溫的穩(wěn)定性分常溫動(dòng)物（homiotherms，鳥(niǎo)、獸）和變溫動(dòng)物（poikiotherms，），多采用。后又分外溫動(dòng)物（ecotherms）和內(nèi)動(dòng)物（endotherms）兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。生物的生理適應(yīng)

14、可分為順應(yīng)者（conformer），另一類(lèi)調(diào)節(jié) 者 （ r e g u l a t e r ） 。 變 溫 動(dòng) 物 為 溫 度 順 應(yīng) 者 （thermoconformer），常溫動(dòng)物為溫度調(diào)節(jié)者（thermoregulater）。兩者界限不是絕對(duì)的。322 2、對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)、對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)2.1 2.1 減少體壁的熱傳導(dǎo)，增加隔熱性減少體壁的熱傳導(dǎo)，增加隔熱性A 內(nèi)溫動(dòng)物身體的大小與熱傳導(dǎo)。隨著動(dòng)物個(gè)體的增大，相對(duì)體表面積變小，因而單位體重上的相對(duì)散熱量也變小，即個(gè)體大的動(dòng)物，在低溫環(huán)境下對(duì)于保持恒定的體溫是有利的，因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物相對(duì)散熱量較少。貝格曼規(guī)律貝格曼規(guī)律（Bergmanrule）：內(nèi)溫動(dòng)物在冷的氣候地區(qū)，身體趨向于大，在溫和的氣候下，身體趨向于小。阿倫規(guī)律阿倫規(guī)律（Allenrule）：內(nèi)溫動(dòng)