二章能量環(huán)境

第二部有機(jī)體與環(huán)第二部有機(jī)體與環(huán)生態(tài)因子：光、溫度、風(fēng)、火（與太陽能有關(guān)能量環(huán)第二能量環(huán)第二能量環(huán)地球上的能量類太陽能（光能）地球上的能量類太陽能（光能）地?zé)嵊袡C(jī)物中包含的化學(xué)能：高等生物可利用的其它能光的生態(tài)作用及生物對光的光的生態(tài)作用及生物對光的光的分短波：紫外光+波長<380nm可見光：波長紅外光：波長Figure3.2ThesolarenergythatreachesEarthconsistsofaspectrumofwavelengthsR.E.Ricklefs,光的生態(tài)作用及生物對光光的生態(tài)作用及生物對光的光的分布太陽能的空間分赤道附近的熱帶區(qū)域所吸收光的生態(tài)作用及生物對光的光的光的生態(tài)作用及生物對光的光的分布光質(zhì)（光譜成分m光的生態(tài)作用及生物對光的光光的生態(tài)作用及生物對光的光的分布夏季晝長夜短、冬季晝短夜緯度升高、變化加大，兩極有極晝、極夏季、中午光照強(qiáng)度大，冬季、早晚光照強(qiáng)度弱南坡光照強(qiáng)度大，北坡光照強(qiáng)度弱（北半球）光的生態(tài)作用及生物對光的光的光的生態(tài)作用及生物對光的光的分布低海拔、高緯度光照強(qiáng)冬季、早晚光照南坡光照強(qiáng)度大，北坡光照強(qiáng)（北半球大氣圈，太陽高度角，緯度和季節(jié)，海拔、坡度和光的生態(tài)作用及生物對光的光的生態(tài)作用及生物對光的周期性對生物的生長發(fā)育、地理分布有深刻的響，生物對光也有極其多樣的適應(yīng)性光質(zhì)的生態(tài)作生物對光質(zhì)的適光照強(qiáng)度的生動物對光照強(qiáng)度的生物的晝夜節(jié)生物的光周期現(xiàn)光質(zhì)的生態(tài)作促進(jìn)植物光合作用→形成糖類→葉綠光質(zhì)的生態(tài)作促進(jìn)植物光合作用→形成糖類→葉綠素的吸收光譜：380～710nm，最有效的在藍(lán)紫光（430～450nm）、紅光促進(jìn)蛋白質(zhì)的合促進(jìn)糖的合抑制植物伸長生長（如青光、藍(lán)紫光、紫外線調(diào)節(jié)體溫和能量代謝→紅外光（地表的基本熱源JointEffectsofNitrateandUVJointEffectsofNitrateandUV生物對光質(zhì)生物對光質(zhì)的適ratesthegreenalgaUlvaandtheredPorphyradifferasafunctionofthecoloroflightR.E.Ricklefs,沙生生物對光質(zhì)的適沙生生物對光質(zhì)的適體色較富含花青毛絨發(fā)雪in光強(qiáng)的生態(tài)作光強(qiáng)對生物的生長發(fā)育和形in光強(qiáng)的生態(tài)作光強(qiáng)對生物的生長發(fā)育和形建成有重要的作動影響體色、生長發(fā)育等（蚜蟲：續(xù)無光照則多無翅個體inwhitemorphologicalandasacellularprocess.TheleftphotosshowthechangeinformofanArabidopsisthalianaseedlinggrownindarkness(top)orinwhitelight.Therighthandillustrationshowsthechangeinchloroplaststructureanddiagramstheprogressoflightsignalsthroughtworeceptorsystems,cryptochromeandphytochrome.AdaptedfromBiochemistryandMolecularBiologyofPlants,(c)AmericanSocietyofPlantBiologists植影響葉綠素的形成（黃化）影響細(xì)胞增長和分裂、組影響花果的數(shù)量和質(zhì)量、干形、冠形、葉片結(jié)構(gòu)等（如陽生葉、陰 葉的形態(tài)差異） 生物對光強(qiáng)的適植物生物對光強(qiáng)的適植物對光強(qiáng)的適陽地植物:全光陰地植物:1/10-動物對光強(qiáng)的適特征陽地植物陰地植物形特征陽地植物陰地植物形征枝柵欄稀疏較小發(fā)達(dá)較發(fā)茂較不發(fā)喜陽植物（向日葵喜陰植喜陽植物（向日葵喜陰植物（三七動物夜行動物夜行生物對光周期的概生物對光周期的概光周期光周期現(xiàn)象生物對日照長短的規(guī)律性變化發(fā)生的反應(yīng)（植物的開花、結(jié)果、落葉、休眠；動物的冬眠換羽等生物對光周期的植物生物對光周期的植物的光周期：長日照、短日照、中日照和日中性植物光周期的應(yīng)用：雜交、抗性選育、異地動物繁殖的光周期：長日照、短日照意義：昆蟲滯育、動物換毛換羽和遷徙的光生物對溫度的適生物對溫度的適生物對溫度的適生物對溫度的適生物對溫度的適空間分布與生物對溫度的適空間分布與變緯度升高1°，氣溫降低時間變?nèi)蛰^差：隨緯度增高減小，隨海拔升年較差：隨緯度增高增大，大陸性氣候越強(qiáng)不同緯度的溫不同緯度的溫度變化（改自生物對溫度的適生物對溫度的適Cavazza,改自Cavazza,改自大氣0cm-5cm-10cm-20cm生物對溫度的適水溫的時間生物對溫度的適水溫的時間變變化幅度較氣溫不同深度水體的日變不同深度水體的水溫的成層現(xiàn)低緯度地區(qū)：雨海洋：低緯度水域、中生物對溫度的溫度的生態(tài)作生物對溫度的溫度的生態(tài)作生命活動的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點(diǎn)溫度；不同生物的三基點(diǎn)不同；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率與溫度成正比；外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動物生長加速和減弱的交替，形成年輪；外溫影響動物的生長規(guī)模 溫度與生物分布：許多物種的分布范圍與溫度相 酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有用和高度專一性的特殊蛋酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有用和高度專一性的特殊蛋酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的生物高溫對生物的傷蛋白質(zhì)(酶)低溫對生物的傷凍害injury）、冷害0Temperature/溫度對生物分布的溫度對生物分布的例如：蘋果、桃和梨的一些品種不熱帶地區(qū)栽種，是受到高溫的香蕉、菠蘿、可可、椰子等果樹由到低溫的限制又不宜在寒冷地區(qū)有效積溫（sumof有效積溫（sumofeffective中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，發(fā)育閾溫度（developmentalthresholdtemperature）生物學(xué)零度zero）（低于這個溫度生物不發(fā)育生物對溫度的生物對溫度的外溫（變溫）內(nèi)溫（恒溫）生物對溫度的春化(vernalization)：植生物對溫度的春化(vernalization)：植物在發(fā)芽前需要一寒冷期，由低溫誘導(dǎo)開馴化(acclimation)：有機(jī)體對實驗環(huán)境條件變R.E.Ricklefs,R.E.Ricklefs,生物對溫度的適生物對極生物對溫度的適生物對極端溫度的適應(yīng)（低溫植生理適應(yīng)：減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中有機(jī)質(zhì)的濃度以降低冰點(diǎn)，增加紅外線和可見光行為適應(yīng)：休生物對溫度的適生物對極端溫度的生物對溫度的適生物對極端溫度的適應(yīng)（低溫動形態(tài)結(jié)構(gòu)：增加隔熱層，體形增（貝格曼律）；外露部分減?。ò鲆?guī)律）區(qū)和寒冷季節(jié)增加毛或羽毛的數(shù)量和質(zhì)量或增加皮下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能生理適應(yīng)：基礎(chǔ)代謝和非顫抖性產(chǎn)熱（一種不涉及肌肉活動而釋放的化學(xué)能的熱量），當(dāng)環(huán)Bergmann’srule：高緯度Bergmann’srule：高緯度Allen’srule：恒溫動物身體的突出部分在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢赤生物對溫度的適生物對極端生物對溫度的適生物對極端溫度的適應(yīng)（高溫植生物對溫度的適生物對極端生物對溫度的適生物對極端溫度的適應(yīng)（高溫動theWestIndiantheWestIndianEulampisdropsitsbodytemperatureto18°–20°CwhenrestingatR.E.Ricklefs,生物對溫度的適生物對周期性生物對溫度的適生物對周期性變溫的溫周期現(xiàn)象由于地表太陽輻射的周期性變化產(chǎn)生溫度有規(guī)律的晝夜植植物生長往往要求溫度因子有規(guī)律的晝夜變化的白天用減弱，光合產(chǎn)物消耗減少，凈積累增多（干物質(zhì)積累動晝行生物對溫度的適生物對生物對溫度的適生物對周期性變溫的生物與季節(jié)變植物春花秋動物休眠、換毛換羽、遷徙、回游、繁殖季風(fēng)對生物的作植風(fēng)對生物的作植微風(fēng)有利于植物生長發(fā)風(fēng)有利于植物的繁動外皮、羽毛影響地理分R.E.Ricklefs,R.E.Ricklefs,火的生態(tài)作用及火自然火源：雷擊、火的生態(tài)作用及火自然火源：雷擊、火山爆發(fā)、物人為林冠火：燒著部位在森林上層、部森林群有益作用：加快有機(jī)物分解、促生有害作用：燒毀生物、破壞生態(tài)引起土壤侵蝕、煙LightisLightistheprimarysourceofenergyforthePlantscapturetheenergyofsunlightbyTemperaturelimitstheoccur