1、1第三章第三章 光輻射的生態作用光輻射的生態作用 一一 光的性質及其分類光的性質及其分類 二二 光強的生態作用光強的生態作用 三三 光質的生態作用光質的生態作用 四四 光周期的生態作用光周期的生態作用 五五 生產實際工作中應用生產實際工作中應用2一一 光的性質及其分類光的性質及其分類 1. 1. 光的性質光的性質 光是太陽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光、月光、星光和生物發出的光等，其中以太陽光為最重要。 2. 2. 太陽輻射分為光的強度、光的性質和光周期性等. 3. 3. 輻射的類型：微波和無線電波，紅外線，可見光，紫外線，射線和射線 3二二 光強的生

2、態作用光強的生態作用1 1 光強的單位光強的單位 在一分鐘內落在在一分鐘內落在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），光強不是固能量（卡平方厘米、分），光強不是固定不變的，與太陽高度角、緯度、海拔、定不變的，與太陽高度角、緯度、海拔、坡向等有密切關系。坡向等有密切關系。42 2 生態作用生態作用影響生物生長影響生物生長 （黃化）（黃化） 影響光合作用影響光合作用 影響植物部分發育（花、果實）影響植物部分發育（花、果實） 影響生物的分類、生理生態、地理分布等影響生物的分類、生理生態、地理分布等5三三 光質的生態作用光質的生態作用1 1 影響生物生長影響生物生長 可見

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

4、動物（short-day animals）。 影響動物的繁殖、遷徙、換羽、換毛、昆蟲滯育、晝夜節律、月周期或潮汐周期等8五 光周期在生產中的應用 引種、育種、調種和馴化等9第四章第四章 溫度的生態作用溫度的生態作用一 地球上環境溫度的分布及變化 二 生物對低溫和高溫的耐受極限 三 溫度的生態作用 四 生物對低溫和高溫環境的適應 五 個體大小與尺度問題 六 溫度與動物的行為 七 溫度與動物的地理分布 八 溫度與動物的數量變動 九 熱污染 10一一 地球上環境溫度的分布及變地球上環境溫度的分布及變化化1 決定地球溫度分布的主要因素： 入射的太陽輻射 地球表面的水陸分布。2、 環境溫度的變化幅： 水

5、環境：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80，變化幅達130150，比水體大兩、三倍。11大氣赤道赤道地球地球太陽光太陽光太陽光太陽光太陽入射角隨緯度的變化太陽入射角隨緯度的變化12 3 環境溫度隨時間的變化 晝夜變化 季節變化 4 環境溫度的空間變化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條件不 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 生物對低溫和高溫的耐受

6、極限生物對低溫和高溫的耐受極限1 對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 動物耐寒性變化的規律 1.3 致死溫度的測定方法(TL50 ) 2 對高溫的耐受極限 15動物在超過溫度下限致死的原因動物在超過溫度下限致死的原因 A A 冰結晶使原生質破裂，損壞了細胞內冰結晶使原生質破裂，損壞了細胞內 和細和細胞間的細微結構；胞間的細微結構； B B 當溶劑結冰時，電解質濃度改變，引當溶劑結冰時，電解質濃度改變，引 起細起細胞滲透壓的變化，造成蛋白質變性。胞滲透壓的變化，造成蛋白質變性。 C C 脫水使蛋白質沉淀；脫水使蛋白質沉淀； D D 代謝失調，甚至停止代謝失調

7、，甚至停止。 1612 動物耐寒性變化的規律 A 變溫動物忍受體溫（內環境）下降的能力較高，即充許其體溫有較大幅度的下降，而常溫動物的體溫（內環境）相對比較穩定，忍受體溫下降的能力較弱。 B 處于活動期的動物，可耐受的極限溫度較狹小，而處于非活動期和休眠期的動物，可耐受的極限較寬廣（體內水分減少，脂肪含量增多）。 C 耐寒性的季節變化。 D 不同生態類群動物的耐寒性區別。 E 耐寒性的地理變異。 F 個體發育的不同階段，動物的耐寒性也往往不同。如昆蟲 .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 水生昆蟲不同生態類群的昆蟲超冷點的季節

8、變化不同生態類群的昆蟲超冷點的季節變化18100存活百分率TL50溫度TL50估計法估計法19高溫下動物死亡的可能原因 A 蛋白質凝固變性； B 酶活性在高溫下被破壞； C 氧供應不足，排泄器官功能失調； D 神經系統麻痹等等。 20三三 溫度的生態作用溫度的生態作用 1 1 溫度與生長發育的關系溫度與生長發育的關系 2 2 溫度對動物繁殖的影響溫度對動物繁殖的影響211 溫度與生長發育的關系 1.1 發育起點溫度： 生物的生長發育是需要一定溫度范圍，低于某一溫度，生物就停止生長發育，高于這一溫度，生物才開始生長發育，這一溫度稱為發育起點溫度或生物學零點（biological zero）。生長

9、發育的溫度上限一般與生命的溫度上限很接近，在發育起點溫度和發育的溫度上限之間的溫度，稱為有效溫度區。 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發育過程中，必須從環境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發育，而且植物各個發育階段所需要的總熱量是一個常數。用公式表示：K=N(T-T0),式中，K為有效積溫（常數），N為發育歷期即生長發育所需時間，T為發育期間的平均溫度，T0為生物發育起點溫度（生物零度）。發育時間N的倒數為發育速率。該公式的生物學含義：熱常數是發育歷期中每日的有效溫度的積累數。 生物為了完成某一發育所需要的一定的總熱量，稱為有效積溫（或熱常數)。23241.3 有

10、效積溫法則的應用 有效積溫法則不僅適用于植物，還可應用到昆蟲和其他一些變溫動物。在生產實踐中，有效積溫可作為農業規劃、引種、作物布局和預測農時的重要依據，可以用來預測一個地區某種害蟲可能發生的時期和世代數以及害蟲的分布區危害猖獗區等。可描繪出廣大地區某種害蟲的世代分布圖。 益蟲的保存和利用。如為了進行害蟲防治，要計算出釋放益蟲的合適釋放時間。251.4 有效積溫法則的局限性A 法則是以發育速度與溫度呈線性關系，但發育速度與溫度間更確切的關系是呈“S”型的。因此，它只適用于一定溫度范圍內。 B 在自然界中，生物進行發育的溫度不是固定不變的，而是經常變化的。在多數情況下，變溫常能促進發育加速。 C

11、 在自然條件下，發育速度不僅取決于溫度，還依賴于其它條件，即研究發育速度必須考慮生態因子的綜合作用。如東亞飛蝗，其卵即使在適宜溫度條件下，如果土壤水分過高或過低，都會延長其孵化期。 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 溫度對魚類生長的影響溫度對魚類生長的影響 1.6 1.6 溫度與常溫動物的生長和發育溫度與常溫動物的生長和發育 1.7 1.7 溫度的波動對動物生長和發育的影響溫度的波動對動物生長和發育的影響282 2 溫度對動物繁殖的影響溫度對動物繁殖的影響 2.1 2.1 溫度對昆蟲繁殖的影響是通過多方面起作用溫度對昆蟲繁殖的影響是通過多方面起作用的

12、的 A 影響產卵和交配活動。（草地螟） B 影響產卵的數目。（倉庫害蟲-米象） C 影響蟲卵的孵化率。（麥二叉蚜） D 溫度波動的影響。短期暴露于低溫，甚至可增加昆蟲的產卵數。（雜擬谷盜） 292.2 2.2 溫度與魚類的繁殖溫度與魚類的繁殖魚類的產卵時期受水溫的影響顯著，決定魚的產卵期（和產卵洄游）的主要外界條件是水溫和可使魚性成熟的熱總量。 如，鳊魚在芬蘭性成熟要10年，在德國只要5、6年，而在更低的伏爾加南部則僅3年；我國天然淡水水域中常見的鯉、鯽，每年產卵和孵化的時間，從南方地區到北方地區逐漸后退。 302.3 2.3 對常溫動物繁殖的影響對常溫動物繁殖的影響溫度對常溫動物繁殖的影響，

13、雖不及對變溫動物明顯，但也是相當大的。溫帶和寒帶鳥獸的繁殖通常具有季節性。雖近代實驗研究表明，光照周期在控制鳥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 生物對低溫和高溫環境的適生物對低溫和高溫環境的適應應1 1、適應的類型、適應的類型最早人們根據動物體溫的高低，分溫血動物（warm-blooded animals）和冷血動物（cold-blooded animals）兩大類。后來根據體溫的穩定性分常溫動物（homiotherms，鳥、獸）和變溫動物（poikiotherms，），多采用。后又分外溫動物（ecotherms）和內動物（endotherms）兩個術語。生物的生理適應

14、可分為順應者（conformer），另一類調節 者 （ r e g u l a t e r ） 。 變 溫 動 物 為 溫 度 順 應 者 （thermoconformer），常溫動物為溫度調節者（thermoregulater）。兩者界限不是絕對的。322 2、對低溫環境的適應、對低溫環境的適應2.1 2.1 減少體壁的熱傳導，增加隔熱性減少體壁的熱傳導，增加隔熱性A 內溫動物身體的大小與熱傳導。隨著動物個體的增大，相對體表面積變小，因而單位體重上的相對散熱量也變小，即個體大的動物，在低溫環境下對于保持恒定的體溫是有利的，因為個體大的動物相對散熱量較少。貝格曼規律貝格曼規律（Bergmanrule）：內溫動物在冷的氣候地區，身體趨向于大，在溫和的氣候下，身體趨向于小。阿倫規律阿倫規律（Allenrule）：內溫動