生态学诗话
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光的生态作用

赤橙黄绿青蓝紫,

可见光谱七兄弟。

生命营养光化能,

植物光合堪真谛。

水体光照有特点,

红吸蓝散海天系。

入光反射十之一,

水深光弱谱更替。

悬浮水草挡光透,

光强光质光周期。

生命活动光响应,

万物生长不离弃。

趋弱避强巧应用,

发光诱饵为同识。

补偿点上净能增,

真光层内彩虹织。

【注释】

1.可见光谱:波长为380~760 nm的电磁波称为可见光。可见光由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色组成,这七色也被称为“可见光谱七兄弟”。

2.光化能:植物光合作用机制是将光能转化为化学能。光合作用是地球生物圈生态系统的主要能量来源,是生命有机体的营养来源。

3.水体光照特点:与陆地比较,水体光照有4个特点。第一,射到水面的太阳光一部分被水面反射(5%~10%)。第二,随着水深增加光谱组成会发生变化。最先被吸收的是红外线、紫外线和波长长的红色光线,最后被吸收的是波长短的青色和蓝色光线;至于散射情况则恰好相反,被水分子最强烈散射的是蓝光,散射最弱的则是红光,因此水体呈现天蓝色。第三,随着水深增加光照强度呈指数式递减,符合朗伯—比耳定律。第四,当水中悬浮物增加或水面被水草、冰雪覆盖时,光照减弱。

4.光强是光照强度的简称,光质又称光谱组成,光周期即指一昼夜光暗比。

5.趋弱避强:指一些水生生物具有趋光行为,一般是趋弱光避强光。在光的刺激下,有的种类趋向光源的方向运动即所谓的趋光运动;有的种类向光源的相反方向运动即所谓的背光运动。很早以前人们就利用鱼类趋光运动的原理,用火炬或麻秆火诱捕鱼类。现在人们开灯诱捕鱼类或用灯光诱使昆虫落水养鱼都是利用趋光性的原理。关于天然水体大群浮游生物随着光照强度的变化产生昼夜垂直移动的现象,也是我们熟知的。利用趋光性可有效分离孵化后的卤虫无节幼体与休眠卵壳,也可用于藻种分离。

6.自然界很多生物能够发光,生物产生光的现象称为生物发光(bioluminescence)。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。在海洋生物中,鱼类、甲壳类和头足类发出的光最明亮,这些动物具有特化的发光器。深海鱼类约有三分之二能发光,头足类约有一半能发光。生物发光的生物学意义有:(1)作为同种集群的识别信号(识别同类、控制集群、引诱异性)。(2)引诱捕获物,如深海鱼类和腔肠动物。(3)照明或警告肉食性敌害或利用光幕来掩护自己。

7.补偿点:即光补偿点,当植物的呼吸作用等于光合作用时的光照强度叫该种植物的光补偿点,即植物能维持生命的光照强度。在一定的光强范围内,植物的光合作用,随着光强的增大而增强,在光补偿点处,光合作用净产量为零,大于光补偿点时净产量才有所增大。

8.真光层:光补偿点所存在的深度称为补偿深度。补偿深度是植物向深层分布的界限。补偿深度以上的水层称为真光层,以下的称为无光层。真光层有赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色可见光。