Меню

Абиотический фактор свет для растений



Свет как абиотический фактор

Наиболее значимым фактором внешней среды является свет. Без него невозможна фотосинтетическая деятельность растений, а без последней — жизнь вообще, поскольку зелёные растения имеют способность продуцировать кислород и органические вещества. Кроме того, свет является практически единственным источником тепла на планете Земля. Распространение водных растений, океанических животных и планктона также ограничено областью проникновения солнечных лучей.

В экологии под термином «свет» подразумевается весь диапазон солнечного излучения, достигающего земной поверхности. Около 50% солнечной энергии излучается в инфракрасной области, 40% — в видимой и 10% — в ультрафиолетовой и рентгеновской областях. Земная атмосфера избирательно по частотным диапазонам поглощает энергию электромагнитного излучения Солнца, и до поверхности Земли доходит в основном излучение с длиной волны от 0,3 до 3 мкм.

Для живого вещества важны качественные признаки света — длина волны, интенсивность и продолжительность воздействия. Излучение, воспринимаемое глазом человека охватывает диапазон волн длиной 0,39-0,76 мкм. Электромагнитные волны большей длины лежат в инфракрасной области спектра (0,76-4,0 мкм). Они воспринимаются человеком как тепло. Более короткие — ультрафиолетовые волны (менее 0,4 мкм) наши органы чувств непосредственно не воспринимают. Другие живые существа, в частности насекомые, наоборот, воспринимают инфракрасные и ультрафиолетовые излучения, недоступные человеку.

свет температура влажность абиотический биоиндикация

Солнечная энергия, которую зелёные растения поглощают и используют (0,38-0,71 мкм), называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Интенсивность фотосинтеза варьируется с изменением длины волны света. Например, при прохождении света через воду красная и синяя части спектра отфильтровываются и получающийся зеленоватый свет слабо поглощается хлорофиллом. Однако красные водоросли имеют дополнительные пигменты (фикоэретрины), позволяющие им использовать эту энергию и жить на большей глубине, чем зелёные водоросли.

Для растений наиболее продуктивными являются не прямые солнечные лучи, падающие перпендикулярно поверхности листьев, а рассеянные. Прямая радиация Солнца в зависимости от высоты светила над горизонтом содержит 28-43% ФАР. Рассеянная радиация при солнечном свете составляет 50-60%, рассеянная радиация при ясном небе — до 90% ФАР.

По отношению к освещенности в естественных местообитаниях растения представлены несколькими группами:

  • 1) Теневыесциофиты (от греч. «сциа» — тень и «фитон» — растение). Имеют крупные, нежные, подвижные листья тёмно-зелёного цвета с листовой мозаикой. Для сциофитов оптимальны затенённые места тёмнохвойных таёжных, широколиственных и тропических влажных лесов. Обычно адаптация к условиям недостаточной освещенности сочетается у них с высокой потребностью в водоснабжении. В условиях сильной освещённости сциофиты не могут эффективно регулировать транспирацию и обычно высыхают. Типичные представители — зелёные мхи, плауны, кислица обыкновенная, копытень европейский, седмичник европейский, барвинок малый, майник двулистный и др.
  • 2) Теневыносливые — факультативные гелиофиты. Способны развиваться как при очень большом, так и при малом количестве света. В качестве примера можно указать деревья: ель обыкновенную, клён остролистный, граб обыкновенный; кустарники — лещину, боярышник; травы — землянику, герань полевую; многие комнатные растения.
  • 3) Светолюбивые — гелиофиты (от греч. «гелиос» — солнце и «фитон» — растение). Имеют мелкие блестящие или густо опушенные листья, расположенными под большим углом, иногда почти вертикально; встречается сезонный диморфизм: весной листья мелкие, летом — крупнее. Образуют разряженные насаждения.

Гелиофиты либо совсем не переносят, либо плохо переносят даже незначительное затенение. Примеры — подорожник обыкновенный, иван-чай, вейник тростниковидный и др.

Животные по отношению к свету также подразделяются на 3 группы:

  • 1) Дневные — активно бодрствуют и охотятся днём. Это самая большая группа животных (булавоуcые бабочки, заяц, лось и др.).
  • 2) Сумеречные — животные, активный период суточной жизнедеятельности которых припадает на сумерки (вечерние или утренние). Это, в первую очередь, летучие мыши, козодои, некоторые совы, жуки-навозники, жабы.
  • 3) Ночные — животные, ведущие ночной образ жизни (большинство сов, бабочки-бражники, некоторые тропические древесные лягушки, хомяки).
Читайте также:  Нейтральная элементарная частица квант света

Источник

Абиотические факторы среды. Свет

Химические и физические абиотические факторы. Экологические функции солнечных лучей. Области спектра солнечного излучения. Группы растений по отношению к свету. Приспособления организмов к световым факторам. Особенности обитателей подводных глубин.

Рубрика Биология и естествознание
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 19.05.2015
Размер файла 18,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат на тему

«Абиотические факторы среды. Свет»

ученица 11 класса

учитель химии и биологии

Разинова Вера Александровна

Нижнекамск, 2014 г.

Абиотические факторы среды (факторы неживой природы) — это комплекс условий внешней среды, оказывающих прямое или косвенное влияние на растения. Существуют также биотические факторы, действие которых обусловлено влиянием на растения деятельности других живых организмов (грибов, животных, других растений).

К абиотическим относятся химические и физические (или климатические) факторы. Химическими абиотическими факторами являются газовые составляющие атмосферного воздуха, химический состав водоемов, почв. Основные физические факторы — это температура, влажность, интенсивность солнечного излучения. В отдельную группу в некоторых классификациях выделяют такие абиотические факторы, как орографические, включающие рельеф, геологические различия земной поверхности. Влияние на организм абиотических факторов разнообразно и зависит от интенсивности воздействия каждого отдельно взятого фактора и сочетания их между собой. Численность и распределение определенного вида растений в пределах данной территории обусловлены воздействием лимитирующих абиотических факторов, которые жизненно необходимы, но значения их минимальны (как отсутствие воды в пустынных местностях).

Наиболее существенно для растений влияние трех абиотических факторов — температуры, влажности и света. Рассмотрим влияние света, как абиотического фактора, на живые организмы.

Роль света в жизни всех живых организмов трудно переоценить, так как солнечная энергия является основой для реализации всех процессов жизнедеятельности, начиная от питания и заканчивая отправлением отдельных физиологических функций. По выражению известного эколога Юждина Одума, вся эволюция биосферы в значительной степени направлена на использование полезных составляющих света и на защиту от его губительных свойств.

Солнечные лучи имеют несколько экологически важных функций:

1) благодаря солнечным лучам на поверхности Земли реализуется определенный температурный режим, имеющий широтный и вертикальный зональный характер;

2) солнечная энергия — источник энергии для всех организмов, живущих на Земле (исключая небольшую группу организмов-хемосинтетиков). Энергия Солнца является и источником энергии для гетеротрофных организмов (животных, бактерий, грибов и др.), так как эти организмы используют энергию химических связей веществ, синтезированных фотосинтетиками (т. е. растениями);

3) солнечная энергия является регулятором циклов жизни различных организмов.

Солнечное излучение является основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. Для растений имеет большое значение длина световой волны воспринимаемого излучения, его продолжительность (длина светового дня) и интенсивность (освещенность). В спектре солнечного излучения можно выделить три области, различные по биологическому действию: ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную.

Читайте также:  Лампочка ближнего света для део нексия

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,290 мкм губительны для всего живого, но они задерживаются озоновым слоем атмосферы. До поверхности Земли доходит лишь небольшая часть более длинных ультрафиолетовых лучей (0,300 — 0,400 мкм). Они составляют около 10% лучистой энергии. Эти лучи обладают высокой химической активностью — при большой дозе могут повреждать живые организмы. В небольших количествах, однако, они необходимы, например, человеку: под влиянием этих лучей в организме человека образуется витамин Д, а насекомые зрительно различают эти лучи, т.е. видят в ультрафиолетовом свете. Они могут ориентироваться по поляризованному свету.

Видимые лучи с длиной волны от 0,400 до 0,750 мкм (на их долю приходится большая часть энергии — 45% — солнечного излучения), достигающие поверхности Земли, имеют особенно большое значение для организмов. Зеленые растения за счет этого излучения синтезируют органическое вещество (осуществляют фотосинтез), которое используют в пищу все остальные организмы. Для большинства растений и животных видимый свет является одним из важных факторов среды, хотя есть и такие, для которых свет не является обязательным условием существования (почвенные, пещерные и глубоководные виды приспособления к жизни в темноте). Большинство животных способны различать спектральный состав света — обладать цветовым зрением, а у растений цветки имеют яркую окраску для привлечения насекомых-опылителей.

Инфракрасные лучи с длиной волны более 0,750 мкм глаз человека не воспринимает, но они являются источником тепловой энергии (45% лучистой энергии). Эти лучи поглощаются тканями животных и растений, вследствие чего ткани нагреваются. У растений важнейшая функция инфракрасных лучей состоит в осуществлении транспирации, с помощью которой из листьев водяными парами отводится излишек тепла, а также в создании оптимальных условий для вхождения углекислого газа через устьица. Многие хладнокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения температуры тела (некоторые змеи и ящерицы являются экологически теплокровными животными).

По отношению к свету различают несколько групп растений:

1. Светолюбивые — растения открытых пространств, на которые падает прямой свет. К ним относят растения степей, пустынь, полупустынь (ковыли, полыни, различные виды злаковых, например, пшеница и др.), а также растения верхних ярусов лесов (сосна, береза и др.).

2. Теневыносливые — растения, которые могут произрастать в условиях некоторого затенения (бук, дуб, граб, ель, липа, сирень и др.) Эта группа растений приспособлена к существованию в условиях недостаточного поступления света, так и в условиях хорошего освещения. Такие растения улавливают рассеянный свет темно-зелеными обогащенными хлорофиллом листьями.

3. Тенелюбивые — растения, которые не могут существовать в условиях попадания на них прямого света. К ним относятся растения, живущие под пологом леса: папоротники, звездчатка, ландыши и др.

Приспособления организмов к световым факторам

Световые условия, связанные с вращением Земли, имеют отчетливую суточную и сезонную периодичность. Длина дня (фотопериод) имеет огромное значение в жизни растений и животных. Фотопериодизм — регуляция биоритма живых существ при помощи света. Различают суточный и сезонный фотопериодизм, а также периодизм процессов, протекающих на Солнце. Наиболее изучены суточный и сезонный фотопериодизм. “Биологические часы” определяют суточный ритм активности как целых организмов, так и процессов, происходящих даже на уровне клеток, в частности клеточных делений.

У растений днем реализуются процессы световой фазы фотосинтеза и, частично, темновой фазы, а ночью — темновая фаза фотосинтеза. С фотопериодизмом у растений связано явление фототропизм — движение отдельных органов растения к свету, например, движение головки подсолнуха в течение дня по ходу движения Солнца, раскрытие соцветий одуванчика утром и закрытие их вечером, рост комнатных растений в освещенную сторону и т. д. (суточный фотопериодизм). У высших растений из-за укорочения светового дня и уменьшения интенсивности освещения происходит такое сезонное явление, как листопад.

Читайте также:  Номер диспетчера по свету

Свет оказывает влияние и на процесс развития растительных организмов. Некоторые растения эволюционно формировались при «коротком дне» (не более 12 часов в сутки), их называют растениями «короткого дня», а другие растения (они произрастают в средних и высоких широтах) — при «длинном дне» (продолжительность дня может достигать 20 часов и более), их называют растениями «длинного дня» (клюква, морошка и др.). Растения «длинного дня» не могут нормально развиваться на юге (они не дают семян), то же относится и к растениям «короткого дня», если их выращивать на севере, создавая все благоприятные условия, сохраняя продолжительность светлого времени суток.

Солнечная энергия непосредственно животными не усваивается, и, тем не менее, она является источником их жизнедеятельности. Кроме того, что солнечная энергия — источник жизни животных, она играет огромную роль в их жизни за счет следующих процессов.

1. Солнечный свет определяет суточный фотопериодизм жизни животных и их распределение по экологическим нишам. Различают животных, ведущих дневной и ночной образ жизни, что исключает конкуренцию за источники пищи. Большое значение свет играет и в жизни людей. Так, у некоторых людей наблюдается повышенная работоспособность в утренние часы («жаворонки»), а у других — в ночные часы («совы»). Солнечным днем эмоциональный настрой большинства людей значительно более высокий, чем в пасмурные или дождливые дни и т. д.

2. Солнечный свет позволяет животным легко ориентироваться в окружающей среде; свет эволюционно способствовал развитию органов зрения. абиотический фактор солнечный организм

3. Свет определяет и сезонный фотопериодизм, с которым связано изменение в ходе физиологических процессов (с наступлением осени интенсифицируется накопление запасных веществ в организме, меняется характер покровов и т. д.). Организмы, для которых характерны миграции (например, перелетные птицы), готовятся к ним и мигрируют, несмотря на наличие тепла и кормовой базы. Однако не все явления можно объяснить фотопериодизмом, например, миграции птиц из мест зимовки в теплые края, где длина дня сезонно не меняется, можно объяснить наличием «биологических часов», возникших в процессе эволюции и заложенных в генетическом коде.

Обитатели подводных глубин находятся в постоянном мраке. Чем глубже проникает в море дневной свет, тем быстрее он слабеет. Различными приборами с фотографическими пластинками, которые намного чувствительней к свету, обнаружено, что свет проникает в толщу океана до глубины 1000 м. Глубже уже никакие приборы его не улавливают. Поэтому одни обитатели подводных глубин слепые, а у других глаза имеют особое строение, позволяющее улавливать даже малейшие проблески света. Их глаза достигают высокой степени развития. Иногда они бывают огромных размеров, снабженные системой линз. Другие животные имеют специальные приспособления, светящиеся различными цветами. Они не только освещают дорогу владельцу, но и приманивают добычу. А некоторые обитатели могут по своему желанию «тушить» и «зажигать» свет в этих органах. Также есть животные, (1 из видов кальмара), у которых в организме накапливается особая слизистая жидкость. Животное в момент опасности выпускает ее и скрывается от врага за светящимся голубым облаком.

Источник