Солнечное излучение.

Без солнечной энергии невозможно существование жизни на Земле, поэтому солнечное излучение является важнейшим экологическим фактором. Лучистая энергия Солнца распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. Электромагнитные волны, длина которых находится в диапазоне 0,01 — 100 мкм, называются световыми. Глаз человека воспринимает световые волны длиной от 0,4 до 0,76 мкм как видимый свет. Волны длиной 0,76—100 мкм представляют собой инфракрасное излучение, а менее 0,4 мкм — ультрафиолетовое излучение. Около 47% солнечной энергии поступает к нам в диапазоне видимого света, около 9% — в диапазоне ультрафиолетового излучения, остальная часть — это инфракрасное излучение [56, с. 65—68]. В процессе фотосинтеза зелеными растениями используется солнечная радиация с длиной волн от 0,38 до 0,71 мкм, т.е. практически видимый спектр.

Ежегодное количество солнечной энергии, поступающее к верхней границе атмосферы Земли, примерно равно 5,49 • 1021 кДж. В среднем на нагрев земной поверхности приходится примерно 1,87 • 1021 кДж солнечной энергии и до 0,055 • 1021 кДж превращается в химическую энергию в процессе фотосинтеза. К поверхности Земли солнечная энергия поступает неравномерно: в полярных широтах ее поступление почти в три раза меньше, чем в тропиках [56, с. 70—75, 169—173].

Как уже отмечалось, в процессе фотосинтеза используется в основном видимая часть спектра. При этом сильнее всего поглощается излучение, соответствующее красной и сине-фиолетовой полосам спектра. В остальном диапазоне солнечный свет отражается, поэтому хлорофиллоносные растения суши и поверхностных слоев гидросферы окрашены в зеленый цвет. Органы зрения животных воспринимают солнечный свет по-разному. Высшие животные, особенно приматы, наделены цветным зрением, поэтому они лучше ориентируются в окружающей среде. Пчелы и некоторые птицы могут воспринимать плоскость поляризации солнечного света, что позволяет им ориентироваться в пасмурную погоду.

Специфическое значение солнечного света заключается в том, что в процессе эволюции у растений выработалось разное отношение к освещенности. В результате образовались три группы растений: светолюбивые, теневыносливые и теневые.

Светолюбивые растения предпочитают прямые солнечные лучи. При этом они не получают ожогов. Эти растения характерны для пустынь, полупустынь, высокогорных лугов. Кроны светолюбивых деревьев (сосна, лиственница) имеют ажурную форму и пропускают много света. Они не могут жить в тени, поэтому их побеги, попадая в тень, быстро отмирают.

Теневыносливые растения достаточно хорошо переносят некоторое затенение, хотя предпочитают прямые солнечные лучи. Это растения лесных опушек, лугов и степей.

Теневые растения не переносят прямого солнечного излучения, оказавшись на свету они получают ожоги. Они образуют кустарниковый ярус и надпочвенный травянистый покров в лесах умеренного пояса. Травянистые растения имеют тонкий стебель с длинными междоузлиями и тонкими и узкими листьями.

Наличие растений с различной чувствительностью к солнечным лучам позволяет растениям максимально использовать жизненное пространство в тропосфере но разной высоте путем формирования ярусное™. Особенно ярко это свойство проявляется в тропических лесах, где образует несколько ярусов.

Животные также реагируют на изменение освещенности, причем их реакция существенно различается. Так, под воздействием яркого света тараканы разбегаются в поисках укрытия, ночные насекомые, наоборот, слетаются к источнику света. Для животных солнечное излучение как экологический фактор менее значимо, чем для растений. Это связано с тем, что для растений, в отличие от животных, излучение Солнца является практически единственным источником энергии. Существует достаточно много животных, жизнедеятельность которых проходит в основном в темноте. К ним относятся паразиты, живущие внутри других организмов, и землеройные животные. Многие грибы и бактерии также могут длительное время обходиться без солнечного света. Кроме того, существуют животные, ведущие активный образ жизни лишь в определенный период суток. Так, филин добывает пищу в темное время суток.

Формирование различных жизненных форм па Земле происходило в условиях периодически изменяющихся условий среды. Закономерная смена дня и ночи, времен года — все это требовало приспособления со стороны живых организмов. В результате появилась ритмичность общих проявлений жизнедеятельности организмов. Реакция организмов на суточный ритм изменения солнечного освещения называется фотопериодической регуляцией. Как уже отмечалось, наиболее чувствительны к изменению освещенности растения, поэтому сформировалось три группы растений: растения короткого дня, растения длинного дня и растения индифферентные (безразличные) к продолжительности дня. Развитие растений короткого дня продолжается 10—12 ч в день, а затем замедляется, даже при большей длительности светлой части суток (кукуруза, хлопчатник, бобовые). В отличие от них растения длинного дня лучше всего развиваются при достаточном освещении в течение суток (растения экваториальных широт). Индифферентные растения практически не реагируют на величину светлого периода суток.

Фотопериодическая регуляция свойственна и для большинства животных. Режим освещения для них является сигналом, который определяет время начала и окончания активности. Причем характер активности, как правило, определяется типом питания и взаимоотношениями с хищниками и конкурентами. Так, сумеречно-ночная активность куньей акулы напрямую связана с аналогичной активностью ее главной пищи — ракообразных.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >