Світло як екологічний фактор (частина 1)

3.2.3.1. Світло як екологічний фактор

Розглядаючи екологічне значення світла, слід відзначити його основну роль у фотосинтезі зелених рослин, оскільки воно сприяє утворенню органічної речовини – рослинної біомаси, тобто первинної біологічної продукції, від трансформації і використання якої залежить життя на Землі.
Для рослин важливі промені видимої та невидимої частин спектра, особливо оранжево-червоні (0,65-0,68 мкм) і синьо-фіолетові (0,40-0,50 мкм). Найменше поглинаються жовто-сині (0,50-0,60), майже не поглинаються інфрачервоні. Причому "далеке" інфрачервоне проміння (довжина хвилі понад 1,05 мкм) бере участь у теплообміні рослин, а тому проявляє певний позитивний вплив, особливо при дії низьких температур оточуючого середовища (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Спектри не зміненого атмосферою сонячного випромінювання (І; 2,00·кал·см-2·хв-1), сонячного випромінювання на рівні моря в ясний день (ІІ; 1,34·кал·см-2·хв-1), сонячного світла, яке пройшло крізь суцільну хмарність (ІІІ), сонячного світла, яке пройшло крізь намет рослинності ( IV ), та світла чистого блакитного неба ( V ).

В умовах високих температур інфрачервона радіація негативно впливає на рослини. Справа в тому, що це проміння поглинається головним чином не пігментами листя, а водою, яка міститься в тканинах і плазмі клітини, отже, воно може призвести до перегріву рослин.
Великою активністю відрізняються ультрафіолетові промені (0,06-0,30 мкм). Одні з них, які негативно впливають на рослини, не досягають поверхні Землі; їх затримує озоновий шар і різні частинки у верхній частині атмосферного купола Землі. Земної поверхні досягають найдовші з ультрафіолетових променів – з довжиною хвилі 0,38-0,40 мкм, так звані "близькі". Вони сприяють фотосинтезу рослин, особливо якщо останні одержують ці промені в помірних дозах. У таких випадках вони стимулюють ріст і розмноження клітин, сприяють синтезу високоактивних біологічних сполук, підвищуючи в рослинах вміст вітамінів, антибіотиків, а отже, й стійкість рослинних клітин до захворювань.
Сонячну енергію, яку зелені рослини поглинають і використовують у процесі фотосинтезу, називають фізіологічно активною радіацією, або скорочено ФАР, яка обмежена довжиною хвиль 0,38-0,71 мкм, але і в цих межах вона неоднаково поглинається рослинами. Активність ФАР залежить від присутності в рослині кольорових пігментів: хлорофілів, каротиноїдів, фікоціанів та інших, які вибірково працюють у спектрах ФАР.

Рис. 3.21. Епюра вертикального розподілу значень основних мікрометеорологічних характеристик внутрішньої атмосфери (аеротопу) екосистеми вологого тропічного лісу в Пуерто-Ріко.

Зелені пігменти (хлорофіли) мають два основних максимуми поглинання – в червоній і синьо-фіолетовій частинах спектра. Каротиноїди ж поглинають окремі промені лише в синьо-фіолетовій частині спектра. Активність ФАР і вплив хвиль окремих частин спектрів залежить від кута падіння променя, прозорості атмосфери, розсіювання тощо.
В житті рослин велике значення має також кількість падаючого світла, тобто інтенсивність освітлення. Як відомо, вона залежить передусім від широтності і протягом вегетаційного періоду змінюється. В містах через забруднення атмосфери освітлюваність на 5-15% нижча, ніж в приміських зонах. Рослинний покрив, особливо деревні угруповання, пропускають під намет лише незначну частину світла – 5-10% (рис. 3.21).