Світло як екологічний фактор - світловоди allux, система природного денного освітлення,
Жоден з факторів так нецікавий для екологів, як світло, відзначав Ю. Одум. Серед життєво важливих екологічних факторів сонячне світло займає особливе місце. Радіація Сонця породила життя на Землі. Біосферу можна розглядати як продукт перетворення сонячної енергії в енергію живої речовини, т. Е. Біомаси всіх організмів, що населяють нашу планету.
З фізичної точки зору сонячна радіація складається з хвиль різної довжини. Променисту енергію рослини використовують вибірково. При фотосинтезі вони споживають промені з довжиною хвилі від 380 до 740 нм. Область сонячного спектра, яка використовується рослинами для фотосинтезу, отримала назву фотосинтетичний активній радіації (ФАР). З боку більш коротких хвиль до ФАР примикає ультрафіолетова радіація (УФ), а більш довгих - інфрачервона (ІЧ).
Проходячи відстань від Сонця до поверхні Землі, сонячна радіація сильно змінюється. Одна частина променів відбивається і поглинається хмарами і аерозолями, інша - відкидається у вигляді розсіяного світла. На зовнішньому кордоні атмосфери Землі інтенсивність сонячної радіації становить 1,39 кВт / м2 (сонячна константа). До поверхні Землі доходить лише близько половини (47%) цієї радіації. Відбуваються втрати і фотосинтетичний активній радіації. ФАР втрачається не тільки в верхніх шарах атмосфери, а й безпосередньо в співтоваристві рослин (фитоценозе). Частина радіації від насаджень відбивається, частина ними поглинається, і, нарешті, інша частина ФАР доходить до поверхні грунту. Так, в посівах соняшнику відбивається 6% радіації, поглинається 75, доходить до грунту 19%. У посівах кукурудзи 7% радіації відбивається, 86 - поглинається, 7% доходить до грунту і втрачається (рис. 5 і 6).
Коефіцієнт корисної дії поглиненої рослинами сонячної енергії невеликий. На фотосинтез використовується лише невелика частина радіації, всього близько 1,5%. У сільськогосподарських культур ККД використання променевої енергії зазвичай вище, ніж у диких предків і родичів. Так, на фотосинтез кормовий буряк використовує 1,90% поглиненої сонячної енергії, вика - 1,98, конюшина - 2,18, картопля - 2,38, жито - 2,42, пшениця - 1,68, овес - 2,74 , льон - 3,61, люпин - 4,79%. Від ефективності використання ФАР залежить врожайність рослин. Чим вище ефективність використання світла в фотосинтезі, тим вище врожайність сільськогосподарської культури.
На поверхні земної кулі світло розподілено нерівномірно. Інтенсивність сонячної радіації залежить від географічного розташування того чи іншого регіону. Так, на півночі через низький сонцестояння освітленість місцевості відносно слабка, нижче, ніж в регіонах, розташованих південніше. На півдні, зокрема на екваторі, промені Сонця падають на Землю прямовисно, тому тут інтенсивність сонячної радіації досягає максимальних величин.
Інтенсивність освітлення земної поверхні залежить від рельєфу місцевості. Особливості природних умов того чи іншого регіону земної кулі впливають і на якість радіації, її спектральний склад. У багатьох регіонах Північного «півкулі створюються сприятливі умови для утворення розсіяного світла, багатого довгохвильовими променями. На півдні інша картина: тут світло прямий, і в світловому спектрі переважає короткохвильова радіація.
Інтенсивність світла і його спектральний склад - потужний ботаніко- географічний екологічний фактор. Широтні відмінності в інтенсивності і спектральний склад радіації багато в чому визначили особливості формування типів рослинності, характерних для тундри, тайги, степів та інших географічних зон земної кулі. Світловий режим, що склався в тому чи іншому регіоні, виконує роль фактора природного відбору рослин. Тому в одних місцях проживання переважають світлолюбні рослини (геліофітів), в інших - тіньолюбиві, тіньовитривалі (сциофіти).
Прикладом крайнього світлолюбний може служити акація білувата, широко поширена в суданській савані. Цікаво, що рослина скидає листя не в жаркий період року, а в сезон дощів. У дощовий період року, коли небо вкрите хмарами, акація білувата знаходиться в стані світлового голодування, що призводить до відмирання листя (Двора- ський, 1983). У лісовій зоні світлолюбних рослин мало. Вони зустрічаються лише на вільних від лісу місцях. Тут, на сонці, ростуть мати-й-мачуха, перстач піщана, інші рослини-світлолюбний. Пшениця, жито, кукурудза, цукрові буряки, картопля, томат і деякі інші види культурних рослин відносяться до світлолюбних. Їх посіви (посадки) розміщують на відкритих місцях проживання, т. Е. На полях, в садах і городах, розташованих зазвичай на територіях раніше зведених лісів.
Сонячна радіація - це екологічний фактор, що робить сильний вплив не тільки на рослинні, а й на розвиток тваринних організмів. Промені Сонця активізують обмін речовин в організмі тварин, підвищують їх продуктивність і відтворну здатність. Під впливом сонячних променів змінюються функціонально-морфологічні властивості очей, слизових оболонок, шкіри та волосяного покриву. Сонячну радіацію широко використовують в тваринництві та ветеринарії.
Під дією сонячного світла, особливо ультрафіолетових променів, відбувається активізація вітаміну D в організмі. Вітамін D має антирахітичним дією, він служить регулятором мінерального обміну в організмі і сприяє зміцненню кісток.
Прогулянки (моціон) коней, великої рогатої худоби, свиней, овець і кіз в погожі сонячні дні - один з ефективних методів підвищення продуктивності, відтворювальної здатності тварин і запобігання їх від захворювань (геліотерапія і геліопрофілактіка рахіту, остеодистрофії і ін.) (Нікітін).
Сонячна радіація - це не тільки джерело енергії, без якого життєдіяльність рослин і тварин неможлива. Світло - це фактор, що лімітує, так як при його нестачі або надлишку життєдіяльність організмів порушується. ^ Різке ослаблення, як і посилення, впливу сонячної радіації на організми може стати причиною зниження відтворювальної здатності рослин і тварин.
У місцях проживання, де освітленість мінімальна, недостатня (наприклад, печери, ущелини скель), рослини можуть відчувати світлове голодування. Часто причиною світлового голодування у культурних рослин є переуплотнение популяцій (при загущенні посіву). У загущених посівах сільськогосподарських культур, вирощених на добре зволожених грунтах, відзначають недорозвиненість механічних тканин соломи і вилягання хлібів.
При порушенні умов вирощування спостерігається вилягання сходів овочевих культур в парниках і теплицях. Через дефіцит світла покривні тканини рослин стають тонкими. Стійкість рослинних організмів до впливу хвороботворних агентів знижується.
Світлова недостатність негативно впливає на ріст і розвиток великої рогатої худоби, овець, кіз, свиней, курей. У тварин знижуються вгодованість, продуктивність, відтворна здатність, порушується вітамінно-мінеральний обмін, погіршується якість тваринницької продукції. Розвиваються хвороби: у молодих тварин рахіт, у дорослих - остеодистрофія. При рахіті і остеодистрофії уражається кісткова система; кістки розм'якшуються, викривляються. Іноді вони стають крихкими і ламкими, що призводить до перелому кісток.
Світло високої інтенсивності - це подразник, який може мати шкідливий вплив на організм. Пряма дія променів на протоплазму клітин згубно (Одум). Занадто інтенсивна радіація може стати причиною захворювання рослин і тварин. Пряме сонячне світло руйнує хлорофіл, порушує обмінні процеси, викликає деструктивні зміни в органах і тканинах рослинного організму. Патогенна дія надлишкового освітлення особливо різко проявляється у тіньовитривалих рослин. У сільськогосподарських тварин буває сонячний удар. 2.4.2.