На рис. 3.2 спектр солнечного излучения, не искаженного земной атмосферой, поступающего с постоянной скоростью 2 кал на 1 см2 в 1 мин (±3,5%), сравнивается со спектрами 1) солнечного-излучения, действительно достигающего уровня моря в ясный день, 2) света, прошедшего через сплошную облачность, и 3) света, прошедшего через растительный полог. Каждая кривая — это» энергия, падающая на горизонтальную поверхность. В холмистых или гористых местностях южные склоны получают больше, а северные — значительно меньше солнечного излучения, чем получала бы горизонтальная поверхность; это обусловливает значительные различия в местных климатах (микроклиматах) и растительности.[ ...]
Тенистая прохлада создается в лесу благодаря тому, что листва над головой поглощает много видимого и дальнего инфракрасного излучения. Синий и красный свет (0,4—0,5 и 0,6—0,7 мкм соответственно) поглощаются особенно сильно хлорофиллом, а энергия дальнего инфракрасного излучения — водой, содержащейся в листьях, и окружающими их водяными парами. Таким образом, зеленые растения эффективно поглощают синий и красный свет, наиболее важный для фотосинтеза. Как бы отбрасывая ближнее инфракрасное излучение, несущее основную часть солнечной тепловой энергии, листья наземных растений избегают опасного перегрева. Кроме того, листья охлаждаются за счет испарения, а водные растения, разумеется, охлаждаются водой. Свет как лимитирующий и контролирующий фактор рассматривается в гл. 5.[ ...]
Другой энергетический компонент среды обитания — тепловое излучение. Оно исходит от всех поверхностей и тел, температура которых выше абсолютного нуля. Это не только почва, вода и растения, но и облака, излучающие вниз, на экосистемы, значительные количества тепловой энергии. Например, зимняя облачная ночь нередко оказывается теплее безоблачной. «Парниковый эффект» переизлучения и задержки тепла, о котором уже было упомянуто, будет рассмотрен в гл. 4 в связи с вопросом о влиянии С02 на климат. Потоки длинноволнового излучения, разумеется, распространяются беспрестанно и во всех направлениях, а солнечный компонент имеет четкую направленность и поступает только днем. Следовательно, количество тепловой энергии, получаемой со всех сторон за сутки летом животным на открытом пространстве или листом растения, может в несколько раз превышать направленное прямо вниз излучение Солнца [в случае, рассмотренном Гейтсом (Gates, 1963), это соответственно 1660 и 670 кал-см 2]. Кроме того, тепловая энергия поглощается биомассой полнее, чем солнечное излучение. Большое экологическое значение имеют суточные колебания. В таких биотопах, как пустыни или высокогорные тундры, дневной поток энергии во много раз больше ночного, а в глубоководных зонах океана, в глубине тропического леса (и, конечно, в пещерах) общий поток излучения может на протяжении суток оставаться практически постоянным. Таким образом, масса воды и биомасса леса сглаживают колебания энергетических характеристик среды и этим делают условия менее стрессовыми для живого — еще один пример смягчения действия вредных факторов на уровне экосистемы (см. гл. 2, разд. 4).[ ...]
Энергия приливов — около 0.0017% солнечной энергии. Тепло Земли — около 0,5% солнечной энергии.[ ...]
Наконец, следует отметить, что нельзя путать единицы лучистой энергии, а именно кал «см-2 (эта единица еще называется лэнгли) и ккал м 2, с единицами освещенности, фут-канделой (1 фут-кандела— 1 люмен на 1 фут2) и люксом (1 люкс—1 люмен-м-2 ОД фут-кандела), которые относятся только к видимому спектру. Поступление лучистой энергии нельзя точно перевести в единицу освещенности, поскольку яркость разных участков спектра неодинакова, однако можно считать, что горизонтальная поверхность с освещенностью в 1 фут-канделу получает примерно 6700 кал-см-2 лучистой энергии в 1 мин (Reifsnvder, Lull, 1065).[ ...]
Судьба солнечной энергии, поступающей в биосферу, кратко рассмотрена в табл. 3.3. Хотя всего лишь около 1% энергии переходит в пищу и другую биомассу, те примерно 70%, которые преобразуются в тепло, уходят на испарение, осадки, ветер и т. д., не теряются зря, так как эта энергия поддерживает температуру £i приводит в действие системы погоды и круговорот воды, необходимые для жизни на Земле (см. гл. 4 и 5). Энергия приливов п внутреннего тепла Земли в отдельных районах может быть полезной людям, однако глобальные доступные запасы этих видов энергии невелики. Глубокие недра Земли заключают очень много тепловой энергии (так называемая геотермальная энергия), но, чтобы извлечь ее в большинстве районов мира, потребовалось бы очень энергоемкое глубинное бурение.[ ...]
Для эколога интересны прекрасные сводки Гейтса по энергетическим характеристикам нашей среды обитания (Gates, 1962, 1963, 1965, 1965а, 1971, 1980).[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлению