+3 8(066) 185-39-18
fрослині, здійснення транспірації та якісних біохімічних перетворень. Енергія сонячного променя витрачається на здійснення морфогенетичних процесів: проростання насіння, закладення і розвиток вузла кущіння у злаків, росту проростків, формування стебел, розвиток квітки,визрівання плодів тощо. Всі ці процеси потребують певної кількості й тривалості освітлення.
Сонячна радіація відіграє виключно важливу роль у функціонуванні водних екосистем. З нею пов'язана поведінка і розселення гідробіонтів у біотопі. Серед гідробіонтів є організми, що інтенсивно розвиваються у верхніх шарах води, куди поступає найбільша кількість сонячної енергії. Це переважно автотрофні організми: водорості, фотосинтетичні бактерії, вищі водні рослини. В процесі фотосинтезу вони запасають велику кількість енергії у вигляді органічної речовини (первинній продукції), яка потім використовується організмами інших трофічних рівнів.
Автотрофні водні організми (водорості, вищі водні рослини) використовують спектр сонячної радіації в діапазоні 380-710 нм. Саме така радіація найадекватніше впливає на фізіологічні процеси, пов'язані з фотосинтезом водних рослин. Ця область спектру називається фотосинтетично активною радіацією (ФАР). Пряма сонячна радіація містить 28-43 % ФАР, а розсіяна – 50-60 %.
Світловий промінь, що падає на водну поверхню, крім віддзеркалення і заломлення зазнає дифракції, поляризації і спектрального розщеплення. Крім того, він поглинається під час проходження крізь товщу води і відбивається від завислих у воді частинок, унаслідок чого на різні горизонти доводиться різна кількість сонячної енергії, а це обумовлює зниження освітленості з глибиною.
Важливою з екологічного погляду властивістю води є здатність пропускати сонячне світло. Вона залежить від кольору води і її прозорості. Остання визначається молекулярною структурою і концентрацією розчинених органічних, переважно забарвлених (гумінові кислоти, фульвокислоти і т. п.), речовин, завислих частинок і планктонних організмів.
Верхній шар води, в який проникає достатня кількість світла для синтезу рослинами органічної речовини з використанням сонячної енергії, називається фотичним, нижній шар, куди не поступає сонячна енергія, – афотичним. Зона проникнення світла, в якій інтенсивність фотосинтезу перевищує інтенсивність дихання рослин, має назву евфотичної зони. Її нижня межа, де фотосинтез врівноважує інтенсивність дихання, називається компенсаційним горизонтом.
У воді найінтенсивніше поглинаються довгі хвилі сонячної радіації, яка найбільш важлива для фотобіологічних процесів. Крізь товщу прісних і морських вод проникає переважно випромінювання блакитної частини спектру з довжиною хвилі 475-480 нм. У процесі фотобіологічних реакцій енергія сонячної радіації поглинається дискретними частинками, що називаються фотонами, або квантами. Фотосинтез у бактерій протікає в спектральному діапазоні 400-900 нм, вищих зелених рослин – 400-700 нм, водоростей – 400-660 нм. Якщо хвилі коротше 300 нм, порушується молекулярна структура білків і нуклеїнових кислот і відповідно – нормальне функціонування живих систем. От чому представляють загрозу для біосфери зменшення і розриви озонового шару, який затримує проникнення на Землю саме таких квантів сонячного випромінювання.
За відношенням до світла виділяють декілька екологічних груп рослин, або геліоморф: геліофіти(гр. helios – сонце + гр. phyton – рослина) – світлолюбні рослини, що віддають перевагу яскраво освітленим місцям зростання; сціофіти (гр. scia – тінь) – тіневитривалі рослини, що здатні переносити значне затінення; геліосціофіти – рослини, які добре ростуть на освітлених місцях, але можуть переносити більше чи менше затінення.
Світлолюбні рослини, або геліофіти, з оптимальним розвитком при повному освітленні. Ці види погано переносять навіть незначне затінення – лепеха звичайна (Acorus calamus), частуха подорожникова (Alisma plantago-aquatica), сусак зонтичний (Butomus umbellatus), півники водяні (Iris pseudacorus), лотос горіхоносний (Nelumbo nucifera), глечики жовті (Nuphar lutea), латаття біле (Nymphaea alba), рдесники блискучий (Potamogeton lucens) і пронизанолистий (P. perfoliatus), спіродела багатокоренева (Spirodela polyrrhiza).
Тіньові рослини, або сціофіти, з оптимальним розвитком в межах від 1/10 до 1/3 повного освітлення. З водних рослин сіофітами є образки болотні (Calla palustris), кушир занурений (Ceratophyllum demersum), хвощ річковий (Equisetum fluviatile), молодильник озерний (Isoëtes lacustris), м’ята водяна (Mentha aquatica), пухирник звичайний (Utricularia vulgaris).
Тіньовитривалі рослини, або геліосціофіти, різного ступеня. До цього типу належать види, що краще ростуть при освітленні, але здатні переносити затінення без особливого пригнічення – альдрованда пухирчаста (Aldrovanda vesiculosa), меч-трава болотна (Cladium mariscus), вовче тіло болотне (Comarum palustre), елодея канадська (Elodea canadensis), лепешняк великий (Glyceria maxima), ряска триборозенчаста (Lemna trisulca), рдесник плаваючий (Potamogeton natans), сальвінія плаваюча (Salvinia natans).
Водорості, особливо мікроскопічні, характеризуються найвищим ККД засвоєння світлової енергії у порівнянні з іншими фотосинтезуючими організмами. Багато видів здатні до міксотрофізму і ефективної утилізації світла низької інтенсивності.
Водорості по відношенню до світла поділяють на дві групи: геліофільні і геліофобні.
Геліофільні (світлолюбні) водорості потребують значної кількості світла для нормальної життєдіяльності і фотосинтезу. До них відносяться більшість синьозелених і значна кількість зелених водоростей, що масово розвиваються в літній час у поверхневих шарах води.
Геліофобні водорості пристосовані до умов низької освітленості. Наприклад, більшість діатомових водоростей уникають яскраво освітленого поверхневого шару води і в малопрозорих водах озер інтенсивно розвивається на глибині 2-3 м, а в прозорих водах морів – на глибині 10-15 м.
У водоростей різних відділів залежно від складу пігментів – фоторецепторів, максимальна інтенсивність фотосинтезу спостерігається при різній довжині світлових хвиль. У наземних умовах якісні характеристики світла досить постійні, так само як інтенсивність фотосинтезу. При проходженні крізь воду світло червоної і синьої області спектру