光生态

　　光生态（photoecology），环境光因子对生物的作用及生物对环境光照条件的适应。光为植物提供光合作用所需的能量，控制其生长、发育和分布，决定植物群落的构成，并影响动物的生存、活动与分布；光是生物借以测知环境季节性变迁并产生相应反应的主要信息。

　　环境光主要来源于太阳辐射。太阳辐射中只有一部分是人肉眼能感知的可见光（390～760纳米）。投射至地球的太阳辐射，部分被反射回天空。而波长较短的紫外线(＜300纳米）则大部分被大气的臭氧层吸收。太阳辐射能总量随纬度增高而减少，形成不同的太阳辐射带；由于地球的倾斜，同一纬度上的太阳辐射量一年四季有变动；在热带地区，总能量较高、较稳定、季节变化小。地形、云雾和植被类型都影响到达地面上的太阳辐射。在海洋和湖泊，由于水的吸收与散射作用，光的强度随水的深度而减弱。在纯海水中，光的吸收以红光为最大，蓝光最小。

　　光对生物的作用　光为植物的光合作用提供能量，对光合作用有效的光谱约为400～700纳米，即在可见光部分。在光合作用中，植物只能利用辐射能的1％～5％。按光合作用途径，植物分为三碳（C3）植物和四碳（C4）植物。C4途径是植物对热带环境的一种适应。在其他因素相对稳定和光强度不很高的条件下，光合作用的速率随光强度的增高而加快，但到达一定强度时，趋于稳定的水平，称为光饱和点。根据植物对光强度的不同要求，植物可分为阳生植物和阴生植物。植物的光补偿点是指光合作用与呼吸作用的气体交换呈平衡状态时的光强度。阳生植物的光补偿点比阴生植物的高，前者约为全部太阳光照的3％～5％，后者则在1％以下，还有介于这两者之间的耐阴植物。

　　光的照射常常使植物的生长表现出向光性，即单向的光可引起植物的向性生长运动。向性是在单向的环境刺激下，静止型生物（植物、真菌及水螅型腔肠动物等）的定向运动反应。与动物的趋性不同，不存在生物整体的位移。而趋性是在单向的环境刺激下，动物的定向行动反应。例如小动物的向光行动（正趋光性）或背光行动（负趋光性）。趋性属于定型反应，是本能行为中最简单的一种。

　　在自然界，每日光照时间的季节变化调节着植物的开花、树叶的生长与脱落、种子和芽孢的休眠与萌发，鸟类的生殖腺发育和迁徙，昆虫的滞育和型的变化以及哺乳动物皮毛的更换等。生物对光的周期性变化的各种反应称为光周期现象。根据开花与光周期关系，可将植物分为长日照、短日照、中日照和日照中性植物4类，延长光照时间，有利于长日照植物开花，延长暗期，有利于短日照植物开花。光周期刺激可能由叶片中光敏素接受、传递到苗端分生组织，引起花芽分化，但能否成花取决于许多其他因素。研究动植物光周期现象有重要实践意义，如人工改变日照周期可促使栽培植物开花，促进畜禽和野生动物繁殖、换毛。

　　光和温度、水分一样，是决定生物在地球上分布的重要因子。如高纬度地区生长季节的日照时间长，主要是长日照植物；低纬度地区多短日照植物。向阳坡地，阳生植物占优势；阴湿沟谷，阴生植物很多。在海洋与湖泊，上层以绿藻为主，深层以褐藻和红藻为多。动物的活动同样与光有密切联系。动物有昼出夜伏，夜间活动和全昼夜活动之分。萤火虫能发出各种频率的光作为个体间联络的信息。

　　生物对光的适应　有形态结构、生理、行为以及生殖等方面，适应的方式是多种多样的。山毛榉有阳生叶和阴生叶，前者薄，后者厚。阴生植物通常长有大而厚的叶，叶肉细胞排列松散，节间距离大，所含叶绿素多于阳生植物。红藻含有藻红素，可吸收较多的绿光和蓝光，适于在海水深层的蓝光下生活。动物在行为方面也表现出对光的适应性。绿头蝇有向光飞行的习性，红头绿蝇的幼虫则表现出负趋光性，即移向黑暗。有些浮游动物在夜间游到水表层，白天则下沉到50～60米深的水层中。