150 нм - зона іонізуючої радіації,

150 - 400 (390) нм - ультрафіолетова (УФ) радіація,

400 (390) - 800 (760) нм - видиме світло (границі діапазону розрізняються для різних організмів),

800 (760) - 1000 нм - інфрачервона (ІЧ) радіація,

1000 нм - зона т.зв. далекої ІЧ-радіації - могутнього фактора теплового режиму середовища.

Для еколога важливою характеристикою сонячного випромінювання є його інтенсивність. Інтенсивність потоку сонячної радіації по верхній границі атмосфери, яку називають сонячною постійною, дорівнює 1380 Вт/м2, або 1,980 кал/(хв.*см2). Вона злегка варіює по сезонах року внаслідок зміни відстані від Землі до Сонця. Фактичний приплив сонячної радіації до поверхні Землі менше, ніж на верхній границі атмосфери, внаслідок відображення і поглинання енергії світла в атмосфері. При проходженні через атмосферу частина сонячної радіації розсіюється молекулами газів атмосфери і водяними парами, частина відбивається від хмар. Змінюється і якісний склад радіації, наприклад, найбільш короткохвильова частина спектра (з довжиною хвилі приблизно до 300 нм) відбиває озоновим екраном (областю підвищеного змісту озону О3 на висотах 25 - 100 км). Встановлено, що зміни концентрації озону на 10% викликає зміну рівня УЧ-випромінювання в тропосфері в 1,5 - 2 рази. На рівні поверхні землі це значення менше за рахунок розсіювання випромінювання газоподібними і пилоподібними домішками в атмосфері.

Радіаційний баланс на верхній границі екосистеми складають поглинена сонячна радіація й інфрачервоне випромінювання атмосфери. Видаткову частину балансу складає власне інфрачервоне випромінювання екосистеми, інтенсивність якого пропорційна четвертому ступеню абсолютної температури випромінюючої поверхні.

Ця залежність виражається формулою (нижченаведені формули узяті з кн.: Федоров В. Д., Гильманов Т. Г. Екология. М.: Изд-во МГУ, 1980)[10]:

де - константа Стефана-Больцмана; - коефіцієнт відносного випромінювання (поглинання), що залежить від характеру випромінюючої поверхні.

Рівняння радіаційного балансу можна представити у виді:

де R - інтенсивність залишкової радіації (радіаційний баланс на верхній границі екосистеми); (1 - ) Q - поглинена сонячна радіація; Q - інтенсивність сумарної радіації; - коефіцієнт відображення; Ве - інфрачервоне випромінювання атмосфери.

Залишкова радіація має добову і сезонну періодичність. У низьких широтах вона позитивна протягом усього року, у помірних - величина R у добовому циклі двічі здобуває нульові значення (ранком і ввечері), у високих широтах - протягом значної частини року залишається постійною.

Енергія радіації, що надходить в екосистему з інтенсивністю R, перетерпівши ряд проміжних перетворень, витрачається в екосистемі на нагрівання, турбулентну теплопередачу в атмосферу, фотосинтез, транспірацію. Процес можна виразити рівнянням:

R = Н + G + LE + F, (6)

де R - інтенсивність залишкової радіації (радіаційний баланс на верхній границі екосистеми); Н - енергія, що йде на нагрівання екосистеми; G - енергія, що йде на турбулентну теплопередачу; LE - енергія, що йде на транспірацію (L - схована теплота паротворення, Е- інтенсивність транспірації); F - енергія, що йде на фотосинтез.

Тварини і рослини реагують на різні області спектра. Так, у різних тварин по-різному улаштований зоровий апарат, у них різний "колірний" зір. Серед ссавців колірний зір добре розвинутий тільки в приматів, тоді як інші тварини бачать увесь світ чорно-білим, хоча і з великою кількістю відтінків.

Процес фотосинтезу в рослин є предметом спеціального вивчення. Зі зміною довжини хвилі сильно змінюється інтенсивність фотосинтезу, тобто існує оптимум, у діапазоні якого процес йде найбільш ефективно.

Рослини пристосувалися до умов світлового випромінювання шляхом створення пігментів, набори яких сильно відрізняються в різних представників рослинного світу. Найбільш значні відмінності мають місце в наземних і водних рослин. Проходячи через шар води, червона і синя область спектра поглинаються, і зеленувате світло, яке утворюється, слабко поглинається хлорофілом. Червоні морські водорості (Rhodophyta) мають додаткові пігменти (фікоерітрини), що дозволяють їм використовувати енергію Сонця й у цьому діапазоні довжин хвиль. Завдяки такому пристосуванню вони можуть жити на більших глибинах, ніж зелені водорості.

Таким чином, тут набирає сили компенсація факторів: окремі рослини і цілі співтовариства пристосовуються до різних спектральних характеристик і різної інтенсивності світлового потоку. І в наземних, і у водних рослин інтенсивність фотосинтезу лінійно залежить від інтенсивності сонячної радіації.

Температура навколишнього середовища

Температура є важливим і часто лімітуючим фактором середовища. Поширення різних видів і чисельність популяцій істотно залежать від температури. З чим це пов'язано і які причини такої залежності?

Діапазон температур, що зареєстровані у Всесвіті, дорівнює тисячам градусів, але межі перебування живих істот на Землі значно вужче: найчастіше від - 200°С до + 100 °С. Велика частина організмів має набагато більш вузький діапазон температур, причому найбільший діапазон мають найбільш низькоорганізовані істоти - мікроорганізми, зокрема, бактерії. Бактерії мають здатність жити в умовах, де інші організми гинуть. Так, їх виявляють у гарячих джерелах при температурі близько 90°С и навіть 250 °С, тоді як самі стійкі комахи гинуть, якщо температура навколишнього середовища перевищує 50°С. Існування бактерій у широкому діапазоні температур забезпечується їхньою здатністю переходити в такі форми, як спори, що мають міцні клітинні стінки, що витримують несприятливі умови середовища.

Діапазон толерантності в наземних тварин у цілому більше, ніж у водних (не вважаючи мікроорганізмів). Мінливість температури, тимчасова і просторова, є могутнім екологічним фактором середовища. Живі організми пристосовуються до різних температурних умов; одні можуть жити при постійній або відносно постійній температурі, інші краще адаптовані до коливань температури.

Вплив температурного фактора на організми зводиться до його впливу на швидкість обміну речовин. Якщо виходити з правила Вант-Гоффа для