红藻绿藻褐藻等的形成与光质关系

红藻、绿藻、褐藻等的形成与光质关系海水光散射进入海水中的光，一部分被吸收，另一部分发生光波的散射而改变了原来的传播方向，因散射而使光能减弱的量值dI可写成dI=-SIdz，式中S称散射系数（dz是光束通过水层的厚度），海水分子对光的散射属瑞利散射，按瑞利定律，其散射系数与波长的四次方成反比，即波长愈短，其散射能力愈强，这种散射称分子散射。如果散射微粒的半径比光波的波长大，则不按瑞利定律，对这样的微粒，散射系数与波长的平方成反比。海水光衰减系数海水对光的吸收系数和散射系数和。一般大洋水的光衰减系数约为0.1（米）-1。温度与盐度对衰减系数的影响不大，海水衰减系数与纯水的差异主要来自海中悬浮的粒子与溶解的其它物质。悬浮粒子与溶解物质对光的衰减随波长的减小而增强。由实测知；含有浮游生物的海水，衰减系数比纯海水大；当纯海水的波长为0.4μ—0.58μ的光波时，衰减系数较小，当波长大于0.58μ的光波时，衰减系数显著增大；含有浮游生物的海水、绿光部分衰减系数最小，而红、紫光衰减系数最大。一般地说，大洋水的衰减系数最小波段是480—500毫微米，近岸水衰减系数最小的波段是530—580毫微米。③浅海中自上而下为什么会出现绿藻、褐藻、红藻等藻类植物的分层分布现象？这也是一个和光有关的生物学问题。我们平常看到的物体的颜色实际上是这个物体反射的光，如学生看到叶片是绿色，说明叶片反射绿光，而吸收了其它色光；学生看到一个物体是白色的，说明这个物体不吸收任何光，并全部反射回来；学生看到一个物体是黑色的，说明这个物体把所有光都吸收了，没有反射任何光。这是理解这个问题的关键。通过上面的分析学生可能已经知道，绿藻反射了绿光；褐藻反射了黄光，而红藻反射了红光。绿藻中含有叶绿素等光合色素，红藻中有藻红蛋白（藻红素）和类胡萝卜素等光合色素。通过学生所学的物理学知识，知道光子能量E=hυ，光速c=λυ，则：υ=c/λ，从而E=（hc）/λ，即波长越短，光子的能量越高。由此可知，水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即水深层的光线相对富含短波长的光。所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层；含藻红蛋白和类胡萝卜素，吸收由蓝紫光和绿色光较多的红藻分布于海水深的地方。这是植物在演化过程中，对于深水中光谱成分发生变化的一种生理适应。