中学生物/目录/生物与环境的关系

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生物的生活环境不仅是指生物的生存空间,还包括存在于它周围的各种影响因素。

生态因素[编辑]

环境中影响生物的形态、生理和分布等的因素,叫做生态因素。生态因素包括非生物因素及生物因素。

非生物因素[编辑]

包含而不限于光、温度、水等。

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Woodlouse poster.jpg
如果翻动花园或庭院里的花盆、砖块或石块,长常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物在爬动。这就是鼠妇,俗称潮虫。这些小动物西湖总分是在潮湿阴暗的角落里生活,在光线明亮的地方很少看到。如何用实验来说明光照条件是否影响鼠妇的分布呢?

光对植物的生理和分布起着决定性的作用。只有在光照条件下,植物才能进行光合作用,制造有机物,并且储存能量。有些植物只有在强光下才能长的好。例如松、杉、柳、槐、小麦、玉米等。小麦灌浆时期,如果遇到阴雨连绵的天气,就会造成小麦减产。有些植物只有在密林下层较阴暗处才能生长的好。比如药用植物三七、人参等。动物则直接或间接地依赖植物而生存。

光对动物的影响也很明显。日照时间的长短,能够影响动物的繁殖活动。有的动物需要在长日照的条件下进行繁殖,如貂、鼬等。在瑞士,银灰狐在每年的1~2月(白昼开始延长)交配。在第一年的12月初把银灰狐从瑞士运到南美的阿根廷饲养,它们要到第二年8月(白昼开始延长)才开始交配。这个实验说明,银灰狐的繁殖需要在长日照的条件下进行。有的动物需要在短日照的条件下进行繁殖,如鹿、山羊等。根据这个道理,人们利用灯光或黑幕,人为地延长或缩短光照时间,从而有效地控制动物的生殖。黑鼬通常在3~8月繁殖,如果在第一年的10月至第二年1月期间,在每天的16:30~23:00,用200W的灯泡对黑鼬进行附加照射,就会是黑鼬提前繁殖。对浣熊、松鼠和羊等的研究,也都获得类似的结果。光与动物的活动时间也有关系。例如,蛾类多在夜间活动,具有趋光性,对紫外线很敏感。根据这一现象,人们在夜间用黑光灯来诱杀这类农业害虫。

氣温[编辑]

Carassius auratus 0045-1.jpg
金鱼是大家熟悉的小动物。每分钟内鳃盖张合的次数就是它的呼吸频率。饲养金鱼时,控制好水温是很重要的。你可以通过观察它在不同温度下呼吸频率,来探究温度对它生活的影响。

生物体的新陈代谢需要在适宜的温度范围内进行,因此温度是一种重要的生态因素。

バイオームと気候の関係.svg

温度对生物的分布有着重要的影响。针叶林分布在高山的海拔高处等寒冷地带。阔叶林分布在山的海拔较低处等温暖地带。苹果、力等果树不宜在热带地区在中途。香蕉、凤梨(菠萝)不宜在寒冷地区栽种。

温度影响生物的生长和发育。生物的生长和发育只能在一定的温度范围内进行。小麦的种子只有在3~43℃这一温度范围才能萌发。在生物能够进行生长和发育的温度范围内,温度的高低对生物的生长和发育速度也有影响。体重为50~100kg的猪,在18~20℃的温度条件下增重最快,温度过高或过低都会抑制猪的生长和发育。因此,在夏季要注意使猪舍保持凉爽;在冬季要注意猪舍的保温。

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1.在河流里生长的鱼能否在海洋中生活呢?

2.除光、温度和水以外,还有哪些因素属于非生物因素?

一切生物的生活都离不开水,因此,水也是一种重要的生态因素。

水分过多或过少都会对生物的生长发育有明显的影响。例如,干旱会使植物的叶萎蔫,生长受阻;土壤里水分过多,会导致土壤里空气减少,从而影响植物根系的呼吸作用,严重时会导致植物窒息而死。对动物来说,缺水比缺少食物的后果更为严重。

在一定地区,一年中的降水总量和雨季的分布,是决定陆生植物分布的重要因素。例如,在干旱的荒漠地区,只有少数耐干旱的动植物能够生存;而在雨量充沛的热带雨林地区,森林茂密,动植物种类繁多。

生物对非生物因素的耐受性[编辑]

每种生物对每一种非生物因素都要求有适宜的量,过多或过少都会使生物的生命活动受到抑制,甚至死亡。也就是说,每种生物对每一种非生物因素都有一个能够耐受的范围,这一耐受性范围称为生态幅。在生态幅的中间为最适区。最适区的两侧为2个生理受抑区,再向外延伸,超出生态幅,则为不能耐受区。就温度来说,与宇宙间巨大的温度变化幅度相比,生物能耐受的温度范围是很窄的。干燥的细菌孢子对温度的耐受性很强,能耐受130℃的高温和-250℃的低温。但是,多数生物只能生存在更窄的温度范围内。大多数动物生命活动的温度低限是冰冻,高限是45 ℃。最适温度是20~25℃。家蝇的温度耐受范围是5~45 ℃,幅度较宽,是广温性动物。生活在南极的某一种鱼,温度耐受范围极窄,在-22 ℃之间,是狭温性动物

生物因素[编辑]

自然界中的每一个生物,都受到周围很多其他生物的影响。这些生物中,既有同种的,也有不同种的。因此,生物与其环境中的生物因素之间的关系可以分为两种——种内关系和种间关系。

种内关系[编辑]

同种生物的不同个体或群体之间的关系,叫做种内关系。生物在种内关系上,既有种内互助,也有种内斗争。

蜜蜂的种内互助
蚂蚁的种内互助

蚂蚁、蜜蜂等营群体生活的昆虫,往往是千百只个体生活在一起,在群体内部分工合作。这种现象就是种内互助。

同种生物个体之间,由于争夺食物、空间或配偶等,有时也会发生斗争。许多鸟类的雄鸟在占领巢区后,如果发现同种的其他雄鸟进入自己的巢区,就会分离攻击,将入侵者赶走。

种间关系[编辑]

种间关系是指不同种生物之间的关系,包括共栖、互利共生、偏利共生、寄生、竞争、捕食等。

共栖[编辑]

共栖是指两种生物生活在一起,对一方有利,对另一方也无害,或者对双方都有利,两者分开以后都能够独立生活。例如,有些附生植物附着在大树上,借以得到充足的光照,但是并不吸收大树体内的营养。海葵常常固着在寄居蟹的外壳上,海葵靠刺细胞防御敌害,能对寄居蟹间接地起到保护作用,而寄居蟹到处爬动,可以使海葵得到更多的食物。但是,它们分开以后仍能独立生活。

互利共生[编辑]

互利共生是指两种生物生活在一起,彼此有利,两者分开以后都不能独立生活。

地衣是真菌和苔藓植物的共生体

地衣就是真菌和苔藓植物的共生体,地衣靠真菌的菌丝吸收养料,靠苔藓植物的光合作用制造有机物。如果把地衣中的真菌和苔藓植物分开,两者都不能独立生活。

白蚁和肠内鞭毛虫的关系,也是一种互利共生关系。白蚁以木材为食,但是它本身不能消化纤维素,必须要依靠肠内鞭毛虫分泌的消化纤维素的酶,才能将纤维素分解,分解后的产物供双方利用。

豆科植物与根瘤菌之间有着密切的互利共生关系。植物体供给根瘤菌有机养料,根瘤菌则将空气中的氮转变为含氮的养料,供植物体利用。

人体中有些细菌与人是互利共生关系。例如,人体肠道中的某些细菌,靠人体肠道中的营养物质维持生命,同时,它们又能制造维生素B12和维生素K,供人体利用。

偏利共生[编辑]

两个不同物种个体之间发生的一种对一方有利的现象称为偏利共生。例如,附生植物与被附生植物之间的关系就是一种典型的偏利共生。附生植物如地衣、苔藓等借助于被附生植物支撑自己,可获得更多的光照和空间资源。几种高度特化的鱼类,其头顶的前背鳍转化为卵形吸盘,借以牢固地吸附在鲨鱼和其他大型鱼类的身上,随之移动并获取食物,也是偏利共生的典型例子。

寄生[编辑]

蛔虫

寄生是指一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表,社区寄主的养分以维持生活。生物界中寄生的现象非常普遍。例如,蛔虫、猪肉绦虫和血吸虫等寄生在人和其他动物的体内,虱和蚤寄生在其他动物的体表,小麦线虫寄生在小麦子粒中,等等。

竞争[编辑]

为什么作物播种或栽培不能过密?

两种或两种以上生物生活在一起,相互争夺资源和空间等,这种现象叫做竞争。例如,水稻和稻田中的杂草之间争夺阳光、养料和水分,小家鼠和褐家鼠争夺居住空间和食物等。有时竞争表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡。

捕食[编辑]

捕食关系是指一种生物以另一种生物作为食物的现象。植食性动物中的兔以某些植物为食物,肉食性动物中的狼又以兔为食物,等等。捕食一般不会造成被捕食者的灭绝。

生态因素的综合作用[编辑]

骆驼
海豹

在炎热缺水的荒漠中生活的骆驼,尿液非常少,当体温升高到46℃使才会出汗。

荒漠中的植物——骆驼刺,根系非常发达。

生活在寒冷海域的海豹,皮下脂肪很厚。

阅读以上材料,请回答:

1.骆驼和骆驼刺是怎样适应缺水环境的?

2.海豹是怎样适应寒冷环境的?

3.还有哪些生物适应环境的实例?

环境中的各种生态因素,对生物体是同时共同起作用的,而不是单独地、孤立地起作用的。换句话说,生物的生存和繁衍,受各种生态因素的综合影响

某种生物能够在一个地区长期生存繁衍,是由该地区的光照、温度、水分、气候以及其他生物等各种生态因素综合作用的结果。事实上,同一地区的各种生态因素之间,也是相互联系、相互影响的。这些生态因素同时影响着生物的形态、生理和分布,因而表现出对生物的综合作用。例如,在中国南方许多山区,马尾松和黄山松分布都比较广,其中马尾松主要分布在低山地区,而黄山松主要分布在高山上。这种现象就是多种生态因素综合作用的结果。我们知道,随着海拔升高,不仅气温会降低,日照强度也会变化,降水和温度以及风力的影响都会存在着差异。由于这两种松树对生态条件的适应性不同,就导致了它们的分布区在海拔高度上的差别。

各种生态因素对生物体都有影响,但是在程度上是有差别的,其中往往有一种或两种生态因素对某种生物的生存和分布具有特别重要的影响,对决定生物的生态类型起主导作用,这样的生态因素称为主导因素。在干旱的地区,水分的多少往往是影响陆生生物生存的主导因素。鲤、鲫、青、草、鲢、鳙等鱼类只能生活在含盐量非常低的淡水水域,而黄鱼、带鱼、鲳鱼等鱼类只能生活在海水中;有些鱼可以生活在含氧量高的河流里,有些与只能生活在含氧量低的河流里;有些鱼类只能生活在寒带或温带的水域中,有些鱼类却只能生活在热带的温暖水域中。由此可见,水体的含盐量、含氧量和温度是决定鱼类的生存和分布的主导因素。

在分析某种生物的环境条件时,既要分析各种生态因素的综合作用,又要注意找出其中的关键因素,这在理论研究和生产实践中都具有重要意义。例如,在研究影响鹿群的生态因素时,研究人员分析了温度、降水、食物和天敌等因素,发现冬季的食物供给是影响鹿群存活的关键因素。因此,在冬季,人们在森林中为鹿群堆放补充饲料,使鹿群在冬季的死亡率降低,从而提高了鹿群的数量。

每种生物对每种生态因素都有一定的适应范围,在这一适应范围的两端,一端是最高限度,一端是最低限度。当生态因素的作用接近最高或最低限度时,生物体的机能就减弱,最后被抑制。例如,植物一般适于生长在0~35 ℃的温度范围内,当温度接近0℃或35℃时,植物的生理机能就会减弱,这时温度就成为限制因素。再比如,农作物对矿质元素的吸收是有一定比例的。如果某块农田中缺磷,即使有足够的氮和钾等其他元素,作物也不能正常生长,这时磷就成为影响作物生长的限制因素。

总之,生物的生存受到很多种生态因素的影响,这些生态因素共同构成了生物的生存环境。生物只有适应环境才能生存。

生物对环境的影响[编辑]

你还能说出那些生物影响环境的实例?

生物不仅能够适应环境,也能够影响环境。

在草原上,草本植物的多少,会对植食性动物的数量产生直接的影响;植食性动物的多少,又会影响草本植物的数量。这说明生物与生物之间是互为环境条件的。某种生物的数量和分布,会对环境中其他多种生物产生影响,也就是会影响到环境中的生物因素。

生物通过自身的生命活动,不断地从环境中获取营养物质,同时又将新陈代谢的产物(氧、二氧化碳、水等)排放到环境中去。因此,生物的生命活动对无机环境也有些影响。例如,森林植物的蒸腾作用,可以增加空气的湿度,进而影响降雨量;柳杉能够吸收二氧化硫等有毒气体,从而进化空气;鼠对农作物、森林和草原都有破坏作用;蚯蚓在土壤中钻来钻去,可以使土壤疏松,提高土壤的同期和吸水能力,它以腐烂的植物和泥土为食,排出物可以增加土壤的肥力。

土壤是陆地环境的重要组成部分。在土壤的形成过程中,生物起着重要作用。被誉为植物界的拓荒者的地衣,能够在光秃秃的岩石表面生长。地衣能够分泌地衣酸,腐蚀岩石,使岩石表面逐渐龟裂和破碎,借助长期的风化作用形成原始的土壤,从而为其他植物的生存创造条件。黄山松等植物的根部也能够分泌酸性物质,使岩石分解。植物的根系对土壤起着保护作用。土壤中有大量的微生物,能够将动物的粪便和生物的遗体分解成无机物,使土壤中矿质元素的含量保持平衡。土壤中的动物(如蚯蚓等)的活动可以使土壤松动,增加土壤的通气性。总之,如果没有生物,地球上就不会有土壤。

人类是生物界的成员。随着人类社会生产力的发展和人口的增长,人类对环境的影响越来越大,已经远远超过了地球上任何一种生物,导致全球性的问题,如酸雨、温室效应、臭氧层破坏等。要解决这些问题,需要全人类付出长期而艰苦的努力。

在生物与环境相互作用的漫长过程中,环境在不断改变;生物也在不断进化,适应环境。生物与环境的相互作用共同造就了今天欣欣向荣的生物圈。