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【今日读书】书名：自然地理学（第四版）

【作者】伍光和等编著

【用时】20分

【读书摘抄】

生态因子与生物

（一）光与生物

所有生物的生存都必须有能量供给。太阳辐射被绿色植物吸收，通过光合作用把光能转化为化学能储存在有机物质中，除供应本身消耗外还为其他生物提供所需要的能量。因此，光是一个非常重要的生态因子，光的性质、光照强度和光照时间的长短对生物的生长、发育、形态结构、生殖、行为和地理分布都有明显影响。

光的性质即光的波长对植物的生态作用最明显。在太阳光谱中，红光和蓝光被绿色植物吸收得最多，是光合作用中最有效的生理辐射光。红光（620~760 nm）与糖的形成关系密切，蓝光（435~490mm）有利于蛋白质的合成，紫外光（290~380nm）能抑制茎的伸长和促使花青素的形成。高山带植物茎秆短矮、花朵艳丽多彩与紫外光较丰富有关。紫外光对生物还具有杀伤作用，当波长为200~300mm 时能杀灭细菌等微生物，抑制传染病病源菌。

各种生物对光强的适应程度也不相同。有的植物喜欢生长在阳光充足的空旷地或森林最上层，而有些植物只见于阴暗处或森林最下层。据此可将植物分为阳性植物、阴性植物等生态类型。草原与荒漠植物、农作物与蔬菜等多属喜光的阳性植物，浓密的林下多生长阴性植物。

不同动物对光强反应也不一样。有的动物适应在弱光下生活，如夜行性动物：有的则适应于在较强光照下生活，是昼行性动物；第三类动物如蝙蝠等，在拂晓或黄昏时出巢活动，为晨昏性动物。

地球上不同纬度地区白昼的持续时数互有差别。日照长短的变化是形成生物节律最可靠的信号系统。长期的适应使各类生物对日照长度的反应格式不同，这就是生物的光周期现象。许多植物的开花结实对昼夜长短变化的反应很不相同，据此可将植物划分为长日照植物、短目照植物和中间性植物等类型。长日照植物每天需要12~14h以上的光照才能开花，光照时间越长开花越早。短日照植物每天光照时数在12h以下才能开花，在一定范围内黑暗期越长开花越早。在自然条件下短日照植物通常在深秋或早春开花，如水稻、玉米、大豆、烟草等。中间性植物对光照长短没有严格要求，只要生态条件适宜即可开花结实。

（二）温度与生物

各种生物对温度都有一定的适应范围，在此范围内生物体内的生物化学过程才能正常进行。温度过高或过低，超出生物所能忍受的限度时，生物的生长发育就会受阻甚而导致死亡。

植物一般在0~45°C的温度范围内可正常生长发育，但也因种类不同而异。高温的伤害主要在于减弱光合作用而增强呼吸作用的程度，使两者失衡。

高温持续时间过长将减少植物体内有机物质使植物因“饥饿“而死亡。高温还可破坏植物体内水分平衡，促使蛋白质和酶失去活性乃至发生凝固变性。低温的不利影响主要是冻害，低于0°C的温度会使细胞间隙的自由水结冰，挤压细胞质造成机械损伤，并使细胞失水萎缩。在自然环境条件下，许多植物产生了一系列防止极端温度伤害的适应特征。如落叶，休眠-芽具芽鳞保护。加厚树皮，体表密生绒毛，增加细胞中糖、盐分和其他有机物质的浓度等，所以在地球上极端寒冷和酷热的地区仍有大量植物生存。

大多数动物生活在-2~50°C温度范围内，但不同种类适应温度的范围有所变化。一般说来，低等动物比高等动物对极端温度的适应能力较强。但动物忍受高温的能力比忍受低温的能力差，因为低温一般不引起蛋白质和酶发生变性，有些动物还能忍受一定程度的身体冻结，有些昆虫体温降到零度以下时体液仍不结冰，温度回升后即可恢复正常活动。

温度对动物生长发育和形态的影响表现在低温可延缓恒温动物的生长，由于其性成熟延缓，动物可以活得更久、长得更大。因此同类恒温动物在寒冷地区的个体比在温热地区的大。个体大的动物单位体重散热量较少，有利于保温，个体小者体表面积较大则增加散热量，有利于降低体温（贝格曼定律）。另外寒冷地带哺乳类动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳有缩短变小现象（阿伦定律），以减少散热。相反，温热地区的则较大。恒温动物对低温的另一种形态适应是增加毛羽数量和质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能。

温度对动物行为的影响表现在使动物主动选择适宜的温度环境，以利其生存。如沙漠中的啮齿动物面对高温环境常常采取夏眠，穴居和白天躲进洞内、夜晚出来活动的对策，而旱獭、黄鼠等以冬眠状态度过严寒。许多鸟兽长距离迁徙也是对温度变化的一种行适应。

温度还影响动植物的地理分布。热带和亚热带有利于生物的生存，故生物种类较多，寒带和高山地区种类较少。如爬行类在欧洲南部有82种，中部22种，北部只有6种。印度约有20000多种植物，亚洲北极地带只有200余种。由于地表热量从赤道向两极逐渐降低，形成不同的气候带，与此相应的植物也有热带植物、亚热带植物、温带植物和寒带植物等。在山地还可观察到与温度变化相适应的动植物垂直分布现象。

（三）水与生物

水是所有生物生存不可或缺的重要因素。

第一，水是生物有机体的重要组成成分，植物体的含水量一般为60%~80%，动物体的含水量更多，如鸟类为70%，鱼类80%~85%，蝌蚪93%，水母则高达95%；

第二，生物的一切代谢活动都必须以水为介质，营养物质的吸收和运输、食物的消化、废液的排除、激素的传递及其他各种生物化学过程必须在水溶液中进行；

第三，水是植物进行光合作用的重要原料；

第四，水的比热容量大，且吸热放热过程比较缓慢，为水生生物创造了稳定的温度环境；

第五，陆生生物可通过蒸发水分而散热以降低体温，对生物的热量调节和热能代谢具有重要意义。因此，没有水就没有生命。

陆生植物严重缺水时，关闭气孔减弱蒸腾，并抑制光合作用的进行和蛋白质等有机物质的合成，影响植物产品的数量和质量；干早还使植物过分失水出现菱蔫现象，甚至引起死亡。环境中水分过多时，水涝使植物根部缺氧而致呼吸困难，营养物质和水的吸收作用受抑，叶子褪色生长发育不良。淹水条件下土壤环境处于还原反应状态，硫化氢、亚硝酸盐等增多，而土壤有机物分解减慢，并产生甲烷、醛等，这些有毒物质使植物根系逐渐变黑、腐烂，整株死亡。

长期的适应使不同植物对水分的依赖程度出现很大差异，据此可将植物划分为四个生态类型：水生植物，生长在湖泊、河流、海洋等水域环境中；湿生植物，生长在空气十分潮湿的林下或潮湿土壤上；旱生植物，生长在干燥缺水的草原和荒漠区；而一般的树木、农作物等属于中生植物，生活在水分条件适中的环境中。

动物和植物一样必须保持体内的水分平衡。动物失水的主要途径是皮肤蒸发、呼吸失水和排泄失水，失去的水分则由食物、饮水和代谢水得到补充。动物对干早环境的适应方式多种多样。许多乌类和兽类在干旱季节来临前常成群结队迁移到气候较湿润或有水草的地方。陆生动物皮肤的含水量比其他组织少，可减缓水穿过皮肤而蒸发。鸟类和哺乳类减少呼吸失水的途径将在扩大的鼻道内通过冷凝而回收由肺呼出的水蒸气，许多荒漠鸟兽则减少排泄失水，保持体内水分。

【读书思考】