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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第二节第三节第四节第五节 七年级生物资料2.精品文档.第六节 生物与环境的关系资料1-2-1 光对生物生存的影响资料1-2-2 温度对生物生存的影响资料1-2-3 水对生物生存的影响资料1-2-4 非生物因素的作用特征资料1-2-5 生物因素资料1-2-6 鼠妇的饲养资料1-2-7 无机环境因子组成资料1-2-8 土壤因子对生物的影响资料1-2-9 生物的物质环境资料1-2-10 生物的能量环境资料1-2-11 蚯蚓的自然生活习性资料1-2-12 仙人掌适应环境的特征资料1-2-13 保护色、警戒色和拟态资料1-2-14 生物对环境适应的相对
2、性资料1-2-15 生物与环境的相互关系资料1-2-1 光对生物生存的影响光是一切有机生命活动的能量来源，没有光辐射，地球上就没有生命。但光照不是唯一的信号，在热带地区，动物迁徙的主要启动信号是旱季和雨季的交替。光对生物的影响包括光照强度,光质(即光的波长),光照时间3个方面。 光对植物的分布起决定性作用，如阴坡和阳坡的植物种类大不相同，绿藻只分布在阳光能透过的浅水层里。光对植物的影响概括为:光照时间影响植物的开花。在春天开花的植物一般需要长日照条件,在秋天开花的植物一般需要短日照条件。在地球不同的纬度上,所具备的长日条件和短日条件是不同的。在低纬度地区只具备短日条件,如在南北回归线之间,一般
3、只分布有短日植物;在中纬度地区春天具备长日条件,秋天具备短日条件,所以长日植物和短日植物均有分布;在高纬度地区,长日条件和短日条件均具备,但在短日条件下,温度极低不适宜植物的生长,所以只分布有长日植物。 光对动物行为的影响很大，许多动物的迁徙、换毛换羽、冬眠等都以光周期为启动信号，原因是光周期变化很有规律，以它为信号一般不会“上当”、“受骗”。大多数鸟类、哺乳类中的黄鼠、旱獭和许多灵长类白天活动，夜间休息，人们称之为昼出性动物。大多数哺乳类，如家鼠、蝙蝠、刺猬、狮、虎等昼伏夜出，属夜出性动物。但多数夜出性动物并非整夜活动，许多种类有两次活动高峰，一次在夜幕刚降临时，另一次在破晓之前。昼夜节律也
4、影响到动物代谢水平的变化，昼出性动物的代谢水平白天比夜间高，夜出性动物则相反。光照还影响动物的体色，如淡水鱼类背色暗，腹白色；海洋上层鱼类背蓝绿色，腹白色。深海甲壳类和头足类红色，由于红光在透过水层时被吸收，所以在海洋深处，红色是一种保护色。光照时间能影响动物的繁殖。有很多胎生动物的分娩是在春天,这对环境是适应的,因为春天食物最为丰富,有利于幼体的生长发育,但繁殖活动常在冬天进行,原因是胚胎发育需要的时间较长。这类动物繁殖就需要一个短日条件。很多卵生动物的繁殖活动是在春天,如两栖类,爬行类,鸟类等,胚的发育的时间一般不到一个月,春天食物丰富,也是对环境适应的。这类动物的繁殖就需要一个长日条件。
5、资料1-2-2 温度对生物生存的影响生物生存在一定的温度范围之内。极端温度是(高温和低温)常常成为限制生物分布的重要因素。如由于高温的限制,白桦,云杉在自然条件下不能在华北平原生长;在长江流域和福建,黄山松因高温的限制不能分布在海拔 10001200米以下的高度。苹果,梨,桃等不能在热带地区栽培,不能满足其开花所需要的低温条件。极端低温对生物分布的限制作用更为明显,对植物和变温动物来说,垂直分布和水平分布的主要因素就是低温。温度对恒温动物分布的直接限制作用较小,但也通过其他生态因素(如食物)而间接影响其分布。如通过影响昆虫的分布而间接影响食虫蝙蝠和高纬度地区鸟类的分布等。很多鸟类秋冬季节不能在
6、高纬度地区生活,不是因为温度太低,而是因为食物不足和白昼取食时间缩短。 高山植物的垂直分布也与温度有关,温度随着海拔高度的增加而降低,海拔每增加100米,温度下降0.51。所以高山植物的垂直分布特点是:森林灌木林高山草甸雪线。类似于从南到北不同纬度上的植被分布情况。 地球表面和大气温度的变化是由太阳辐射量的变化引起的,从低纬度地区到高纬度地区,太阳辐射量逐渐减少,气温也逐渐下降。在水分充沛的地区,这种温度的变化是影响植物群落分布的主要因素。在我国沿海岸线从南往北,植物群落的分布特点是:热带雨林常绿阔叶林落叶阔叶林北方针叶林。资料1-2-3 水对生物生存的影响水是任何生物体都不可缺少的重要组成成
7、分。各种生物的含水量有很大的不同。生物体的含水量一般为6080%，有些水生生物可达90%以上，而在干旱环境中生长的地衣、卷柏和有些苔藓植物仅含6%左右。 水是生命活动的基础。生物的新陈代谢是以水为介质进行的，生物体内营养物质的运输、废物的排除、激素的传递以及生命赖以存在的各种生物化学过程，都必须在水溶液中才能进行，而所有物质也都必须以溶解状态才能进出细胞。水对稳定环境温度有重要意义。水的密度在4时最大，这一特性使任何水体都不会同时冻结，而且结冰过程总是从上到下进行。水的热容量很大，吸热和放热过程缓慢，因此水体温度不象大气温度那样变化剧烈。对陆生植物而言,在陆生环境中水分不足是限制陆生植物分布的
8、重要因素。在同一纬度线上,限制陆生植物分布的主要因素是水分分布的不均匀。在我国的北纬3545之间的自然地带,从东到西的植物群落的分布特征是:森林草原荒漠沙漠。在水域生态系统中,特别是海洋生态系统,水不是限制因素。决定海洋植物分布的非生物因素主要是温度,盐度,阳光和矿质元素。 干旱对生物的影响：干旱对植物的影响：降低各种生理过程。干旱时气孔关闭，减弱蒸腾降温作用，抑制光合作用，增强呼吸作用，三磷酸腺苷酶活性增加破坏三磷酸腺苷的转化循环；引起植物体内各部分水分的重新分配。不同器官和不同组织间的水分，按各部位的水势大小重新分配。水势高的向水势低的流动；影响植物产品的质量。果树在干旱情况下，果实小，淀
9、粉量和果胶质减少，木质素和半纤维素增加。植物受干旱危害的原因有能量代谢的破坏、蛋白质代谢的改变以及合成酶活性降低和分解酶活性加强等。 水涝对生物的影响： 涝害首先表现为对植物根系的不良影响。土壤水分过多或积水时，由于土壤孔隙充满水分，通气状况恶化，植物根系处于缺氧环境，抑制了有氧呼吸，阻止了水分和矿物质的吸收，植物生长很快停止，叶片自下而上开始萎蔫、枯黄脱落，根系逐渐变黑、腐烂，整个植株不久就枯死。植物地上部分受淹，则使光合作用受阻，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，体内能量代谢显著恶化，各种生命活动陷于紊乱，各种器官和组织变得软弱，很快变粘变黑、腐烂脱落。水涝对动物的影响，除直接的伤害死亡外，还常
10、常导致流行病的蔓延，造成动物大量死亡。资料1-2-4 非生物因素的作用特征 (1)综合作用 每个生态因素都不是单独地起作用的,而是在与其他因素的相互影响相互制约中共同起作用的。也就是说,生物的存在,发展和繁衍是受各种生态因素的综合影响。如光照强度的变化会引起环境中温度和湿度的变化;降雨会引起气温下降等。环境对生物的影响是各种生态因素对生物的综合影响。 (2)主导作用 强调生态因素的综合作用,并不是把各种生态因素等量齐观,在通常情况下必然有一个或两个起主导作用。所谓主导作用是指某种因素对整个环境有重要影响,它的变化能引起部分或全部生态因素的变化。或由于主导因素的存在与否和强度的变化,而使生物的生
11、长发育,种群的数量和分布发生明显的变化。如光照强度影响到植物的光合作用,但光照强度也能影响温度,通过温度不仅影响到光合作用,也影响到呼吸作用,从而影响到植物对有机物的积累,通过温度还能影响到动物的活动和分布等,所以光照强度是主导因素。主导因素在不同的环境中和在生物不同的发育阶段是不完全相同的,如在森林生态系统中光是主导因素,但在荒漠等缺水的地区,主导因素就不是光而是水;又如小麦在它的生命周期中的幼苗阶段必须经过一个低温阶段才能开花结果,这种现象称为春化作用,所以对小麦而言,低温也是一个主导因素。 当我们分析环境因素对生物的影响时,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或主导
12、因素。只有这样才能比较全面,正确地指导理论研究和生产实践如在研究影响鹿群的生态因素时,科学家在分析了温度,降水,食物,天敌等因素时,发现冬季食物供给是影响鹿群存活的关键因素。因此人们在冬季的森林中为鹿群堆放了饲料,使鹿群在冬季的死亡率降低,从而提高了鹿群的数量。 关于生态系统中的限制因素：阳光对绿色植物的分布起决定性的作用,因为绿色植物要在光下进行光合作用。但在陆地生态系统中,实际上阳光很少成为限制因子,在地球的表面除了两极外,几乎都可以受到阳光的辐射,而且光照强度一般都不会低于光补偿点。在陆地生态系统中最主要的限制因子有两个。一是水分,在中低纬度地区,水分较多的地区分布的是森林,较少的地区则
13、是草原或荒漠,严重缺水的地区便是沙漠。同样是水分充沛的地区,在低纬度地区,由于年平均温度比较高,是常绿阔叶林,雨水特别多的地区形成热带雨林;温度稍低一些的地区则是落叶阔叶林,温度再低一些的地区是阔叶针叶混交林,温度再低一些的北方是针叶林。到了北极圈地区尽管水资源很丰富,但已没有或很少有种子植物分布,称为北极冻原生态系统,植物主要以地衣为主。 在水域生态系统中,水不成为限制因子,但阳光,温度,盐度及其他矿质元素的含量成为水生植物的主要限制因子。如淡水生态系统和海洋生态系统之间生物种类上的区别主要是由盐度决定的。在海洋生态系统中,由于海水的温度变化幅度比较小,所以海洋生物特别是海洋动物对温度的适应
14、范围是比较小的,所以海水的温度对海洋生物的分布具有很重要的影响;在海洋生态系统中,位于大陆架周围的海域,海水中一般含有较多的矿质元素,这些元素的来源主要有两个途径:一是雨水把陆地上的矿质元素冲刷下来通过江河湖泊的入海口流入大海;二是潮汐的作用把大陆架海域底部的矿质元素冲上来的。但在大洋深处,由于远离大陆架,陆地上的矿质元素到不了这一区域,洋底太深,沉积洋底的矿质元素不可能上升到表面,所以矿质元素的含量极少,生产力极低。只有在两股洋流交界的地方,才有可能将洋底的矿质元素上升到表层海水中,这些区域生产力也较高。海洋生态系统中生产力的高低对海洋动物的分布有着重要的影响。所以各种矿质元素的含量在水域生
15、态系统中是一种限制因子。阳光主要影响水域生态系统中生物的垂直分布。资料1-2-5 生物因素1.种内关系 种内互助:是同种个体之间相互协调,互惠互利的一系列行为特征。有利于取食,防御和生存。如成群的牛可以有效地对付狼群的攻击等。种内斗争:强调了同种个体之间由于食物,栖所,寻找配偶或其他生活条件的矛盾而发生斗争的现象。种内斗争的意义是对于失败的个体来说是不利的,甚至会导致死亡,但对物种的生存是有利的,可以使同种内生存下来的个体得到比较充分的生活条件,或者使生出的后代更优良一些。 2.种间关系 共生:强调的是两种生物生活在一起,互惠互利,若彼此分开一方或双方都不能独立生活。如地衣中的真菌和藻类;白蚁
16、和它肠道中的鞭毛虫等的关系。 共栖:强调两种生物生活在一起,互惠互利,或对一方有利,对另一方也无害,若彼此分开后双方都独立生活。如犀牛和犀牛背上的小鸟,鳄鱼和千鸟之间的关系。 寄生:也是两种生物生活在一起,但一方受益,另一方受害,受益的一方称为寄生生物,受害的一方称为宿主。寄生的情况有两种,一种是一种生物寄居在另一种生物的体表,代谢类型是异养需氧型,如虱和蚤等;另一种是一种生物寄居在另一种生物的体内,代谢类型是异养厌氧型,如蛔虫,绦虫,血吸虫等。 竞争:强调的是两种生物生活在一起由于在生态系统中的生态位重叠而发生争夺生态资源而进行斗争的现象。如果生态位完全重叠,又没有制约其种群发展的其他生物因
17、素和非生物因素的存在,就会发生竞争排斥现象。如培养在一起的大小草履虫,16天后,大草履虫全部死亡,小草履虫仍能继续正常生长。但在池塘内,大小草履虫是共生在一个生态系统中的,原因是在池塘中还存在着草履虫的天敌,通过天敌制约着小草履虫种群的发展,所以还有大草履虫的生存空间。 捕食:强调了两种生物生活在一起,一种生物以另一种生物为食的现象。捕食关系的两种生物之间没有排斥现象,捕食者选择被捕食者,被捕食者也选择捕食者,具有捕食关系的两种生物之间,在长期的进化过程中进行着相互选择,保持着动态的平衡。表1 生物之间相互关系类型类型AB特点类型AB特点竞争-彼此互相抑制共生+彼此有利，分开后不能生活捕食+-
18、A杀死或吃掉B互惠+彼此有利，分开能独立生活寄生+-A寄生于B，对B有害偏利+0对A有益，对B无影响中性00彼此互不影响偏害-0对A有害，对B无影响资料1-2-6 鼠妇的饲养鼠妇又称“潮虫”，在南方也叫“西瓜虫”，属无脊椎动物节肢动物门甲壳纲潮虫亚目。体长约10毫米，背灰色或黑色，宽而扁，有光泽。体分13节，第一胸节与颈愈合。有两对触角，其中一对短且不明显。复眼一对，黑色，圆形，微突。初孵出的鼠妇为白色，足6对，经过一次蜕皮后有足7对。口器咀嚼式，为甲壳动物中唯一完全适应于陆地生活的动物，从海边一直分布到海拔4700米的高地。鼠妇种类较多，当外物碰触时，其身体立即蜷缩呈球形，假死不动。第一触角
19、短小、后7对胸肢变成步足，特别是腹肢的空气呼吸等都是对陆地生活适应的结果。但它们都需生活在潮湿、温暖以及有遮蔽的场所，不耐干旱，不象昆虫和蜘蛛那样高度适应于陆上生活。常见的种类有潮虫科、鼠妇科、球鼠妇科等代表动物。鼠妇一年发生一代。鼠妇再生能力比较强，如果触角、肢足断损，能通过蜕皮再生新的触角、肢足。鼠妇白天潜伏在花盆底部，从盆底排水孔内咬食花卉嫩根，夜间则伤害花卉的茎部，造成花卉茎部溃烂。 1 收集 在本实验进行前一周左右，首先教师自己要做好收集鼠妇的准备。若室内、外温度在25左右，在房前屋后的石块、瓦砾下面、花盆里、花坛内均可以找到；若温度低于25或在0以下，选择温暖的花窖、家庭的下水道旁
20、边、居住在平房条件的厨房地砖下面或菜窖内进行收集。同时教师适当指导学生或家长以及学生的亲戚朋友帮助收集，并提醒学生收集后，要注意在容器内带一些湿土和通风。 2 容器 在鼠妇收集过程中，精心地保护、饲养，是保证实验顺利进行的关键。在实验室使用的1000mL的塑料烧杯内（用废弃的罐头瓶也可）铺放一些经过筛选后的松软的土壤，适当喷洒或每天滴入12次清水（手摸土壤有湿润感即可）。若水滴入过多，土壤形成泥块、泥球或泥浆，个别小鼠妇或活动慢的鼠妇易死亡。每隔23天，换一次土。 每个容器内（1000mL烧杯）放入2530只左右的鼠妇，若密度过大，鼠妇容易死亡。在烧杯口用纱布遮盖，保证充足的空气，同时用橡皮圈
21、套住纱布，防止鼠妇逃脱。 3 食物 因鼠妇口器是咀嚼式，喜欢吃腐烂的植物等。将白菜叶或其它青菜的叶片洗干净后，整片稍对折放入容器内的土壤上。由于鼠妇喜欢潮湿、黑暗的环境，所以常见鼠妇钻、伏在折叠的菜叶下面或中间取食。12天后，可见到菜叶上有取食后留下的若干小洞。23天后，换上新的菜叶。 4 温度 鼠妇在2025之间生活较正常。若是在冬季或温度低于20以下时，要将盛有鼠妇的容器放在温暖的地方如暖气旁边。经常注意环境温度和湿度的变化。 5 注意事项 5.1 每次学生实验完毕，要及时清点鼠妇数量，以防个别鼠妇因“假死”或钻在土壤中干燥而死。 5.2 在实验室或家庭中放置鼠妇时，要留心容器周围是否有其
22、它动物（如老鼠、蟑螂等）或人（在不知情的情况下）的危害。 5.3 每次换土时，最好保留一部分原来的土壤；对换出去的土壤要细心检查，以免因个别鼠妇“假死”或个体较小而丢掉。 5.4 土壤中水分不易过多，保持湿润即可。 5.5 若在比较冷的环境中准备实验，可在盛有鼠妇的容器旁边或下面，放置暧水袋或盛有6070左右热水的矿泉水瓶。资料1-2-7 无机环境因子组成 无机环境是生物生存的基础环境。动物最终依赖植物作为营养来源，而植物则依赖阳光、水分、肥料成分等自然资源而生长、繁殖。生物与无机环境的关系体现在两个方面：就生物而言，各种生物所要求和适应的环境是不同的，藻类、杂草、树木、鸟类、爬虫、猛兽，它们
23、都各自有所适应的条件；就环境而言，都包含着多种多样的环境因子。这些环境因子主要由以下几个方面组成： 光因子，包括热量和温度因子，它们对植物是最为重要的； 水因子，包括与供水有关的诸多因子和湿度因子，它们对植物有决定意义； 地学因子，包括与山脉、陆地、江河、海洋有关联的地质地貌、高度、深度、纬度等地址地理因子，它们对生物的分布有决定意义； 气候因子，对生物生活与繁殖的周期波动有决定意义； 土壤因子，包括地质、结构以及土壤中水、肥、气、热的供应以及与物质循环有关的因子，它们对植物的生活有直接的影响； 化学因子，包括水土中的营养盐、有机质含量、盐度与酸度、微量元素等因子，此外食物因子和营养因子也属于
24、化学因子。 上述的各种因子在环境中都有数量多少、程度高低、波动幅度宽窄等量的变化。对任何一种生物而言无机环境质量的优与劣、生物对其的适与不适，主要取决于因子的性质和主要因子量级的高低及其变化范围的大小。在诸多因子中，往往有一种因子对某一个物种的生存或分布起到决定性的作用，这样的因子就被称作限制因子。例如，对于许多海洋生物来说，海水的含盐量（盐度）就是它们的限制因子；而对于一些热带植物来说，温度则是它们的限制因子。资料1-2-8 土壤因子对生物的影响 土壤是陆地生态系统的基础，是具有决定性意义的生命支持系统，其组成部分有矿物质、有机质、土壤水分和土壤空气。具有肥力是土壤最为显著的特性。 1土壤的
25、生态学意义 土壤是许多生物的栖息场所。土壤中的生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物、节肢动物和少数高等动物。土壤是生物进化的过渡环境。土壤中既有空气，又有水分，正好成为生物进化过程中的过渡环境。土壤是植物生长的基质和营养库。土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。土壤是污染物转化的重要场地。土壤中大量的微生物和小型动物，对污染物都具有分解能力。 2土壤质地与结构对生物的影响 土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固体颗粒是组成土壤的物质基础。土粒按直径大小分为粗砂（2.0-0.2mm）、细粒（0.2-0.02mm）、粉砂（0.02-0.002mm
26、）和粘粒（0.002mm以下）。这些大小不同的土粒的组合称为土壤质地。根据土壤质地可把土壤分为砂土、壤土和粘土三大类。砂土的砂粒含量在50%以上，土壤疏松、保水保肥性差、通气透水性强。壤土质地较均匀，粗粉粒含量高，通气透水、保水保肥性能都较好，抗旱能力强，适宜生物生长。粘土的组成颗粒以细粘土为主，质地粘重，保水保肥能力较强，通气透水性差。 土壤结构是指固体颗粒的排列方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等。最重要的土壤结构是团粒结构（直径0.25-10mm），团粒结构具有水稳定性，由其组成的土壤，能协调土壤中水分、空气和营养物之间的关系，改善土壤的理化性质。 土壤质地与结构常常通过影响土
27、壤的物理化学性质来影响生物的活动。 3土壤的物理化学性质对生物的影响 （1）土壤温度土壤温度对植物种子的萌发和根系的生长、呼吸及吸收能力有直接影响，还通过限制养分的转化来影响根系的生长活动。一般来说，低的土温会降低根系的代谢和呼吸强度，抑制根系的生长，减弱其吸收作用；土温过高则促使根系过早成熟，根部木质化加大，从而减少根系的吸收面积。 （2）土壤水分土壤水分与盐类组成的土壤溶液参与土壤中物质的转化，促进有机物的分解与合成。土壤的矿质营养必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱，太多又导致涝害，都对植物的生长不利。土壤水分还影响土壤内无脊椎动物的数量和分布。 （3）土壤空气土壤空气
28、组成与大气不同，土壤中O2的含量只有10-12%，在不良条件下，可以降至10%以下，这时就可能抑制植物根系的呼吸作用。土壤中CO2浓度则比大气高几十到上千倍，植物光合作用所需的CO2有一半来自土壤。但是，当土壤中CO2含量过高时（如达到10-15%），根系的呼吸和吸收机能就会受阻，甚至会窒息死亡。 （4）土壤酸碱度土壤酸碱度与土壤微生物活动、有机质的合成与分解、营养元素的转化与释放、微量元素的有效性、土壤保持养分的能力及生物生长等有密切关系。根据植物对土壤酸碱度的适应范围和要求，可把植物分成酸性土植物（pH7.5）。土壤酸碱度对土栖动物也有类似影响。资料1-2-9 生物的物质环境 生命的物质基
29、础是环境中的各种元素，因此生命的存在和发展离不开物质环境。1岩石圈和土壤圈 岩石圈是指地球的地壳部分，常称为大陆圈。地表岩石经风吹、日晒和雨林，逐步风化分解成为母质，经过化学和生物的共同作用，形成了土壤层，即土壤圈。岩石圈和土壤圈贮藏着丰富的资源，是生物所需要的各种元素和化合物的源泉，是万物生存繁衍的基地。 2水圈 水圈包括占地球表面71%的海洋、内陆水域和地下水，是生命诞生的摇篮。水的总量约为1.41018m3，其中淡水仅占2.53%，而目前人类可以直接利用的江河湖泊淡水和地下淡水仅占总量的0.77%。水体中溶解有各种无机的和有机的营养物质，以及溶解在水中的CO2和O2，它们为植物生长和水生
30、生物的分布提供了物质基础。 3大气圈 大气圈是地球表面包围整个地球的一个气体圈层，是地球表面向外界星际的过渡空间。大气的组成包括多种气体和一些悬浮杂质和微小液滴。大气圈的厚度可达上千公里，甚至上万公里，没有严格的界限，但是大气质量的99%集中在离地表29km之内。 根据温度变化情况把大气圈划分为四层：对流层、平流层、中间层和电离层。对流层是贴近地面的一层，约10-20km，其特点是空气的垂直对流运动显著；温度随高度升高而降低，每升高1000m温度下降6.4；含水蒸汽和尘埃；影响生物的一切气候现象都发生在对流层中。平流层是对流层以上直到大约50km高度的气层，空气比对流层稀薄，主要是平流运动，气
31、温变化不大。从平流层顶约至80km处是中间层，又称散逸层，温度自下而上骤降，并有强烈的垂直活动。平流层以上是电离层，空气非常稀薄。 4生物圈 生物圈是地球表面全部生物及与之相互作用的自然环境的总称，是由岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈的交接空间构成的。生物圈最显著的特点是有大量的生物存在，事实上，一切生物，包括动物、植物、微生物和人类都是在生物圈内生存和发展。资料1-2-10 生物的能量环境 生命存在的一个基本条件是能量环境，地球上生命生存必需的能量主要来自太阳的辐射。太阳产生的能量以电磁波的形式向周围发射，地球表面在太阳直射、没有大气圈的条件下，获得的太阳能为8.12J/cm2min，称之为太阳
32、常数。实际上，由于大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射作用，辐射强度被大大减弱，平均只有47%左右到达地面。 对于地球及其生物来说，太阳辐射具有两种不同的功能：一种是热能，它给地球送来了温暖，使地球表面土壤、水体变热，引起空气和水的流动；另一种是光能，它在光合作用中被绿色植物吸收，转化为化学能形成有机物，这些有机物所包含的能量沿着食物链在生态系统中不停地流动。 1光的变化规律 由于地理位置、海拔高度和地形特点等的不同，以及由于地球的自转与公转的关系，使地球和太阳的相对位置不断地发生变化，导致地球表面接受的太阳辐射的多少也随之变化。 （1）光照强度 光照强度在地球表面有空间和时间的变化规律。空间变
33、化包括纬度、海拔高度、地形、坡向；时间变化有四季变化和昼夜变化。 纬度变化：光照强度在赤道最大；随着纬度的增加，太阳高度变低，光照强度相应减弱。 海拔变化：光照强度随着海拔高度的升高而增强，因为海拔高度越高，空气密度越稀薄。 坡向和坡度变化：在北半球温带地区太阳的位置偏南，因此，南坡所接受的光照要比平地多；反之，北坡就比较少。 时间变化：在一年中以夏天光照最强，冬季最弱；就一天而言，中午光照最强，早晚最弱。 （2）光谱成分 由于大气层对太阳辐射的吸收和散射具有选择性，所以当太阳辐射通过大气后，不仅辐射强度减弱，而且光谱成分棗光质也发生了变化。随太阳高度升高，紫外线和可见光所占比例随之增大；反之
34、，高度变小，长波光比例增加。 在空间变化上，低纬度处短波光多，高纬度长光波多；同时，随海拔升高短光波随之增多。在时间变化上，夏季短光波多，冬季长光波多；中午短光波多，早晚长光波多。 （3）光照长度 日照长度随纬度变化而进行不同的周期性变化。纬度越低，最长日和最短日光照差距越小，如赤道地区分别都是12小时；随着纬度的增加，最长日和最短日的差距越来越大，即纬度越高日照长短的变化越明显。2温度的变化规律 太阳辐射使地表受热，产生气温、水温和土温的变化。地球上的不同地区与太阳的相对位置不同，而且相对位置不断地发生变化，这样温度也发生有规律的变化。（1）空间变化 纬向变化：纬度决定一个地区太阳入射高度的
35、大小及昼夜长短，因此也就决定了太阳辐射量的多少。低纬度地区太阳高度角大，太阳辐射量也大，昼夜长短差异小，太阳辐射量的季节分配比较均匀。在北半球随着纬度北移，太阳辐射量减少，温度逐渐降低。纬度每增加1度，年均温度大约降低0.5。因此，从赤道到极地一般划分为热带、亚热带、温带和寒带。 海拔变化：海拔高的地方，空气稀薄，水蒸气和CO2含量低，地面的辐射散热量大，所以尽管太阳辐射较强，温度还是较低。通常海拔每升高100m，平均温度降低0.5-0.6，相当于纬度北移1度。（2）时间变化时间变化分为季节变化和昼夜变化。地球绕太阳的公转是一年四季温度变化的原因。根据气候的冷暖、昼夜长短的节律，一年分为春、夏
36、、秋、冬四季（平均温度10-22为春秋季，10以下为冬季，22以上为夏季）。四季长短受纬度、海拔高度、海陆位置、地形、大气环流等因素的影响，各地差异较大。温度的昼夜变化是地球的自转引起的。日出后温度逐步上升，一般在13-14点达到最高值，以后逐渐下降，直到日出前降至最低值。此外，纬度高、海拔高以及远离海洋，昼夜温差也大。 （3）土壤和水体中的温度变化土温变化：白天土壤表面受热后，热量从表土向深层输送；夜间土表冷却后，热量从深层向表层流动。土壤热量正反两方面的输送量及流动速率决定了土壤温带的状况。土壤温度的变化比大气要缓慢且稳定，所以冬暖夏凉。水体温度变化：光线穿过水体时，辐射强度随深度的增加呈
37、对数值下降，因此太阳辐射增温仅限于水体最上层。由于暖水密度比冷水的密度小，在高温季节或者白天在静水体内形成一个比较稳定、明亮的表水层；在距表层水较深处有一个较冷、密度较大的静水层；在两层之间是温度剧烈变化的变温层。夜晚，特别在寒冷季节，水面温度下降，表层水密度增加而下沉，深层温暖的水上升，上下层水体发生对流、交换充分混合。资料1-2-11 蚯蚓的自然生活习性 (一) 蚯蚓对穴居生活的适宜 蚯蚓由于长期生活在土壤的洞穴里， 在它的身体形态结构与生活习性等方面必然会对生活环境产生一定的适应，这是自然选择的结果。 首先，头部因穴居生活而退化，虽然在身体的前端有肉质突起的口前叶， 在口前叶膨胀时能摄取
38、食物，当它缩细变尖时又能挤压泥土和挖掘洞穴，但因终年在地下生活，并不依靠视觉来寻觅食物，所以在口前叶上不具有视觉功能的眼睛而只有能感受光线强弱或具有视觉的一些细胞。 蚯蚓的运动器官是刚毛，也就是说它是依靠刚毛来活动的。利用刚毛，它能把身体支撑在洞穴里，或在地面上蜿蜒前进或后退。 蚯蚓的身体是由许多的体节组成的，在每个体节与体节之间的背中央有一个小孔，叫背孔。这个小孔和身体里边相通，所以它的体腔液可以从这个小孔里射出来，利用这种液体湿润身体，以增加它在土穴中的滑润， 减少与粗糙砂土颗粒的摩擦，并防止体表的干燥。此外，体表的湿润还与蚯蚓的呼吸密切相关， 因为它没有特殊的呼吸器官， 主要是通过湿润的
39、表皮来进行氧气与二氧化碳的气体交换的。蚯蚓的感觉器官也因为穴居生活而不发达，只有在皮肤上能感受触觉的小突起，在口腔内能辨别食物的感觉细胞，以及主要分布在身体前端和背面的感光细胞，这种感光细胞仅能用来辨别光线的强弱，并无视觉的功能。 (二) 蚯蚓的六喜六怕生活习性 六喜: 喜阴暗: 蚯蚓属夜行性动物，白昼蛰居泥土洞穴中， 夜间外出活动， 一般夏秋季晚上8点到次日凌晨4点左右出外活动， 它采食和交配都是在暗色情况下进行的。 喜潮湿: 自然陆生蚯蚓一般喜居在潮湿、疏松而富于有机物的泥土中， 特别是肥沃的庭园、菜园、耕地、沟、河、塘、渠道旁以及食堂附近的下水道边、垃圾堆、水缸下等处。 喜安静: 蚯蚓喜
40、欢安静的周围环境。生活工矿周围的蚯蚓多生长不好或逃逸。 喜温: 蚯蚓尽管世界性分布，但它喜欢比较高的温度。低于8即停止生长发育。繁殖最适温度为22-26。 喜带甜、酸味: 蚯蚓是杂食性动物，它除了玻璃、塑胶、金属和橡胶不吃，其余如腐植质、动物粪便、土壤细菌等以及这些物质的分解产物都吃。蚯蚓味觉灵敏，喜甜食和酸味。厌苦味。喜欢热化细软的饲料，对动物性食物尤为贪食每月吃食量相当于自身重量。食物通过消化道，约有一半作为粪便排出。喜同代同居: 蚯蚓具有母子两代不愿同居的习性。尤其高密度情况下，小的繁殖多了，老的就要跑调、搬家。 六怕: 怕光: 蚯蚓为负趋光性，尤其是逃避强烈的阳光、蓝光和紫外线的照射，
41、但不怕红光， 趋向弱光。如阴湿的早晨有蚯蚓出穴活动就是这个道理。阳光对蚯蚓的毒害作用，主要是阳光中含有紫外线。具阳光照射试验，红色爱胜蚓阳光照射15分钟66%死亡，20分钟则100%死亡。 怕震动: 蚯蚓喜欢安静环境不仅要求噪音低，而且不能震动。靠近桥梁、公路、飞机场附近不宜建蚯蚓养殖场。受震动后，蚯蚓表现不安，逃逸。 怕水浸泡: 蚯蚓尽管喜欢潮湿环境，甚至不少陆生蚯蚓能在完全被水浸没的环境中较长久地生存。但它们从不选择和栖息于被水淹没的土壤中。养殖床若被水淹没后，多数蚯蚓马上逃走，逃不走的，表现身体水肿状，生活力下降。 怕闷气: 蚯蚓生活时需良好的通气，以便补充氧气，排出二氧化碳。对氨、烟气
42、等特别敏感。当氨超过百万分之十七时，就会引起蚯蚓粘液分泌增多，集群死亡。烟气中主要二氧化硫、一氧化碳、甲烷等有害气体。人工养殖蚯蚓时，为了保温，舍内生炉，其管道一定不能漏烟气。 怕农药: 据调查，使用农药尤其是剧毒农药的农田或果园蚯蚓数量少。一般有机磷农药中的谷硫磷、二嗪农、杀螟松、马拉松、敌百虫等， 在正常用量条件下，对蚯蚓没明显的毒害作用，但有一些如氯丹、七氯、敌敌畏、甲基溴、氯化苦、西玛津、西维因、呋喃丹、涕灭威、硫酸铜、三九一一等对蚯蚓毒性很大。大田养殖蚯蚓最好不用这些农药。有些化肥如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸钾、氨水等在一定浓度下，对蚯蚓也有很大的杀伤。如氨水按农业常用方法兑水25倍施用
43、，蚯蚓一旦接触这种4%氨水溶液水则几十秒，多则几分钟即死亡。所以，养殖蚯蚓的农田，应尽量多施有机肥或尿素。尿素浓度在1%以下，不仅不毒害蚯蚓，而且可以作为促进蚯蚓生长发育的氮源。 怕酸碱: 蚯蚓对酸性物质很敏感。当然，不同种类对环境酸碱度忍耐限度不同。八毛枝蚓、爱胜双胸蚓为耐酸种。可在PH 3.7-4.7之间生活。背暗异唇蚓、绿色异唇蚓、红色爱胜蚓则不耐酸，最适PH为5.0-7.0。碱性大也不适宜蚯蚓生活，据对环毛蚓在PH1-12溶液中忍耐能力测定表明，在气温20-24，水温18-21情况下，PH 1-3和12时蚯蚓几分钟至十几分钟内便死亡。随着溶液酸碱度偏于中性，蚯蚓死亡时间逐渐延长。目前人
44、工养殖赤子爱胜蚓和红正蚓，最好把饲料调至偏弱酸性，这样有利于蛋白质等物质的消化。 (三) 蚯蚓生活史 蚯蚓在一生中所经历的生长发育及繁殖的全部过程。生活史包括一个生殖细胞的发生、形成和受精，到成体的衰老、死亡。人为地一般分为蚓茧形成、胚胎发育和胚后发育三个阶段。 1. 蚓茧形成 (1) 生殖细胞的发生: 随着个体生长，生殖腺逐渐发育，其内也逐步进行着生殖细胞的发生过程，到一定的时期，再排入贮精囊或卵囊内，进一步发育成精子或卵子。成熟的精子包括头、中段和尾三部分。全长72微米。有的可长至80-86微米 (为人类精子长度的2倍)。蚯蚓的卵多为圆球形、椭圆形或梨形。陆栖蚯蚓的卵较水栖蚯蚓卵小。赤子爱
45、胜蚓卵的直径只有0.1毫米。由卵细胞膜、卵细胞质、卵细胞核以及最外面一薄层由卵本身分泌的卵黄膜所构成。 (2) 蚯蚓的交配: 异体受精的蚯蚓，性成熟后通过交配，使配偶双方相互受精。即把卵子输导到对方的受精囊内暂时贮存。交配时两条蚯蚓前后倒置，腹面相贴。一条蚯蚓的环带区域正对着另一条蚯蚓的受精囊孔区域。环带区分泌粘液紧紧粘附着配偶。在两条蚯蚓的环带之间有两条细长粘液管将配偶相对应的体节(VIII-XXXIII) 束缚在一起。赤子爱胜蚓两条蚯蚓相贴体节的腹面比较凹陷，形成两条纵行精液沟。雄孔排出的精液，由于沟内拱状肌肉有规律的收缩而向后输透到自身的环带区，并进入对方的受精囊内。当相互授精完成后，两
46、条蚯蚓从相反的方向各自后退，退出束缚蚓体的粘液管。直至配偶脱离接触。以上交配过程约2-3小时。野生蚯蚓交配多发生在初夏、秋季的肥堆中。人工养殖蚯蚓，只要条件适宜，一年四季都可发生交配。 (3) 排卵与受精: 排卵是指蚯蚓通过雌孔将卵排出体外的过程。处在卵囊或体腔中的卵，由于没有运动器，主要依靠卵漏斗、输卵管上纤毛的摆动， 被动地使卵经雌孔排出体外。雌孔往往在第一环带节腹面正中央(环毛蚓)， 故卵 直接排入环带所形成的蚓茧内。包含有一至多个卵的雏蚓茧，因其后的体壁 肌肉较前的体壁肌肉收缩强烈，雏蚓茧与体壁间又有大量粘液起润滑作用，加上雏蚓茧外周与地表接触受阻，蚓体向后倒行，使得蚓体前端逐渐退出雏蚓茧。当受精囊孔途经雏蚓茧时，原来交配所贮存的异体精液就排入 雏蚓茧内。从而完成受精过程。 (4)蚓茧形成。从环带开始分泌蚓茧膜及其外面细长的粘液管起，经排卵到雏蚓茧从蚓体最前端脱落、前后封口成蚓茧止，是蚯蚓茧形成的全过程。蚓茧内除含有卵子外，还有精子及供胚胎发育用的蛋白液。蚓茧的生产场所: 正蚓科蚯蚓如红色爱胜蚓、日本异唇蚓、背暗异唇蚓，一般产蚓茧于潮湿的土壤表层，遇干旱则产处较深。八毛枝蚓等多产于腐 植层中，赤子爱胜蚓多产于堆肥中。 蚓茧的颜色: 刚生产的蚓茧多为苍白色、淡黄色， 随后逐渐变成黄色、淡绿色或淡棕色，最后可能变成暗褐或紫红色、橄榄绿色。 蚓茧的形成: 多为球形、椭圆形，