36生物

生物是在地球发展历史中产生的，是地理环境的产物。同时，它作为地理环境的组成要素，形成了地球上生机勃勃的有机世界，构成了地理环境中非常活跃的特殊部分——生物圈。生物的绝大部分集中在地面以上100米到水面以下200米这一薄层里，因为这一薄层可以获得充足的太阳光能，有适于生命活动的温度条件，有生物可以利用的大量液态水、氧气、二氧化碳以及氮、磷、钾等营养元素。这一薄层可以说是生物圈的核心部分。生物与地理环境的关系：一方面生物不能脱离环境，而必须依赖并适应环境，维持生存和发展；另一方面，地球上生物的出现，对于地理环境的形成和发展起着特殊的、非常重要的作用。

生物的分布与环境

　　生物在生活过程中始终和周围环境进行着物质和能量的交换，并受到环境的制约，因此，环境影响着生物的分布。气候是影响陆地上生物分布，特别是影响植物分布最重要的因素，因为气候决定了植物生长所需的光照、热量和水分条件。
　　光照是绿色植物生活的必要条件。只有在太阳光的照射下，绿色植物才能够进行光合作用，把无机物合成有机物，保持自身的生长。有些植物的生长需要充足的阳光，这叫喜光植物，例如马尾松，它们分布在向阳的地方或占据林中的上层。有些植物的生长只需要少量的阳光，这叫做喜阴植物，例如冷杉，它们多分布在背阳、荫蔽的地方，或生长在密林的底层。

图3.38　森林中光照条件的变化

图3.39　“森林中光照条件的变化”

　　“西双版纳地区的人工多层经济林”图在我国云南西双版纳地区，人们运用光在林中垂直衰减的原理，模拟雨林结构，建立起多层的人工经济林。以橡胶为上层乔木树种，下面种植茶树、咖啡等喜光的灌木植物，在灌木层之下再种植草果等喜阴的地被植物，从而充分利用光照，达到一地多用、增加收益的经济效果。

　　热量和水分条件对植物分布的影响是显而易见的。例如，从赤道到两极，随着热量和温度的有规律变化，形成了各种不同的植被带；从沿海向内陆，随着水分条件的变化，形成了森林、草原、荒漠等不同的植被景观；在高山地区，从山麓到山顶，由于热量和水分的不同，则又形成了垂直分布的植被带。
　　在植物的生活中，水的作用是很大的。根从土壤中吸取了水分，水分又从叶子上蒸腾掉。提供营养的无机盐类，只有成为水溶液才能从土壤中输入植物体内。虽然在潮湿地区和干旱地区都有植物生长，但是植物的个体形态，随着水分供应情况而大有差别，例如，在沼泽地上生长的植物，通常具有柔嫩、硕大而鲜绿的叶子，但是根部系统并不发达。在沙漠地区生长的植物，叶子很小，有的叶面上还覆盖着薄薄的蜡层，或者是叶子变成了细刺；有的植物具有非常发达的根系，以便从土壤的深处或广大面积的土壤中吸收水分。
　　可见，植物的生活和分布深受环境的制约，什么样的环境就可能有相应的植物种类分布。在不同环境条件下生长的植物，它们在个体形态、生理机能等方面常具有显著的差别。水生植物莲（图“莲（荷花）”）和旱生植物骆驼刺（图“骆驼刺”）的个体形态，因水分条件的不同而有很大差别，这是植物对其生长环境长期适应的表现。由于植物生长对环境的依赖性很大，而且它能产生某些适应性现象与其生长的环境保持统一，因此植物对环境往往有明显的指示作用（图“树冠指示风向”）。比如，铁芒萁（qí）的生长反映了红壤等酸性土壤环境，而碱蓬的生长则反映了盐碱性的土壤环境；骆驼刺的生长反映了干旱环境，芦苇的生长则反映了水湿环境。在我国，人们早就利用植物对气候的指示作用，了解气候的季节变化，安排农业生产，如华北民间有“枣发芽，种棉花”的谚语。在干旱地区，人们常借助植物来寻找水源。还有些植物对环境污染具有指示作用（图“大气中二氧化硫污染指示植物──矮牵牛”）。可见，在很大程度上，植物是自然环境的一面镜子。人们常常把生物尤其是植物作为自然景观的标志，也就是这个原因。

图3.40　莲（荷花）
莲生长在水塘、湖沼等水湿环境中。它具有柔嫩、硕大的叶子，但根系并不发达。

图3.41　骆驼刺
骆驼刺生长在沙漠地区。它的叶子已变成细刺，以减少水分蒸腾；
根系很发达，能从很深很广的地下吸取水分。

图3.42　树冠指示风向
风吹使迎风面树枝受到损伤，背风面树枝不断生长，形成旗形树冠。

图3.42　大气中二氧化硫污染指示植物－矮牵牛
图示是二氧化硫污染造成的叶片伤害症状，花完好。

　　动物的分布也深受自然环境的制约，如植物分布、气候差异、地形起伏等，都影响着动物分布。生物分布除了受自然因素影响外，还受到人类活动的影响，而且人类活动的影响往往是很大的。

生物在地理环境中的作用

　　生物既是地理环境的产物，同时生物对地理环境的形成和发展又起着非常重要的作用。生物对地理环境的作用，归根结蒂是由于绿色植物能够进行光合作用。光合作用就是绿色植物通过叶绿素，利用光能，把二氧化碳和水合成为贮藏能量的有机物（主要是糖类），并且释放出氧的过程（图3.44“光合作用示意”）。植物光合作用的产物，则又成为动物的食物。植物和动物的有机残体被微生物分解后，又以无机物的形式归还到周围环境中。这种有机质的合成与分解过程，称为生物循环。生物循环促使自然界物质和化学元素不断迁移运动，能量不断地流动、转化，从而把地理环境中有机界和无机界联系起来。

图3.44　光合作用的简单化学反应式
6CO₂＋6H₂O　→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂↑
每合成1克葡萄糖要消耗2821焦能量

　　地球早期大气的主要成分是二氧化碳、甲烷、氢、氨和水汽，而不是氮和氧。现今地球大气的成分，是生物生命活动参与的结果。一般认为，大气中的氧主要是绿色植物进行光合作用的结果；大气中的氮，一部分是由于细菌分解各种氮化合物而被释放出来的。
　　陆地水的化学成分在相当程度上也为有机体的生命活动所制约。生物在新陈代谢过程中从水体吸收某些化学元素和化合物，释放另一些化学元素和化合物，从而改变了水的化学组成。绿色植物参与水循环，改善了陆地的水分状况。
　　沉积岩都是在生物的参与下形成的，并且有一部分是由生物残骸堆积形成的有机岩，如石灰岩、煤、石油等。陆地上生物的出现还加快了岩石风化，促成了土壤的形成。
　　据有关资料，自地球上有生命以来，创造的生物物质已达4×10²⁷吨，相当于对流层大气质量的1万倍，水圈质量的30倍和沉积岩质量的16倍。显然，地球表层的自然地理环境，其物质已多次被生物作用加工。地球上生物的出现，使地球面貌发生了根本的变化，从而形成了适宜人类生存的地理环境。
　　此外，绿色植物在改造自然、保护环境、维护生态平衡等方面也起着巨大的作用。例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，可以保持大气中氧和二氧化碳的平衡，具有净化大气的作用；绿化植物、营造防护林，可以调节气候，涵养水源、保持水土、防风固沙等，从而改善生态条件，保护农田、牧场，保障农牧业高产稳产；城市绿地具有吸烟除尘、过滤空气、减轻污染、降低噪声及美化环境等作用（图3.45“绿地对城市空气的净化”）。可见，绿色植物具有多方面综合的环境效益。如果人为地破坏植被，就会引起生态失调，环境恶化。

图3.45　绿地对城市空气的净化
城市绿地与建筑区不同的热力状况，使空气产生对流。经绿地净化的新鲜空气流
向建筑区，并且使建筑区的气温降低，湿度增大，从而改善了局部小气候。