关于生物与环境的一些基本概念

地球上的生命界可以划分成不同的层次或组织水平。从大分子有机物开始直到生物圈，复杂程度逐级增加。当从一个层次过渡到另一个较高层次时，生命组织便会出现前一级不曾具有的新的性质和特征。在这个生命系谱中，从生理学、形态学和分类学出发，以个体到大分子水平为其研究对象的属于生物科学领域，是向微观方向发展；从与环境的关系出发，以个体至生物圈的各级组织水平为对象的是现代生态学的内容，为向宏观方向发展的研究。后者与地理学的关系更为密切。生物是生存在地理环境之中的，它们在个体发育的全部过程中，经常不断地与环境间进行着物质与能量的交换。
     它从环境中取得必需的能源和营养物质，建造自己的躯体，同时又把不需要的代谢产物排放到外界环境中，以此维持其正常的生命活动和种族的繁续。因此，任何生物有机体都不能脱离环境而生存。研究生物与其环境之间相互关系的科学叫做生态学。环境对生物的影响是很大的。它控制和塑造着生物的全部生理过程、形态构造和地理分布。蓖麻（Ricinus communis）在我国中部以北地区为不能越冬的一年生草本植物，株高仅 1—4 米；在长江中下游地区可以宿根多年生；而在广东、台湾等部分热带地区则为多年生灌木，高及4—8米。在环境对生物发生影响的同时，生物有机体，特别是它们的群体也对环境产生相当明显的改造作用。针叶林下士壤的酸度往往比同一地区阔叶林下的要高些。湖泊中浮游生物大量繁殖时，导致水体透明度下降，从而改变水中的光照条件。
     从更长远的时间尺度看，生物还参与岩石的风化，地形的改变和土壤的形成，以及某些岩石和非金属矿的建造。水土流失可以用植物来防治；流动的沙丘可以用乔木、灌木和草本植物来固定。可以说，没有一个地理过程不受生物的直接或间接的影响的。在环境中对生物的生命活动起直接作用的那些环境要素叫做生态因素，如日光、热、水、风、矿物盐类和其他生物等。地形、海拔高度等则属于间接起作用的因素，它们通过改变气候、土壤等条件而对生物产生影响。各个生态因素并不是孤立地、单独地对生物发生作用，而是共同综合在一起对生物产生影响。一个生态因素不管它对生物的生存有多么重要，也只能在有其他因素的适当配合下才能发挥其作用。生物或其群体具体居住地段的所有生态因素的总体叫做生境。由于地表各地气候、土壤、岩性和地形等条件不同，形成极其多种多样的生境类型，这正是地球上生物种类和其群体类型复杂多变的主要原因之一。地球上各种生态因素的变动幅度非常广阔，每种生物所能适应的范围却有一定的限度。如果当一个或几个生态因素的量或质低于或高于生物所能忍受的临界限时，不管其他因素是否适合，生物的生长发育和繁殖都会受到影响，甚至引起死亡。
     这样的生态因素称作限制因素，它是最易阻挠和限制生物生存的因素。限制因素随时间地点而变，也因生物种类而异。在干旱和半干旱地区，水分条件往往是植物生存的限制因素。在严重污染的水域中，有毒的污染物常常是水生生物生存的限制因素。因此，在研究环境对生物的生态作用时，既要注意生态因素的综合作用，又要找出在一定条件下影响生物生存的限制因素，为采取相应管理措施提供科学依据。生物在其生存过程中，对生态因素的忍耐不仅有一个生态上限和下限，同时在它的耐性限度内还有一个比较小的生态上的最适范围，在这里生物生长发育得最好。在自然界，生物种并非经常处于其最适生境条件下，因为生物间的相互作用和外界自然条件的变化，妨碍生物去利用最适宜的环境。最后还应注意的是，不同的生物种对生态因素和环境的适应能力是有差异的。一般来说，对环境适应能力较强的种类，其分布范围较广。