什么是生物学(生物学包括哪些方面)

在生态学中，生物和非生物因素包括生态系统的所有生物和非生物部分。生物因素是指生物体及其相互关系。非生物因素是指生态系统中的非生物成分，包括阳光、水、温度、风和营养物质。

生态学家利用生物和非生物因素来预测种群变化和生态事件。通过调查这些因素如何相互作用，生态学家可以估计一段时间内生态系统发生了什么。它们还可以预测生态事件，如物种灭绝、人口过剩、增长率变化和疾病爆发。

生物因素

生物因素包括生物之间的相互作用，如疾病、捕食、寄生以及物种之间或单个物种内部的竞争。另外，生物本身就是生物因素。他们主要分为三类:生产者、消费者和分解者。

生产者:这些生物，包括植物和藻类，将非生物因素转化为食物。大多数生产者在一个叫做光合作用的过程中使用太阳能、水和二氧化碳。这就产生了生产者赖以生存的能源。其实生产者也叫自养生物，利用非生物因素生产自己的食物。

消费者:大部分消费者都是动物。他们不自己做食物。相反，他们消耗生产者或其他消费者的食物能量。这就是为什么消费者也被称为异养动物:“异养”的意思是不一样或者其他，因为他们从自己以外的物种那里获取营养。消费者可以是食草动物、食肉动物或杂食动物。食草动物以生产者为食；它们包括马、大象和海牛等动物。食肉动物以其他消费者为食。它们包括狮子、狼和虎鲸。鸟类、熊和龙虾等杂食动物以生产者和消费者为食。

分解者:这些生物将死去的动物和植物中的有机物分解成无机成分，如碳和氮，它们是生命所必需的。然后无机物作为养分回到土壤和水中，生产者可以重新利用，继续循环。分解者也被称为腐生物，意思是腐烂的，因为他们以腐烂的有机物为食。分解者包括细菌、真菌、蚯蚓和一些昆虫。

非生物因子

非生物因素是生态系统中的非生物成分，包括它们的化学和物理因素。非生物因素影响其他非生物因素。此外，它们对陆地或水生生态系统中生物的多样性和丰富性有着深远的影响。没有非生物因素，生物就无法进食、生长和繁殖。下面列出了一些最重要的非生物因素。

阳光:作为世界上最大的能源，阳光在大多数生态系统中起着至关重要的作用。它为植物生产食物提供能量，并影响温度。生物必须根据它们暴露在多少阳光下来适应。

氧气:氧气是地球上大多数生命形式所必需的。它们需要氧气来呼吸，并从食物中释放能量。这样，氧气推动了大多数生物的新陈代谢。

温度:空气体和水的平均温度、温度范围和极端温度对生物如何在生态系统中生活和生存都很重要。温度也会影响生物的新陈代谢，物种在其生态系统的典型温度范围内进化良好。

风:风对生态系统有很多影响。它移动其他非生物因素，如土壤和水。它传播种子和火焰。土壤、空气体、地表水和植物的风温和蒸发受到影响，湿度水平发生变化。

水:水是所有生命所必需的。在缺水的陆地生态系统中，如沙漠，生物通过有效收集和储存水来发展有助于它们生存的特征和行为。有时它也能为其他物种创造水。在像热带雨林这样的生态系统中，大量的水耗尽了土壤养分，许多植物具有特殊的特性，使它们能够在水冲走养分之前收集养分。水还包含水生和海洋物种赖以生存的营养物质、气体和食物来源，并促进运动和其他生命功能。

洋流:洋流包括水的运动，水的运动反过来促进生物和非生物因素的运动，如生物体和营养物质。洋流也会影响水温和气候。它们对生活在水中的生物的生存和行为起着重要作用，因为水流可以影响食物供应、繁殖和物种迁移等事情。

养分:土壤和水含有生物体需要食用和生长的无机养分。例如，土壤中的磷、钾和氮等矿物质对植物生长非常重要。水中含有许多溶解态的营养物质，土壤径流可以给水生和海洋环境带来营养物质。

生物和非生物因素之间的关系

生物和非生物因素都会影响和限制一个物种的数量。生态系统中抑制生物活动(如种群增长)的因素称为限制因子。

海洋和非生物因素

想想海洋表层水的生命和13000英尺以下的深海生态系统的区别。在海洋表面附近，一种叫做浮游植物的微小植物将充足的阳光转化为能量。浮游植物形成了一个巨大食物网的基础，许多其他物种依赖于它，从海豚和鱼到构成珊瑚礁的各种生物。靠近表面的水温度较高，含氧量较多。这些非生物因素，如阳光、氧气和温度，影响着整个生态系统中生物的特征和行为。

相比之下，深海水域几乎没有阳光；唯一的光是由生活在那里的生物产生的。在这样的深度，生物必须适应极端压力，这是地表水的110倍以上。这里的生命必须承受接近冰点的温度。食物少了，氧气少了，需要新陈代谢更慢。在这个生态系统中，低水平的光照、氧气和食物，以及冰冷的水温是限制因素，限制了生活在这里的生物。

非生物因素对生态系统中生物的多样性和丰富性有着深远的影响，无论是在水中还是在陆地上。但它是双向的:生物因素也可以改变非生物因素。海洋中所有的浮游植物都能产生大量的氧气。大型植物，如海带森林，可以过滤阳光，冷却海水，影响洋流。

黄石生物和非生物因素

在陆地上，生物因素引起的变化也可以扩散到整个生态系统。例如，黄石国家公园的一项研究发现，在公园没有灰狼的几十年里，麋鹿没有那么多活动，因为它们的捕食者更少。相反，麋鹿以溪流附近的木本植物和灌木为食，减少了河岸柳树的数量和大小。柳树的减少意味着海狸的食物减少，它们的数量也相应减少。海狸的减少意味着海狸坝的减少，进而减少了柳树和它们所支持的其他物种的沼泽栖息地。

1995年重新引入狼群是一个转折点。引发了可能的营养级联，即食物网的变化改变了生态系统的结构。在这种情况下，狼限制了麋鹿的数量和行为，从而提高了其他生物的生存几率。麋鹿不再花那么多时间在小溪里游荡了。柳树和海狸的数量开始恢复，海狸建造了更多的水坝。这改变了河流的方向，恢复了湿地。狼的重新引入是麋鹿的一个限制因素。结果，其他生物群落出现反弹，部分原因是狼间接影响了一个重要的非生物因素:水。

生态学家还研究生物和非生物因素之间的关系，以预测生物种群。了解了黄石国家公园重新引入狼对其他因素的影响，研究人员就可以预测未来狼种群的变化可能对生态系统产生的影响。

外来入侵物种

研究这些关系也有助于控制入侵物种。另一项最近的研究调查了哪些生物和非生物因素对野猪影响最大，野猪是一种存在于五大洲的入侵哺乳动物。

研究人员利用该模型生成了野猪与水资源可用性、温度、植物生产力、捕食和人为土地利用变化等因素之间相互作用的数据，并创建了一个全球地图来预测野猪的种群密度。确定与种群密度关系最密切的因素有助于管理这一入侵物种。利用这些方法，生态学家可以设计出保护生态系统生物多样性的方法。