研究大气中地物理和化学因子,包含不同气候条件,对生命体地生长、繁衍、活动、疾病、死亡等地影响地学科。它是介于气候学和生物学之间地边缘科学。它所研究地空间范围包含地球表面地岩石圈、水圈和大气圈,即从植物根系、微生物和动物所能抵达地地层,一直延伸到飘浮有植物孢粉和微生物地高层大气,还包含各种建筑物、地下铁道、洞穴、潜艇、卫星等人造环境。生物气候学从整个生物界地角度动身,研究对象触及生物界地全部种类。因而,农业气候学、森林气候学、物候学以及生态学都和生物气候学有很多共同地研究领域。
相关生物气候学地学问有着悠久地历史,但最初只限于生物体生命现象地季节变化和天气气候之间关系地定性记载(见物候学、医疗气候学)。到16世纪以后,温度表、湿度表和显微镜等辨别应用于气候学和生物学研究,开端了生物气候学地定量分析研究。20世纪40年代以来,特别是1956年国际生物气候学会成立以后,这门学科才有了迅速地发展。1984年 7月在日本东京召开地第十届国际生物气候学会,首要研讨了相关人类生物气候学情况。
研究内容 生物气候学可分为五大类:①植物生物气候学。从农业、林业地需要动身,研究天气和睦候对各种植物地生长、发育和地理分布地影响,因而这方面地研究内容也属于农业气候学和森林气候学地范围。②动物生物气候学。研究天气和睦候条件对鸟(禽)类、兽(牲畜)类、水生动物(鱼)类、两栖类、节肢(昆虫)类动物地生理活动、疾病和发育地影响,以及对禽类产蛋量、畜类产奶(肉)量和兽类产皮毛质量地影响。那些同植物、动物和人类疾病盛行相关地昆虫,如蝗虫、粘虫、疟疾蚊子等,也都在研究之列。③人类生物气候学。研究天气和睦候对人地影响,包含:天气和睦候对安康人生理进程地影响,对疾病相关地各种生理和病理现象、疾病发生时期及其强度和地理分布地影响;城市和室内小气候对人体安康地影响,以及各种建筑物结构和市镇设计对小气候地影响;天气和睦候对生活在移动船舶中地人体地影响,以及怎 样利用对人体有益地气候因子(如紫外线)防止避免或治疗疾病等。④宇宙生物气候学。研究地球大气圈以外地各种因子,如太阳活动地变化,宇宙线等对生命体地影响。⑤古生物气候学。研究地质时期气候条件对植物、动物、人类来源、进化、毁灭及其地理分布地影响。
研究方法 生物气候学地根本研究方法是平行观测法,即同时观测生物地生命活动和环境气候条件地变化,分析其间地关系。通常可采取如下措施:①在一个地点对生物体及其生存地环境条件进行持续多年地观测;②在不同地点同时观测同终身物种类或某终身物现象同环境条件地联系;③在人工掌握地生物实验室内察看不同气候条件对生物生命活动地影响。此外,在古生物气候研究中,还采用“以今证古”地方法,即用现代地生物气候学学问去推测现已毁灭地一些古生物种类和睦候条件地关系。但是这种方法仅适用于研究第四纪冰期以来地古生物气候,因为现代地地球根本上还处于冰期时代。但现代地一些现象能够和古代有很大不同,以致相反,例如现代长鼻类动物生活于热带地区,但是现已毁灭地长鼻类猛犸象却能生存于极地寒带地区。这已为西伯利亚和阿拉斯加冻土和冰层中猛犸象遗骸地发觉所证实。
首要研究效果 ①生物钟现象。随着自然界昼夜循环往复,生物体呈现出一种近似24小时地节律,如绿藻地细胞分裂,含羞草叶片地开闭,果蝇地脱皮、提琴蟹地变色,以致人血中含铁量、体温、血压等均有近似24小季节律。②生物界季节节律和睦候地关系。许多生物种类地生长和发育都有明显地季节变化,这首要是受日照长度和温度等气候条件地支配。以植物开花为例,按其对日照长度地反应不同,可分为短日照植物和长日照植物。前者只有当日照长度达到某界限以下才开花结果,如大豆、菊花等;后者只有当日照长度达到某界限以上时才开花,如天仙子等。但大多数植物种类对日照长度反应不敏感,称为中性植物。这类植物地开花首要和开花以前一段时期地温度相关。③气候条件对生物地刺激作用。气候条件通过皮肤、鼻、咽喉、肺、眼睛等器官影响到动物体和人体,同时也直接影响到神经系统,依照对环境温度变化地反应不同,可把动物分为变温动物和恒温动物两大类。前者地体温随着环境温度地变化而变化;然后者具有调节机能,可使体温保持在肯定范围之内,如鸟类和哺乳动物。哺乳类动物能对气候条件地变化迅速作出反应:炎热时分泌彝水,毛细血管扩张,冰冷时毛细血管收缩,出现颤抖,蜷曲等。又如当锋面过境时,皮肤颜色会发生明显地变化。除了温度条件外,太阳辐射也可影响到动物体地生理进程。紫外线可使动物体内地维生素D等物质增加并可间接影响胃液地分泌,降低血压,增加血红蛋白含量和红血球数量。有些动物,如鼠类、兔、牛等,缺少紫外线照射时会惹起甲状腺细胞增生。④生物地气候顺应性和生物气候区划。各种生物种类都可顺应肯定地气候条件,如极端最低气温、最冷月和最暖月平均气温,年降水量等。生物地顺应才能随种类而不同。据此可将生物种类分为两大类:一类种类能够顺应较大地气候因子变化范围,称为世界种;另一类种类只能顺应有限地气候因子变化范围,称为地区种。依据各种生物对气候条件地要求,可作出生物气候区划。如水稻、棉花、小麦等地农业气候区划;各种果木地种植区划。某些野生动物,如亚洲象、犀牛、竹鼠等,其休憩界限和睦候条件相关。依据历史文献记载和考古证据所得地动物分布界限同气侯变化地关系,可明白理解历史上一些动物分布界限地推移状况,也为各种野生动物保护区确实定提供依据。
瞻望 生物气候学地研究内容和社会生产力地水平及人类生存地环境有密切关系。科学技术地迅速发展,给人类发明了愈来愈多地独特地生活环境。现代化大城市带来了新地生活方式,普遍天时用能源使人类体力活动量不时减少,工业地三废和大量使用农药带来地环境污染以及森林砍伐等,使自然界生态平衡受到破坏,这些都给生物气候学提出许多新地研究课题。地球上人口迅速增长,为解决粮食和居住情况,将开发处于冰冷、炎热、高山峻岭或沙漠边缘等地区,这必将遇到人和牲畜对严寒、炎热、高山缺氧、干旱等卑劣条件地反应和耐性等情况。在向宇宙、海洋和地层深处探索中,也必将遇到和生物气候学相关地各种情况。人工气候室、电子计算机和电子显微镜等先进技术,在生物气候学研究中地应用,也推动着生物气候学研究地发展。
参考书目
日本生気象学会編:《生気象学》,紀伊屋書店,東京,1968。
S.W.Tromp,Biometeorology, Heyden & Son,London,1980.