第二章生物与环境.docx
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第二章生物与环境
第二章生物与环境
1.生物种、环境因子、生态因子
2.生态因子作用分析
3.生态因子的生态作用和生物的适应
2.1生物种、环境因子、生态因子
①生物种：
一类生物个体的集合，其中的个体在自然条件下能相互交配产生具有生殖能力的正常后代个体。
1）区分生物种的主要标准
A.形态学标准：
物种的表型特征，是与环境结合后表现出的性状。
同种生物具有相似的表型特征，特别是遗传保守性很强的部位，如植物花器、种子等繁殖器官。
a.局限性：
环境的异质性引起同一物种间表型的差异，同一基因对不同环境应答而产生不同表型（与基因型相对，是除基因以外的形态解剖、生理生化、生活史等各个方面）。
b.同一基因型具有多个表现型，受到环境因素和发育过程的影响，这一特性称之为该物种的可塑性。
c.表型可塑性意义：
是生物适应变化的环境的重要方式，使物种具有更宽的生态幅和更好的耐受性，可以占据更广阔的地理范围和多样化的生境（即生态位理论中的广幅种）。
B.遗传学标准：
同一种物种共有一个基因库，可互相交配繁殖。
异种间具有生殖隔离，即不交配或交配后代的不育等，这是物种遗传学的特征。
C.生态学标准：
在生态系统中，每一物种都占有一个独特的、区别于其他物种的生态位，并处于其最佳适应状态。
a.生态位：
生态系统中某个物种在时间空间上所占据的位置，特别强调其与其他生物种之间的作用关系。
②环境
1）环境的定义：
指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接、间接影响生物体或生物群体生存和活动的一切事物的总和。
环境总是针对某一特定的中心或主体而言的，是一个相对的概念。
注意：
在生态学中，环境是相对于生物这一主体的；在环境科学中，环境是以人为主体的。
环境的类型
2）分类：
A.按环境主体分为人类环境和生物环境
人类环境：
以人为主体，其他生命和非生命物质均被视为环境要素，多用于环境科学领域；
生物环境：
以生物为主体，生物体以外的所有自然条件称为环境，多用于生态学领域。
B.按环境性质分为自然环境、半自然环境和社会环境
自然环境：
各种自然因素的总和，通常划分为大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈等五个自然圈。
半自然环境：
经过人类改造的自然环境。
社会环境：
人类生存及活动范围内的政治、经济、文化体系。
C.按范围的大小分为
宇宙环境：
地球大气层以外的空间（星际）环境。
地球环境：
即全球环境，是与人类和其他生物密切相关的大气圈（对流层）、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈。
区域环境：
某一特定地域空间的自然环境。
微环境：
区域环境中，由于某一个或多个圈层的异质性而产生的环境差异所形成的小环境。
内环境：
生物体内的环境，是生物体进行新陈代谢的场所，对应于外环境。
③环境因子和生态因子的概念
1）构成环境的各要素称为环境因子；
2）环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接和间接影响的因子称为生态因子。
.空气、温度、湿度、土壤、食物、相关生物
A.生存因子：
生物生存不可缺少的生态因子称为生存因子或生存条件。
B.生物的生态环境：
所有生态因子的共同作用称为生物的生态环境
3）生境：
具体的生物个体或群体生活区域的生态环境以及生物影响下的次生环境统称为生境（又称栖息地,是由生物和非生物因子综合形成的。
）
生境生态位
生境：
生物的住址和生活环境
生态位：
生物在群落或生态系统中的作用和地位，偏指其生物功能。
④生态因子类型：
1）按照性质划分：
A.气候因子，光、温、湿度、降水、气流运动等;
B.土壤因子：
指土壤的物理、化学性质、营养状况等，如土壤深度、质地、母质、容重、、盐碱度、养分离子水平、有机质含量等；
C.地形因子：
指地表地貌特征，如地形起伏、海拔、坡度、坡向、高度。
D.生物因子：
指生物间的相互关系，如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。
E.人为因子：
人类活动对生态环境的影响。
2）按照作用的稳定性划分
A.第一周期性因素：
由地球自转或公转以及月相变化所引起的光、温、潮汐的日、月、季节、年的周期性稳定变化。
B.次生性周期因素：
取决并由第一周期性因素引起，如由太阳辐射和温度周期性变化产生
的湿度和降水量的周期性变化。
C.非周期因素：
突发性或间断性出现的因素，如暴雨、山洪、泥石流、地震、火山、蝗灾、
冰雹，生物对此类因素难以形成适应性。
3）按照对种群密度的影响划分
A密度制约因子：
食物、天敌、流行病等因素；能够制约种群密度，调节种群数量，维持群落结构平衡
B非密度制约因子：
温度、降水等因素作用强度和效果与种群密度无关
⑤生态因子的时空变化和生物分布
1）生态因子的纬向递变性
纬度引起太阳高度角变化，产生太阳辐射和热量差异。
如从赤道到两极，每增加一个纬度，温度降低0.5-0.7度。
由于热量这一生态因子沿着纬度的变化，出现生态系统类型有规律的更替。
与自然气候的纬度带相对应，土壤的分布也呈现出纬度地带性，我国自北向南的土壤分布：
灰化土、暗棕壤、棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、黄壤、红壤、赤红壤、砖红壤。
2）生态因子的经向递变性
我国东西跨经度约62度，大陆降水主要来自于海洋的蒸发水汽
我国东临太平洋、西连内陆的海陆分布特点，使受海洋季风影响程度出现差异，水分条件这一生态因子沿着经度变化。
从沿海湿润区，到内陆半干旱和干旱区，植被依次分布湿润森林、半干旱草原、干旱荒漠。
3）生态因子的垂直递变性
A温度随海拔变化：
海拔每上升100米，温度下降0.6度，相当于平地北移60公里。
原因：
对流层空气的增温主要依靠吸收地面的长波辐射，因此离地面愈近，获得地面长波射的热能愈多，气温越高。
整个对流层的气温垂直递减率平均为0.6℃／100米。
B降水随海拔变化：
湿润的迎风坡，降水随高度增加而增多，过了一定限度（即最大降水带），降水出现减少的趋势；在背风坡由于焚风作用（气温上升，1℃／100米），降水量由下向上递增甚微，且同一高度背风坡降水往往低于迎风坡。
4）生态因子非地带性变化
由于许多非恒定因素的影响，是生态因子并不能全部表现出典型的地带性，例如沙漠绿洲、山区的复杂生态环境和过渡性地带等。
5）生态因子的时间递变性
主要指太阳辐射、温度、降水、风的季节性、周期性变化。
相应地，生命活动出现周期性节律变化。
例如，生物钟现象，是生物的生命活动随生态因子的周期性变化而表现出的严格节律性，如候鸟迁飞，鱼类洄游。
应用：
人类在一定程度上可以通过调控生态因子的周期性变化而调节某些生物节律，如反季节蔬菜、水果、花卉的培植。
2.2生态因子的作用分析
①生态因子作用的一般特征：
1）综合性：
每一个生态因子都是在与其他因子的相互影响、相互制约中起作用的，任何一个生态因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。
例如，光照射强度的变化会引起大气温度、土壤温度与湿度的改变，使多个生态因子共同产生综合的生态作用。
2）非等价性：
对生物产生生态作用的各种生态因子是非等价的，其中仅有某些生态因子是起决定性作用的主导因子。
例如，植物春化阶段的低温因子就是主导因子，其他的湿度、光照等均为次要因子。
补充：
春化作用是一般是指单子叶植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象，低温诱导促使其相关基因的表达，是一种受遗传控制的生理
过程。
3）不可替代性和互补性：
生态因子的作用虽不等价，但是不可替代的；但是，当某一因子数量不足时，在一定范围内可以通过对另一因子的加强而得到部分补偿。
例如，光强减弱所引起的光合作用下降可以靠适度增加2浓度得到补偿。
4）阶段性或限定性：
在生物在生长发育的不同阶段，往往需要不同的生态因子作用强度和不同的主导因子。
例如，低温对于某些作物的春化阶段是必不可少的，但在其后的生长阶段则是不利于植物生长的。
②生态因子的限制性作用
1）限制因子及其意义
限制因子：
生物的生存和繁衍依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。
意义：
a.在探讨生物与环境复杂的相互作用过程中，找到限制因子意味着找到了影响生物生存和发展的关键性因子。
b.在生态学研究中，分析要重点集中在可能是限制因子的因素上。
首先要通过野外观察和分析，找出起显著作用的因子，其次要分析这些因子如何对生物起作用；并进一步设计室内实验，确定某生态因子与生物的定量关系，以调控、管理生物系统。
其他领域工作也是如此。
对于大多陆地表面生物，氧气数量充分，稳定存在，一般不会成为限制因子；而水分对于许多半干旱和干旱环境中的生物则是一个重要的限制因子；
对于大多数水生生物，水分一般不会成为限制因子；而溶解氧的有限含量和极易波动的特征，使其成为水生生物的限制因子。
水体富营养化
是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
影响：
富营养化加剧水域入侵植物蔓延
入侵植物均具有极强的生态适应性和快速的繁殖能力，在入侵地通常形成高度密集的单一植物群落，生物量巨大。
以水葫芦为例，多年生水草能够以有性和无性两种方式进行繁殖，在8个月就能从10株增至60万株，在很短时间内即可连片覆盖湖泊、水库，导致鱼类大量死亡。
2）限制因子定律
A.德国化学家在1843年提出了著名的“最小养分定律”，其内容是：
作物产量受数量最小的养分所控制，产量的高低随着这种养分的多少而变化。
所谓最小养分就是指土壤当中最缺乏的那一种营养元素。
该学说为农业生产力的发展起了巨大的推动作用。
耐受性定律：
任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时，就会使该种生物衰退或不能生存。
C.耐受限度和生态幅
a.耐受限度：
生物必须在一定的环境条件下存活、生长和繁殖。
物种所能存活的环境因子的上下限就是该物种的耐受限度。
b.生态幅：
指物种对生态环境适应范围的大小，它常与耐受限度一致，耐受限度越宽，生态幅也越大。
c.耐受限度生态幅
耐受限度一般是对某一生态因子而言，是从生物本身出发，主要指该种生物的生物学特性；
生态幅既指某一生态因子，又指环境条件的综合，是从生态适应角度来谈的。
生态幅广的生物称为广生性生物，反之就是狭生性生物,主要取决于各个种的遗传特性.
例如：
广食性,狭食性:
麻雀大熊猫
广温性,狭温性:
温带鱼类（.鲫鱼）热带鱼类（.罗非鱼）
广水性,狭水性:
如鳖、蛙、大鲵、鲶鱼、鲢鱼等对水的依赖依次增强
广盐性,狭盐性:
洄游性鱼类淡水或海水鱼类
广光性,狭光性:
昼行性动物（.鸟类）夜行性动物（.蝙蝠）
d.生物的不同发育时期，它对某些生态因子的耐性是不同的，物种的生态幅往往决定于它临界期的耐性。
通常，生物繁殖常常是个临界期，这时，某生态因子不足或过多，最易起限制作用，从而使生物繁殖期的生态幅比营养期要窄。
例如，蓝蟹可生活在盐度为0-34‰的淡水和海水中，但其卵和幼蟹要求水体盐度在23‰以上。
母鸡可生活在很宽的温度范围中（~0-40℃），无论是冰天雪地还是炎炎夏日，但其胚胎在18.3℃就不发育，一般要保持在20-37.5℃范围内，雏鸡也要求较高的温度。
e.生物对一系列环境因子的耐受限度的研究形成了一门独立的学科：
生理生态学
D.耐受性定律是最小因子定律的进一步发展，表现在：
考虑了生态因子的上限；
不仅估计了生态因子的量的变化，还考虑了生物体本身的耐受性的问题；
允许生态因子之间的相互作用（交叉作用、补偿作用等）。
E.关于耐性定律的必要说明
a.不同生物对同一生态因子耐性不同，同一生物不同生长时期的耐性不同。
b.生物对不同因子的耐性会相互影响；当遇到不利因子影响生物的生长发育时，也会降低生物对其他因子的耐受限度。
当湿度或温度很低或很高时，该种生物的耐性限度都比较窄，而在中湿与中温相结合的条件下，耐受性限度达到最高。
c.自然界中，因为生物种间的竞争作用，生物种的生理最适点和生态最适点往往是不一致的。
d.生物在自然界中的耐受限度往往较其潜在范围狭窄。
机理解释：
在不利因素影响下，提高了对基础代谢率的生理调节所付出的代价；
生态环境中的辅助因子降低了代谢强度的上限或下限水平。
e.耐受限度的调整：
生物对生态因子的耐受范围并不是固定不变的，生物的内稳态机制和人为驯化可以调整和改变生物的耐性范围。
内稳态即生物控制体内环境（如体温、血糖、血压、氧饱和度、渗透压等）使其保持相对稳定的机制。
内稳态能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。
生物保持内稳态的机制：
生物为保持内稳态，发展了很多复杂的形态、生理和行为适应，例
如：
动物的羽毛起保温隔热作用；动物迁徙、建造巢穴；豆叶（红三叶草,合欢）的昼挺夜垂（避免寒露和霜冻的侵袭，减少热量散失和水分蒸发）
依据外部条件对生物体内状态的影响，将生物分为：
内稳态生物：
内稳态生物是广生态幅、广适应性物种。
对于温度因子，内稳态生物保持体内恒温，对于湿度因子，表现为广湿性。
如哺乳动物和鸟类通过体温调节系统实现恒温：
当环境温度较高时大多通过体液蒸发排出热量，如人类出汗，狗喘息和鸟类快速呼吸等。
恒温动物通常需要保温隔热措施，通常在羽毛、绒毛或毛发中封存空气层实现。
鸟类羽毛的隔热效果非常好（人类有绒毛/羽绒服装，床垫和睡袋产品）。
水生哺乳动物和鸟类，如鲸、海豹、企鹅，通过发达的皮下脂肪（热的不良导体，天然绝热屏障）维持，而羽毛和毛发在水中不再能如在陆上那样保暖，并且会增加运动阻力。
非内稳态生物：
非内稳态生物则表现为体内环境随外界环境而变化。
所有的动物,除了鸟类和哺乳类外,如鱼类、两栖类、爬行类等都是变温动物,它们的体温是随着环境而改变，它们缺乏维持一定体温的生理机能。
变温动物代谢率较低，故其体温的维持并不能依靠代谢获取能量。
通常在外界温度的改变时，常靠调整自己的行为来减少散热或利用热量，而不会任凭环境摆布，这种行为方式称为行为体温调节。
如蜥蜴调整身体姿态避免高温或获取热量。
除内稳态机制可调整生物的耐性限度外，人为驯化可以改变生物的耐受性。
如果一种生物长期生活在它的最适生存范围偏一侧的环境条件下，久而久之就会导致该种生物耐受曲线的位置和上下限移动，并可产生一个新的最适生存范围。
驯化过程主要通过酶系统的调整改变，所以驯化也可以理解为是生物体内决定代谢速率的酶系统的适应性改变。
例如，南方果树的北移，北方作物的南移，野生植物的栽培化，都要经过一个驯化过程。
f.适应组合：
生物对生态因子变化的适应都存在着形态适应、生理适应和行为适应。
生物对生态环境条件的适应通常并不限于一种单一的机制，往往要涉及一组或一整套彼此相互关联的适应性，这一整套协同的适应特性就称为适应组合。
生活在最极端环境条件下的生物，适应组合现象表现的最为明显。
如西藏拟溞（盐水枝角类属节肢动物门，通称水蚤）适应高原盐湖，具有抗低氧，耐低温、抗紫外线等协同适应。
以极端干旱和炎热的沙漠环境为例
植物的适应组合：
常绿植物表皮增厚、减少气孔数目、形成卷叶等适应干旱环境；
最耐旱的肉质植物将雨季吸收的大量水分储存在根、茎、叶中；同时它仅在晚间打开气孔，并吸收环境中的2，合成有机酸储存在组织中，白天有机酸脱羧释放2供低水平光合作用使用。
动物对沙漠生活的适应主要涉及热量调节和水分平衡，水分平衡具有更关键的意义,面临着身体失水的巨大危险。
骆驼清晨取食有露水的植物嫩枝叶或多汁的植物获得必需的水分，尿浓缩减少水损失；
驼峰和体腔中储存脂肪代谢时可产生代谢水用于维持身体的水分平衡；
白天体温升高41摄氏度，只有在高于这个体温，骆驼才开始出汗；减少身体与环境之间的温差，减少出汗失水。
骆驼一次饮水量大。
2.3生态因子的生态作用和生物适应
2.3.1光的生态作用及生物的适应性
①光的生态作用及生物的适应性
1）概述：
a.光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光。
b.绿色植物的光合系统是太阳能以化学能的形式进入生态系统的唯一通路，也是食物链的起点。
c.不同波段的光（光质）、光的照射强度（光强）、光的照射长度（光长）对生物的生长发育和地理分布都具有重要影响。
d.生物本身对这些变化的光因子也有着诸多适应性的反应。
2）光质
A.光的组成
a.微波和无线电波（0.1100m）：
微波通讯、广播、
电视等（长距离的传输）。
b.红外线（0.4760）：
产生热效应。
c.可见光（760-380）：
分七色，红光（760-620）和蓝光（490-435）是光合作用的主要光谱。
d.紫外线（380-4）：
紫外线对生物有杀伤和致癌作
用，大气层允许315-380的紫外线到达地球表面。
射线和γ射线（<4）：
高能辐射，可伤害原生质，主要来自原子能。
B.光质的变化
a.空间：
高纬度，短波光少，长波光比例增加；高海拔，短波光多，长波光比例减少。
b.时间：
夏天短波光多，冬天短波光少。
中午短波光多，早晚短波光少。
c.大气介质：
红光的波长最大，衍射能力最强，也就是绕过空气云雾中障碍物（灰尘微粒，气溶胶）的能力最强，可大量到达地球表面，被地面的观测者接受到，所以太阳看起来就是偏橙色的；这正是交通，机场码头的霓虹灯用红光穿透厚雾的原因。
波长较短的紫、蓝、青色光大部分在空气中被散射（细微质点的散射遵循瑞利定律：
散射光强度与波长的四次方成反比），在天空中经过多次光路变化后才能间接到达地面，所以天空呈现出蔚蓝色。
d.海洋介质：
太阳光照射到海面时，一部分光被反射回来，另一部分光折射进入水中，在海水中10米深处可见光消减50％，100米处仅剩7％。
波长较长的红光、橙光、黄光能量较小，穿透能力较弱，最易被水分子所吸收，红光在4m深水中光强度降到1%。
波长较短的蓝光、紫光穿透水体的能力较强，最易被散射，由于人们眼睛对紫光很不敏感，而对蓝光比较敏感，海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。
C.光质的生态作用及生物的适应
a.光质影响植物的光合作用：
绿色植物光合作用的有效范围380-740。
绿色植物的叶绿素吸收最强的光谱是640-660的红光和430-450的蓝紫光，绿光最差。
光质对光合产物成分也有影响：
红光有利于碳水化合物的合成，而蓝光有利于蛋白质的合成。
b.光质影响植物的形态建成、向光性与色素形成。
青、蓝紫光抑制植物茎的伸长，使植物成矮小形态，茎干粗短，叶小、毛绒发达，形成莲座状叶丛，促进植物茎叶中花青素的大量形成（避免紫外线伤害）。
高海拔，短波光多，长波光比例减少。
c.光质影响动物的活动和水生植物的分布。
不同动物发展了不同的色觉，目前已经确认的有：
灵长类、鸟类、蜥蜴、龟、硬骨鱼类、昆
虫类、甲壳类和头足类。
例如昆虫，它们的可视区域更趋向于短波段，对于蜜蜂，据研究表明，它能区分650—530纳米（红、黄、绿），510—480纳米（蓝绿）、470—400纳米（蓝、紫）、400—300纳米（紫外区）等四种色调。
光质对海洋藻类分布的影响：
绿藻（海白菜）中叶绿素吸收最强的光谱是640-660的红光和430-450的蓝紫光，绿光最差，故绿藻多生活于的浅水中；
红藻（紫菜）一般以藻红素的含量占优势，对红光只能少量吸收，生活于红光难以到达，而绿、蓝、黄光能到达的较深的海水中。
各类藻类植物的分层分布，有利于充分利用阳光和空间，亦显示出其适应性。
d.红外和紫外光对动物的影响：
短波的紫外线促进体内维生素D的合成，波长360以下开始具有杀菌作用，可引起人类皮肤产生红疹及皮肤癌。
长波红外线是地表热量的基本来源，对外温动物的体温调节和能量代谢起了决定性的作用。
3）光强
A.光强的变化：
光照强度在地球表面有空间和时间的变化规律：
a.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。
b.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。
c.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.
d.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。
B.光强的生态作用和生物的适应
a.光强的生态作用：
光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加有重要影响；
黄化现象：
一般植物在黑暗中不能生成叶绿素，但能合成胡萝卜素，导致叶片发黄。
这是光影响植物形态建成的极端例子。
B.光强的生物适应
a.光强对植物的影响：
阳性植物：
光补偿点的位置较高的植物，适应于强光照地区生活，光合作用的速率和呼吸代谢速率都比较高。
阴性植物：
光补偿点位置较低的植物，适应于弱光照地区生活，其光合速率和呼吸速率都比较低的植物称阴地（阴性）植物，多生长在潮湿背阴的地方或密林内。
（光补偿点：
通常，在弱光条件下，光合强度较弱，当光强增加，植物光合速率随之增加，当光合作用与呼吸作用速率相等时对应的光强称为光补偿点;当光照强度超过补偿点继续增加，植物积累有机物，当光合速率增加至一定水平，不再随光强增加而升高时的光照强度称为光饱和点。
光补偿点是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。
）
水生植物
光的穿透性限制着植物在水中的分布，海洋中的浮游藻类大多生活于表层透光带（0100米，光合作用量大于呼吸量），海带等巨型藻类在大陆沿岸生活，而浮游植物一旦沉降到补偿点以下，便会逐渐死亡。
但动物的分布并不局限在水体的上层，甚至在数千米以下的深海中也生活着各种各样的动物，这些动物靠海洋表层生物死亡后沉降下来的残体为生。
b.光强对动物的影响：
自然条件下，动物每天开始活动的时间常由光照强度决定，当光照强度上升到一定水平（昼行性动物）或下降到一定水平（夜行性动物）时，它们才开始一天的活动，由它们的视神经特殊构造和功能决定。
例如鸟类在白天强光条件下活动，而猫头鹰则是在夜间进行活动。
4）光长
A.光长的变化
由于地球的自转和公转所造成的太阳高度角的变化，造成光照长度的周期性变化，从而使地
球上的自然现象都具周期性。
B.光长的生物作用及生态适应
a.概述：
（作用）光周期现象：
生物对昼夜光暗循环格局和季节性日照长短变化的所表现出的规律性反应，称为光周期现象。
许多生物周期现象是受昼夜节律和日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。
（生态适应）植物的光周期反应主要是诱导花芽形成和转入休眠（日照长度是对植物开花的起决定作用的生态因子），动物的反应主要是调整代谢活动和进入繁殖期。
b.光长的昼夜变化生物的昼夜节律
生物的生理活动具有昼夜周期性变化，称为昼夜节律。
如动物的活动行为、体温变化、能量代谢、激素水平，植物的光合作用、蒸腾作用、积累与消耗等。
例如，白头鹎（留鸟，东南沿海）体温、体重（:
4:
00;:
18:
00）及能量代谢存在明显的24h周期节律，其通过日间储备能量,夜间降低体温、体重及代谢率等生理调节,达到自身生理能量平衡,从而适应昼夜环境变化。
一般认为，生物的昼夜节律受两种周期因素的影响，即外源性周期因素（除光周期外，还有温度、湿度、磁场等的昼夜变化）和内源性周期因素（内部生物钟）。
由于生物昼夜节律存在内部控制机制，在实验条件下即使不存在昼夜交替，这种特性也会保存一段时问，如人的睡眠和时差问题。
c.光长的季节性变化：
季节性光照长度的变化对植物的生长和动物的繁殖与迁徙具有重要影响。
i.根据植物开花对日照长度的反应，将植物分成四种类型：
长日照植物：
日照超过某一临界数值或黑夜小于某一数值时才能开花的植物（通常14h以上），否则只能进行营养生长不能形成花芽，如杨树、凤仙花、冬小麦、萝卜、菠菜
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