温度对生物的作用

温度对生物的作用

地球上所有生物都在一定的温度条件下生长、发育、繁殖和活动，其范围大致在0～50℃，少数种类能够在低些或高些的温度内生活。例如一种蓝藻（Oscillariafiliformis）在85℃的热水中生活，雪衣藻生长在雪地上。生物可以进行正常的生命活动的温度称为适温。每种生物都有自己的适温范围，例如玉米幼苗生长的适温范围是9～46℃；南瓜是14～46℃；家蝇是1.5～36℃；青蛙是8～31℃；鳕鱼是－1～17℃。一般说来，陆生生物的适温范围比水生生物的广些。超越适温范围的温度可使生物停止生长发育，进入休眠状态，甚至造成昏迷或死亡。这在植物和变温动物表现得尤为显著；恒温动物因能调节自身的体温，保持较恒定的水平，所能适应的温度范围则广些。适温范围的上限称为临界高温，下限称为临界低温。在较短时间内造成生物死亡的温度称为致死高温或致死低温。

在适温范围内，温度对生物的生长和发育起调节作用。植物和变温动物的体温随外界环境的变化而改变，因此受外界温度的影响较为显著。温度升高其新陈代谢加速，促进生长和发育。一般，靠近适温下限的低温范围时这种加速作用较小，即当温度增高时生长发育的加快较为缓慢。只有达到一定温度后，生长发育的速度才随温度增高而迅速加快，通常呈直线正相关。当温度升达一定高度后，生长发育的速度又趋缓慢。生物生长发育最快时的温度称为最适温度，例如小麦种子萌发的最适温度是29℃，黑曲霉生长的最适温度是33～37℃；东亚飞蝗生长发育的最适温度是28～34℃。

生物生长发育与温度的相关概念最早由法国的R.A.F.de雷奥米尔（1735年）提出，他认为谷物与果实的成熟，同生长季节的日平均气温总和相关。其后，许多学者相继研究温度与生长发育的关系。从这些研究发展起来的“有效温积法则”已被用以推测作物的成熟期和害虫的发生期。

温度对植物发育的作用在花芽形成上表现甚为明显。有些植物如小麦、甘蓝、棉花等在发育的一定时期，尤其是发芽后不久，需经受一定的温度才能形成花芽，这就是春化作用。低温可打破落叶树的叶芽和花芽的休眠，也能打破马铃薯块茎的休眠。种子的萌发受温度调节，例如芥菜的种子萌发率在10～15℃为97%，在20℃降为63%，在25℃则只有8%。低温可使许多植物延期开花。

在变温动物如昆虫，温度的增高促进其生殖腺的发育，提高产卵力。但温度超过一定限值时生育力反而降低。玉米螟在96%相对湿度条件下，每头雌蛾的平均产卵量在21℃是708粒，在29℃是823粒，在32℃降为533粒。鱼类及其他低等动物都有类似的现象。温度对低等动物卵的孵化影响很大，高温与低温都显著降低卵的孵化率。高等动物的活动也受温度的制约，低温往往使动物行动迟缓，高温则使高等动物活动频率减少。

自然界的温度有昼夜变化和季节变化。变温的作用不同于恒温，尤其是温度变幅中出现极端温度时，将对生物产生危害。但是在适温范围内，温度变化对生物的生长发育和繁殖的作用大体与恒温的作用相一致，有时还显得更为有益。蚱蜢若虫在变温下的发育速率比在恒温下快12%。

温度对生物的作用受雨量、湿度、光照、营养等条件的影响，也受生物本身的发育时期、生理状况以及遗传特性等的影响。温度顺应也能影响温度对生物的作用。

一个生物种群的数量消长受温度、湿度、光照、营养及其他生物种群的影响。对于昆虫种群，适宜的温度提高其存活率和繁殖力，并加速其世代周期，有时可增加世代数，从而使种群延续增长。高低温和致死温度能抑制种群的数量，极端温度可使昆虫大批死亡，甚至使整个种群毁灭。冬季漫长的低温可使大量越冬昆虫死亡，降低虫口。动物种群的扩散与迁徙也受温度的调节。植物群落生产量的决定因素之一是同化速率，低温使光合作用速度降低，减少干物质的积累。因此，温度条件影响植物群落的净生产力。但在海洋或湖泊中，由于水温变幅较小，温度的影响不明显。

温度常常对生物群落的分布起屏障作用。各种生物只分布在它们所能耐受的温度范围内。