1.空间的有限性:地球适于人类和生物生存和发展,但是其空间却 是有限的。人类主要生活的陆地面积仅占地球的29%,而且还有很多是 不能利用的。由于土地面积在人类出现以后的近200万年内相对稳定 很少变化,所以是不可增长的,其位置也是相对固定的,因此土地是有限 性的。据联合国年鉴统计,世界总土地面积为121亿公顷,耕地为10.5% 草地为234%、多年生作物面积为0.7%、林地为31.2%,其他占34.2%。 我国土地面积为960万平方千米,耕地占14、草地占1/3、林地占1/9 土地资源绝对数量或相对数量以及人均水平都偏低。随着我国人口的不断 增长,使人均占有可耕地及绿化用地大大减少(表2-9);生活、生产 科研所产生的污染;土地不合理使用,破坏性的开发,使水土流失、耕层 瘠薄、沙漠化扩大等,有利于人类和生物生存的洁净空间越来越小。 表29我国1949年后耕地和人口变化 年代「耕地总数O万公顶)人口总数亿人)人均耕地公顷/人 9786 10331 80 9978 90 0.11 9952 97 0.1 9904 99 009 (引自四川师范学院、山东大学,1989) 2.资源的有限性:自然资源分为非再生性资源和再生性资源。生物 虽然属再生性资源,但是在自然界要受到非生物和生物环境因子的制约, 所以在具体时间和空间范围内,对人类来说也是有限的。人类和异养性生 物主要食物靠自养性植物制造供给。植物进行光合作用所需要的阳光虽然 可以持续利用(在局部地区和特定时间内其数量和质量也可能会出现衰 减),但植物能利用的却很少,因为阳光通过大气层时有1/3的光由于云 层或其他物体的反射作用而不能抵达地面,其余的则为地球及大气所吸 收,最后被反射回太空,所以自养生物能利用进行光合作用所需的能量只 有光能的极小部分,约4万分之一,制造食物是有限的。生物通过种内和
1．空间的有限性：地球适于人类和生物生存和发展，但是其空间却 是有限的。人类主要生活的陆地面积仅占地球的 29％，而且还有很多是 不能利用的。由于土地面积在人类出现以后的近 200 万年内相对稳定， 很少变化，所以是不可增长的，其位置也是相对固定的，因此土地是有限 性的。据联合国年鉴统计，世界总土地面积为 121 亿公顷，耕地为 10.5％、 草地为 23.4％、多年生作物面积为 0.7％、林地为 31.2％，其他占 34.2％。 我国土地面积为 960 万平方千米，耕地占 1/4、草地占 1/3、林地占 1/9， 土地资源绝对数量或相对数量以及人均水平都偏低。随着我国人口的不断 增长，使人均占有可耕地及绿化用地大大减少（表 2-9）；生活、生产、 科研所产生的污染；土地不合理使用，破坏性的开发，使水土流失、耕层 瘠薄、沙漠化扩大等，有利于人类和生物生存的洁净空间越来越小。 2．资源的有限性：自然资源分为非再生性资源和再生性资源。生物 虽然属再生性资源，但是在自然界要受到非生物和生物环境因子的制约， 所以在具体时间和空间范围内，对人类来说也是有限的。人类和异养性生 物主要食物靠自养性植物制造供给。植物进行光合作用所需要的阳光虽然 可以持续利用（在局部地区和特定时间内其数量和质量也可能会出现衰 减），但植物能利用的却很少，因为阳光通过大气层时有 1/3 的光由于云 层或其他物体的反射作用而不能抵达地面，其余的则为地球及大气所吸 收，最后被反射回太空，所以自养生物能利用进行光合作用所需的能量只 有光能的极小部分，约 4 万分之一，制造食物是有限的。生物通过种内和
种间关系互相竞争、互相制约,使其数量始终保持一定的动态平衡,个体 数量限定在最大容量之内,不能无限繁殖。如果生物数量过度拥挤,环境 条件又有限,破坏了生态平衡就会发生疾病,或导致生育的减少,使生物 数量下降,这样自然调节,能保持种族生命的延续。但当人们破坏生物生 存环境,如森林的大量砍伐或烧毁,使森林内的生物资源减少;海洋由于 过度捕捞,浅海滩涂破坏,海产资源急剧下降。更严重的是导致物种资源 的濒危或灭绝。据研究,目前世界上有1000多种脊椎动物受到威胁,濒 于灭绝,有30000余种野生植物濒防灭绝的危险 水是能被人类利用的资源,据统计世界淡水储量为35亿立方米,只 有034%与人类生活密切有关。水可以通过循环持续利用(表2-10) 但是由于水的区域分布不匀,季节性降水差异很大,加上人口剧增,生活 生产用水需求量大大增加,以及水的浪费和污染,使淡水资源出现危机 现在世界有60%的地区面临供水不足,40多个国家闹水荒。全世界约有 5亿人因水源卫生条件差而生病,至少有1万人由于严重缺水和引用水 不干净所引起的传染病而死亡。据联合国统计全世界用水量每年递增 4%,到2000年将增加至7倍,水资源危机将继能源危机之后来临。所 以认为再生性资源是取之不尽,用之不竭的观点是没有根据的,也是错误 的 非再生性资源如各种矿物是经过几百万年、几千万年,甚至几亿年 十几亿年的地质变化、作用而形成的综合体,储量是有限的。人类要生存 除消耗生物资源外,还要消耗大量的矿物资源、能源。人口的不断增多, 导致矿物能源消耗量的大幅度的増长,使储量不断减少,目前已探明的矿 物储量可使用的时间是有限的,如铁61年、铝79年、锰83年。各种燃 料在地壳中的储量估计值如表2-11所示
种间关系互相竞争、互相制约，使其数量始终保持一定的动态平衡，个体 数量限定在最大容量之内，不能无限繁殖。如果生物数量过度拥挤，环境 条件又有限，破坏了生态平衡就会发生疾病，或导致生育的减少，使生物 数量下降，这样自然调节，能保持种族生命的延续。但当人们破坏生物生 存环境，如森林的大量砍伐或烧毁，使森林内的生物资源减少；海洋由于 过度捕捞，浅海滩涂破坏，海产资源急剧下降。更严重的是导致物种资源 的濒危或灭绝。据研究，目前世界上有 1000 多种脊椎动物受到威胁，濒 于灭绝，有 30000 余种野生植物濒防灭绝的危险。 水是能被人类利用的资源，据统计世界淡水储量为 3.5 亿立方米，只 有 0.34％与人类生活密切有关。水可以通过循环持续利用（表 2-10）， 但是由于水的区域分布不匀，季节性降水差异很大，加上人口剧增，生活 生产用水需求量大大增加，以及水的浪费和污染，使淡水资源出现危机。 现在世界有 60％的地区面临供水不足，40 多个国家闹水荒。全世界约有 5 亿人 因水源卫生条件差而生病，至少有 1 万人由于严重缺水和引用水 不干净所引起的传染病而死亡。据联合国统计全世界用水量每年递增 4％，到 2000 年将增加至 7 倍，水资源危机将继能源危机之后来临。所 以认为再生性资源是取之不尽，用之不竭的观点是没有根据的，也是错误 的。 非再生性资源如各种矿物是经过几百万年、几千万年，甚至几亿年、 十几亿年的地质变化、作用而形成的综合体，储量是有限的。人类要生存 除消耗生物资源外，还要消耗大量的矿物资源、能源。人口的不断增多， 导致矿物能源消耗量的大幅度的增长，使储量不断减少，目前已探明的矿 物储量可使用的时间是有限的，如铁 61 年、铝 79 年、锰 83 年。各种燃 料在地壳中的储量估计值如表 2-11 所示
表2-10地球各种水体的循环更替期 水体类型 循环更替期水体类型循环更替期 2500年 深层地下水 1400年 土壤水 极地冰川 9700年 河川水 16天 永久积雪高山冰川 1600年 大气水 8天 永冻带底水 10000年 生物水 几小时 湖泊 17年 引自A.N, Strahler等,1974 表2-11地壳中化石燃料最大储量估计值 最大储量Q 燃料类型 15 在化石燃料总量中所占() 煤与褐煤 559 天然气 645×10 5.1 石油 320×109 85 焦油沙与油页岩78×1039 (引自F. Ramade;1981) 二、生命的基本特征 生物与非生物最本质的区别是具有生命。生命是物质最高级、最复杂 的运动形式。在生物体的整个运动过程中贯穿了物质、能量、信息三者的 变化、协调和统一,形成了生物体有组织、有秩序的活动。生命的基本特 征主要表现在以下几方面 1.新陈代谢:简称代谢( metabolism)。是生物有机体维持生长、 繁殖、运动等生命活动过程中化学变化的总称。是生物体主动地与外界环 境不断地进行物质和能量交换的过程,所以新陈代谢包括物质代谢与能量 代谢两方面,由同化作用与异化作用互相协调共同完成。同化作用是生物 体从外界摄取物质,经过一系列化学变化与合成,转换成自身需要的组成 物质,并贮存能量,也称为组织代谢;异化作用是生物体将自身的组成物 质加以分解释放能量,并将所产生的废物排出体外,也称为分解代谢。异 化作用所释放的能量,一部分用于合成新的物质:一部分变成热量维持
二、生命的基本特征 生物与非生物最本质的区别是具有生命。生命是物质最高级、最复杂 的运动形式。在生物体的整个运动过程中贯穿了物质、能量、信息三者的 变化、协调和统一，形成了生物体有组织、有秩序的活动。生命的基本特 征主要表现在以下几方面。 1．新陈代谢：简称代谢（metabolism）。是生物有机体维持生长、 繁殖、运动等生命活动过程中化学变化的总称。是生物体主动地与外界环 境不断地进行物质和能量交换的过程，所以新陈代谢包括物质代谢与能量 代谢两方面，由同化作用与异化作用互相协调共同完成。同化作用是生物 体从外界摄取物质，经过一系列化学变化与合成，转换成自身需要的组成 物质，并贮存能量，也称为组织代谢；异化作用是生物体将自身的组成物 质加以分解释放能量，并将所产生的废物排出体外，也称为分解代谢。异 化作用所释放的能量，一部分用于合成新的物质；一部分变成热量维持一
定的体温;还有一部分供其他生命活动需要。同化作用大于异化作用,所 以生物体能不断进行自我更新,从小长到大。 不同生物体以及同一生物体在不同情况下,其代谢过程也各不相同, 主要由细胞内所含的酶系决定。所以,需要具体分析。新陈代谢失调就会 发生病变;新陈代谢一旦停止,生命也就终止。所以新陈代谢是最基本的 生命过程,为其他一切生命现象的基础 2.生殖:又称繁殖( reproduction)。生物体个体生长到一定程度, 形成与亲体相似的成熟个体时(性机能达到成熟),可以进行孳生后代的 现象,使个体数目增多,种族得以绵延 生殖方式可分为两大类:有性生殖和无性生殖。有性生殖是两性细胞 必须通过结合才能产生新的个体,它所产生的后代具有双亲的遗传特性, 有更大的生活力和变异性。有性生殖是生物界中最普遍的生殖方式,它在 生物演化过程中具有一定的进步作用。 无性生殖是不经过生殖细胞的结合,由亲代直接产生子代。无性生殖 还可分为分裂生殖,亲体纵裂或横裂分成二个新个体,如细菌、涡虫等 孢子生殖,亲体产生一种称为孢子的细胞,不经结合,直接形成新个体 如孢子植物和孢子虫类等;出芽生殖,在亲体的一定部位上长出芽体,逐 渐长大脱离亲体而成为独立的新个体,如酵母菌、水螅等。 3.遗传、变异与进化:种豆得豆,种瓜得瓜;牛生牛,马生马。说 明一切生物有机体都具有产生与自身相似的后代,这种现象称为遗传 ( inheritance, heredity)。然而,世界上没有两个完全相似的生物,后 代与亲代之间以及后代各个体之间总有些差异,这种现象称为变异 ( variation)。遗传是相对的和保守的,而变异是绝对的和前进的。根据 变异有无方向性可分为一定变异与不定变异;根据变异能否遗传又可分为 遗传变异与不遗传变异。现代遗传学认为通过遗传物质基因的变化所产生 的变异,一般是能遗传的。由于生物体具有遗传性才使物种保持相对的稳 定性和类型间的区别;也由于生物体具有变异性才能产生新的性状导致物
定的体温；还有一部分供其他生命活动需要。同化作用大于异化作用，所 以生物体能不断进行自我更新，从小长到大。 不同生物体以及同一生物体在不同情况下，其代谢过程也各不相同， 主要由细胞内所含的酶系决定。所以，需要具体分析。新陈代谢失调就会 发生病变；新陈代谢一旦停止，生命也就终止。所以新陈代谢是最基本的 生命过程，为其他一切生命现象的基础。 2．生殖：又称繁殖（reproduction）。生物体个体生长到一定程度， 形成与亲体相似的成熟个体时（性机能达到成熟），可以进行孶生后代的 现象，使个体数目增多，种族得以绵延。 生殖方式可分为两大类：有性生殖和无性生殖。有性生殖是两性细胞 必须通过结合才能产生新的个体，它所产生的后代具有双亲的遗传特性， 有更大的生活力和变异性。有性生殖是生物界中最普遍的生殖方式，它在 生物演化过程中具有一定的进步作用。 无性生殖是不经过生殖细胞的结合，由亲代直接产生子代。无性生殖 还可分为分裂生殖，亲体纵裂或横裂分成二个新个体，如细菌、涡虫等； 孢子生殖，亲体产生一种称为孢子的细胞，不经结合，直接形成新个体， 如孢子植物和孢子虫类等；出芽生殖，在亲体的一定部位上长出芽体，逐 渐长大脱离亲体而成为独立的新个体，如酵母菌、水螅等。 3．遗传、变异与进化：种豆得豆，种瓜得瓜；牛生牛，马生马。说 明一切生物有机体都具有产生与自身相似的后代，这种现象称为遗传 （inheritance，heredity）。然而，世界上没有两个完全相似的生物，后 代与亲代之间以及后代各个体之间总有些差异，这种现象称为变异 （variation）。遗传是相对的和保守的，而变异是绝对的和前进的。根据 变异有无方向性可分为一定变异与不定变异；根据变异能否遗传又可分为 遗传变异与不遗传变异。现代遗传学认为通过遗传物质基因的变化所产生 的变异，一般是能遗传的。由于生物体具有遗传性才使物种保持相对的稳 定性和类型间的区别；也由于生物体具有变异性才能产生新的性状导致物