第二十三章动物地理分布

第二章：动物的地理分布第一节：生物圈(biosphere)生物圈又称生态圈，是地球上生物及其生存环境的总称。

由大气圈（atmosphere）、水圈（hydrosphere）、土壤岩石圈（lithosphere）及生活在其中的生物共同组成，范围大致处于自海面下10km、地表下300m以及地表上的大气层（垂直高度约15km）之间。

生物圈内已有记载的生物约250万种，这些生物类群通过食物链紧密联系，并与其相适应的环境组成多种多样的生态系统。

一、水圈：包括地球表面约71.8%的水域，也是构成大气圈及土壤岩石圈的一部分。

水是生命起源和存在的基本前提，水生生物体内的水分占70%~80%以上，水母和有些软体动物甚至可以高达80%~95%，陆栖动物体内的水分也占50%以上。

它不仅是原生质的最主要成分，也是作为生命代谢活动的氢和有机体体内氧的来源之一。

水还是生物体内新陈代谢的一种介质，因而没有水就不可能有生命。

地表的水不断蒸发成水蒸气，在高空大气层中遇冷凝结成雨水而复降至地面，构成往复不息的循环。

据测算，每年从海洋表层蒸发的水量约有1m的深度；在陆地则主要通过植物叶面的蒸腾作用将水释回到大气层。

生物有机体不断地从环境中摄入水分，在完成代谢作用的生命活动之后又把水排出，这样，也构成一种循环。

水本身的物理特性同样对于有机体的存活和分布具有重要意义。

由于地球表面的水体巨大、导热较慢，因而贮存着大量的热能，水的辐射热能为陆栖动物提供有利的生存条件。

水在4℃时具有最大的密度而使冰块漂浮于水面，从而保证了水栖生物得以安全地度过越冬期。

海洋中暖水和冷水垂直对流所导致的海流，对于气候条件以及水生生物的分布都有着不同程度的影响。

二、气圈：气圈内的大气中，氧约占21%，氮占78%，二氧化碳占0.03%，此外还含有数量不等的水蒸气和少量惰性气体。

氧的存在及溶解于水的性质，是一切动物呼吸和生存的先决条件。

氮是构成生物有机体的重要元素之一，是机体蛋白质的主要成分。

植物通过根系从土壤中吸收硝酸盐等含氮分子，经过复杂的合成过程制成蛋白质，动物则依赖吃其他生物而取得氮。

生物有机体死后分解再将氮释出。

二氧化碳是植物进行光合作用的基本成分和主要原料，它还构成对大气层外紫外线辐射和臭氧的屏蔽，此外，它还能与水合成弱的碳酸，对维持水环境的中性方面起着化学缓冲作用。

三、土壤岩圈：地球是有地壳（crust）、地幔（mantle）和地核（core）三部分构成。

地壳为地球表面的一个薄层，由表层的土壤和地底层的坚硬的沉积岩和玄武岩所构成的厚层，厚度约为5km~100km，占地球总体积的0.5%。

地壳的表层与生命有关。

生物体所有的矿物质代谢，都是在地壳之间进行的。

生物体内的矿物质含量极微，但这些微量元素却是有机体必不可少的,而且是直接或间接取自地壳的。

有机体死后分解，又将这些物质还给自然环境。

地壳是生物体栖息的地点,它的形态特点以及地壳运动必然对气候以及有机体的存活产生巨大影响，地壳的升高和卷曲引起山脉形成和地形改变，山脉常构成气候和动物分布的屏障。

降雨能把陆地土壤中的可溶性矿物质带入海内，构成水栖生物不可缺乏的营养物质。

生物与地壳表层土壤之间存在着互相促进和相互依存的关系，生物的生命活动有利于土壤形成，砍伐森林可导致水土流失和荒漠化。

生物圈内的生命凭借能量转化和物质循环维持着。

生物每时每刻从环境中摄入和排出能量及物质；植物借助光合作用把太阳光能转化为化学能，将无机物合成有机物，为异养生物和人类提供食物及生活环境。

动物在异化过程中产生的废物以及死亡后的尸体，经微生物分解还原，又把有机物和矿物质归还给环境，并用于再次建造新的生命。

这一循环的过程又与大气、地质、水循环等紧密的交织在一起，在大气圈、水圈和土壤岩石圈之间通过气流、辐射、蒸发、降水等作用，进行能量交换和物质循环，使生物圈在不同层次之间具有一定限度的相互补偿调节机能，以保持生物圈的动态平衡。

第二节：动物的分布：一、动物的栖息地（生境habitat）：动物栖息地是动物能维持其生存所必须的全部条件的具体地区，例如海洋、河流、森林、草原和荒漠等。

对于某些体内寄生虫来说宿主的内脏器官就是它们的栖息地。

任何一种动物的生活，都要受到栖息地内各种要素的制约。

一般说来，动物的栖息地经常处于相对稳定状态，但又是时刻在不断变化过程中，当其变化一旦超过动物所能耐受的范围，动物将无法在原地继续生存下去和进行繁殖，这个范围就是动物对环境适应的耐受区限。

耐受区限决定着动物区域分布的临界线，通常每种动物的耐受区限是比较宽广的，但临界线却是很难逾越的，例如懒猴、印度象、野牛、长臂猿、犀鸟、太阳鸟、孔雀雉、蟒蛇、斑飞蜥等只能分布在常年无霜冻的地区，霜冻就成了它们的临界线。

此外，动物的生活和繁殖还同时受到适宜区限的制约，如深海鱼类适宜栖息于盐度高、水压大的海底环境里；生活在干旱少雨和酷热荒漠中的沙蜥，则对栖息地区内的温度和光照强度具有较高的要求。

各种动物在适宜环境以外的地区里，虽可暂时生存，但不能久居，更无法进行繁殖。

在适宜区限内，还包含着一个范围更加狭窄的最适区限，一般动物的成体可以在较广阔的适宜区限生活，但幼体发育却只能在最适区域内进行。

有些鱼类和鸟类的生活适宜区限与繁殖的最适区限有着明显的差异，它们在生殖季节之前，要进行长距离的洄游或迁徙，直至到达最适区限才筑巢、交配、产卵、繁殖。

二、动物的分布区（distribution）：动物的分布区是指某种动物所占有的地理空间。

在这个空间里，这种动物能够充分地进行生长和发育，并通过生殖繁衍出具有生命的后代。

在任何一种动物的分布区内，并非到处都能发现其踪迹，它们只能生活在可以满足其生存所必需的基本条件的地方。

这种地方就是动物的栖息地。

分布区是地理概念，必需占有地球上的一定地区，而栖息地是生态学概念，是动物实际居住的场所。

从理论上讲，每种动物都有一个发生中心，由此逐渐向周围地区扩展，其分布区往往互相连接成片。

但是在现代的动物分布区形成过程中，由于长时期受到地壳运动、气候变迁、人类活动以及动物自身扩展能力和适应性等各种内外条件的限制影响，使它们很难达到理论上的分布范围。

许多动物的现代分布区，一般都经历过多次变迁，发生中心已经不一定限于现在的分布区内，有时还可能相隔得很远。

每种动物都有一个发生中心，由此向周围扩展。

动物扩展的主要途径有：①走廊（corridor）:是一种大陆桥，可允许动物向2个方向自由移动。

②滤道（filter route）:仅允许有特殊适应的动物通过；③机会通过（sweepstake）:仅有少数种类能靠机会通过。

三、陆地自然条件和动物群的地带性分布:由于地球呈椭圆形并依一定的轨道旋转，以致投射在地表各个区域的太阳能都不均匀，使陆地的自然条件[或称景观（landscape）]自北向南呈现有规律的地带性分布。

即地处极区附近的苔原（tundra）地带，位于远离海洋的温带草原（glass land）地带，分布在温带和亚热带的荒漠（desert）地带，介于苔原地带以南及阔叶林之间的针叶林（coni ferous或泰加林taiga）地带，属于亚热带温湿海洋性气候的阔叶林（deciduous forest）地带和赤道附近的热带雨林（tropical rain foreat）地带等。

在山地条件下，自然条件也呈现类似纬度带的垂直分布。

各种不同自然条件的地带内，分别分布着数量占优势的代表性的植物类型和生态地理动物群。

生态地理动物群内的优势种（dominant）和常见种（frequent）是组成动物群中的基本成分，它们不但能对植被、土壤等外界因素产生明显的作用，而且与人类也具有密切的利害关系。

四、水域的动物分布：（一）淡水生物群落（freshwater biomes）：陆地淡水水域可分为流水水体（litic）及静水水域（lentic）两个类型。

由于不同类型水体的生态条件不同，因此在动物区系组成及动物的生态适应方面也均有明显的差异。

流水栖息地由于水流不断地带走动物的代谢产物和植物尸体，并为流水中的生活的动物提供充足的氧气，甚至在激流处可经常达到接近饱和的状态。

河流的流速和底质是形成及决定其动物区系组成、生态分布的主要因素：在河流上游，水势湍急，流速快，侵蚀和贩运作用强，因而底质多数是石质，这里主要栖息着一些口、腹部具有吸盘而不畏激流的鱼类，以及营固着生活的软体动物等；河流中游随着水速减缓，沉积作用有所增强，底质大多为砾质或砂质，这里的动物种类比较贫乏，常见的有摇蚊幼虫、寡毛类环节动物及一些虾类等；河流下游的沿岸地段的水流缓慢，沉积物最多，大多为淤泥底质，动物种类及数量均甚丰富，寡毛类环节动物、蚌类、摇蚊幼虫、水生昆虫和浮游生物极多。

湖泊和池塘等静水水体的水流平缓或不具水流，水生植物较为茂盛。

底质应湖龄的长短而异，成湖期较短的为砂质和岩质，年代久远的湖泊则为腐蚀质。

湖水的垂直循环较河流弱，湖泊中的氧气垂直变化明显，含氧量岁深度增加而递减。

浅水湖泊因受热条件好，水生生物十分丰富，湖底沉淀含有大量处于不同分解阶段的有机残余物，正是由于这些物质的矿质化消耗了大量氧气而造成浅水湖的深层由于水体循环差、光线透射浅、含氧少和水温低，不适于动植物的栖息和生存，所以水生生物比较贫乏。

一般说来，湖泊可分为沿岸带、亚沿岸带和深水带3个水区。

沿岸带始于水面而止于高等水生植物生长的下限，因具有水温高、阳光足、食物和氧气丰富等良好的生活条件，使之成为各种动植物汇集和繁殖产卵的场地，也是整个湖泊内生物量最大的地带。

（二）海洋生物群落（marine biomes）：海洋占地球表面的绝大部分，不仅是生命的策源地，也是地球上生命最旺盛的区域，栖息着200000种以上的海洋生物，其中90%以上是无脊椎动物。

海洋由3个大的带所组成，即沿岸带（littoral zone）、浅海带（neritic zone）和远洋带（pelagic zone）。

沿岸带是海洋中的浅海区，为潮水（tide）每天涨落的高潮线与低潮线之间的区域。

在高潮线的上限，由于只受到海洋冲击时所溅及的海水影响，因而缺乏严格的海洋生物，称作浪击带；潮间带是海与陆地交接的区域，每昼夜有规律地经受2次涨潮和落潮的淹没、显露过程，理化条件及不稳定，动物种类较少，只有具备特殊适应能力的动物才能生存。

在岩岸生活的种类大多具有附着结构，此外，还有一些爬行类或滑行生活的螺类、海星、海胆、蟹类和鰕虎鱼等。

就潮间带动物的分布而言，一般在高潮线区域，种类少而密度大；接近低潮线区域，种类增多，这是因为潮间带动物以水生种类为主，暴露在空气中时愈短的地带，种类愈多。

在热带海洋沿岸带还有两种特殊的环境，那就是红树林和珊瑚礁。

红树是一种常绿灌木至乔木，生长在潮间带的泥滩上，涨潮时，海水淹没了红树林，仅露出一堆堆成丛的树冠，同时海水也带来了营养物质以及可周围基质和动物隐蔽用的许多树根等，于是红树林就成了适合某些动物的栖息地。