关于生物气象学介绍

[拼音]：shengwu qixiangxue

[外文]：biometeorology

研究大气中的物理和化学因子，包括不同气象条件，对生命体的生长、繁殖、活动、疾病、死亡等的影响的学科。它是介于气象学和生物学之间的边缘科学。它所研究的空间范围包括地球表面的岩石圈、水圈和大气圈，即从植物根系、微生物和动物所能到达的地层，一直延伸到飘浮有植物孢粉和微生物的高层大气，还包括各种建筑物、地下铁道、洞穴、潜艇、卫星等人造环境。生物气象学从整个生物界的角度出发，研究对象涉及生物界的全部种类。因此，农业气象学、森林气象学、物候学以及生态学都和生物气象学有很多共同的研究领域。

有关生物气象学的知识有着悠久的历史，但最初只限于生物体生命现象的季节变化和天气气候之间关系的定性记载(见物候学、医疗气象学)。到16世纪以后，温度表、湿度表和显微镜等分别应用于气象学和生物学研究，开始了生物气象学的定量分析研究。20世纪40年代以来，特别是1956年国际生物气象学会成立以后，这门学科才有了迅速的发展。1984年7月在日本东京召开的第十届国际生物气象学会，主要研讨了有关人类生物气象学问题。

生物气象学可分为五大类：

（1）植物生物气象学。从农业、林业的需要出发，研究天气和气候对各种植物的生长、发育和地理分布的影响，因此这方面的研究内容也属于农业气象学和森林气象学的范畴。

（2）动物生物气象学。研究天气和气候条件对鸟(禽)类、兽(家畜)类、水生动物（鱼）类、两栖类、节肢(昆虫)类动物的生理活动、疾病和发育的影响，以及对禽类产蛋量、畜类产奶(肉)量和兽类产皮毛质量的影响。那些同植物、动物和人类疾病流行有关的昆虫，如蝗虫、粘虫、疟疾蚊子等，也都在研究之列。

（3）人类生物气象学。研究天气和气候对人的影响，包括:天气和气候对健康人生理过程的影响，对疾病有关的各种生理和病理现象、疾病发生时期及其强度和地理分布的影响；城市和室内小气候对人体健康的影响，以及各种建筑物结构和市镇设计对小气候的影响；天气和气候对生活在移动船舶中的人体的影响，以及如何利用对人体有利的气象因子（如紫外线）预防或治疗疾病等。

（4）宇宙生物气象学。研究地球大气圈以外的各种因子，如太阳活动的变化，宇宙线等对生命体的影响。

（5）古生物气象学。研究地质时期气候条件对植物、动物、人类起源、进化、灭绝及其地理分布的影响。

生物气象学的基本研究方法是平行观测法，即同时观测生物的生命活动和环境气象条件的变化，分析其间的关系。通常可采取如下措施：

（1）在一个地点对生物体及其生存的环境条件进行持续多年的观测；

（2）在不同地点同时观测同一生物品种或某一生物现象同环境条件的联系；

（3）在人工控制的生物实验室内观察不同气候条件对生物生命活动的影响。此外，在古生物气象研究中，还采用“以今证古”的方法，即用现代的生物气象学知识去推测现已灭绝的一些古生物品种和气候条件的关系。但是这种方法仅适用于研究第四纪冰期以来的古生物气象，因为现代的地球基本上还处于冰期时代。但现代的一些现象可能和古代有很大不同，甚至相反，例如现代长鼻类动物生活于热带地区，但是现已灭绝的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的发现所证实。

（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小时的节律，如绿藻的细胞分裂，含羞草叶片的开闭，果蝇的脱皮、提琴蟹的变色，以至人血中含铁量、体温、血压等均有近似24小时节律。

（2）生物界季节节律和气候的关系。许多生物品种的生长和发育都有明显的季节变化，这主要是受日照长度和温度等气象条件的支配。以植物开花为例，按其对日照长度的反应不同，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。但大多数植物品种对日照长度反应不敏感，称为中性植物。这类植物的开花主要和开花以前一段时期的温度有关。

（3）气象条件对生物的刺激作用。气象条件通过皮肤、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，按照对环境温度变化的反应不同，可把动物分为变温动物和恒温动物两大类。前者的体温随着环境温度的变化而变化；而后者具有调节机能，可使体温保持在一定范围之内，如鸟类和哺乳动物。哺乳类动物能对气象条件的变化迅速作出反应：炎热时分泌彝水，毛细血管扩张，寒冷时毛细血管收缩，出现颤抖，蜷曲等。又如当锋面过境时，皮肤颜色会发生明显的变化。除了温度条件外，太阳辐射也可影响到动物体的生理过程。紫外线可使动物体内的维生素D等物质增加并可间接影响胃液的分泌，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引起甲状腺细胞增生。

（4）生物的气候适应性和生物气候区划。各种生物品种都可适应一定的气象条件，如极端最低气温、最冷月和最暖月平均气温，年降水量等。生物的适应能力随品种而不同。据此可将生物品种分为两大类：一类品种可以适应较大的气象因子变化范围，称为世界种；另一类品种只能适应有限的气象因子变化范围，称为地区种。根据各种生物对气候条件的要求，可作出生物气候区划。如水稻、棉花、小麦等的农业气候区划；各种果木的种植区划。某些野生动物，如亚洲象、犀牛、竹鼠等，其栖息界限和气候条件有关。根据历史文献记载和考古证据所得的动物分布界限同气侯变化的关系，可了解历史上一些动物分布界限的推移情况，也为各种野生动物保护区的确定提供依据。

生物气象学的研究内容和社会生产力的水平及人类生存的环境有密切关系。科学技术的迅速发展，给人类创造了愈来愈多的独特的生活环境。现代化大城市带来了新的生活方式，广泛地利用能源使人类体力活动量不断减少，工业的三废和大量使用农药带来的环境污染以及森林砍伐等，使自然界生态平衡受到破坏，这些都给生物气象学提出许多新的研究课题。地球上人口迅速增长，为解决粮食和居住问题，将开发处于寒冷、炎热、高山峻岭或沙漠边缘等地区，这必将遇到人和家畜对严寒、酷热、高山缺氧、干旱等恶劣条件的反应和耐性等问题。在向宇宙、海洋和地层深处探索中，也必将遇到和生物气象学有关的各种问题。人工气候室、电子计算机和电子显微镜等先进技术，在生物气象学研究中的应用，也推动着生物气象学研究的发展。

参考书目

1. 日本生気象学会編：《生気象学》，紀伊屋書店，東京，1968。
2. S.W.Tromp，Biometeorology， Heyden & Son，London，1980.