动物生存必须消耗能量，这些能量来自于食物的氧化过程。由于空气密度小，黏度小，陆生动物支撑身体必须克服自身的重力，因而消耗能量比水生动物大，所需氧气量更多。例如中华鳖幼鳖在陆上28℃及30℃下，氧气静止代谢率分别为134.7及180.0毫升/千克·时，而在相同温度的水中，静止代谢率分别为22.8及21.4毫升/千克·时，陆上代谢是水下代谢的5.9～8.3倍。又如无尾两栖类的成体在陆地上生活，其单位体重的血红蛋白的量比其水中的蝌蚪高好几倍，心脏指数也大3～4倍。正由于空气中的氧比水中更容易获得，使陆地动物能得到足够多的氧，保证了陆生动物有高的代谢率，能进化成恒温动物。
金鱼由于陆地上氧浓度高，从海平面直到海拔6000米，动物代谢率没有表现出随氧浓度而改变。但氧浓度对代谢的影响可通过极低浓度时表现出来。由于水中溶解氧少，氧成为水生动物存活的限制因子，一些鱼类耗氧量依赖于水中溶氧量而改变，如当水中氧分压从13.3千帕下降到2.67千帕时，鲷、鲀的代谢率下降约1／3，当水中氧浓度低于2千帕时，这两种鱼就不能生存；蟾鱼从氧分压为14.7千帕下降到0时，其代谢率呈直线下降，在缺氧环境中能生存一段时间，是依赖于无氧代谢。金鱼在水中溶氧高时，耗氧量不随氧浓度变化，当水中溶氧低时，耗氧随水中氧浓度下降呈直线下降。这些表明动物代谢率随环境氧浓度而改变可能是一般规律，不随氧浓度而改变的可能是一种特例。
植物与动物一样呼吸消耗氧，但植物是大气中氧的主要生产者。植物光合作用中，每呼吸44克CO2，能产生32克O2。白天，植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20倍。据估算，每公顷森林每日吸收1吨CO2，呼出0.73吨O2；每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨CO2，释放0.15吨O2。如果成年人每人每天消耗0.75千克O2，释放0.9千克CO2，则城市每人需要10平方米森林或50平方米草坪才能满足呼吸需要。因此植树造林是至关重要的，因为植树造林不仅是美化环境，更主要的是给人类的生存提供了净化的空气环境。
CO2的生态作用
大气圈是CO2的主要蓄库。大气中的CO2来源于煤、石油等燃料的燃烧及生物呼吸和微生物的分解作用。CO2浓度具有日变化和年变化周期。每日午前，由于光合作用，植物顶层CO2浓度达到最低值；午后随着温度升高，空气湿度降低，植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用相应加强，空气中CO2浓度增加；夜间随呼吸作用逐渐积累，CO2浓度达到最高值。在年周期变化中，春天因植物消耗量大，大气中CO2量显著降低。
近百年来由于世界各国工业的迅速发展，大气中CO2浓度从原有的290×10-6上升到320×10-6。由于大气中CO2能透过太阳辐射，而不能透过地面反射的红外线，导致地面温度升高，犹如玻璃温室的热效应。Manabe等人认为，大气中CO2每增加1％，地表平均温度升高0.3℃。但也有相反观点，认为大气中CO2增加的同时，尘埃量也相应增加，尘埃作为反射屏阻挡了太阳辐射，因而也抵挡了CO2的增热效应。
植物在光能作用下，同化CO2与水，制造出有机物。在高产植物中，生物产量的90％～95％是取自空气中的CO2，仅有5％～10％是来自土壤。因此，CO2对植物生长发育具有重要作用。
各种植物利用CO2的效率是不同的，C3植物（水稻、小麦、大豆等）在光呼吸中，线粒体呼吸作用产生的CO2逸散到大气中而浪费掉，所释放的CO2常达光合作用所需CO2的1／3。C4植物（甘蔗、玉米、高粱等）在微弱的光呼吸中，线粒体释放的CO2很快被重吸收和再利用，表明C3植物利用CO2效率低。
空气中CO2浓度虽为0.032％，但仍是高产作物的限制因素，这是因为CO2进入叶绿体内的速度慢，效率低，主要是受叶内表皮阻力和气孔阻力的影响。因此，气孔开张度是决定CO2扩散速度的重要条件。
在强光照射下，作物生长盛期，CO2不足是光合作用效率的主要限制因素，增加CO2浓度能直接增加作物产量。例如，在强光照射下，当空气中CO2浓度从0.03％提高到0.1％左右时，小麦苗期光合作用效率可增加1倍多。当CO2浓度低于0.005％（50×10-6左右）时，C3植物光合作用达到CO2补偿点，植物的净光合作用速率等于零。因此，在温室中可增加CO2浓度来提高产量，这对C3植物比对C4植物的效率更好，可能是因为增加CO2的浓度弥补了C3植物对CO2的浪费。
知识点社会再生产
生产过程的不断反复和经常更新，从其内容看既是物质资料的再生产，又是生产关系的再生产。包括物质资料再生产和人口再生产两个方面。物质资料再生产是人口再生产的基础。只有周而复始地进行物质资料的生产、不断地为社会提供所需的物质资料，才能有人类的存在和延续；人口再生产又是物质资料再生产得以不断进行的条件。物质资料生产的不断进步，总是伴随着人口再生产的不断进步。社会再生产的发展过程既是物质资料再生产由低级向高级的发展过程，也是人口再生产由低级向高级的发展过程。社会再生产分为简单再生产与扩大再生产，后者是以前者为特征的，主要通过资本的所有者是否将全部的剩余价值用于自身的消费加以区别。
生物与土壤的关系
土壤是岩石圈表面的疏松表层，是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底。土壤不仅为植物提供必需的营养和水分，而且也是土壤动土壤物赖以生存的栖息场所。土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物和各种节肢动物等，少数高等动物（如鼹鼠等）终生都生活在土壤中。据统计，在一小勺土壤里就含有亿万个细菌，25克森林腐殖土中所包含的真菌如果一个一个排列起来，其长度可达11千米。可见，土壤是生物和非生物环境中的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物又生活在土壤之中。
土壤无论对植物还是对土壤动物来说都是重要的生态因子。植物的根系与土壤有着极大的接触面，在植物和土壤之间进行着频繁的物质交换，彼此有着强烈的影响，因此通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。对动物来说，土壤是比大气环境更为稳定的生活环境，其温度和湿度的变化幅度要小得多，因此土壤常常成为动物的极好隐蔽所，在土壤中可以躲避高温、干燥、大风和阳光直射。由于在土壤中运动要比大气中和水中困难得多，所以除了少数动物（如蚯蚓、鼹鼠、竹鼠和穿山甲）能在土壤中掘穴居住外，大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的空隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间。
土壤是所有陆生生态系统的基底或基础，土壤中的生物活动不仅影响着土壤本身，而且也影响着土壤上面的生物群落。生态系统中的很多重要过程都是在土壤中进行的，其中特别是分解和固氮过程。生物遗体只有通过分解过程才能转化为腐殖质和矿化为可被植物再利用的营养物质，而固氮过程则是土壤氮肥的主要来源。这两个过程都是整个生物圈物质循环所不可缺少的过程。
任何一种土壤和土壤特性都是在5种成土因素的综合作用下形成的，这5种相互依存的成土因素是母质、气候、生物因素、地形和时间。
母质是指最终能形成土壤的松散物质，这些松散物质来自于母岩的破碎和风化或外来输送物。母岩可以是火成岩、沉积岩，也可以是变质岩，岩石的构成成分是决定土壤化学成分的主要因素。其他母质可以借助于风、水、冰川和重力被传送，由于传送物的多样性，所以由传送物形成的土壤通常要比由母岩形成的土壤肥沃。
气候对土壤的发育有很大影响，温度依海拔高度和纬度而有很大变化，温度决定着岩石的风化速度，决定着有机物和无机物的分解和腐败速度，还决定着风化产物的淋溶和移动。此外，气候还影响着一个地区的植物和动物，而动植物又是影响土壤发育的重要因素。
地形是指陆地的轮廓和外形，它影响着进入土壤的水量。与平地相比，在斜坡上流失的水较多，渗入土壤的水较少，因此在斜坡上土壤往往发育不良，土层薄且分层不明显。在低地和平地常有额外的水进入土壤，使土壤深层湿度很大且呈现灰色。地形也影响着土壤的侵蚀强度并有利于成土物质向山下输送。
时间也是土壤形成的一种因素，因为一切过程都需要时间，如岩石的破碎和风化、有机物质的积累、腐败和矿化、土壤上层无机物的流失、土壤层的分化，所有这些过程都需要很长的时间。良好土壤的形成可能要经历2000～20000年的时间。在干旱地区土壤的发育速度较湿润地区更慢。在斜坡上的土壤不管它发育了多少年，土壤往往都是由新土构成的，因为在这里土壤的侵蚀速度可能与形成速度一样快。
植物、动物、细菌和真菌对土壤的形成和发育有很大影响。植物迟早会在风化物上定居，把根潜入母质并进一步使其破碎，植物还能把深层的营养物抽吸到表面上来，并对风化后进入土壤的无机物进行重复利用。植物通过光合作用捕获太阳能，自身成长后，身体的一部分又以有机碳的形式补充到土壤中去。而植物残屑中所含有的能量又维持了大量细菌、真菌、蚯蚓和其他生物在土壤中的生存。
通过有机物质的分解把有机化合物转化成了无机营养物。土壤中的无脊椎动物，如马陆、蜈蚣、蚯蚓、螨类以及跳虫等，它们以各种复杂的新鲜有机物为食，但它们的排泄物中却是已经过部分分解的产物。微生物将把这些产物进一步降解为水溶性的含氮化合物和碳水化合物。生物腐殖质最终会矿化成为无机化合物。
腐殖质是由很多复杂的化合物构成的，是呈黑色的同质有机物质，其性质各异，决定于其植物来源。腐殖质的分解速度缓慢，其分解速度和形成速度之间的平衡决定着土壤中腐殖质的数量。
植物的生长可减弱土壤的侵蚀与流失，并能影响土壤中营养物的含量。动物、细菌和真菌可使有机物分解并与无机物相混合，有利于土壤的通气性和水的渗入。
土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固相颗粒是组成土壤的物质基础，占土壤全部质量的50％～85％，是土壤组成的骨干。根据土粒直径的大小可把土粒分成粗砂（2.0～0.2毫米）、细砂（0.2～0.02毫米）、粉砂（0.02～0.002毫米）和黏粒（0.002毫米以下）。这些不同大小固体颗粒的组合百分比就称为土壤质地。根据土壤质地可把土壤区分为砂土、壤土和黏土三大类。在砂土类土壤中以粗砂和细砂为主、粉砂和黏粒所占比重不到10％，因此土壤黏性小、孔隙多，通气透水性强，蓄水和保肥能力差。在黏土类土壤中以粉砂和黏粒为主，约占60％以上，甚至可超过85％。黏土类土壤质地黏重，结构紧密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性能差，湿时黏、干时硬。壤土类土壤的质地比较均匀，其中砂粒、粉砂和黏粒所占比重大体相等，土壤既不太松也不太黏，通气透水性能良好且有一定的保水保肥能力，是比较理想的农作土壤。
土壤结构依据固相颗粒的排列方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等划分。土壤结构可分为微团粒结构（直径小于0.2毫米）、团粒结构（直径为0.25～10毫米）和比团粒结构更大的各种结构。团粒结构是土壤中的腐殖质把矿质土粒黏结成直径为0.25～10毫米的小团体，具有泡水不散的水稳性特点。具有团粒结构的土壤是结构良好的土壤，因为它能协调土壤中的水分、空气和营养物之间的关系，改善土壤的理化性质。团粒结构是土壤肥力的基础，无结构或结构不良的土壤，土体坚实、通气透水性差，植物根系发育不良，土壤微生物和土壤动物的活动亦受到限制。土壤的质地和结构与土壤中的水分、空气和温度状况有密切关系，并直接或间接地影响着植物和土壤动物的生活。
