小笠原の自然環境の特徴の一つとして乾性低木林の存在が挙げられる。乾性低木林は冬も温暖な亜熱帯性気候であり、また梅雨が明けた後の夏季に乾燥した時期が続くという、現在の小笠原群島の気象環境の中で形成されていったと考えられる。乾性低木林は樹高5-8メートル程度の、他の地域で見られる近縁種と比べて葉が厚いなど、乾燥に強い形態に進化した低木で構成された植生であり、地中海性気候の硬葉樹林との類似性が指摘されている。父島列島の父島、兄島に広く分布し、母島列島にも母島南部、妹島などにも存在している。乾生低木林ではかつて小笠原群島がもっと湿潤であった時代の遺存種であると考えられるムニンノボタン、ムニンツツジなどや、逆に乾燥化が進みつつある環境に適応したトベラ類など、貴重な固有植物を数多く見ることができる。乾性低木林が最もよく保存されている兄島では、他の島々では見ることができなくなった固有の陸産貝類が多く生存していることが確認されており、小笠原固有の貴重な自然環境として保護が進められている。父島の乾性低木林で見られるムニンノボタンと、母島のハハジマノボタン、北硫黄島のイオウノボタン、南硫黄島のノボタンの比較などから、元来小笠原群島はもっと大きく標高も高い島であったものが、次第に島の面積が小さくなって標高も低くなり、島の気候が乾燥化する中で乾燥に耐えられる植物によって構成される乾生低木林が形成されていったとの仮説が立てられている。
小笠原諸島における生物相の特徴の多くは、これまで大陸などと地続きになったことがない大洋島の生物相の特徴と一致する（島嶼生物学を参照）。大洋島では海を渡って到達できる種に制限があり、小笠原諸島では生育に淡水が欠かすことが出来ない両生類や、種子が海を渡ることが困難なシイやカシ類が存在しない。そして到達して子孫を増やすことが出来る種は偶然性によっても左右されるため、哺乳類や裸子植物は一種のみ、爬虫類も2種のみといったように通常の生物相ではおなじみの種が見られないという不調和が存在する。このために一面では生物相が貧弱であるとの評価も成り立つが、小笠原に到着して環境に適応した種は、著しい適応放散により多くの種が分化した。そして多くの森林で主要種となっているブナ科やマツ科の植物が見られないため、どちらかと言うと通常の生態系では脇役であるトベラ属、クスノキ属、イヌビワ属などが勢力を広げ、またオオカミやトラなどといった肉食動物やウシやウサギなどといった草食動物も見られないため、捕食者に欠ける生態系となって毒草や棘を持つ植物が少ないなど防御能力の低下をもたらした。その結果として外来種の侵入に脆弱な種が多くなった。
生物地理区の区分上において、小笠原諸島は日本で唯一オセアニア区に属している。小笠原諸島の生物相の特徴としては、特に歴史が長い小笠原群島では独自の進化を遂げた固有種が数多く分布していることが挙げられる。また植物相では裸子植物がシマムロの一種のみ、動物相では哺乳類がオガサワラオオコウモリ一種のみ、爬虫類はオガサワラトカゲとミナミトリシマヤモリの二種のみ、そして両生類は全く見られないなど、通常の生物相のあり方から見て不調和な点が多く見られる。これらは通常の生物相に比して著しく多様性が乏しい群であるが、他方でカタツムリの仲間である陸産貝類や昆虫類のクロトラカミキリ属やオガサワラヒメカタゾウムシ属のように、著しい適応放散を起こし多くの種が分化している例も見られる。
亜熱帯や熱帯にある多くの島では島の斜面に沿って上昇気流が発生し、高度の高い場所ではほぼ常時雲や霧に包まれる。その結果、亜熱帯や熱帯にある島の標高の高い場所はほぼ常に雲や霧に覆われた雲霧帯となる。小笠原諸島の場合、島の標高が比較的低いため雲霧帯の形成は一部に限られており、小笠原群島では父島中央部の一部、母島の中央山地に見られ、小笠原群島よりも標高が高い火山列島の北硫黄島と南硫黄島の高所にははっきりとした雲霧帯が存在する。湿度が高い雲霧帯ではシダ植物や着生植物などが豊富に生育し、小笠原諸島の中では狭い地域ではあるが独特の生態系が形成されている。このように小笠原諸島内の気象条件の差によって、より複雑な生態系が生み出されることになった。
後金軍が到着し寧遠の周辺に宿営したが、発砲する明軍の大砲の射程距離を見誤り、退却を余儀なくされた。戦闘は最も脆いとみなした寧遠の南西角に対する攻撃をヌルハチが直率することで始まった。明の大砲が火を噴き、後金の騎兵隊に大量の死傷者を齎した。後金軍は防御を強化した攻城兵器を弓兵による火力支援下で用いて別の角を攻め、守備に当たる明軍を誘引し重騎兵でその側面を突くことを目論んだ。しかし通常の砲撃に加えて防御部隊は有毒の爆弾によって後金軍の進撃を阻み、攻城車は楼や城壁からそれぞれが撃たれる結果に終わった。一部は城壁に取り付こうとしたが、事前に明が設置しておいた硝石の列が燃え出し、寧遠周辺に火炎の防御柵が巡らされることになった。続いて袁は「消耗」分隊を送り出し、残りの攻城兵器を処理した。そうしている内に後金は寧遠の別の角を攻撃していたが、燃える油と焼夷性の攻撃で撃退された。火薬と油が布地でくるまれたものが投下されていた。後金軍はその夜撤退した。包囲がうまくいかないのを見てヌルハチは寧遠の主要な穀倉地帯である覚華島を攻撃するモンゴル騎兵部隊を派遣した。覚華島の防衛は、後金は舟がなく水兵が貧弱なために覚華島に侵攻できないと信じ込んでいたため、緩いものであった。しかしこの年覚華島周辺の海水は凍結し、後金軍は騎兵隊と共に渡ることができた。攻撃で数千人が死に穀倉が破壊されたが、覚華島は当面明の勢力下に保たれた。攻撃失敗の数日後、寧遠は依然として陥落せず、それどころか後金軍に多大な損失を与えていた。ヌルハチ自身が砲撃で負傷し、盛京（瀋陽）への撤退を決めた。