第7章 生物环境.ppt

第七章生物环境,第一节生物多样性第二节生物安全第三节生物污染,第一节生物多样性,一、生物多样性二、人类活动对生物多样性的影响三、生物多样性保护,生物多样性的定义,遗传多样性,物种多样性,生态多样性,景观多样性,基因,细胞,组织,器官,种群,群落,生态系统,景观,一、生物多样性,生物多样性的分布,极不均衡,生物多样性的价值,直接价值,间接价值,备择价值,存在价值,直接价值,食物：基本来自生物，仅小麦、水稻和玉米三个物种就提供70%以上的粮食。,药物：发展中国家有80%、发达国家有40%的药物直接或间接依赖生物资源。,工业原料：皮革、木材、纤维、橡胶等，甚至煤、原油、天然气等能源也是生物质的。,科研：改良基因、实验材料、雷达、声纳。,间接价值,主要体现在生态和环境价值，还有美学价值,通常没有进入宏观经济指标（如GDP和国民收入）,每年中国生物多样性的直接价值2000亿美元间接价值4万亿美元,物种灭绝,生物多样性面临的威胁,二、人类活动对生物多样性的影响,威胁生物多样性的因素,生境破坏和破碎生物资源过度开发外来物种入侵环境污染农林种植品种的单一化,生境破碎,边缘效应,小种群,不利生物生存,800米,道路（宽10米）内积8.7公顷434.8公顷,内积64公顷,8.7公顷,8.7公顷,8.7公顷,8.7公顷,（A）一个1km2的保护区，假定边缘效应发生在进入保护区100m的范围内，大约64公顷的面积适于筑巢性的鸟类生存。(B)道路和铁路对生境进行了均分，虽然道路本身只占较少面积（约2公顷，占总面积的2%），由于扩大边缘效应的影响一半的营巢生境被破坏。,生物资源过度开发,直接导致某种生物资源枯竭,破坏生物链导致其它生物灭绝,破坏生物生存的生态环境,外来物种引入,丰富当地生物多样性：中国引进小麦、玉米、花生、甘薯，澳大利亚引进蜣螂,破坏本地生物多样性：中国引进水葫芦、大米草，澳大利亚引入野兔,三、生物多样性的保护,就地保护迁地保护建立新种群受损生态系统的恢复,第二节生物安全,一、食品安全二、转基因安全,人类的健康安全人类赖以生存的农业生物安全与人类生存有关的环境生物安全,广义,狭义,现代生物技术（主要指转基因技术）可能产生的负面影响,生物安全的定义,新闻报道国内外发生的食品安全事件,1988年，由于食用带有甲肝病毒的不洁毛蚶，上海甲肝暴发流行，并波及浙、苏、鲁三省，感染人数达42万人。1999年5月比利时发生“二恶英污染食品”事件，是由于饲料中含有致癌物质二恶英所致，有1000万只受污染的鸡被屠宰销毁，造成直接损失3.55亿欧元。2001年11月，广东河源400多名市民食用含“瘦肉精”的猪肉中毒而被送往医院抢救。2001年29月英国爆发口蹄疫，400多万头牲畜被屠宰，损失50亿美元。我国每年食物中毒报告例数约为24万人，专家估计实际发生数至少在2040万人。,一、食品安全,食品污染的来源与分类,按食品污染的性质分：,生物性污染、化学性污染、放射性污染,按食品污染的来源分：,原料生产过程、加工过程、贮运和销售、烹饪及食用前后受到的污染。,食品原料生产（种植业和养殖业）的污染是来自源头的污染，对食品安全最大的威胁(本节重点讨论）,食品源头污染,环境污染物进入生物体，并通过食物链的累积摄入人体,二恶英污染,毒性：世界上最强的，具有内分泌毒性、生殖毒性、强致癌性和免疫抑制作用，可以损害肝脏和生殖系统。,污染途径：通过食物链累积进入人体，其在脂肪中的高度溶解性能在体内蓄积，较难排出。,来源：生产含氯有机化学品、纸浆漂白、工业冶炼和垃圾焚烧产生二恶英。,为达到使食品原料增产、防病等目的，在其生长和繁育过程中人为地加入农药、兽药、激素等物质可能造成的污染。,猪肉生产：瘦肉精饲养甲鱼：乙烯雌酚蔬菜种植：有机磷农药,大面积宰杀,最近发生的疯牛病、口蹄疫、猪瘟等,集约化养殖集中屠宰牲畜国际贸易,某一环节出了问题,病原体迅速扩散到其他地区,种植、养殖,加工、包装,储存、运输,严禁使用危害人体健康和环境的化学品和添加剂等，合理使用农药和化肥。,不能使用禁用的色素、防腐剂等，加工场所、包装材料等都要具备安全无污染条件。,避免与有害的合成物质接触，仓库必须保持清洁，并杜绝传染病对产品的污染。,二、转基因的生物安全,人类通过基因（甚至是人工合成的基因）在动物、植物、微生物之间的相互转移，创造出前所未有的新的性状甚至新物种，打破了物种原有的生殖屏障，改变了自然界长期进化的规律。,转基因生物技术的潜在危害,转基因生物技术的潜在危害,安全措施,产品标签,技术措施,国际合作,安全评估和风险控制,第三节生物污染,一、污染物在环境中的循环二、污染物在生物体内的归宿三、污染对生物的影响四、污染对种群和生态系统的影响,工业革命前,20世纪末,21世纪末,人工合成物在环境中的浓度,1ppt,1ppb,一、污染物在环境中循环,迁移方式,通过大气、水的扩散、搬运和重力作用实现迁移,机械迁移,物理化学迁移,通过溶解沉淀、氧化还原水解、络合等物化反应实现迁移,生物迁移,通过生物吸收、代谢、生长、死亡实现迁移,污染物在环境中迁移与转化,污染物,毒性增强,毒性减弱,迁移转化,重金属持久性有机污染物,需氧有机物酚和氰化物,二、污染物在生物体内的归宿,转运,生物转化,储存/蓄积,毒性作用,污染物,排泄,吸收,1污染物跨膜转运,2污染物吸收,消化管,呼吸系统,皮肤,体液、血液循环,根部:根尖的根毛区地上部分:叶片上的气孔,动物,植物,3污染物在体内分布,脂溶性强的污染物蓄积在脂肪中有些物质对某一组织有特殊亲和力在脂肪或骨骼中沉积的污染物毒性小,水域、土壤：根茎叶穗壳种大气：叶、茎最多,动物,植物,4污染物的排泄,肾脏,肠胃,静脉循环,肝脏,胆汁,粪便,其它：呼气、汁液、汗液、唾液、毛发、指甲,尿液,植物：根系排出、叶面呼吸、枯枝落叶,5生物转化,6污染物蓄积,生物浓缩,生物积累,生物放大,浓缩系数或富集因子,定性描述,三、污染对生物的影响,大分子,细胞,组织,器官,个体,污染物,污染物毒性分类,急性毒性：污染物一次大剂量或24小时内多次作用于机体，所引起的毒性作用。,亚急性毒性：污染物在生物生命的十分之一左右时间内，每日或反复多次作用，所引起的损害作用。,慢性毒性：低剂量污染物在生物体生命周期内长时间反复多次作用于生物体，所引起的毒性伤害作用。,蓄积性毒性：低于中毒阈剂量的污染物反复地与生物接触一定时间后，致使其出现的中毒作用。,剂量效应（反应）关系：在一定剂量（一般用单位机体体重的吸收量来表示）的污染物作用下，生物体中发生效应或反应的个体在群体中所占比例，用百分比表示。,重要概念,半致死浓度（剂量）：在急性毒性试验中，使得试验生物死亡率为50的毒物浓度或剂量，用于急性毒性作用的定量描述。,污染物的联合作用,独立作用：多种污染物共同作用时所产生的毒性与多种污染物分别作用时的毒性大小相等。,相加作用：多种污染物共同作用所产生的毒性等于它们分别产生的毒性的总和。,协同作用：多种污染物共同作用所产生的毒性大于它们分别单独与机体接触所产生的毒性总和。,拮抗作用：多种污染物共同作