环境生态学第四讲生态监测和评价

1、环境生态学第四讲生态监测和评价2 2、生态监测的特点、生态监测的特点 1 1） 综合性综合性 协同作用：一种污染物可以使另一种污染物的毒性增强。协同作用：一种污染物可以使另一种污染物的毒性增强。 综合性：环境中往往多种污染成分同时存在，理化监测只能测定出它们的种类和含量，但不能说明它们对生物的影响，而生物是接受综合影响，所以生物能反映环境中多种污染成分综合作用的结果。什么是综合性呢？拮抗作用：两种或两种以上污染物对生物的毒性小于它们单独作用的毒性。 2 2）长期性）长期性 环境中污染物的浓度是变化的，理化监测只能反映采样前后环境的情况，而生物由于长期生活在该环境下，它能把采样前几年，甚至几十年

2、的情况都反映出来。 例如：树木的年轮树木年轮树木年轮3 3）灵敏性）灵敏性 有些生物对污染物的反映非常敏感，某些情况下，甚至用有些生物对污染物的反映非常敏感，某些情况下，甚至用精密仪器都不能测出的某些微量污染物对生物确有严重危害，精密仪器都不能测出的某些微量污染物对生物确有严重危害，通过生物监测就可以清楚地反映出来。通过生物监测就可以清楚地反映出来。 例1：0.29微克/升的马拉硫磷在48h内可以使隆腺蚤死亡。 例2：10-610-5mg/L的有机磷农药会使鱼脑中的乙酰胆碱酯酶的活性受到抑制，使鱼类中毒。4 4）复杂性）复杂性 外界各种因子容易影响生态监测结果。 生态监测在时间和空间上的巨大变

3、异性，以及自然界中许多自然灾害如洪水、干旱和火灾等所产生的干扰作用很大。 生物生长发育、生理代谢状况等都会干扰生态监测的结果。 生态监测网站设计、设置的工作复杂。5 5）累积性）累积性 有些生物能从环境中吸收污染物质,并在体内累积,使其体内的浓度比环境中高很多倍，这种累积作用只有通过生物监测才能反映出来。生物浓缩:生物从环境中吸收污染物质,使其体内的浓度比环境中高很多倍。生物放大:污染物在生物体内的累积随着食物链中营养级的提高而在生物体内逐步增加的现象。例如浮游生物0.04mg/kgDDT水0.000003mg/L小 鱼0.5mg/kg大 鱼2.0mg/kg水 鸟25mg/kg（1.3万倍）（

4、17万倍）（67万倍）（833万倍）水俣病骨痛病谁还能举个例子出来？6 6）分散性）分散性 生态监测站点的选取往往相隔较远，监测网的生态监测站点的选取往往相隔较远，监测网的分散性很大。分散性很大。 第二节第二节 大气污染的生态监测大气污染的生态监测 植物监测的优点植物监测的优点 植物能直接反映大气污染，而且能综合地反映大气污染对植物能直接反映大气污染，而且能综合地反映大气污染对生态系统的影响。生态系统的影响。 能早期发现大气污染。能早期发现大气污染。 能检测出不同的污染物种类，找出污染源。能检测出不同的污染物种类，找出污染源。 能监测长时间的慢性影响。能监测长时间的慢性影响。 能反映一个地区的

5、污染历史。能反映一个地区的污染历史。 植物种类多、来源广、成本低。植物种类多、来源广、成本低。 方法简单、容易掌握。方法简单、容易掌握。 植物监测可以结合绿化、美化和净化环境来进行。植物监测可以结合绿化、美化和净化环境来进行。古羊草样地生物监测（一）、污染症状监测法（一）、污染症状监测法大气污染伤害与其它因素伤害的鉴别方法大气污染伤害与其它因素伤害的鉴别方法1.了解污染源 固定污染源、流动污染源、农田管理、天气状况等。 2. 观察叶子受害症状 3.观察植物受害方式 （1）有明显的方向性 （2）植物受害程度与距有害气体污染源的远近密切相关 （3）在有害气体扩散过程中遇障碍物，如建筑物、山丘、高）

6、在有害气体扩散过程中遇障碍物，如建筑物、山丘、高墙、林带等，则气体会被阻挡，障碍物后面的植物可避免受墙、林带等，则气体会被阻挡，障碍物后面的植物可避免受害害（4）危害不局限在一种植物上，而是涉及到各种植物 4. 叶片污染物质含量分析 （一）、污染症状监测（一）、污染症状监测法法 1 1二氧化硫（二氧化硫（SOSO2 2）初始典型症状为：微微失去膨压，失去原来光泽，出现呈暗绿色的水渍状斑点，叶面微微有水渗出并起皱。阔叶植物：典型急性中毒症状是叶脉间有不规则的坏死斑，伤害严重时，点斑发展成为条状、块斑，坏死组织和健康组织之间一般界限明显。单子叶植物：在平行叶脉之间出现斑点状或条状的坏死区。针叶植物

7、：受二氧化硫伤害首先从针叶尖端开始，逐渐向下发展，呈红棕色或褐色。受害严重的叶子会萎焉下垂卷缩，最后因失水干枯而脱落。 几种主要污染气体的污染症状 2氟化物氟化物典型症状是叶尖和叶缘坏死，伤区和非伤区之间常有一红色或深褐色界线。氟污染容易危害正在伸展中的幼嫩叶子，因而出现枝梢顶端枯死现象。 3光化学烟雾光化学烟雾：指氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种浅兰色烟雾。（1）臭氧（O3） 典型症状：叶片上散布细密点状斑，几乎是均匀地分布在整个叶片上，并且其形状、大小也比较规则、一致，颜色呈银灰色或褐色，这种斑点随着叶龄的增长逐渐脱色，变成黄褐色或白色。这些斑点还会

8、连成一片，变成大片的块斑（blotch），致使叶片褪绿或脱落。 （2）过氧酰基硝酸酯（）过氧酰基硝酸酯（PAN）PAN诱发的早期症状是在叶背面出现水渍状或亮斑。随着伤害的加剧，气孔附近的海绵叶肉细胞崩溃并为气窝（air pocket）取代。结果使受害叶片的叶背面呈银灰色，两三天后变为褐色。 （3）氮氧化物（NOx） NO2危害植物的症状特点是叶脉之间和近叶缘处的组织显示不规则的白色或棕色的解体损伤。 (4)乙烯 “偏上生长”，即叶片下垂落叶、落花、落果茎变粗，节间变短，顶端优势消失，须卷曲，侧枝丛生等 使某些植物如石竹、紫花苜蓿、夹竹桃等正在开放的花朵发生闭花现象 (5) 氨（NH3） 大多为

9、脉间点状或块状伤斑。中龄叶片似乎对NH3最为敏感，整个叶片会因受NH3的伤害而变成暗绿色，然后变成褐色或黑色。伤斑与正常组织之间界限明显。 (6) 氯气（C12） 伤害大多为脉间点状或块状伤斑，与正常组织之间界限模糊，或有过渡带。 1. 对污染物反应比较敏感 2. 症状明显、典型 3. 是当地常见种，分布广 4. 生长期长，能不断地萌发新叶 指示植物应具备的条件：（二）、指示植物监测法 （三）（三）几种主要污染气体常用的指示植物几种主要污染气体常用的指示植物 1监测SO2的指示植物 监测二氧化硫的植物有一年生早熟禾、芥菜、堇菜、百日草、欧洲蕨、苹果树、颤杨、美国白蜡树、欧洲白桦 、紫花苜蓿、大

10、麦、荞麦、南瓜、美洲五针松、加拿大短叶松、挪威云杉，以及苔藓和地衣等。 百日草紫花苜蓿2监测HF的指示生物 最敏感的植物是唐菖蒲 ，此外，金荞麦、梅、葡萄、玉簪、玉米、烟草、苹果、郁金香、金钱草、山桃、榆叶梅、紫荆、杏、落叶杜鹃、梓树、北美黄杉、美洲云杉、美国黄松、小苍兰、欧洲赤松、挪威云杉等都能作为监测HF的指示生物。 唐菖蒲金荞麦葡萄玉簪郁金香3监测O3的指示生物 美国白蜡、 菜豆、黄瓜、葡萄、牵牛花、洋葱、松树、马铃薯、菠菜、烟草花烟草牵牛花4监测PAN的指示生物 矮牵牛、瑞士甜菜、菜豆、繁缕、蕃茄、长叶莴苣、芹菜、燕麦、芥菜、大丽花以及一年生早熟禾等 矮牵牛大丽花5监测C2H4的指示生

11、物 乙烯的指示植物以洋玉兰最为有名。其它有芝麻、番茄、香石竹、棉花、兰花、麝香、石竹、茄子、辣椒、向日葵、蓖麻、四季海棠、含羞草、银边翠、玫瑰、香豌豆、黄瓜、万寿菊、大叶黄杨、瓜子黄杨、楝树、刺槐、臭椿、合欢、玉兰、皂荚树等。 洋玉兰(广玉兰)香石竹（康乃馨）芝麻6. 监测NH3的指示植物向日葵、悬铃木、枫杨、女贞、紫藤、杨树、虎杖、杜仲、珊瑚树、薄壳核桃、木芙蓉、楝树、棉花、芥菜、刺槐等 向日葵枫杨7. 监测C12的指示植物 芝麻、荞麦、向日葵、萝卜、大马蓼、藜、万寿菊、大白菜、菠菜、韭菜、葱、番茄、菜豆、冬瓜、繁缕、大麦、曼陀罗、百日草、蔷薇、郁金香、海棠、桃树、雪松、池柏、水杉、薄壳核桃

12、、木棉、樟子松、紫椴、赤扬、复叶槭、落叶松、火炬松、油松、枫杨等。 野荞麦万寿菊曼陀罗8. 监测监测NO2的指示植物的指示植物悬铃木悬铃木向日葵向日葵番茄番茄秋海棠秋海棠烟草等烟草等 秋海棠利用指示植物监测大气污染的方法利用指示植物监测大气污染的方法1. 在工厂周围栽培各种敏感性不同的植物 2. 植物群落监测法 3. 利用指示植物定点监测报警 4. 利用简易植物监测装置监测空气污染 表8-4 某化工厂附近3550m范围内植物受害情况植 物 名 称受 害 情 况悬铃木、加拿大白杨、桧柏、丝瓜80%或全部叶片受害甚至脱落叶片有明显大片伤斑，部分植物已枯死向日葵、葱、玉米、菊花、牵牛花80%左右叶面

13、积受害、叶脉间有点带状伤斑月季、蔷薇、构杞、香椿、乌柏80%左右叶面积受害、叶脉间有轻度点带状伤斑葡萄、金银花、构树、马齿苋10%左右叶面积受害、叶片有轻度点状伤斑广玉兰、大叶黄杨、栀子花、腊梅肉眼观察无明显症状表8-5 某铁合金厂附近植物的受害情况 植 物 名 称 受 害 情 况 悬铃木、玉竹 严重（受害叶面积75%）百合、山药、大蒜、玉米、韭菜 较重（害叶面积50%75%）吉祥草、沿阶草、虎仗、蚕豆、万年青、莴苣、栀子花 中度（受害面积25%50%）虎耳草、枸杞、七叶一枝花、菊花、狭叶十大功劳、金银花、芹菜 轻度（受害面积25%） 景天三七、京大戟、四季豆（苗） 未见明显受害症状表86 不

14、同监测点上唐菖蒲受害情况距离（m）受害叶面积（%）伤斑长度（cm）553.922.85028.615.935016.613.5500 6.86.011506.55.313500.30.3 放置点树木较多。 第一个星期放在室内监测，未出现受害症状，第二个星期移至室外。（四）、树木年轮监测法 年轮宽度 年轮中重金属含量（五）、植物污染物含量监测法（五）、植物污染物含量监测法 单项指数法单项指数法: : IPC IPC Cm /CcCm /Cc 英国根据含污量指数把空气污染分成四个等级： 1级: 清洁 IPC 1.20 2级：轻度污染 IPC1.212.00 3级：中度污染 IPC2.013.00

15、4级：严重污染 IPC3.00综合指数法: 1. 指示生物法 指示生物：指对环境中的某些物质（包括污染物，O2，CO2等特殊物质）能够产生各种反应信息的生物。 2.群落和生态系统层次的生态监测法 把受有机污染的河流从排污口至下游划分成一系列在污染程度上逐渐下降的连续带，即多污带、中污带（又分为中污带和中污带）和寡污带，这一系列的带称为污水生物系统。 (1) 污水生物系统法 (2)群落优势种群监测法 （一）、水污染的生物群落监测与生物学评价 1. 指示生物法 2.群落和生态系统层次的生态监测法 (2)群落优势种群监测法 1. 指示生物法 2.群落和生态系统层次的生态监测法 图8-1 多污带污水生

16、物图例（a）素衣藻 （b）贝氏硫细菌 （c）摇坟幼虫 （d）颤蚯蚓图8-2 中污带污水生物图例（a）大颤藻 （b）小颤藻 （c）椎尾水轮虫 （d）栉虾图8-3 中污带水生物图例（a）梭裸藻 （b）大型水溞 （c）绿草履虫(2)群落优势种群监测法 粪生带无藻类优势群落甲型多污带裸藻群落，优势种为绿色裸藻乙型多污带裸藻群落，优势种为绿色裸藻和静裸藻丙型多污带裸藻群落，绿色裸藻群落甲型中污带环丝藻群落或底生颤藻乙型中污带脆弱刚毛藻或席藻等群落丙型中污带红藻群落，优势种群为串珠藻；或绿藻群落，优势种为团刚毛藻或环丝藻寡污带绿藻群落，优势种为簇生竹枝藻或环状扇形藻清水带绿藻群落，优势种为羽状竹枝藻或红藻群落绿色裸藻颤藻串珠藻(3) PFU法 利用泡沫塑料块做为人工基质，采集水体中的微型生物，并以微型生物在PFU上的群集速度对水体进行监测和评价的方法。 (4) 生物指数法 贝克(Beck)指数 BI= 2nA+nB生物指数 水质状况30 清洁河段2915 较清洁河段146 较不清洁河段50 极不清洁河段式中BI生物指数nA不耐污的种类数nB为耐污的种类数 硅藻生物指数 I 0重污染I0100中度污染I100150轻度污染I150基本无污染Goodnight生物指数 指数 80%严重污染指数60%水质情况良好指数60%80%中等污染 (5) 生物多样性指数 马加利夫（Margalef）多样性指