环境生物学 绪论2

绪论第一节：环境的基本概念

一、环境的概念

二、环境的类型

三、环境与生态因子的联系与区别第二节：环境科学概述

一、环境科学与环境问题

二、环境科学的发展历史第三节：环境生物学概述

一、环境生物学的定义

二、环境生物学的任务三、环境生物学的研究内容和我国的有限研究领域

四、环境生物学的发展动态绪论练习题单项选择题：它是占有某一定地域空间的自然环境，由地球表面不同地区的5个自然圈层相互配合而形成的。这个概念属于A.宇宙环境B.地球环境C.地理环境D.区域环境E.空间环境参考答案：D.区域环境绪论练习题A.宇宙环境：指大气层以外的宇宙空间。B.地球环境：指大气层中的对流层（气圈）、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。也称为地理环境。C.地理环境：见地球环境。D.区域环境：指占有某一定地域空间的自然环境，它是由地球表面不同地区的5个自然圈层相互配合而形成的。E.空间环境：见宇宙环境。绪论练习题单项选择题：2.在自然条件下各种生态因子也会发生变化，而且这种变化有时也会超越生物生存的正常环境，这时的环境称为

A.自然环境B.胁迫环境C.受损环境D.生态环境

E.空间环境参考答案：B.胁迫环境绪论练习题（1）自然环境（naturalenvironment）在环境生物学中，自然环境往往强调的是较少受到人类的干扰和影响、仍较完整保持先天状况的环境。（2）胁迫环境（stressenvironment）在自然条件下各种生态因子也会发生变化，而且这种变化有时也会超越生物生存的正常环境，这时的环境称之。（3）受损环境（damagedenvironment）指在人为或自然干扰下形成的偏离了自然状态的环境，在该环境中，环境要素成分不完整或比例失调，物质循环难以进行，能量流动不畅，系统功能显著降低。胁迫环境与受损环境的比较：（a）成因不同；（b）环境变化的特点不同，即受损环境与胁迫环境相比在环境因子变化的程度、范围、速度、频度等方面要大得多。绪论练习题单项选择题：下列哪句话较不属于“公地悲剧”范畴？

A.牧人们在一块草场上增加养畜量。B.渔民们在潮间带滩涂上增建养虾池。C.居民们在三层楼上加盖四层楼。

D.企业在某间办公室内增加一张桌子。

E.企业排放未被处理的废水。参考答案：D.企业在某间办公室内增加一张桌子。绪论练习题单项选择题：下列对小生境概念所举例子不够严谨的是

？

A.螃蟹栖息在红树林的树根中。B.热带鱼不能在较冷的地带生存。C.黑口滨螺栖息在红树的叶片上。D.热带鱼栖息在珊瑚中。

E.龟足栖息在潮间带岩石缝中。参考答案：B.热带鱼不能在较冷的地带生存。理由：热带、温带、寒带是不同区系，是大环境。判断下列概念的对与错：小生境都是在某一特定的地理区域中生存，例如，热带鱼不能在较冷的地带生存，而北极熊也不能在热带生存。这个概念是地理分布，而不是小生境的概念。小生境又称小栖息地，是生物生活或居住居的微小范围的环境。如腹足类动物可能栖息于红树林的树叶、树干、枯枝落叶层、林下的沉积物层等。绪论练习题单项选择题：引起生物物种减少的最重要因素是什么？

A.栖息地的减少和退化。

B.养殖品种退化。C.拉尼娜现象。

D.厄尔尼诺现象。

E.大规模海水养殖。参考答案：A.栖息地的减少和退化绪论练习题单项选择题：下列哪个名词是对生态类群的描述？

A.刺胞动物。

B.环节动物。C.软体动物。

D.节肢动物。

E.底栖动物。参考答案：E.底栖动物绪论练习题单项选择题：在气象学上，按世界气象组织定义，热带气旋中心持续风速达到

级称为飓风或台风？

A.10；B.11；C.12；D.13；E.14。参考答案：C.12在气象学上，按世界气象组织定义，热带气旋中心持续风速达到12级（即64节或以上、每秒32.7米或以上，又或者每小时118公里或以上）称为飓风（Hurricane）或其他在地近义字。西北太平洋地区采用之近义字乃台风。绪论练习题单项选择题：2016年莫兰蒂超强台风对厦门伤害最大的看得见的生物是

？

A.微生物；

B.小型底栖动物；

C.浮游生物；

D.植物；

E.游泳生物。参考答案：D.植物（三）我国环境问题严峻绪论第二节一1.沙尘暴我国沙漠化及沙尘暴危害日趋严重。沙漠化面积从20世纪50年代的每年1560多km2，70、80年代的2100km2，发展到90年代的2460km2，2005年已发展到3436km2。每年沙漠化吞噬的土地相当于一个中等面积的县，造成的直接经济损失达500多亿元。不仅北京、西安、沈阳等地区的沙尘暴较为严重，沙尘暴已经波及到了南京、上海等地。过去，沙尘暴主要发生在春季，而现在即便是冬天也出现扬沙和沙尘暴天气，2005年冬一些地区出现的“黄雪”便是一例。沙尘暴荒漠化与沙尘暴的成因有两个方面，一是自然因素，如拉尼娜（反厄尔尼诺）天气现象。二是人类不合理地经济社会活动，如滥垦、滥牧、滥采、滥伐、滥用水资源。“厄尔尼诺”现象是指南美赤道附近，约北纬4度至南纬4度，西经150度至90度之间，幅度数千公里的海水带的异常增温现象。沙尘暴可能是太平洋底火山爆发或地壳断裂喷涌出来的熔岩的加热作用造成洋流变暖，进而导致信风转弱和逆转。另有人则推断，也许是因为地球自转的年际速度不均造成的。每当地球自转的年际速度由加速变为减速之后，便会发生厄尔尼诺现象。沙尘暴信风（tradewind）在赤道两边的低层大气中，北半球吹东北风，南半球吹东南风，这种风的方向很少改变，它们年年如此，稳定出现，很讲信用，这是tradewind在中文中被翻译成“信风”的原因。绪论第二节一（三）我国环境问题严峻2.森林、草原的生态功能急剧衰退中国森林面积覆盖率仅为13.92％；人工林树种单一，病虫害严重；土地退化严重,已占国土面积的16％;水土流失面积约占国土面积的38％；全国约有1.7亿人口受到荒漠化危害;盐碱化土地面积占国土面积的8.5％;优质耕地面积逐年减少，近10年来，每年减少36万hm2；草地退化面积约占可利用草场的1/3，目前仍以2万km2的速度增长。绪论第二节一（三）我国环境问题严峻3.水体生态平衡严重失调，自然灾害日趋频繁

河流断流日益加重，尤以黄河最为突出；洞庭湖面积已减少了38％；全国缺水城市达300多个，日缺水量1600万t；湿地面积不断缩小，东北三江平原500多万km2自然湿地目前仅剩200多万km2，且濒临消失的危险。河流区域性污染严重，广大水系中38％的河段达到或好于地表水3类标准,1/3以上河段的水体丧失了使用功能。酸雨问题仍然突出，酸雨覆盖面积约占国土面积的30％.绪论第二节一（三）我国环境问题严峻4.生物多样性锐减

全国有15％～20％的动植物种类受到威胁，高于世界平均水平。大熊猫、金丝猴、东北虎、华南虎等20个珍稀物种分布区域缩小，种群数量骤减。在联合国《国际濒危物种贸易公约中》列出的640种濒危物种中，中国占了1/4。

绪论第二节一（三）我国环境问题严峻5.能源结构性污染突出，工业污染排放量仍高

大气污染归因于以煤炭为主的能源结构和过低的治理水平。1998年我国万元生产总值SO2排放量26kg，远高于发达国家的水平。2005年全国SO2排放总量2549万t，2010年2300万t，仍居世界第一。烟尘排放总量1165万t；工业粉尘排放量1092万t。水环境质量继续恶化，工业城市废水中的化学需氧量COD为1389万t，在全球均处于高位。几大水系中，淮河、海河、辽河的水质污染状况已明显制约了这些流域地区的经济发展。

绪论第二节一（三）我国环境问题严峻6.城市污染严重

2010年，全国471个县级及以上城市开展环境空气质量监测，监测项目为二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物。其中3.6%的城市达到一级标准，79.2%的城市达到二级标准，15.5%的城市达到三级标准，1.7%的城市劣于三级标准。大城市的汽车尾气污染日益突出，占空气NO2污染负荷的50％。绪论第二节一（三）我国环境问题严峻6.城市污染严重

在水污染方面，2000年全国废水排放总量415.1亿t，2010年达617.3亿t。全国城市河段水质为5类或劣5类占52％。在噪声污染方面，多数城市的噪声污染处于中等水平。在垃圾污染方面，城市年产量约为1.4亿t。垃圾无害化处理率仅为10％左右，废弃塑料的“白色污染”问题越来越突出。绪论第二节一（三）我国环境问题严峻7.农村环境问题日趋突出

由于传统的粗放型生产方式，导致农业环境质量下降。牲畜养殖污染物排放数量大，浓度高，每头猪的废物排放量是人的6～7倍，牛则达到20倍。农田污水灌溉面积比20世纪80年代增加了1.6倍。农药化肥的过量使用，土壤污染成为潜在的环境问题。生活污水直接排放到河流或地下水中，导致水体污染。

二、环境科学的发展历史绪论第二节环境科学是在环境问题日益严重后产生和发展起来的一门综合性学科，目前这门学科的理论和方法仍在发展之中。综观环境科学的发展历史，可以将环境科学的发展分为各相关学科的探索和综合性学科的形成和发展两个阶段。绪论第二节二、环境科学的发展历史1.相关学科的探索1847年，德国植物学家弗拉斯在其《各个时代的气候和植物界》一书中论述了人类活动影响到植物界和气候的变化；1859年，英国生物学家达尔文在出版的《物种起源》，以无可辩驳的材料论证了生物是进化而来的，生物的进化与环境的变化有很大关系，生物只有适应环境，才能生存；1864年美国学者马什在《人与自然》一书中，从全球的观点出发论述了人类活动对地理环境的影响，特别是对森林、水、土壤和野生动植物的影响，呼吁开展保护运动。2.环境科学的形成与发展二十世纪50年代，生物学、化学、地理学和社会学在各自学科的基础上，运用原有的理论和方法，研究环境问题，逐渐形成了一些新的边缘学科。1968年，国际科学联合会成立了环境问题科学委员会。二十世纪60年代末，米多斯等人撰写了《增长的限度》,戈德史密斯写了《生存的战略》。二十世纪70年代，出版了以《环境科学》为书名的综合性专著。1972年，英国经济学家沃德和美国微生物学家杜博斯主编出版了《只有一个地球》一书。绪论第二节二、环境科学的发展历史环境是一个完整的有机体系，环境科学为跨学科、多学科的学科。环境科学形成的同时也推动了一系列新的交叉边缘学科的形成。单靠科学技术环境问题不能根本解决行政手段经济手段科学技术环境问题法律手段经济行为绪论第二节二、环境科学的发展历史环境科学应用环境科学基础环境科学环境工程学环境法学环境经济学环境管理学环境规划环境监测环境行为学……环境生物学环境医学环境化学环境地学环境物理学环境数学……绪论第二节二、环境科学的发展历史第三节环境生物学概述

一、环境生物学定义

环境生物学（EnvironmentalBiology）是研究生物与人为受损环境之间的相互关系的科学。绪论绪论受损的环境（damagedenvironment）：指的是人类有限和干扰条件下变化了的环境，主要包括污染的环境和生态退化的环境。自然的环境（naturalenvironment）：在环境生物学中，自然环境往往强调的是较少受到人类的干扰和影响、仍较完整保持自然状况的环境。绪论二、环境生物学的任务1.受损环境对生物的影响在微观方面，进一步认识退化环境对生物在细胞、基因及分子水平上的效应机制，提出预警监测环境变化的原理和方法。在宏观方面认识退化环境对生物种群、群落和生态系统的影响方式、程度，为合理利用生物资源、科学保护环境、管理生物圈、维持自然生产力寻找可行的途径。绪论第三节二、环境生物学的任务2.生物对受损环境的响应一般的，生物在受损环境中的响应包括两大类。一类是难以适应，或者是基本不适应，从而在受损环境中逐渐消亡。另一类是可以适应，或基本能适应，在受损环境中通过个体和群体层次的积极调整，最终能够在受损环境中生存和发展。绪论第三节二、环境生物学的任务3.生物对受损环境的监测预警和改良恢复环境退化涉及的因素很多，但最根本的问题是选择什么样的生物、怎样选择合适的生物、这些生物如何组合才能使一定区域内的生态环境走上良性发展的道路。绪论第三节三、环境生物学的研究内容和我国的优先研究领域1.环境生物学的研究内容污染物在生态系统中的行为及其生物效应。如生物浓缩、生物积累和生物放大等。生态退化及其对生物的影响。生物在受损环境中的响应。如生物对受损环境的抗性和适应机制。全球变化生物学。如温室效应、臭氧层减薄、酸雨对生物的影响。生物对受损环境的监测。这句话不顺。生物修复和生态重建。生物修复的原理和方法。生物多样性的保护。绪论第三节三、环境生物学的研究内容和我国的优先研究领域2.我国的优先研究领域严重的水土流失及其生物控制。干旱和半干旱区的生态恢复和沙漠化防治。如何合理利用土地、加强对地表植被覆盖。湖泊和水库的富营养化防治。湖泊富营养化的整治是一个世界性的难题。食品、中药、饮品中有害物质的残留及清洁生产。环境因素和我国人群健康。缺碘、重金属污染、吸烟和饮酒、食品中的有害残留。转基因产品、生物入侵。生物多样性的保护。绪论第三节四、环境生物学的发展动态1.环境生物学的学科发展19世纪中叶工业革命时期，发达国家因工厂排放废水引起河流和湖泊污染，有些生物学家已开始研究水污染对水生生物的影响，随后又开展了水污染的生物监测和生物处理的研究。20世纪初（1902年），Kolkwitz和Marsson就对水中的微型生物进行分类，并提出了“污水生物系统”的概念。20世纪60年代开始，环境生物学逐渐从生物学中分化出来，发展成为一个独立的学科。绪论第三节四、环境生物学的发展动态1.环境生物学的学科发展20世纪70年代以来，环境生物学工作者在水、气污染的生物监测和生物净化、遗传毒理学和生态毒理学、土壤污染和土地处理系统以及自然保护等领域开展了大量科学研究工作。20世纪90年代以来，在如下研究领域不断深化：同时重视环境污染和生态破坏。关注污染的全球化对生物后代的潜在影响。大量地采用先进的技术和方法。多学科的交叉研究和国际合作研究计划。环境效应的超前预警。注重对清洁生产、人群健康、环境整治等现实问题的解决。绪论第三节四、环境生物学的发展动态2.环境生物学的分支学科和相关的学科污染生态学（PollutionEcology）;环境毒理学（EnvironmentalToxicology）;保护生物学（ConservationBiology）;生态毒理学（Ecotoxicology）;恢复生态学（RestorationEcology）;遗传生态毒理学（GeneticEcotoxicology）;进化生态毒理学（EvolutionaryEcotoxicology）;生态工程学（EcologicalEngineering）;全球变化生物学（GlobalChangeBiology）。绪论第三节4、环境生物学的发展动态环境生物学与生态学的关系Barringto(1980)曾著有《EnvironmentalBiology》一书。书中所述内容包括生物与细胞、生物与能量、初级生产、消费、呼吸作用、盐与水、生命热量与温度、生活史、通讯与整合等，基本上为普通生态学的内容。绪论第三节4、环境生物学的发展动态环境生物学与生态学的关系Parker（1984）主编的《McGraw-Hill科学技术语汇词典》在注释生态学时也使用了环境生物学一词：生态学是研究有机体与其环境相互关系的一门科学。亦被称为环境生物学。金鉴明和周富祥（1987）认为“生态学与环境生物学在研究课题上确实难严格区分。《环境科学大词典》（1991）认为环境生物学就是污染生态学。Trivedi和Raj（1992）认为，环境生物学并非一门新的学科，而仅是生态学体系的一个扩展，主要研究与人类相关的环境……。环境生物学不是一门单一学科，而是一个多学科体系，由许多不同学科组成。可见，早期的认识与现在的认识理念上有差异。绪论第三节4、环境生物学的发展动态环境生物学与生态学的区别：生态学中的环境概念突出环境的自然特性。环境生物学中的环境概念在保留环境的自然特性的同时，也强调人文特性。在自然条件下，土壤贫瘠、酷暑、严寒、干旱、水涝、病虫害暴发等均为逆境，这些逆境类型可以称为自然逆境或自然胁迫。研究自然逆境对生物的影响是生态学的任务。化学性污染、物理性污染、外来物种引入、过度开发等人类活动称为人为逆境或胁迫。研究人为逆境和自然逆境对人类和生物的影响则是环境生物学的主要任务之一。绪论第三节4、环境生物学的发展动态环境生物学与毒理学的关系生态毒理学、分子生态毒理学和遗传毒理学都是环境生物学中重要的研究内容。环境生物学研究内容更广。它不仅研究环境污染对生物产生损害作用的发生、发展，而且要阐明其作用机理及影响其毒性作用的各种因素和控制的规律，探索污染物损害有机体的敏感指标，毒物在生物体内积累与毒物浓度的关系以及生物代谢与剂量-效应的关系。在宏观上，环境生物学要对毒物在特定的生物区系中，对生物种群、生物群落以及生态系统的结构和功能的影响作出预测，并对外来化合物进行环境风险评价。绪论第三节4、环境生物学的发展动态两个问题霾的形成原因？霾对人和环境的危害？1.霾的形成原因？霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒。霾形成有三方面因素。一是水平方向静风现象的增多。随着城市建设的迅速发展，大楼越建越高，增大了地面摩擦系数，使风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气污染物向城区外围扩展稀释，并容易在城区内积累高浓度污染。1.霾的形成原因？二是垂直方向的逆温现象。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，使城市上空出现了高空比低空气温更高的逆温现象。污染物在正常气候条件下，从气温高的低空向气温低的高空扩散，逐渐循环排放到大气中。但是逆温现象下，低空的气温反而更低，导致污染物的停留，不能及时排放出去。1.霾的形成原因？三是悬浮颗粒物的增加。近些年来随着工业的发展，机动车辆的增多，污染物排放和城市悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低，使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车尾气以及其它烟尘排放源排出粒径在微米级的细小颗粒物，停留在大气中，当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形成霾。2.霾对人和环境的危害？（1）影响人的身体健康灰霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物。其中有害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子等，直径小于10微米的气溶胶粒子即粗颗粒物，直径小于2.5微米的即常说的细颗粒物，可吸入颗粒物（可吸入肺），它能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中。由于灰霾中的大气气溶胶大部分均可被人体呼吸道吸入，尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起鼻炎、支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌。2.霾对人和环境的危害？（1）影响人的身体健康由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的惟一途径，紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发。紫外线是自然界杀灭大气微生物如细菌、病毒等的主要武器，灰霾天气导致近地层紫外线的减弱，易使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。2.霾对人和环境的危害？（2）影响心理健康灰霾天气容易让人产生悲观情绪，如不及时调节，很容易失控。（3）影响交通安全出现灰霾天气时，室外能见度低，污染持续，交通阻塞，事故频发。2.霾对人和环境的危害？（4）影响区域气候灰霾使城市遭受光化学烟雾的污染。光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾，汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物，这些气体在阳光和紫外线作用下，会发生光化学反应，产生光化学烟雾。它的主要成分是一系列氧化剂，如臭氧、醛类、酮等，对人体有强烈的刺激作用，严重时会使人出现呼吸困难、视力衰退、手足抽搐等现象。绪论作业题1.什么是环境生物学？举例阐述。2.环境生物学研究的“环境”有哪些特点？举例说明。3.举例解释环境(environment)与栖息地（habitat）和生境（biotope）的区别。4.环境生物学的的研究任务主要是针对哪些环境问题的（至少列举6个环境问题）？5.什么是公地悲剧？举3个生物方面的例子说明。绪论练习题解释题：解释人为逆境、人