《环境生物学第二章》课件

环境生物学

Environmentalbiology

1精选PPT环境生物学

Environmentalbiology1精

第二章生物与受损环境第一节自然环境和受损环境第二节受损环境的分析

第三节生物与受损环境相互关系的综合分析

第四节受损环境的污染源2精选PPT第二章生物与受损环境2精选PPT

第二章生物与受损环境第一节自然环境和受损环境1自然环境（naturalenvironment）1.1概念：是一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质和能量的总称。环境生物学中的概念：——指较少受到人类干扰和影响、仍较完整保持先天状况的环境。在不同的研究工作和领域中，自然环境的内涵也不一样。

自然环境分类：根据要素可以分为：

大气环境、水环境、土壤环境、地质环境、生物环境等。

根据人类影响程度的不同：原生环境和次生环境。

3精选PPT第二章生物与受损环境1自然环境（natural第一节自然环境和受损环境1.2自然环境的特点：

1)自然环境是一个综合系统2)区域性很强

3）动态变化

4精选PPT第一节自然环境和受损环境1.2自然环境的特点：4精选PP2受损环境damagedenvironment2.1概念——在人为或自然环境干扰下形成的偏离了自然状态的环境，在该环境中，环境要素成分不完成或比例失调，物质循环难以进行，能量流动补偿，系统功能显著降低。

在生态学研究中，与受损环境相对应的一个概念——胁迫环境（stressenvironment），指在自然条件下，各种生态因子也会发生变化，这种变化有时也会超越生物生存的正常环境，形成生物生存的胁迫环境。两者区别：1）成因不同：2）环境变化的特点不同：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。

受损环境根据其产生原因归纳起来，主要有两种类型：—————环境污染和生态破坏。

5精选PPT2受损环境damagedenvironment2.12.2环境污染（environmentalpollution）1)概念：指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过了自然生态系统的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的机构和功能发生变化，对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。

能够产生污染后的物质——污染物（pollutants）

自然界中的某些活动如火山也会出现释放大量的二氧化硫、灰尘等，也会构成污染，但环境生物学中，环境污染强调的是人类活动引起的不良后果或污染事件等。2）判断环境是否污染以及污染的程度，是以环境质量标准为尺度的。

ISO-InternationalOrganizationforStandardization

国际标准化组织（英文缩写为ISO），成立于1947年。6精选PPT2.2环境污染（environmentalpollut2.2环境污染（environmentalpollution）

。3）环境污染的分类：

按污染物的性质分：

化学污染，物理污染和生物污染按环境要素分：

大气污染、土壤污染和水污染按污染产生的原因分：生产性污染和生活性污染按污染的范围分：

局部性污染、区域性污染和全球性污染7精选PPT2.2环境污染（environmentalpollut2.3生态破坏（ecologicaldestruction）概念：环境系统中生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏引起生态系统结构和功能的改变，并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响。——其直接后果是：环境恶化和生态退化——本质是对人类有用部分的环境因素作为资源而过度利用所出现的结果。减少对这些自然的过度利用和以来，是防止生态破坏的根本途径。按照成因：

非生物资源的过度利用和生物资源按照后果：生物多样性丧失和物种灭绝，水土流失、土地退化（包括荒漠化和沙漠化、森林消失、草场退化、根地减少等）

8精选PPT2.3生态破坏（ecologicaldestructio第二节

受损环境的分析

一干扰的强度：

人类对自然环境的干扰强度对环境恢复能力、生物的适应方式关系很大。根据不同剂量条件下生物效应所做的曲线成为剂量效应曲线（Dose-Effectcurves）。——剂量：指生物接触污染物的浓度；——效应：指生物特性或属性的改变。1.1剂量效应曲线主要类型：1)直线关系，

即剂量改变与效应强度成正比。2)

抛物线型，即剂量与引起的效应按对数关系而增长；3）S形曲线关系，剂量与引起的效应呈现非常态速度变化。

9精选PPT第二节受损环境的分析一干扰的强度：9精选PPT1干扰的强度：

1.2在环境生物学中，如何来衡量干扰的强度：

1）污染的等级——根据环境中污染物的实测浓度与环境标准比较后进行综合评价得到的指标。经常用污染指数法表示：

Pi=Ci/Cs(Pi:单因子污染指数，Ci：污染的实测值，Cs：标准值）。在单因子的基础上分析时，须引入综合指数P，其中，n为环境要素总和，i位第i个环境要素，j为第i个环境要素中的第j个环境因子；m为第I个环境要素中环境因子的总数。10精选PPT1干扰的强度：

1.2在环境生物学中，如何来衡量干扰的1干扰的强度：

1.2在环境生物学中，如何来衡量干扰的强度：

1）污染的等级以上公式中个环境污染指数是等权重相等，即各个环境因子的影响作用完全相等。当各个环境因子的权重(Wij)不同时，环境污染的综合指数P为：11精选PPT1干扰的强度：

1.2在环境生物学中，如何来衡量干扰的2）毒理学参数毒性（toxicity）——指某物质引起有机体损害的能力。通常用来衡量污染物的毒害能力。最大耐受剂量或浓度（maximumtolerancedose：通常缩写为:LD0或LC0）——在急性毒性实验中，不引起实验生物死亡的最大剂量。最大无效剂量（maximumnoneobservedeffectconcentration,NOEC）：——在毒性实验中某物质对受试生物无不利影响的最大浓度。最小致死浓度（minimumlethalconcentration,MLC）：——在急性毒性实验中，引起个别生物死亡的剂量。最高允许浓度（maximumallowableconcentration,MAC）：——环境中有害物质允许的最高剂量标准。生物对污染物的忍耐、毒害程度：

一方面可以放映污染物作用的浓度；

另一方面通过大量的研究积累和分析，也是制定环境标准的依据。12精选PPT2）毒理学参数毒性（toxicity）生物对污染物的忍耐、毒3）生态系统在胁迫下的反应

生态系统健康的标准主要包括活力、恢复力、组织、生态系统服务功能的维持、管理选择、外部输入减少、对邻近系统的影响以及人类健康影响等８个方面。这８个标准中最重要的是活力（vigor）、恢复力(resilience)、组织性(organization)３个方面。活力是（vigor）——生态系统的能量输入和营养循环容量，具体指标为生态系统的初级生产力和物质循环。13精选PPT3）生态系统在胁迫下的反应生态系统健康的标准主要包3）生态系统在胁迫下的反应恢复力(resilience)——指胁迫消失时，系统克服压力及反弹回复的容量。具体指标为自然干扰的恢复速率和生态系统对自然干扰的抵抗力。一般认为受胁迫生态系统比不受胁迫生态系统的恢复力更小。组织性——指系统的复杂性，这一特征会随生态系统的次生演替而发生变化和作用。具体指标为生态系统物种的丰富性、物种的组成特点、外来种与乡土种的比率、共生程度、乡土种的消亡等。14精选PPT3）生态系统在胁迫下的反应14精选PPT二

影响的范围和规模干扰的尺度效应：干扰的后果不仅同强度有关，而且还与干扰的范围和规模密切相关，这就是干扰的尺度效应（dimensioneffect）问题。

很小的和局部的干扰有时能产生积极的效果：

超过一定的范围和剂量时（最大无效应浓度），干扰的不利影响就显示出来了，生态系统的自我恢复能力下降，超过一定范围，生态系统将发生不可逆转的变化。

干扰的范围和规模对生物资源而言，主要是强调关注对资源的获取量:收获量<=补充量，产期保持收获收获量>补充量，资源不断减少，最后收获将趋于零。15精选PPT二影响的范围和规模干扰的尺度效应：干扰的后果不仅三

作用速度和干扰频度

干扰的作用速度：干扰产生的快慢问题。越快，影响越大。如空气中SO2对某植物的毒害浓度是20mg/L，那么在2min和2d内达到这种浓度，显然对该植物的影响程度是不同的。干扰的频度：指单位时间内干扰发生的次数，——频度越高，对生物及其环境的影响越大，恢复的难度也越大。四

干扰持续的时间和干扰发生的时刻16精选PPT三作用速度和干扰频度16精选PPT毒垃圾毒倒一个政府！！！！！！17精选PPT毒垃圾毒倒一个政府！！！！！！17精选PPT18精选PPT18精选PPT第三节

生物与受损环境相互关系的综合分析

生物与环境之间的关系十分复杂，在分别研究受损环境个生态因子作用的过程中，应注意以下几个方面的基本原则：1环境因子的综合作用——

在自然条件下，环境是有很多环境因子组合起来的复合体，这些因子之间相互作用，相互促进，相互制约，任何一个因子的变化都会引起其他因子程度不同的发生变化。19精选PPT第三节生物与受损环境相互关系的综合分析生物与环2主导因子dominantfactors——

受损环境中，环境因子的变化是互动的，影响是综合的，但在众多的环境因子中，它们的作用程度是差异的，其中起主导作用的环境因子就是主导因子。

那么怎样来识别主导因子，有两个基本途径：1）从环境因子本身来看，当所有因子在数量和质量相等或接近的时候，其中某一个因子的变化能引起生物全部生态关系发生变化，那么这个能对环境起主导作用的因子就是主导因子。2）从生物效应的角度来看，由于某一环境因子存在与否和数量变化，而使生物的生长发育发生明显变化，这类环境因子就是主导因子20精选PPT2主导因子dominantfactors——受损环境2主导因子dominantfactors抓住主导因子，对生态破坏和环境污染的治理有非常积极的意义，可以根据主导因子的不同采取不同的治理方式。——

如针对污染物进入环境造成的环境污染，可以通过防止污染物进入生态系统来防治；——

如果是土地资源过度利用、过度放牧等生态破坏，可以通过减少人类从生态系统中获取过多的生物和环境资源来防治。

21精选PPT2主导因子dominantfactors抓住主3积累效应（Accumulativeeffects）——

无论是环境污染还是生态破坏，除了个别情况下是突如其来的环境灾难外，更多的环境变化是逐步发展的，一开始并不被人们所察觉或重视，通过初步积累，最后产生不可逆转的后果。如何确定从量变到质变这个转折点？转折点也就是也就是生态系统在保持其基本结构和功能、维持良性运转条件下能够接受污染物的最大量或承受取走的最大量，也就是“环境容量”。积累效应包括两个层面：

一

人类活动对环境因子的改变程度及其效应程度是不断增加的；

二

环境因子的改变范围和效应范围也是不断积累的。简单而言，也就是量的积累和范围的延伸是受损环境及其效应不断发展的两个方面。

一日一钱，千日千钱，绳锯木断，水滴石穿。

22精选PPT3积累效应（Accumulativeeffects）——4放大效应（magnificationeffects）在人类的干扰和影响下，环境变化并不是线性增加的，而是逐步以加速度发展，呈现发达效应

对环境污染而言，放大效应主要体现在：

污染物随食物链的延伸而不断积累；

污染物对生物的影响在个体水平上的毒害效应可能不大，但在群体、群体生态系统层次上产生了很大的影响对生态破坏而言，放大效应主要体现在：

局部的生态破坏产生的后果在全局上表现出来，从而产生更大的危害

关键地区的生态破坏将对很大范围的生态环境产生重大的影响。研究放大效应，提醒人们:一方面注意环境破坏其后果的严峻性另一方面也要求在环境分析中，从源头上抓住问题的关键。

23精选PPT4放大效应（magnificationeffects）5

滞后效应time-laggingeffects人类对生态环境的破坏和环境污染引起的后果并不是伴随着成因的出现立刻表现出来的，而是要经过一定的时间后才充分展示出来。

如：19世纪中期，美国为了开发中西部酿造的大范围生态危机，致使数百万公顷良田被飓风卷入大西洋。

如：我国的湖泊富营养化典型——云南滇池。24精选PPT5滞后效应time-laggingeffects5

滞后效应

time-laggingeffects滞后效应产生的原因：1）积累需要一定的时间；2）多个层次的食物链和食物网传递，以及在这个过程中因果关系的转化也需要一定的时间跨度；3）

生态系统的本身有一定的缓冲能力，这种能力也使环境受损的后果是必须在人类活动一段时间后才能展现出来；4）人类的认识具有一定的局限性，轻微的、局部的不良后果不为人们所重视，只有酿成较大规模的不可逆转的后果时，才能确认所引起的破坏和污染，才会得到人们的重视（从量变——质变）。

25精选PPT5滞后效应time-laggingeffects滞后5

滞后效应time-laggingeffects对滞后效应研究的意义：——可以尽早预警人类干扰可能引起的相关的环境后果，避免大范围的生态环境恶化；——可以从更大的时间尺度和空间范围认识人类干扰的后果，警惕自然的报复，提高与自然和谐共处的能力和技巧。

26精选PPT5滞后效应time-laggingeffects对滞六

适应组合

（adaptivesuites）适应（adaptation）:生物体为了应对受损环境，生物在外部形态特征、内部生理机能、遗传基础等诸多方面将产生一系列的调整，以保证变化环境中的生存和发展。

适应组合：生物是一个统一的整体，适应受损环境时往往涉及多个生理过程的综合调整，乃至形态结构和功能协同发生变化。27精选PPT六适应组合（adaptivesuites）27精选PP第四节受损环境的污染源一化学性污染（一）污染物种类1气溶胶状态污染物和气体状态污染物1）

气溶胶（aerosel）：

分散介质为气体的胶体物质。粒径大小的范围大致在0.005到100微米之间。A总悬浮颗粒(TSP)大气中粒径小于100微米的固体粒子的总称。降尘10-100微米飘尘1-10微米烟0.01-1微米粉尘：固体物质破碎，分级及研磨等机械过程所产生的形状不规则的粒子

（1-200）国际标准化组织(ISO)定义：

粒径小于75微米的固体粒子悬浮体，大于75微米的称为粗尘。28精选PPT第四节受损环境的污染源一化学性污染28精选PPT第四节受损环境的污染源一化学性污染（一）污染物种类1气溶胶状态污染物和气体状态污染物B雾微粒为液体的称为液体气溶胶，即气象学上的雾轻雾：粒径大于40微米浓雾：粒径小于