第二章__生物與受損環(huán)境2

1、第二章第二章 生物與受損環(huán)境生物與受損環(huán)境第一節(jié)第一節(jié) 自然環(huán)境與受損環(huán)境自然環(huán)境與受損環(huán)境第二節(jié)第二節(jié) 受損環(huán)境分析受損環(huán)境分析第三節(jié)第三節(jié) 生物與受損環(huán)境相互關(guān)系的綜合分析生物與受損環(huán)境相互關(guān)系的綜合分析一、自然環(huán)境一、自然環(huán)境 自然環(huán)境自然環(huán)境（natural environment）：在環(huán)境生物學(xué)中，自然在環(huán)境生物學(xué)中，自然環(huán)境往往強(qiáng)調(diào)的是較少受到人類(lèi)的干擾和影響、仍較完整保環(huán)境往往強(qiáng)調(diào)的是較少受到人類(lèi)的干擾和影響、仍較完整保持先天狀況的環(huán)境。持先天狀況的環(huán)境。二、受損環(huán)境二、受損環(huán)境 受損環(huán)境受損環(huán)境（damaged environment）：指在人為或環(huán)境干擾：指在人為或環(huán)境干擾下

2、形成的偏離了自然狀態(tài)的環(huán)境，在該環(huán)境中，環(huán)境要素成分下形成的偏離了自然狀態(tài)的環(huán)境，在該環(huán)境中，環(huán)境要素成分不完整或比例失調(diào)，物質(zhì)循環(huán)難以進(jìn)行，能量流動(dòng)不暢，系統(tǒng)不完整或比例失調(diào)，物質(zhì)循環(huán)難以進(jìn)行，能量流動(dòng)不暢，系統(tǒng)功能顯著降低。功能顯著降低。 脅迫環(huán)境脅迫環(huán)境（stress environment）：在自然條件下各種生態(tài)在自然條件下各種生態(tài)因子也會(huì)發(fā)生變化，而且這種變化有時(shí)也會(huì)超越生物生存的因子也會(huì)發(fā)生變化，而且這種變化有時(shí)也會(huì)超越生物生存的正常環(huán)境，這時(shí)的環(huán)境稱(chēng)之脅迫環(huán)境。正常環(huán)境，這時(shí)的環(huán)境稱(chēng)之脅迫環(huán)境。第一節(jié)第一節(jié) 自然環(huán)境與受損環(huán)境自然環(huán)境與受損環(huán)境q 脅迫環(huán)境與受損環(huán)境的比較：脅迫環(huán)

3、境與受損環(huán)境的比較：（1）成因不同；（）成因不同；（2）環(huán)境）環(huán)境變化的特點(diǎn)不同，即受損環(huán)境與脅迫環(huán)境相比在環(huán)境因子變化的特點(diǎn)不同，即受損環(huán)境與脅迫環(huán)境相比在環(huán)境因子變化的程度、范圍、速度、頻度等方面要大得多。變化的程度、范圍、速度、頻度等方面要大得多。第二節(jié)第二節(jié) 受損環(huán)境的分析受損環(huán)境的分析 環(huán)境因子偏離正常狀態(tài)的程度主要取決于干擾的強(qiáng)度、環(huán)境因子偏離正常狀態(tài)的程度主要取決于干擾的強(qiáng)度、規(guī)模、影響的速度、干擾的頻度、干擾持續(xù)的時(shí)間、干規(guī)模、影響的速度、干擾的頻度、干擾持續(xù)的時(shí)間、干擾發(fā)生的時(shí)刻等。擾發(fā)生的時(shí)刻等。一、一、干擾的強(qiáng)度干擾的強(qiáng)度 1. 1.劑量效應(yīng)曲線劑量效應(yīng)曲線 2. 2.毒

4、理學(xué)參數(shù)毒理學(xué)參數(shù)污染等級(jí)污染等級(jí) 環(huán)境污染等級(jí)的劃分主要根據(jù)環(huán)境中污染物的實(shí)測(cè)濃度與環(huán)境污染等級(jí)的劃分主要根據(jù)環(huán)境中污染物的實(shí)測(cè)濃度與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)比較后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得到的指標(biāo)。采用污染指數(shù)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)比較后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得到的指標(biāo)。采用污染指數(shù)法。法。Pi Pi為單因子污染指數(shù)，為單因子污染指數(shù)，CiCi為污染的實(shí)測(cè)值（預(yù)測(cè)值）；為污染的實(shí)測(cè)值（預(yù)測(cè)值）；CsCs為為標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。 綜合指數(shù)的計(jì)算可以分層次進(jìn)行，先綜合得出大氣環(huán)境綜合指數(shù)的計(jì)算可以分層次進(jìn)行，先綜合得出大氣環(huán)境污染指數(shù)、水體環(huán)境污染指數(shù)、土壤環(huán)境污染指數(shù)等等，然污染指數(shù)、水體環(huán)境污染指數(shù)、土壤環(huán)境污染指數(shù)等等，然后再綜合得出總的環(huán)境

5、污染指數(shù)。后再綜合得出總的環(huán)境污染指數(shù)。 i為第為第i個(gè)環(huán)境要素，個(gè)環(huán)境要素，j為第為第i個(gè)環(huán)境要素中的第個(gè)環(huán)境要素中的第j個(gè)個(gè)環(huán)境因子，環(huán)境因子，n為環(huán)境要素總數(shù)，為環(huán)境要素總數(shù)，m為第為第i個(gè)環(huán)境要個(gè)環(huán)境要素中的環(huán)境因子總數(shù)。素中的環(huán)境因子總數(shù)。 以上得到的環(huán)境污染指數(shù)是等權(quán)重綜合，即各環(huán)境因子的以上得到的環(huán)境污染指數(shù)是等權(quán)重綜合，即各環(huán)境因子的作用是完全相等的。如果各影響因子權(quán)重作用是完全相等的。如果各影響因子權(quán)重（Wij）不同時(shí)，）不同時(shí)，采用的公式：采用的公式：二、二、影響的范圍和規(guī)模影響的范圍和規(guī)模 干擾的后果不僅同強(qiáng)度有關(guān)，而目還與干擾的后果不僅同強(qiáng)度有關(guān)，而目還與干擾的范圍和規(guī)

6、干擾的范圍和規(guī)模模密切相關(guān)。這就是干擾的尺度效應(yīng)問(wèn)題。密切相關(guān)。這就是干擾的尺度效應(yīng)問(wèn)題。 很小的和局部的干擾有時(shí)可能產(chǎn)生積極的后果。很小的和局部的干擾有時(shí)可能產(chǎn)生積極的后果。 如在森林中，局部小范圍的砍伐或森林倒木形成的林窗如在森林中，局部小范圍的砍伐或森林倒木形成的林窗內(nèi)，生物多樣性反而比森林內(nèi)更為豐富，這就是中度干擾導(dǎo)內(nèi)，生物多樣性反而比森林內(nèi)更為豐富，這就是中度干擾導(dǎo)致生物多樣性增加的現(xiàn)象；在小劑量的污染條件下，很多生致生物多樣性增加的現(xiàn)象；在小劑量的污染條件下，很多生物的代謝活力反而加強(qiáng)等。物的代謝活力反而加強(qiáng)等。 干擾的范圍和規(guī)模，對(duì)生物資源而言，主要強(qiáng)調(diào)對(duì)資源的干擾的范圍和規(guī)模，

7、對(duì)生物資源而言，主要強(qiáng)調(diào)對(duì)資源的獲取量。獲取量。 在一個(gè)特定的區(qū)域中，如果收獲量小于或等于自然恢復(fù)更在一個(gè)特定的區(qū)域中，如果收獲量小于或等于自然恢復(fù)更新的補(bǔ)充量（新的補(bǔ)充量（環(huán)境容量環(huán)境容量的一半），則可以長(zhǎng)期保持這種收的一半），則可以長(zhǎng)期保持這種收獲量；如果收獲量大于自然的補(bǔ)充量，資源總量將不斷減獲量；如果收獲量大于自然的補(bǔ)充量，資源總量將不斷減少，最后的收獲量將趨于零。少，最后的收獲量將趨于零。 三、三、作用速度和干擾頻度作用速度和干擾頻度 干擾的后果與干擾的后果與干擾速度和頻度干擾速度和頻度有很大的關(guān)系。速度是指干有很大的關(guān)系。速度是指干擾產(chǎn)生的快慢問(wèn)題，頻度是指單位時(shí)間內(nèi)干擾發(fā)生的次數(shù)

8、。擾產(chǎn)生的快慢問(wèn)題，頻度是指單位時(shí)間內(nèi)干擾發(fā)生的次數(shù)。 干擾的速度越快，對(duì)生物的影響也越大，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響干擾的速度越快，對(duì)生物的影響也越大，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度也越高，產(chǎn)生的后果越難以恢復(fù)。例如，大氣中二氧化程度也越高，產(chǎn)生的后果越難以恢復(fù)。例如，大氣中二氧化硫污染對(duì)某植物的毒害效應(yīng)濃度是硫污染對(duì)某植物的毒害效應(yīng)濃度是20 mg/L20 mg/L，在，在2 min 2 min 內(nèi)就內(nèi)就達(dá)到這個(gè)濃度與在達(dá)到這個(gè)濃度與在2d2d內(nèi)達(dá)到這種濃度，顯然對(duì)該植物的影響內(nèi)達(dá)到這種濃度，顯然對(duì)該植物的影響程度是不同的，對(duì)于前者有可能使植物致死，而對(duì)后者可能程度是不同的，對(duì)于前者有可能使植物致死，而對(duì)后者

9、可能植物的毒害效應(yīng)只是輕微的生理性傷害。植物的毒害效應(yīng)只是輕微的生理性傷害。 干擾的頻度越高，對(duì)生物及其環(huán)境的影響越大，恢復(fù)的難度干擾的頻度越高，對(duì)生物及其環(huán)境的影響越大，恢復(fù)的難度也越大。也越大。四、四、干擾持續(xù)的時(shí)間和干擾發(fā)生的時(shí)刻干擾持續(xù)的時(shí)間和干擾發(fā)生的時(shí)刻 干擾的后果不僅與干擾的強(qiáng)度有關(guān)，而且和干擾持續(xù)的時(shí)干擾的后果不僅與干擾的強(qiáng)度有關(guān)，而且和干擾持續(xù)的時(shí)間有很大的關(guān)系。干擾持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，干擾的影響作用就間有很大的關(guān)系。干擾持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，干擾的影響作用就越大。越大。 干擾的影響還同干擾發(fā)生的時(shí)刻有很大的關(guān)系。干擾的影響還同干擾發(fā)生的時(shí)刻有很大的關(guān)系。生物體在生物體在其生活周期中不同時(shí)

10、候?qū)ν饨绲拿舾行允遣煌?，從而?duì)其生活周期中不同時(shí)候?qū)ν饨绲拿舾行允遣煌?，從而?duì)外來(lái)的干擾效應(yīng)方式和程度產(chǎn)生了差異。外來(lái)的干擾效應(yīng)方式和程度產(chǎn)生了差異。 第三節(jié)第三節(jié) 生物與受損環(huán)境相互關(guān)系的綜合分析生物與受損環(huán)境相互關(guān)系的綜合分析一、一、環(huán)境因子的環(huán)境因子的綜合作用綜合作用 在自然條件下，環(huán)境是由很多環(huán)境因子組合起來(lái)的復(fù)合體，這在自然條件下，環(huán)境是由很多環(huán)境因子組合起來(lái)的復(fù)合體，這此因子之間相互作用，互相促進(jìn)，相互制約，任何一個(gè)因子的此因子之間相互作用，互相促進(jìn)，相互制約，任何一個(gè)因子的變化都會(huì)引起其他因子程度不同地發(fā)生變化變化都會(huì)引起其他因子程度不同地發(fā)生變化 。 任何一個(gè)因子的人為改變

11、都將可能引起其他環(huán)境因子的改變?nèi)魏我粋€(gè)因子的人為改變都將可能引起其他環(huán)境因子的改變，而在任何一個(gè)受損環(huán)境中，多個(gè)甚至是所有環(huán)境因子程度不同而在任何一個(gè)受損環(huán)境中，多個(gè)甚至是所有環(huán)境因子程度不同都發(fā)生了變化。都發(fā)生了變化。 受損環(huán)境中，不僅環(huán)境因子之間的作用是綜合的，而且受受損環(huán)境中，不僅環(huán)境因子之間的作用是綜合的，而且受損環(huán)境對(duì)生物的影響也是綜合的。損環(huán)境對(duì)生物的影響也是綜合的。 以污染環(huán)境為例，污染物一方面本身將導(dǎo)致多個(gè)環(huán)境以污染環(huán)境為例，污染物一方面本身將導(dǎo)致多個(gè)環(huán)境因子的改變，這些改變的因子將對(duì)生物產(chǎn)生影響；另一方因子的改變，這些改變的因子將對(duì)生物產(chǎn)生影響；另一方面，污染物也直接對(duì)生物產(chǎn)

12、生影響。污染對(duì)生物的影響是面，污染物也直接對(duì)生物產(chǎn)生影響。污染對(duì)生物的影響是這兩種作用的綜合結(jié)果。這兩種作用的綜合結(jié)果。 生物的適應(yīng)也必須面對(duì)這兩種不同的成因進(jìn)行雙重適應(yīng)，生物的適應(yīng)也必須面對(duì)這兩種不同的成因進(jìn)行雙重適應(yīng)，一方面適應(yīng)污染引起的正常的生態(tài)因子帶來(lái)的變化，另一一方面適應(yīng)污染引起的正常的生態(tài)因子帶來(lái)的變化，另一方面要適應(yīng)污染物直接對(duì)它產(chǎn)生的影響。方面要適應(yīng)污染物直接對(duì)它產(chǎn)生的影響。 二、二、主導(dǎo)主導(dǎo)因子因子 受損環(huán)境中，環(huán)境因子的變化是互動(dòng)的，影響是綜合的，受損環(huán)境中，環(huán)境因子的變化是互動(dòng)的，影響是綜合的，但在眾多的環(huán)境因子中，它們的作用程度是差異的，其中起主但在眾多的環(huán)境因子中，它

13、們的作用程度是差異的，其中起主導(dǎo)作用的環(huán)境因子稱(chēng)為導(dǎo)作用的環(huán)境因子稱(chēng)為主導(dǎo)因子。主導(dǎo)因子。 抓住主導(dǎo)因子進(jìn)行分析是環(huán)境生物學(xué)的一個(gè)重要原則。抓住主導(dǎo)因子進(jìn)行分析是環(huán)境生物學(xué)的一個(gè)重要原則。 判識(shí)主導(dǎo)因子有兩個(gè)基本途徑：判識(shí)主導(dǎo)因子有兩個(gè)基本途徑： 一是從環(huán)境因子本身來(lái)看，當(dāng)所有因子在數(shù)量和質(zhì)量相等一是從環(huán)境因子本身來(lái)看，當(dāng)所有因子在數(shù)量和質(zhì)量相等或相近或相近l l時(shí)，其中某一個(gè)因子的變化能引起生物個(gè)部生態(tài)時(shí)，其中某一個(gè)因子的變化能引起生物個(gè)部生態(tài)關(guān)系發(fā)生變化，這個(gè)能對(duì)環(huán)境起主導(dǎo)作用的因子就是主導(dǎo)關(guān)系發(fā)生變化，這個(gè)能對(duì)環(huán)境起主導(dǎo)作用的因子就是主導(dǎo)因子。因子。 二是從生物效應(yīng)的角度來(lái)看，由于某一環(huán)

14、境因子存在與否二是從生物效應(yīng)的角度來(lái)看，由于某一環(huán)境因子存在與否和數(shù)量變化，而使生物的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生明顯變化，這類(lèi)環(huán)和數(shù)量變化，而使生物的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生明顯變化，這類(lèi)環(huán)境因子就是主導(dǎo)因子。境因子就是主導(dǎo)因子。 三、三、積累積累效應(yīng)效應(yīng) 積累效應(yīng)包括兩個(gè)層面：一是人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境因子的積累效應(yīng)包括兩個(gè)層面：一是人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境因子的改變程度及其效應(yīng)程度是不斷積累的，二是環(huán)境因子的改改變程度及其效應(yīng)程度是不斷積累的，二是環(huán)境因子的改變范圍和效應(yīng)范圍也是不斷積累的。前者主要側(cè)變范圍和效應(yīng)范圍也是不斷積累的。前者主要側(cè)重重于環(huán)境于環(huán)境污染，后者主要側(cè)重于生態(tài)破壞。量的積累和范圍的延伸污染，后者主要側(cè)重于生態(tài)破

15、壞。量的積累和范圍的延伸是受損環(huán)境及其效應(yīng)不斷發(fā)展的兩個(gè)方面。是受損環(huán)境及其效應(yīng)不斷發(fā)展的兩個(gè)方面。 四、四、放大放大效應(yīng)效應(yīng) 在人類(lèi)的干擾和影響下，環(huán)境變化并不是線性增加在人類(lèi)的干擾和影響下，環(huán)境變化并不是線性增加的，而是逐步以加速度發(fā)展，呈現(xiàn)放大效應(yīng)。的，而是逐步以加速度發(fā)展，呈現(xiàn)放大效應(yīng)。 對(duì)于環(huán)境污染而言，放大效應(yīng)主要表現(xiàn)在：對(duì)于環(huán)境污染而言，放大效應(yīng)主要表現(xiàn)在： 污染物隨污染物隨著食物鏈的延伸而不斷積累，呈現(xiàn)放大效應(yīng)。著食物鏈的延伸而不斷積累，呈現(xiàn)放大效應(yīng)。 污染物污染物對(duì)生物的影響在個(gè)體水平上的毒害效應(yīng)可能不大，但在種對(duì)生物的影響在個(gè)體水平上的毒害效應(yīng)可能不大，但在種群、群落乃至生

16、態(tài)系統(tǒng)層次上產(chǎn)生很大的影響。群、群落乃至生態(tài)系統(tǒng)層次上產(chǎn)生很大的影響。 對(duì)生態(tài)破壞而言，這種放大效應(yīng)主要表現(xiàn)在：對(duì)生態(tài)破壞而言，這種放大效應(yīng)主要表現(xiàn)在： 局部的局部的生態(tài)破壞產(chǎn)生的后果在全局上表現(xiàn)出來(lái)，從而產(chǎn)生更大的生態(tài)破壞產(chǎn)生的后果在全局上表現(xiàn)出來(lái)，從而產(chǎn)生更大的危害；危害； 關(guān)鍵地區(qū)的生態(tài)破壞將對(duì)很大范圍的生態(tài)環(huán)境關(guān)鍵地區(qū)的生態(tài)破壞將對(duì)很大范圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大的影響。產(chǎn)生重大的影響。 人類(lèi)活動(dòng)引起的環(huán)境受損以及生物對(duì)受損環(huán)境的效應(yīng)具有人類(lèi)活動(dòng)引起的環(huán)境受損以及生物對(duì)受損環(huán)境的效應(yīng)具有的放大效應(yīng)，是由環(huán)境和生物的特點(diǎn)及其關(guān)系屬性所決定的放大效應(yīng)，是由環(huán)境和生物的特點(diǎn)及其關(guān)系屬性所決定的。的

17、。 五、五、滯后滯后效應(yīng)效應(yīng) 人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和環(huán)境的污染引起的后果并不人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和環(huán)境的污染引起的后果并不是伴隨著成因的出現(xiàn)立刻表現(xiàn)出來(lái)的，而是要經(jīng)過(guò)一定的是伴隨著成因的出現(xiàn)立刻表現(xiàn)出來(lái)的，而是要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才充分展示出來(lái)，這就是滯后效應(yīng)時(shí)間后才充分展示出來(lái)，這就是滯后效應(yīng) 。 環(huán)境污染和生態(tài)破壞的后果往往具有很強(qiáng)的滯后效應(yīng)，而環(huán)境污染和生態(tài)破壞的后果往往具有很強(qiáng)的滯后效應(yīng)，而且這種效應(yīng)普遍存在。且這種效應(yīng)普遍存在。 滯后效應(yīng)的出現(xiàn)，是由生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)過(guò)程所決定的。滯后效應(yīng)的出現(xiàn)，是由生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)過(guò)程所決定的。 六、六、適應(yīng)組合適應(yīng)組合 為了應(yīng)對(duì)受損環(huán)境，生物在外部形態(tài)特

18、征、內(nèi)部生理技能、為了應(yīng)對(duì)受損環(huán)境，生物在外部形態(tài)特征、內(nèi)部生理技能、遺傳基礎(chǔ)等諸多方面都將產(chǎn)生一系列的調(diào)整，以保證在變遺傳基礎(chǔ)等諸多方面都將產(chǎn)生一系列的調(diào)整，以保證在變化環(huán)境中的生存和發(fā)展，這就是適應(yīng)?；h(huán)境中的生存和發(fā)展，這就是適應(yīng)。 生物是一個(gè)統(tǒng)一的整體，適應(yīng)受損環(huán)境時(shí)往往涉及多個(gè)生生物是一個(gè)統(tǒng)一的整體，適應(yīng)受損環(huán)境時(shí)往往涉及多個(gè)生理過(guò)程的綜合調(diào)整、乃至形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能協(xié)同發(fā)生變化，理過(guò)程的綜合調(diào)整、乃至形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能協(xié)同發(fā)生變化，這就是適應(yīng)組合。這就是適應(yīng)組合。 在污染環(huán)境中，生物的應(yīng)對(duì)策略有兩個(gè)方面在污染環(huán)境中，生物的應(yīng)對(duì)策略有兩個(gè)方面 (1)(1)平衡資源平衡資源獲取和減少污染機(jī)會(huì)的矛盾獲取和減少污染機(jī)會(huì)的矛盾