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1、生物与受损环境1第1页，共19页，编辑于2022年，星期一一、自然环境一、自然环境二、受损环境二、受损环境 受损环境：受损环境：指在人为或环境干扰下形成的偏离了指在人为或环境干扰下形成的偏离了自然状态的环境，在该环境中，环境要素成分不完整自然状态的环境，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。统功能显著降低。生物在自然条件下各种生态因子发生变化，而且生物在自然条件下各种生态因子发生变化，而且这种变化有时也会超越生物生存的正常环境，形成生这种变化有时也会超越生物生存的正常环境，形成生物生存的物生存的
2、胁迫环境。胁迫环境。第一节第一节 自然环境与受损环境自然环境与受损环境2第2页，共19页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 受损环境的分析受损环境的分析 环境因子偏离正常状态的程度主要取决于干扰的强度、环境因子偏离正常状态的程度主要取决于干扰的强度、规模、影响的速度、干扰的频度、干扰持续的时间、干扰规模、影响的速度、干扰的频度、干扰持续的时间、干扰发生的时刻等。发生的时刻等。一、干扰的强度一、干扰的强度 1.1.剂量效应曲线剂量效应曲线 2.2.毒理学参数毒理学参数3第3页，共19页，编辑于2022年，星期一污染等级污染等级 环境污染等级的划分主要根据环境中污染物的实测浓环境污染等级的划分
3、主要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。采用度与环境标准比较后进行综合评价得到的指标。采用污染指数法。污染指数法。Pi Pi为单因子污染指数，为单因子污染指数，CiCi为污染的实测值（预测值）；为污染的实测值（预测值）；CsCs为标准值。为标准值。4第4页，共19页，编辑于2022年，星期一 综合指数的计算可以分层次进行，先综合得出大综合指数的计算可以分层次进行，先综合得出大气环境污染指数、水体环境污染指数、土壤环境污染气环境污染指数、水体环境污染指数、土壤环境污染指数等等，然后再综合得出总的环境污染指数。指数等等，然后再综合得出总的环境污染指数。i为第为第i个环
4、境要素，个环境要素，j为第为第i个环境要素中的第个环境要素中的第j个环境因子，个环境因子，n为环境要素总数，为环境要素总数，m为第为第i个环境要素中的环境因子总数。个环境要素中的环境因子总数。5第5页，共19页，编辑于2022年，星期一p以上得到的环境污染指数是等权重综合，即各环境因以上得到的环境污染指数是等权重综合，即各环境因子的作用是完全相等的。如果各影响因子权重子的作用是完全相等的。如果各影响因子权重（Wij）不同时，采用的公式：不同时，采用的公式：6第6页，共19页，编辑于2022年，星期一二、影响的范围和规模二、影响的范围和规模 干扰的后果不仅同强度有关，而目还与干扰的范干扰的后果不
5、仅同强度有关，而目还与干扰的范围和规模密切相关。这就是干扰的尺度效应问题。围和规模密切相关。这就是干扰的尺度效应问题。p很小的和局部的干扰有时可能产生积极的后果。很小的和局部的干扰有时可能产生积极的后果。如在森林中，局部小范围的砍伐或森林倒木形成如在森林中，局部小范围的砍伐或森林倒木形成的林窗内，生物多样性反而比森林内更为丰富，这就的林窗内，生物多样性反而比森林内更为丰富，这就是中度干扰导致生物多样性增加的现象；在小剂量的是中度干扰导致生物多样性增加的现象；在小剂量的污染条件下，很多生物的代谢活力反而加强等。污染条件下，很多生物的代谢活力反而加强等。7第7页，共19页，编辑于2022年，星期一
6、p干扰的范围和规模，对生物资源而言，主要强调对资干扰的范围和规模，对生物资源而言，主要强调对资源的获取量。源的获取量。在一个特定的区域中，如果收获量小于或等于自然在一个特定的区域中，如果收获量小于或等于自然恢复更新的补充量（环境容量的一半），则可以长期恢复更新的补充量（环境容量的一半），则可以长期保持这种收获量；如果收获量大于自然的补充量，资保持这种收获量；如果收获量大于自然的补充量，资源总量将不断减少，最后的收获量将趋于零。源总量将不断减少，最后的收获量将趋于零。8第8页，共19页，编辑于2022年，星期一三、作用速度和干扰频度三、作用速度和干扰频度 干扰的后果与干扰速度和频度有很大的关系。
7、速度是指干扰产生的快干扰的后果与干扰速度和频度有很大的关系。速度是指干扰产生的快慢问题，频度是指单位时间内干扰发生的次数。慢问题，频度是指单位时间内干扰发生的次数。p干扰的速度越快，对生物的影响也越大，对生态环境的影响程度也越干扰的速度越快，对生物的影响也越大，对生态环境的影响程度也越高，产生的后果越难以恢复。例如，大气中二氧化硫污染对某植物的高，产生的后果越难以恢复。例如，大气中二氧化硫污染对某植物的毒害效应浓度是毒害效应浓度是20 mg/L20 mg/L，在，在2 min 2 min 内就达到这个浓度与在内就达到这个浓度与在2d2d内达到这种内达到这种浓度，显然对该植物的影响程度是不同的，
8、对于前者有可能使植物致浓度，显然对该植物的影响程度是不同的，对于前者有可能使植物致死，而对后者可能植物的毒害效应只是轻微的生理性伤害。死，而对后者可能植物的毒害效应只是轻微的生理性伤害。p干扰的频度越高，对生物及其环境的影响越大，恢复的难度也越大。干扰的频度越高，对生物及其环境的影响越大，恢复的难度也越大。9第9页，共19页，编辑于2022年，星期一四、干扰持续的时间和干扰发生的时刻四、干扰持续的时间和干扰发生的时刻 p干扰的后果不仅与干扰的强度有关，而且和干扰持续干扰的后果不仅与干扰的强度有关，而且和干扰持续的时间有很大的关系。干扰持续时间越长，干扰的影的时间有很大的关系。干扰持续时间越长，
9、干扰的影响作用就越大。响作用就越大。p干扰的影响还同干扰发生的时刻有很大的关系。生物干扰的影响还同干扰发生的时刻有很大的关系。生物体在其生活周期中不同时候对外界的敏感性是不同的，体在其生活周期中不同时候对外界的敏感性是不同的，从而对外来的干扰效应方式和程度产生了差异。从而对外来的干扰效应方式和程度产生了差异。10第10页，共19页，编辑于2022年，星期一 第三节 生物与受损环境相互关系的综合分析一、一、环境因子的综合作用环境因子的综合作用p在自然条件下，环境是由很多环境因子组合起来的复在自然条件下，环境是由很多环境因子组合起来的复合体，这此因子之间相互作用，互相促进，相互制约，合体，这此因子
10、之间相互作用，互相促进，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地发任何一个因子的变化都会引起其他因子程度不同地发生变化生变化 。p任何一个因子的人为改变都将可能引起其他环境因子任何一个因子的人为改变都将可能引起其他环境因子的改变，而在任何一个受损环境中，多个甚至是所有的改变，而在任何一个受损环境中，多个甚至是所有环境因子程度不同都发生了变化。环境因子程度不同都发生了变化。11第11页，共19页，编辑于2022年，星期一p受损环境中，不仅环境因子之间的作用是综合的，而受损环境中，不仅环境因子之间的作用是综合的，而且受损环境对生物的影响也是综合的。且受损环境对生物的影响也是综合的。以
11、污染环境为例，污染物一方面本身将导致多个环以污染环境为例，污染物一方面本身将导致多个环境因子的改变，这些改变的因子将对生物产生影响；境因子的改变，这些改变的因子将对生物产生影响；另一方面，污染物也直接对生物产生影响。污染对生另一方面，污染物也直接对生物产生影响。污染对生物的影响是这两种作用的综合结果。物的影响是这两种作用的综合结果。p生物的适应也必须面对这两种不同的成因进行双重适生物的适应也必须面对这两种不同的成因进行双重适应，一方面适应污染引起的正常的生态因子带来的变应，一方面适应污染引起的正常的生态因子带来的变化，另一方面要适应污染物直接对它产生的影响。化，另一方面要适应污染物直接对它产生
12、的影响。12第12页，共19页，编辑于2022年，星期一二、主导因子二、主导因子 受损环境中，环境因子的变化是互动的，影响是综受损环境中，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称为的，其中起主导作用的环境因子称为主导因子。主导因子。p抓住主导因子进行分析是环境生物学的一个重要原则。抓住主导因子进行分析是环境生物学的一个重要原则。13第13页，共19页，编辑于2022年，星期一p判识主导因子有两个基本途径：判识主导因子有两个基本途径：一是从环境因子本身来看，当所有因子在数量和一是
13、从环境因子本身来看，当所有因子在数量和质量相等或相近质量相等或相近l l时，其中某一个因子的变化能引起生时，其中某一个因子的变化能引起生物个部生态关系发生变化，这个能对环境起主导作用物个部生态关系发生变化，这个能对环境起主导作用的因子就是主导因子。的因子就是主导因子。二是从生物效应的角度来看，由于某一环境因子二是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。变化，这类环境因子就是主导因子。14第14页，共19页，编辑于2022年，星期一三、积累效应三、积累效应 积累效应包括两个层
14、面：一是人类活动对环境因积累效应包括两个层面：一是人类活动对环境因子的改变程度及其效应程度是不断积累的，二是环境子的改变程度及其效应程度是不断积累的，二是环境因子的改变范围和效应范围也是不断积累的。前者主因子的改变范围和效应范围也是不断积累的。前者主要侧垂于环境污染，后者主要侧重于生态破坏。量的要侧垂于环境污染，后者主要侧重于生态破坏。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。个方面。15第15页，共19页，编辑于2022年，星期一四、放大效应四、放大效应 在人类的干扰和影响下，环境变化并不是线性增在人类的干扰和影响下，环境变化并不
15、是线性增加的，而是逐步以加速度发展，呈现放大效应。加的，而是逐步以加速度发展，呈现放大效应。p对于环境污染而言，放大效应主要表现在：对于环境污染而言，放大效应主要表现在：污染物污染物随着食物链的延伸而不断积累，呈现放大效应。随着食物链的延伸而不断积累，呈现放大效应。污污染物对生物的影响在个体水平上的毒害效应可能不大，染物对生物的影响在个体水平上的毒害效应可能不大，但在种群、群落乃至生态系统层次上产生很大的影响。但在种群、群落乃至生态系统层次上产生很大的影响。16第16页，共19页，编辑于2022年，星期一p对生态破坏而言，这种放大效应主要表现在：对生态破坏而言，这种放大效应主要表现在：局部局部
16、的生态破坏产生的后果在全局上表现出来，从而产生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；更大的危害；关键地区的生态破坏将对很大范围的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。生态环境产生重大的影响。p人类活动引起的环境受损以及生物对受损环境的效应人类活动引起的环境受损以及生物对受损环境的效应具有的放大效应，是由环境和生物的特点及其关系属具有的放大效应，是由环境和生物的特点及其关系属性所决定的。性所决定的。17第17页，共19页，编辑于2022年，星期一五、滞后效应五、滞后效应 人类对生态环境的破坏和环境的污染引起的后果并人类对生态环境的破坏和环境的污染引起的后果并
17、不是伴随着成因的出现立刻表现出来的，而是要经过一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，这就是滞后效应定的时间后才充分展示出来，这就是滞后效应 。p环境污染和生态破坏的后果往往具有很强的滞后效应，环境污染和生态破坏的后果往往具有很强的滞后效应，而且这种效应普遍存在。而且这种效应普遍存在。p滞后效应的出现，是由生态系统的反应过程所决定的。滞后效应的出现，是由生态系统的反应过程所决定的。18第18页，共19页，编辑于2022年，星期一六、适应组合六、适应组合p为了应对受损环境，生物在外部形态特征、内部生理为了应对受损环境，生物在外部形态特征、内部生理技能、遗传基础
18、等诸多方面都将产生一系列的调整，技能、遗传基础等诸多方面都将产生一系列的调整，以保证在变化环境中的生存和发展，这就是适应。以保证在变化环境中的生存和发展，这就是适应。p生物是一个统一的整体，适应受损环境时往往涉及多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，这就是适应组合。生变化，这就是适应组合。p在污染环境中，生物的应对策略有两个方面在污染环境中，生物的应对策略有两个方面 (1)(1)平衡平衡资源获取和减少污染机会的矛盾资源获取和减少污染机会的矛盾 。(2)(2)平衡资源的分平衡资源的分配。配。19第19页，共19页，编辑于2022年，星期一