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

2、形成的偏離了自然狀態的環境，在該環境中，環境要素成分下形成的偏離了自然狀態的環境，在該環境中，環境要素成分不完整或比例失調，物質循環難以進行，能量流動不暢，系統不完整或比例失調，物質循環難以進行，能量流動不暢，系統功能顯著降低。功能顯著降低。 脅迫環境脅迫環境（stress environment）：在自然條件下各種生態在自然條件下各種生態因子也會發生變化，而且這種變化有時也會超越生物生存的因子也會發生變化，而且這種變化有時也會超越生物生存的正常環境，這時的環境稱之脅迫環境。正常環境，這時的環境稱之脅迫環境。第一節第一節 自然環境與受損環境自然環境與受損環境q 脅迫環境與受損環境的比較：脅迫環

3、境與受損環境的比較：（1）成因不同；（）成因不同；（2）環境）環境變化的特點不同，即受損環境與脅迫環境相比在環境因子變化的特點不同，即受損環境與脅迫環境相比在環境因子變化的程度、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。第二節第二節 受損環境的分析受損環境的分析 環境因子偏離正常狀態的程度主要取決于干擾的強度、環境因子偏離正常狀態的程度主要取決于干擾的強度、規模、影響的速度、干擾的頻度、干擾持續的時間、干規模、影響的速度、干擾的頻度、干擾持續的時間、干擾發生的時刻等。擾發生的時刻等。一、一、干擾的強度干擾的強度 1. 1.劑量效應曲線劑量效應曲線 2. 2.毒

4、理學參數毒理學參數污染等級污染等級 環境污染等級的劃分主要根據環境中污染物的實測濃度與環境污染等級的劃分主要根據環境中污染物的實測濃度與環境標準比較后進行綜合評價得到的指標。采用污染指數環境標準比較后進行綜合評價得到的指標。采用污染指數法。法。Pi Pi為單因子污染指數，為單因子污染指數，CiCi為污染的實測值（預測值）；為污染的實測值（預測值）；CsCs為為標準值。標準值。 綜合指數的計算可以分層次進行，先綜合得出大氣環境綜合指數的計算可以分層次進行，先綜合得出大氣環境污染指數、水體環境污染指數、土壤環境污染指數等等，然污染指數、水體環境污染指數、土壤環境污染指數等等，然后再綜合得出總的環境

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

6、干擾的范圍和規模模密切相關。這就是干擾的尺度效應問題。密切相關。這就是干擾的尺度效應問題。 很小的和局部的干擾有時可能產生積極的后果。很小的和局部的干擾有時可能產生積極的后果。 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，生物多樣性反而比森林內更為豐富，這就是中度干擾導內，生物多樣性反而比森林內更為豐富，這就是中度干擾導致生物多樣性增加的現象；在小劑量的污染條件下，很多生致生物多樣性增加的現象；在小劑量的污染條件下，很多生物的代謝活力反而加強等。物的代謝活力反而加強等。 干擾的范圍和規模，對生物資源而言，主要強調對資源的干擾的范圍和規模，

7、對生物資源而言，主要強調對資源的獲取量。獲取量。 在一個特定的區域中，如果收獲量小于或等于自然恢復更在一個特定的區域中，如果收獲量小于或等于自然恢復更新的補充量（新的補充量（環境容量環境容量的一半），則可以長期保持這種收的一半），則可以長期保持這種收獲量；如果收獲量大于自然的補充量，資源總量將不斷減獲量；如果收獲量大于自然的補充量，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系。速度是指干有很大的關系。速度是指干擾產生的快慢問題，頻度是指單位時間內干擾發生的次數

8、。擾產生的快慢問題，頻度是指單位時間內干擾發生的次數。 干擾的速度越快，對生物的影響也越大，對生態環境的影響干擾的速度越快，對生物的影響也越大，對生態環境的影響程度也越高，產生的后果越難以恢復。例如，大氣中二氧化程度也越高，產生的后果越難以恢復。例如，大氣中二氧化硫污染對某植物的毒害效應濃度是硫污染對某植物的毒害效應濃度是20 mg/L20 mg/L，在，在2 min 2 min 內就內就達到這個濃度與在達到這個濃度與在2d2d內達到這種濃度，顯然對該植物的影響內達到這種濃度，顯然對該植物的影響程度是不同的，對于前者有可能使植物致死，而對后者可能程度是不同的，對于前者有可能使植物致死，而對后者

9、可能植物的毒害效應只是輕微的生理性傷害。植物的毒害效應只是輕微的生理性傷害。 干擾的頻度越高，對生物及其環境的影響越大，恢復的難度干擾的頻度越高，對生物及其環境的影響越大，恢復的難度也越大。也越大。四、四、干擾持續的時間和干擾發生的時刻干擾持續的時間和干擾發生的時刻 干擾的后果不僅與干擾的強度有關，而且和干擾持續的時干擾的后果不僅與干擾的強度有關，而且和干擾持續的時間有很大的關系。干擾持續時間越長，干擾的影響作用就間有很大的關系。干擾持續時間越長，干擾的影響作用就越大。越大。 干擾的影響還同干擾發生的時刻有很大的關系。干擾的影響還同干擾發生的時刻有很大的關系。生物體在生物體在其生活周期中不同時

10、候對外界的敏感性是不同的，從而對其生活周期中不同時候對外界的敏感性是不同的，從而對外來的干擾效應方式和程度產生了差異。外來的干擾效應方式和程度產生了差異。 第三節第三節 生物與受損環境相互關系的綜合分析生物與受損環境相互關系的綜合分析一、一、環境因子的環境因子的綜合作用綜合作用 在自然條件下，環境是由很多環境因子組合起來的復合體，這在自然條件下，環境是由很多環境因子組合起來的復合體，這此因子之間相互作用，互相促進，相互制約，任何一個因子的此因子之間相互作用，互相促進，相互制約，任何一個因子的變化都會引起其他因子程度不同地發生變化變化都會引起其他因子程度不同地發生變化 。 任何一個因子的人為改變

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

12、生影響。污染對生物的影響是面，污染物也直接對生物產生影響。污染對生物的影響是這兩種作用的綜合結果。這兩種作用的綜合結果。 生物的適應也必須面對這兩種不同的成因進行雙重適應，生物的適應也必須面對這兩種不同的成因進行雙重適應，一方面適應污染引起的正常的生態因子帶來的變化，另一一方面適應污染引起的正常的生態因子帶來的變化，另一方面要適應污染物直接對它產生的影響。方面要適應污染物直接對它產生的影響。 二、二、主導主導因子因子 受損環境中，環境因子的變化是互動的，影響是綜合的，受損環境中，環境因子的變化是互動的，影響是綜合的，但在眾多的環境因子中，它們的作用程度是差異的，其中起主但在眾多的環境因子中，它

13、們的作用程度是差異的，其中起主導作用的環境因子稱為導作用的環境因子稱為主導因子。主導因子。 抓住主導因子進行分析是環境生物學的一個重要原則。抓住主導因子進行分析是環境生物學的一個重要原則。 判識主導因子有兩個基本途徑：判識主導因子有兩個基本途徑： 一是從環境因子本身來看，當所有因子在數量和質量相等一是從環境因子本身來看，當所有因子在數量和質量相等或相近或相近l l時，其中某一個因子的變化能引起生物個部生態時，其中某一個因子的變化能引起生物個部生態關系發生變化，這個能對環境起主導作用的因子就是主導關系發生變化，這個能對環境起主導作用的因子就是主導因子。因子。 二是從生物效應的角度來看，由于某一環

14、境因子存在與否二是從生物效應的角度來看，由于某一環境因子存在與否和數量變化，而使生物的生長發育發生明顯變化，這類環和數量變化，而使生物的生長發育發生明顯變化，這類環境因子就是主導因子。境因子就是主導因子。 三、三、積累積累效應效應 積累效應包括兩個層面：一是人類活動對環境因子的積累效應包括兩個層面：一是人類活動對環境因子的改變程度及其效應程度是不斷積累的，二是環境因子的改改變程度及其效應程度是不斷積累的，二是環境因子的改變范圍和效應范圍也是不斷積累的。前者主要側變范圍和效應范圍也是不斷積累的。前者主要側重重于環境于環境污染，后者主要側重于生態破壞。量的積累和范圍的延伸污染，后者主要側重于生態破

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

16、態系統層次上產生很大的影響。群、群落乃至生態系統層次上產生很大的影響。 對生態破壞而言，這種放大效應主要表現在：對生態破壞而言，這種放大效應主要表現在： 局部的局部的生態破壞產生的后果在全局上表現出來，從而產生更大的生態破壞產生的后果在全局上表現出來，從而產生更大的危害；危害； 關鍵地區的生態破壞將對很大范圍的生態環境關鍵地區的生態破壞將對很大范圍的生態環境產生重大的影響。產生重大的影響。 人類活動引起的環境受損以及生物對受損環境的效應具有人類活動引起的環境受損以及生物對受損環境的效應具有的放大效應，是由環境和生物的特點及其關系屬性所決定的放大效應，是由環境和生物的特點及其關系屬性所決定的。的

17、。 五、五、滯后滯后效應效應 人類對生態環境的破壞和環境的污染引起的后果并不人類對生態環境的破壞和環境的污染引起的后果并不是伴隨著成因的出現立刻表現出來的，而是要經過一定的是伴隨著成因的出現立刻表現出來的，而是要經過一定的時間后才充分展示出來，這就是滯后效應時間后才充分展示出來，這就是滯后效應 。 環境污染和生態破壞的后果往往具有很強的滯后效應，而環境污染和生態破壞的后果往往具有很強的滯后效應，而且這種效應普遍存在。且這種效應普遍存在。 滯后效應的出現，是由生態系統的反應過程所決定的。滯后效應的出現，是由生態系統的反應過程所決定的。 六、六、適應組合適應組合 為了應對受損環境，生物在外部形態特

18、征、內部生理技能、為了應對受損環境，生物在外部形態特征、內部生理技能、遺傳基礎等諸多方面都將產生一系列的調整，以保證在變遺傳基礎等諸多方面都將產生一系列的調整，以保證在變化環境中的生存和發展，這就是適應。化環境中的生存和發展，這就是適應。 生物是一個統一的整體，適應受損環境時往往涉及多個生生物是一個統一的整體，適應受損環境時往往涉及多個生理過程的綜合調整、乃至形態結構和功能協同發生變化，理過程的綜合調整、乃至形態結構和功能協同發生變化，這就是適應組合。這就是適應組合。 在污染環境中，生物的應對策略有兩個方面在污染環境中，生物的應對策略有兩個方面 (1)(1)平衡資源平衡資源獲取和減少污染機會的矛盾獲取和減少污染機會的矛盾