(生态学)应用生态学

大学生态学课件

第四篇

应用生态学

主讲：李启森博士 手机：15820585763(655763) QQ:214481038 E-mail: liqisen518@

注意：结课论文考核分两批次安排在第17、18周课堂进行， 题目在本章第60页的第3题和第6题，任选一个；以1-3人组合 为单位，在第17周周一(1月7日晚18:00前，提交结课论文的 电子版word和ppt,同时结课论文的交纸质打印或手写版(周 二上课提交),过时将视为自动放弃结课成绩(占30%)。

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第5 章§1 环境污染及其监测

应用生态学

§2 生物资源管理§3 生态环境规划与管理

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§1

环境污染及其监测 环境污染

环境监测和风险评价

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环境污染

环境污染(environmental pollution)是指人类 活动使环境要素或其状态发生了变化，从而使环 境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统的稳定性以 及人类的正常生活条件的现象。常见的环境污染 有： 空气污染(air pollution) 酸雨(acid rain) 水污染(water pollution) 土壤污染

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空气污染(air pollution)空气污染是由人类活动直接或间接引起天然与合成 有害物质向大气的排放。污染物直接排放到大气中 称初级污染物，在太阳电磁辐射的影响下，在空气 中由其他污染物制造出来，称次级污染物。主要的 空气污染物有：二氧化硫、固体颗粒、二氧化氮、 碳氢化合物、一氧化碳、臭氧、硫化氢、氟化物、 一氧化氮、铅、汞。 空气污染物对人及整个自然界有重要的影响。造成 环境不舒适，腐蚀雕塑，破坏公共设施；防碍人类 和其他生物的健康，同时改变气候以及土壤、湖泊 和河流的化学性质。

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酸雨(acid rain)酸雨( acid rain )和酸沉降(acid deposition): 酸 雨(1972,英国化学家R. A. Smith提出)是指 雨水中含有一定数量本性物质(硫酸、硝酸、盐酸 等)的自然降水现象。大气中形成酸的物质以雨、 雪、雹和雾等形式从空气中沉降下来，其pH值一 般都小于5.6,这种现象称酸沉降。 酸沉降对动物、植物以及森林有明显的损害；改 变了土壤和湖泊的pH值，同时本酸化会导致有毒 金属(汞和铝等)从土壤和沉积物中释放出来。

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水污染(water pollution)水污染是指由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水 体及其底泥的物理、化学性质或生物化学性质发生了变化， 从而防碍了对水体的利用，这种现象称水污染。 水体污染物可分为生物体、可溶性化学物质、不溶性化学 物质和热四类。 水污染危害： 有毒物对生物的直接毒害，不溶性固体降低水的质量； 水中有害生物导致水传播疾病的流行； 水中有机质引起水体的富营养化 ，引起水体生物耗氧 (BOD)和化学耗氧量(COD)增加； 水中有毒物质如

重多属和多氯联苯等在食物链上的生物放 大作用，使生物体的酶活性受影响； 工业余热通过多种途径影响水生生物。

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富营养化(eutrophication)富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的 氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等 缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖， 水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物 大量死亡的现象。水体出现富营养化情况下，浮 游藻类大量繁殖，形成水华，因占优势的浮游藻 类的颜色不同，水面出现各种颜色，这种现象在 海洋中叫赤潮。 多数学者认为氮和磷等营养物质浓度的升高是藻 类大量繁殖的原因，由于磷通常是水生生物生长 的限制性营养物，因此是引起水体富营养化的主 要物质。

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土壤污染土壤污染是指人类活动所产生的物质通过多种途径 进入土壤，其数量特征和速度超过了土壤容纳的能 力和土壤净化速度的现象。 常见的土壤污染物有：物理类、化学类、生物类等， 其中以化学类最为普遍、严重和复杂。常见的化学 污染物有：无机污染物包括：重金属、放射物质和 营养物质等，有机污染物是化学农药，如有机氯类、 有机磷类、氨基甲酸酯类、苯酰胺类等；石油、多 环芳烃、多氯联苯、甲烷等；多聚物如尼龙、塑料 和橡胶等。物理污染物有工业废渣、城市垃圾等； 生物污染物有大肠肝菌、炭疽杆菌、蠕虫类。

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环境监测和风险评价 生态监测的内容及特点 生态监测的原理和方法 风险评价

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生态监测的内容及特点环境监测(environmental monitoring): 研究和监测 环境质量。其手段有化学、物理学、生物学、生态学、 地球物理、地球化学等，因此其内容有化学监测、物 理监测、生物监测、生态监测、地球物理化学监测等。 生态监测(ecological monitoring): 利用生命系统各 层次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环 境质量。 生态监测的特点： 能综合地反映环境质量状况； 具有连续监测的功能； 具有多功能； 监测灵敏度高。

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生态监测的原理和方法 生态监测的原理 生态监测的方法

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生态监测的原理

生物与环境之间相互依存、相互影响、协同进 化。

生物与环境相互补偿、协同发展是在自 然界长期发展过程中形成的，生物的变 化是某一区域内环境变化的一个组成部 分，因此，生态学上个体、种群、群落 和生态系统各组织层次的生物变化可以 作为环境改变的指示和象征。

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生态监测的方法

个体和种群水平 指示生物法(indicator organism)

群落和生态系统水平 污水生物系统法(saprobien syste

m) PFU(聚氨酯泡沫塑料块)法(polyurethane foam unit) 生物指数法(biotic index)

生物测试(bioassay)

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指示生物法

指示生物法是指用指示生物来监测环境状况的一种方法。 指示生物(indicator organism)是一些对环境中的某些 物质，包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和 快速地产生明显反应的生物。通过其所作的反应可了解 环境的现状和变化，起“预警”功能。 指示生物的基本特征： 对干扰作用反应敏感且健康； 具有代表性； 对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高； 具有多功能。 常用的指示生物：紫花苜蓿(SO2),地衣和苔藓 (SO2、氟化物),菜豆、烟草 (O3)等。

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污水生物系统法污水生物系统法是由Kolkwiz 和 Marsson 1909年提出，后经完善的一种用于河流污染、 尤其是有机污染的一种监测方法。 由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程 里会发生自净过程，即随着河水污染程度的逐 渐减轻，生物的种类组成也随之发生变化，在 不同的河段将出现不同的物种。 根据生物种类组成将河流划分为多污带、α-污 染带、β-污染带和寡污染带。各污染带都有各 自的物理、化学和生物的特征 。 亦可用群落中优势种群来划分污染带。

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PFU法PFU法是用取氨酯泡沫塑料块采集水域中微生物和 测定其群集速度来监测和评价环境质量状况的一种 方法。1969年由美国弗吉尼亚工程学院和弗吉尼 亚州立大学环境研究中心的Cairns 等人1969年创 立的。国内自80年代起将这种方法用于污染水体的 监测和评价。 PFU法的原理是岛屿生物学原理，即原生动物集群 过程实际上是集群速度随着种类上升而下降的过程， 二者的交叉点就是种数的平衡点。达到平衡点的时 间取决于环境条件。 PFU法的优点：使监测水平提高到了群落层次，使 监测更符合客观事实和真实环境；简便易行。

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生物指数法

生物指数法是指用数学公式反映生物群落结构变 化，以评价环境质量。常用的有： 生物指数(BI)=2nA+nB, n为底栖大型无脊 椎动物的种类数， A为敏感种类数，B为耐污 染种类数。 污染生物指数=颤蚓类的个体数量/底栖动物 个体数量*100 硅藻指数=(2A+B-2C)/(A+B-C) *100,A为不耐污染的种类数；B为对有机污 染耐力强的种类数；C为在污染区内独有的种 类数。

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生物测试

生物测试又称生物测定或生物检试，是利用生物受 到污染物质的毒害所产生的生理机能等变化测试污 染状况的方法。 毒性试验 急性毒性试验 慢性毒性试验 致突变检测 微核技术：细胞分裂过程中染色体

进行复制时，如 果受到外界诱变因子作用，就会产生一些游离的染 色体片断，形成包膜，变成大小不等的小球体，这 就是微核。利用细胞减数分裂四分体时期出现的微 核来指示环境污染的方法称微核技术。

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生态风险评估生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知 识，定量地确定环境危害对人类的负效应的概率及其 强度的过程。 生态风险评价的步骤

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生态风险评估的步骤生态风险评估问题的形成 分析过程 风险源评估 风险特征化 风险管理 效应评估

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