生态监测与评价

第一章绪论

环境监测（environmental monitoring ）是对外界空气、水、土壤、食物等材料进行测定分析、定量评价环境污染的程度。

生态监测是利用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其变化规律，为环境质量的评估、调控和环境管理提供科学依据。生态监测指标体系主要指一系列能敏感清晰地反映生态系统基本特征及生态环境变化趋势的并相互印证的项目。

浮游生物（plankton）是指悬浮在水体中的生物，多数体型小，游泳能力弱或完全没有游泳能力，过随波逐流的生活。

着生生物（Periphyton）指生长在浸没于水中的各种基质表面上的微型生物群落。

PFU法是指用聚氨酯泡沫塑料块采集水域中微型生物和测定其群集速度来监测水环境质量状况的一种方法。底栖动物：栖息在水体底部淤泥内、石块或石砾表面及其间隙中,以及附着在水生植物之间的肉眼可见的水生无脊椎动物。

指示生物指对水体污染变化反应敏感的生物。

生物指数用来反映生物种群和群落结构的变化，以评价环境质量，从而简化了污水生物系统，而且所得结果有了定量概念，便于比较和应用。

细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后，所生长细菌菌落的总数。

总大肠菌群是指那些能在37℃48h之内发酵乳糖产酸产气的、需氧及兼性厌氧的革兰阴性的无芽孢杆菌。

如果是使用滤膜法，则总大肠菌群可重新定义为：所有能在含乳糖的远藤培养基上，于37℃培养24h之内生长出带有金属光泽暗色菌落的、需氧和兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌。

粪大肠菌群在44.5℃温度下能生长并发酵乳糖产酸产气的大肠菌群称为粪大肠菌群。

土壤环境容量从生态学观点出发，认为在不使土壤生态系统的结构和功能受到损害的条件下，土壤中所能承纳污染物的最大数量。

受害阈值：污染气体使植物产生受害症状的最低浓度称为临界浓度；在临界浓度时，使植物产生受害症状的最短时间称为临界时间。受害阈值就是由这两个因素构成的。

指示植物把能够反映环境中污染信息的植物称为指示植物。

（二）生态监测的范畴1、从环境角度看2、从污染源角度看3、从监测手段看包括：生物材料检测、指示生物的研究和生物监测器的应用、群落结构调查、生物污染源检测和生物测试。

二、生态监测的任务1、监查2、监视，3、监控

三、生态监测的特点①能综合地反映环境质量状况②具有长期性监测的功能。③具有多功能性。④监测灵敏度高。⑤经济性。

四、生态监测的基本要求1、样本容量应满足统计学要求2、要定期、定点连续观测3、综合分析：对监测结果要依据生态学的基本原理做综合分析。4、要有扎实的专业知识和严谨的科学态度

五、生态监测的局限性1、易受各种环境因素的影响2、可能受到监测生物生长发育状况的影响3、费时且难确定环境污染物的实际浓度

六、生态监测的主要方法：生态学方法、生理生化方法、毒理学与遗传毒理学方法、生物化学成分分析法。

八、生态监测指标体系的选择

选择与确定生态监测指标体系应遵循以下原则：代表性、敏感性、综合性、可行性、简易化、可比性、灵活性、经济性、阶段性、协调性

优先监测指标的确定原则是：当前受外力影响最大、可能改变最快的指标；反映生态系统的生命支持能力的关键性指标；有综合代表意义的指标。

第二章水污染的生物群落监测

（一）水生物监测断面布设的原则1、代表性2、与水化学监测断面布设的一致性3、要考虑水环境的整体性4、断面布设的经济性5、断面布设的连续性

二、浮游生物的测定

在淡水中，浮游植物主要是藻类，它们以单细胞、群体或丝状体的形式出现。

浮游动物主要包括原生生物、轮虫、枝角类和桡足类。

（一）采样

1、采样工具

（1）浮游生物网：定性网、定量网

（2）采水器常用的有：①瓶式采水器 ②水生-81型有机玻璃采水器 ③透明度盘

计数框常用的有： S-R 计数框、网格计数框：

（4）计数方法（三种方法）长条计数法、视野计数法、网格计数法

• 视野计数法： 式中：A ——一个视野的面积，mm2; D ——视野的深度，mm;

F ——计数的视野数，一般至少10个；C ——计数的生物个数。

浮游生物的测定常用指标：1、利用指示生物进行评价2、利用多样性指数和各种生物指数进行评价3、利用藻类各类群在群落中所占比例进行评价

1、人工基质：载玻片、聚酯薄膜和PFU

2、天然基质：水中的动物、大型植物、石块、木块

（二）样品的处理和保存

1、着生硅藻

（2）定量计数：把已定容到30mL 的定量样品充分摇匀后，吸取0.1mL 置入0.1mL 的计数框里，在显微镜下，采用网格计数法，横行移动计数框，逐行计平行线内出现的种（属）藻类数。视藻类密度大小，一般计数10行、20行、40行以至全片。必须使优势种类计数的个体在100个以上。也可采用视野计数法或长条计数法。将定量计数的各种类的个体数进行计算，最后换成1cm2基质上着生藻类的个体数量。

四、PFU （polyurethane foam unit ）法

PFU 法（一）工作原理当某一自然基质或人工基质在水体中开始出现时，一些微型生物即会在这种基质上进行群集，在不断群集的同时，也会有已经群集在基质上的种类离开基质，因此，在基质上的种类，就有一个群集和消失的问题，当群集速度曲线和消失速度曲线交叉时，基质上的种数达到平衡，这时，基质上的群落保持一定的稳定性，对周围环境也具有一定的自主性。

（二）PFU 微型生物群落的特性：1、符合MacArthur-Wilson 岛屿生物地理平衡模型2、岛屿的大小直接影响群集的种数3、原生动物群集过程反映出群落内的调节机制

（三）PFU 的工作方法

在做同一批实验时，最好用同一批材料，在用之前，先用蒸馏水浸泡12-24h 消毒。

实验时，将一定数量的PFU 悬挂在水中，一天后，以及第3天、5天、7天、12天、15天、21天、28天检查，每个点每次取两块，剪下后，放在塑料袋中，用吸管滴在载玻片上，在显微镜下检查，把每天的新见种、复见种、消失种都记录下来。一般一块PFU 至少要做两个装片，要求全片检查，以免遗漏。

在室内，利用PFU 还可以做毒性试验。把一块PFU 放在微型生物种类很多的清洁水中，接近平衡期后，取下，把它作为种源固定在大盘中央，盘子边缘固定8-10块空白PFU ，每块均需与中间的种源PFU 距离相等。盘的大小一般54cm*25cm ，放入测试水的量要求能浸没PFU ，一般6-10L ，每个浓度2-3个盘。室内实验，需要人工光源，可在盘上安一架子，罩是玻璃，罩上客观存在一日光灯。对照盘中放清洁水（可用稀释水），通过种源上的生物在空白PFU 上群集的情况了解污染物的毒性。

PFU 可测试很多参数。在分类学方面，可测种数、种类组成、相对密度、群集速度、消失速度、平衡期、平衡期时的种数等；在非分类方面，可以测活细胞的生物量、叶绿素a 的含量（即自养生物量）、呼吸速度、各种化ADF C 1000=每毫升中浮游生物个数