生态毒理学 第10章

农业生态系统主要由农业环境因素、生产者、 消费者和分解者四大基本要素构成。系统功能的自 我调节机制较弱，主要依靠人类投入的大量能量、 先进的技术和管理措施对系统实行调控，保持系统 的相对稳定。
在人工调控下，农业生态系统的净生产力通常 比相同条件下自然生态系统高，并随着人类社会的 发展不断提高。其功能主要是获得丰富的农产品为 人类服务的功能。
第十章 陆地生态系统生态毒理学
本章内容 第一节 陆地生态系统
第二节 环境污染物在陆地生态系统中的迁移转化
第三节 环境污染物的生态毒理学效应 第四节 研究方法与技术
地球上的生物圈主要分为三大生态系统，即：陆 地生态系统，淡水生态系统，海洋生态系统。其中陆 地生态系统的面积约占全球陆地总面积1.5×108 km2 的30%，是地球上最重要的生态系统类型，它为人类 提供了居住环境以及食物和衣着的主体部分。
(四) 土壤生态系统的功能
土壤生态系统是地球陆地表面具有肥力并能生长植物 的疏松表层，是生物、气候、母质、地形、时间和人为 因素综合作用下的产物，具有独特的组成、结构与功能。 • 从农业生产的角度看，土壤系统的本质属性是具有 肥力，土壤是农业生产的物质基础，是人类生活的宝贵 自然资源。 • 从环境科学的角度看，土壤生态系统是环境污染物 的最大受体，也是污染发生危害的起点和终点。土壤生 态系统具有同化和代谢外界进入土壤环境物质的能力。
森林生态系统的功能：
• 森林生态系统是陆地生态系统最大的碳储库， 具有保护环境、净化空气、缓解温室效应、供 氧、调节氧气和二氧化碳的平衡作用。
• 具有阻挡风沙，降低风速，减弱风力，防治土 地沙漠化，降低年均温度，缩小年温差和日温 差，减缓温度变化的剧烈程度，增加降雨量， 调节气候等功能。。
• 是陆地生态系统的蓄水库，具有涵养水源,保持水土的 作用。林冠可以截流10%~30%的降水，减少了地表的 冲刷；每公顷森林植被含水总量可达200~400 t，每公 顷森林地比无森林地每年可多蓄水300 m3以上，降水 通过林冠截流和林地的渗透贮存，减少地表径流强度， 达到了保持水土的目的。
化学农药在土壤中的迁移是指农药挥发到气相的移动以 及在土壤溶液中和吸附在土粒上的扩散、迁移，是农药从土 壤进入大气、水体和生物体的重要过程。
三、生物的吸收与富集
吸收作用主要包括： • 植物根系对污染物的吸收可使污染物从土壤下层向上 层富集，待植物地上部分死亡、腐败、分解后就会将污 染物转移至土壤上层，这种过程可称为土壤上层生物学 富集过程。 • 环境污染物可被土壤微生物吸收，因此微生物也可参 与污染物的迁移。 • 蚯蚓和其他生物可通过掺混土壤的途径，或将污染物 吸入组织内的生物学途径促进污染物的迁移。
污染物进入陆地生态系统的自然途径有：火山爆发、 森林火灾、细菌、病毒、植物花粉的传播等。
二、分布与迁移
• 重金属的迁移与转化 重金属主要是以溶解或水悬液的形态进入土壤，通过水
的运动在生态系统中迁移转运（液相迁移）；也可以通过复 杂的食物链（网），使重金属在生物间迁移转运，并出现逐 级浓集放大的作用。 • 农药的迁移与转化
土壤作为一种宝贵的自然资源，一旦遭受污 染和破坏是很难恢复的，由于长期不合理的开发 利用和废物排放，已使我国有相当面积的土壤遭 到了污染和破坏。
三、陆地生态系统环境污染物的类型
根据污染物的性质，可将进入陆地生态系统中的污染 物分为物理性、化学性和生物性污染物三种类型： • 物理性污染物，包括非溶解性污染物、热污染及放射 性污染物等； • 化学性污染物，包括酚类化合物、苯类化合物、卤烃 类化合物、油类、多环芳烃（PAHs）、苯并芘、有机化 学农药（包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂）等有机污染物， 及无机污染物(主要有砷、铜、铅、镉、汞、锡、铬等)； • 生物性污染物，包括致病细菌、病毒及寄生虫等。
• 草原植被同森林植被一样，具有涵养水分、保持 水土、净化和美化环境的作用，是重要的地理屏 障和生态屏障
• 草原植被对防风固沙也起着举足轻重的作用。
(三) 农业生态系统的功能
农业生态系统是人类根据自身的需求，在自然 生态系统的基础上建立的一种人工陆地生态系统。 即在一定的农业地域内，由生物和非生物因素相互 作用，并在人类生产活动干预下形成具有自然、社 会和经济功能的一种人工生态系统。
陆地生态系统生态毒理学是研究环境污染物对陆 地生态系统危害的规律及其防护的科学。它的主要研 究对象是陆地生态系统中的各种生物群体及非生物因 素。
Hale Waihona Puke 第一节 陆地生态系统概述一、陆地生态系统的分类
陆地生态系统可分为自然陆地生态系统和人工陆地 生态系统。在自然陆地生态系统中，按其结构和功能特 点，又可分为森林生态系统、草原生态系统、荒漠、冻 原极地生态系统等。人工陆地生态系统则可分为城市生 态系统、农业生态系统、模拟人工生态系统等。
二、陆地生态系统的功能
(一) 森林生态系统的功能
森林生态系统是森林群落和其外界环境共同构成的 一个生态功能单位。可分为热带雨林森林、亚热带常绿 阔叶林、温带落叶阔叶林、北方针叶林生态系统等
森林生态系统结构功能特点是：物种繁多，结构复 杂，生态系统类型多样，系统稳定性高，物质循环的封 闭度高，生产效力高，对环境影响大。
根据污染物来源，可将陆地生态系统污染分为以下几 种类型： • 水体污染型 • 大气污染型 • 农林业污染型 • 生物污染型 • 固体废弃物污染型
第二节、环境污染物在陆地 生态系统中的迁移转化
• 进入途径 • 分布与迁移 • 生物的吸收与富集 • 降解
一、进入途径
• 生产、加工企业污染物的排放、泄漏等； • 为防治农林作物有害生物喷洒于农田林区的各类农 药，落入土壤表面或水面； • 污染物随着大气沉降、灌溉水和动植物残体而进入 陆地生态系统中。
• 具有生物遗传资源库的功能。森林中多种多样的生境 与气候条件，为动物提供了良好的栖息场所。
(二) 草原生态系统的功能
草原生态系统是以各种草本植物为主体的生物群落 与其环境构成的功能统一体,约占陆地面积的21%。 • 草原是重要的放牧畜牧业生产基地。草原植被具有生 物固氮功能，草原植被每年产生的大量有机物残体，经 微生物分解，可增加土壤有机质和腐殖质的积累，能改 良草原土壤，有利于天然杂草和人工牧草的生长。