第二章__生物与受损环境2
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四、干扰持续的时间和干扰发生的时刻 • 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,干扰的影响作用就 越大。 • 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,从而对 外来的干扰效应方式和程度产生了差异。
第三节
第二章 生物与受损环境
第一节 自然环境与受损环境 第二节 受损环境分析 第三节 生物与受损环境相互关系的综合分析
第一节 自然环境与受损环境
一、自然环境 自然环境(natural environment):在环境生物学中,自然 环境往往强调的是较少受到人类的干扰和影响、仍较完整保 持先天状况的环境。 二、受损环境 受损环境(damaged environment):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。 胁迫环境(stress environment):在自然条件下各种生态 因子也会发生变化,而且这种变化有时也会超越生物生存的 正常环境,这时的环境称之胁迫环境。
• 对生态破坏而言,这种放大效应主要表现在:① 局部的 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;② 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。 • 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性所决定 的。
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 。 • 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。 • 滞后效应的出现,是由生态系统的反应过程所决定的。
三、积累效应 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,二是环境因子的改 变范围和效应范围也是不断积累的。前者主要侧重于环境 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个方面。
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加 的,而是逐步以加速度发展,呈现放大效应。 • 对于环境污染而言,放大效应主要表现在:① 污染物随 着食物链的延伸而不断积累,呈现放大效应。② 污染物 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。
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主导因子。 • 抓住主导因子进行分析是环境生物学的一个重要原则。
• 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质量相等 或相近l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。
1.剂量效应曲线
2.毒理学参数
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。
Pi为单因子污染指数,Ci为污染的实测值(预测值);Cs为 标准值。
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、土壤环境污染指数等等,然 后再综合得出总的环境污染指数。
生物与受损环境相互关系的综合分析
一、环境因子的综合作用 • 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,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 。 • 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,多个甚至是所有环境因子程度不同 都发生了变化。
• 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。 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;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。 • 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化,另一 方面要适应污染物直接对它产生的影响。
• 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。 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),则可以长期保持这种收 获量;如果收获量大于自然的补充Байду номын сангаас,资源总量将不断减 少,最后的收获量将趋于零。
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。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。 • 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 硫污染对某植物的毒害效应浓度是20 mg/L,在2 min 内就 达到这个浓度与在2d内达到这种浓度,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。 • 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。
胁迫环境与受损环境的比较:( 1 )成因不同;( 2 )环 境变化的特点不同,即受损环境与胁迫环境相比在环境因
子变化的程度、范围、速度、频度等方面要大得多。
第二节 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、 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。 一、干扰的强度
即受损环境与胁迫环境相比在环境因子变化的程度、范围、速度、频
度等方面要大得多。
六、适应组合 • 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。 • 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生变化, 这就是适应组合。 • 在污染环境中,生物的应对策略有两个方面 (1)平衡资源 获取和减少污染机会的矛盾 。(2)平衡资源的分配。
i为第i个环境要素,j为第i个环境要素中的第j个 环境因子,n为环境要素总数,m为第i个环境要 素中的环境因子总数。
• 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(Wij)不同时, 采用的公式:
二、影响的范围和规模 干扰的后果不仅同强度有关,而目还与干扰的范围和规 模密切相关。这就是干扰的尺度效应问题。 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;在小剂量的污染条件下,很多生 物的代谢活力反而加强等。
解释名词: 1. 自然环境(natural environment) 在环境生物学中,自然环境往往强调的是较少受到人类的干扰和影响、 仍较完整保持先天状况的环境。 2. 胁迫环境(stress environment)
在自然条件下各种生态因子也会发生变化,而且这种变化有时也会超越
生物生存的正常环境,这时的环境称之。 3. 受损环境(damaged environment) 指在人为或自然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。 胁迫环境与受损环境的比较:( 1)成因不同;( 2)环境变化的特点不同,