生物环境

环境科学环境学概论第六章生物环境，包含生物与环境：生物与环境的相互作用、环境中的生态因子；环境污染与生物：环境污染物的吸收与分布、污染物对各生物水平的危害等。

生物环境

• 生物与环境
  • 生物与环境的相互作用
    • 生态幅：生物适应环境的有限性 适应环境变化的限度
    • 人类对环境的影响：物种灭绝、人口膨胀过度消耗自然资源、人类生态系统内部的简单性就有潜在的危险
  • 环境中的生态因子
    • 概念：环境中对生物生长、发育、繁殖、行动和分布有直接或间接影响的环境要素
    • 分类： 气候因子，包括光、温度、湿度、降水等 土壤因子，土壤理化性质、营养物质 地形因子，坡度、坡向、海拔 生物因子，竞争、捕食 人为因子，人对环境的作用
    • 生物适应：生物的形态结构和生理机能与其赖以生存的一定环境条件相适合的现象
      • 如保护色、警戒色、拟态
• 环境污染与生物
  • 环境污染物的吸收与分布
    • 途径：植物体—主要通过根系吸收可溶性污染物，通过叶片的气孔吸收挥发性污染物； 大多数动物—皮肤和黏膜接触吸收、呼吸道吸入、消化道摄入三种途径。
  • 污染物对各生物水平的危害
    • 在分子水平上：主要与细胞中的生物大分子共价或非共价结合，改变其结构和功能，引起一系列对机体有害的生物学改变。环境污染物还能干扰细胞内钙稳态，非生理性增高细胞内钙浓度
    • 在细胞水平上：损害细胞膜的结构和功能、损害细胞器的机构和功能、引起变态反应
    • 在组织器官水平：特定的植物组织器官积累至一定浓度后，会造成组织器官的损伤。 动物体内最易受环境污染物损伤的组织器官：肝、肾、血液、呼吸器官、生殖器官和神经系统
    • 在个体水平：植物在受到环境污染损伤后，个体会表现出生长减慢、发育受阻、失绿黄化、早衰等症状 对动物可导致动物生长发育障碍，污染物达一定剂量可引起动物死亡及行为改变，危害动物的繁殖。
    • 在种群水平：影响种群密度、年龄结构、性别比例、种间关系、种群进化
    • 在群落和生态系统：生境、物种结构、营养结构、初级生产力、营养循环
• 生物安全
  • 生物入侵
    • 发生生物入侵的物种必须具备两个条件： 外来的，不是本地原有的； 外来物种对本地生态系统造成了危害
    • 其主要途径有：人为有意的引入、无意识引入、自然入侵
    • 危害：1.入侵物种形成大面积的优势种群影响本地物种的生存2.压迫、排斥本地物种，造成物种单一化，导致生态系统受到破坏 3.与本地物种争夺食物和直接取食本地物种 4.破坏景观的完整性和自然性 5. 影响遗传多样性 6.危害农林业和经济的发展 7.对人类健康的危害
  • 转基因：以人为的方法改变物种的基因排列，通常涉及某种生物的某个功能基因，从一连串的基因中分离，再植入另一种生物体内，使其具备或增强此功能的生物技术。
    • 环境方面：构建高效降解污染物的基因工程菌，减少化肥及农药的使用，生物质能源
    • 对生态系统可能造成基因污染，破坏生物多样性
      • 基因污染：一般指转基因生物的外源基因通过某种途径转入并整合到其他生物的基因组中，使得其他生物或其产品中混杂有转基因成分，造成自然界基因库的混杂和污染。 造成的结果是不可逆的
  • 生物多样性
    • 生物、生物赖以生存的生态复合体， 以及各种生态过程中的多样性和变异性的总和
    • 组成
      • 基因/遗传多样性：同一物种不同种群之间和同一种群内不同个体之间的遗传变异总和
      • 物种多样性(Biodiversity)：种类繁多的生物种类，植物、动物、真菌和微生物
      • 生态系统多样性：是指在某一特定环境中的生物体及与之相互作用的非生物体的总称
      • 景观多样性：不同类型景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性
    • 价值
      • 直接价值：直接消费使用价值、通过商品的使用价值
      • 间接价值 ：非消费使用价值
      • 潜在价值：存在价值、选择价值
    • 生物多样性丧失的直接表现：物种灭绝 —自然灭绝、非自然灭绝
    • 生物多样性丧失的原因：栖息地丧失和破碎化、掠夺式的过度利用、环境污染、农业和林业的品种单一化、外来种的引入
• 环境生物技术
  • 环境污染治理技术
    • 废气生物处理：生物过滤、生物洗涤和生物吸附等
    • 工业废水和生活污水的生物处理：植物、细菌、真菌对污水的净化； 酶生物技术改造治制浆和漂白工业消除废水中的污染物
    • 固体废物的生物处理：厌氧发酵、好氧堆肥
    • 环境生物修复：一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型
  • 环境监测生物技术：聚合酶链反应技术、生物传感器、生物芯片、单细胞凝胶电泳等
  • 环境污染预防生物技术：生物肥料和生物农药、生物质能源
• 受体
  • 如脑、甲状腺、肾脏分别是甲基汞、碘化物、镉的靶器官。靶器官的组织细胞内可能存在着该毒物分子的特异作用部位
• 靶器官
  • 因某种毒物或环境污染物的进入，机体内首先达到毒 作用的临界浓度的器官，称为该毒物的靶器官
  • 靶器官不一定是效应器官，靶器官也不同于蓄积器官
• 起决定作用的生态因子
  • 光照：提供能量；对生物的生长发育和形态构建有重要作用
  • 温度：决定物种分布的重要生态因子；节律性变温和极端温度对生物的生长发育有极大影响
  • 水：生命要素，对生物生长、发育、繁殖、分布诸多方面有影响
  • 土壤：生活的基质，为主导因素的植物生态类型