環(huán)境生物學(xué)緒論

1、緒論第一節(jié)環(huán)境科學(xué)概述,一、環(huán)境科學(xué)與環(huán)境問題1、環(huán)境科學(xué)：是以“人類與環(huán)境”這對(duì)矛盾為對(duì)象，而研究其對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系的發(fā)生與發(fā)展、調(diào)節(jié)與控制，以及利用與改造的科學(xué)。1）、“人類--環(huán)境”系統(tǒng)是以人類為中心的生態(tài)系統(tǒng)。環(huán)境科學(xué)也就是以這個(gè)系統(tǒng)為對(duì)象，研究其發(fā)生與發(fā)展、調(diào)節(jié)與控制，以及利用與改造的科學(xué)。2）、環(huán)境科學(xué)是一門綜合性學(xué)科，涉及到自然科學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)和工程技術(shù)等廣泛領(lǐng)域。,2、環(huán)境問題的由來與發(fā)展,1）、萌芽階段（工業(yè)革命

2、以前，即18世紀(jì)60年代以前）人類誕生時(shí)，作為天然食物的采集者和捕食者，人類對(duì)環(huán)境的影響不大。隨后，人類學(xué)會(huì)了培育、馴化植物和動(dòng)物，開始了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)，這在生產(chǎn)發(fā)展史上是一次大革命。而隨著農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展，人類改造環(huán)境的作用也越來越明顯地顯示出來，但與此同時(shí)也發(fā)生了相應(yīng)的環(huán)境問題，如大量砍伐森林、破壞草原、刀耕火種、盲目開荒，往往引起嚴(yán)重水土流失，水旱災(zāi)害頻繁和沙漠化。,2）、環(huán)境問題的發(fā)展惡化階段（工業(yè)革命至20世紀(jì)50年代

3、前）在十八世紀(jì)60年代至十九世紀(jì)中葉，生產(chǎn)發(fā)展史上出現(xiàn)了又一次偉大的革命——工業(yè)革命。工業(yè)革命使建立在個(gè)人才能、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)之上的小生產(chǎn)被建立在科學(xué)技術(shù)成果之上的大生產(chǎn)所代替，大幅度地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)了人類利用和改造環(huán)境的能力。工業(yè)革命大規(guī)模地改變了環(huán)境的組成和結(jié)構(gòu)，從而也改變了環(huán)境中的物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，擴(kuò)大了人類的活動(dòng)領(lǐng)域，同時(shí)也帶來了新的環(huán)境問題。,這期間工業(yè)發(fā)達(dá)的城市和工礦區(qū)排出大量廢棄物，污染事件不斷發(fā)生。如：1873-

4、1892，英國(guó)倫敦多次發(fā)生可怕的有毒煙霧事件；十九世紀(jì)后期，日本足尾銅礦區(qū)排出的廢水污染了大片農(nóng)田；1930年12月，比利時(shí)嗎斯河谷工業(yè)區(qū)由于工廠排出的有害氣體，在逆溫條件下造成了嚴(yán)重的大氣污染事件?？傊?，由于蒸汽機(jī)的發(fā)明和廣泛使用以后，大工業(yè)日益發(fā)展，生產(chǎn)力有了很大的提高，環(huán)境問題也隨之發(fā)展且逐步惡化。,3)、環(huán)境問題的第三階段（二十世紀(jì)50年代至70年代）震驚世界的公害事件接連不斷： 1952年12月的倫敦?zé)熿F事件

5、； 1953-1956年日本的水俁病事件； 1961年的四日市哮喘病事件； 1955-1972年的痛痛病事件。,形成環(huán)境問題第三階段的主要原因：人口迅猛增加。1900年世界人口為16億，1950年為25億，經(jīng)過50年人口約增加了9億。都市化的速度加快。1900年擁有70萬以上人口的城市，全世界有299座；到1951年迅速增到879座。工業(yè)不斷集中和擴(kuò)大，能源的消耗大增。1900年世界能源消費(fèi)量還不到10億噸

6、煤當(dāng)量，至1950年就猛增至25億噸煤當(dāng)量。,4）、環(huán)境問題的第四階段（1980年以后）第四階段是伴隨環(huán)境污染和大范圍生態(tài)破壞。人們共同關(guān)心的影響范圍和危害嚴(yán)重的環(huán)境問題主要是全球性的大氣，如“溫室效應(yīng)”、臭氧層破壞和酸雨；大面積生態(tài)破壞，如大面積森林被毀、草場(chǎng)退化、土壤侵蝕和沙漠化。二十世紀(jì)八十年代突發(fā)性的嚴(yán)重污染事件迭起。如： 1984年12月印度博帕爾農(nóng)藥泄漏事件； 1986年4月蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站泄漏事故；

7、 1986年11月萊因河污染事故。,環(huán)境問題第三階段和第四階段有很大的不同：影響范圍不同。危害程度不同。污染源不同。,印度博帕爾農(nóng)藥泄漏事件,萊茵河,危害程度不同第三階段環(huán)境污染雖然對(duì)經(jīng)濟(jì)造成損害，但問題還不突出。第四階段不但明顯損害人群健康，每分鐘因水污染和環(huán)境污染而死亡的人數(shù)全世界平均達(dá)到28人；而且全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞已威脅到全人類的生存與發(fā)展，阻礙經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。,污染源不同第三階段的污染來源尚不太復(fù)雜，

8、較易通過污染源調(diào)查弄清產(chǎn)生環(huán)境問題的來龍去脈，如水俁病是汞中毒。第四階段的污染源眾多，不但分布廣、而且來源復(fù)雜，如赤潮。,補(bǔ)充（一）全球性的環(huán)境問題,1. 全球變暖的危機(jī)——溫室氣體排放人類的生存和文明的繁榮與氣候條件密切相關(guān)，氣候條件發(fā)生的微小變化，都可能會(huì)給人類帶來嚴(yán)重的災(zāi)難性影響。近30年來，地球上的氣候發(fā)生了異常的變化，全球變暖的步伐突然加快，北美出現(xiàn)了歷史上少有的熱浪，非洲長(zhǎng)達(dá)7年的干旱等等。這些氣候異?，F(xiàn)象及其給人類

9、帶來的嚴(yán)重影響，引起了人們的廣泛關(guān)注。 問題：溫室效應(yīng)的機(jī)理是什么？,100年來地球表面溫度已上升了0.3-0.6℃，地表溫度的升高也將導(dǎo)致冰川融化，海平面上升。地表溫度的升高，使得某些地區(qū)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生急劇的氣候變化，諸如高溫天氣、颶風(fēng)、暴雨之類的極端天氣的頻率增多。全球氣候變化可能導(dǎo)致一些脆弱的生態(tài)系統(tǒng)如珊瑚礁正處于海溫升高的危險(xiǎn)之中。由于氣候條件的不利變化，將對(duì)生物物種、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等產(chǎn)生影響。如一些候鳥的種群已經(jīng)有所減少。

10、此外，氣候變化很可能通過各種機(jī)制對(duì)人類健康和生存產(chǎn)生影響。例如，它會(huì)對(duì)淡水的利用率和糧食產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響，對(duì)瘧疾、登革熱和血吸蟲病等傳染病的分布和季節(jié)傳播起到促進(jìn)作用。,全球變暖的危機(jī)——溫室氣體排放,溫室效應(yīng)增強(qiáng)是導(dǎo)致全球變暖的一個(gè)重要原因。由于化石燃料的燃燒和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，人類向大氣中排放大量溫室氣體，其所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)直接影響到地球的輻射收支，導(dǎo)致地球表面溫度升高。幾種溫室氣體所引起的溫室效應(yīng)增強(qiáng)的作用分別為：二氧化碳55%，氯

11、氟烴24%，甲烷15%，一氧化二氮6%。如果要把大氣中的溫室氣體濃度穩(wěn)定在目前水平，就必須立即大幅度減少二氧化碳的排放量。,全球變暖的危機(jī)——溫室氣體排放,,2. 臭氧層的破壞與耗竭——臭氧損耗物質(zhì)的惡果 20世紀(jì)70年代后半期以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在南極上空12-23 km的大氣平流層內(nèi)，臭氧含量開始逐漸減少，尤其在秋季（9-11月）大幅度減少。1985年10月，英國(guó)科學(xué)家法爾曼等人在南極南緯60°哈雷灣觀測(cè)站發(fā)現(xiàn)：在過去1

12、0-15年間，每到春天，南極上空的臭氧濃度就會(huì)減少約30%，近95%的臭氧被破壞。從地面上觀測(cè)，高空的臭氧層已極其稀薄，稱為臭氧空洞，直徑達(dá)上千公里。美國(guó)“云雨7號(hào)”衛(wèi)星觀測(cè)表明，此洞呈橢圓形，大小與美國(guó)國(guó)土面積相似。日本環(huán)境廳發(fā)表的一項(xiàng)報(bào)告稱，1998年南極上空臭氧空洞面積已達(dá)到歷史最高記錄，為2720萬平方公里，比南極大陸還大約1倍。,臭氧層遭到破壞，其吸收紫外線輻射的能力將大大減弱，導(dǎo)致到達(dá)地球表面的紫外線強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。紫外

13、線輻射的增強(qiáng)，會(huì)使人體免疫功能下降，皮膚癌、白內(nèi)障和呼吸病患者增加；同時(shí)會(huì)導(dǎo)致海洋浮游生物、蝦蟹幼體大量死亡，小麥、水稻等農(nóng)作物減產(chǎn)，氣溫上升，給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。,臭氧層的破壞與耗竭——臭氧損耗物質(zhì)的惡果,臭氧層的破壞主要是由于制冷劑、發(fā)泡劑、推進(jìn)劑、洗凈劑和膨脹劑中所含人工合成的鹵碳化合物的大量排放，這些物質(zhì)被稱為臭氧損耗物質(zhì)（ODS），在對(duì)流層中十分穩(wěn)定，壽命可長(zhǎng)達(dá)幾十年甚至上百年。ODS化合物隨大氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)上升到平

14、流層后，在強(qiáng)烈的紫外線照射下分解出含氯的自由基。這些自由基與臭氧分子發(fā)生反應(yīng)，使臭氧分子成為普通氧分子，從而導(dǎo)致臭氧層的破壞。,臭氧層的破壞與耗竭——臭氧損耗物質(zhì)的惡果,緒論第二節(jié) 一（二）,3. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的喪失——生物多樣性銳減 生物多樣性是指所有來源的形形色色的生物體，這些來源包括陸地、海洋和其他水生生態(tài)系統(tǒng)及其所構(gòu)成的生態(tài)綜合體，它包括物種內(nèi)部（遺傳多樣性）、物種之間（物種多樣性）和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性?，F(xiàn)存的生物能提供多

15、種環(huán)境服務(wù)，如調(diào)節(jié)大氣中的氣體組成、保護(hù)海岸帶、調(diào)節(jié)水循環(huán)和氣候、形成并保護(hù)肥沃土壤、分散和分解廢棄物、吸收污染物等。生物多樣性也為食物和農(nóng)業(yè)提供遺傳資源，構(gòu)成了世界食物安全的生物基礎(chǔ)并維持人類的生計(jì)。然而，生物所提供的環(huán)境服務(wù)多數(shù)既不為人所知，也沒有得到適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。生物多樣性對(duì)于人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有歷史的、現(xiàn)實(shí)的和未來的價(jià)值。,全球生物多樣性正在以空前的速率發(fā)生改變。這種改變的主要驅(qū)動(dòng)力，是土地植被覆蓋的變化、氣候改變、環(huán)境

16、污染、對(duì)自然資源的掠奪性獲取以及外來物種的侵入。在過去30年間，物種多樣性的減少凸現(xiàn)為主要的環(huán)境問題。引起物種減少的最重要因素是棲息地的減少和退化。例如，森林和草地開墾為耕地可導(dǎo)致當(dāng)?shù)貏?dòng)植物物種的滅絕。在過去30年里，全世界約有120萬平方公里的陸地被開墾為耕地。在最近的全球調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，棲息地的減少是影響83%的瀕危哺乳動(dòng)物和85%的瀕危鳥類的主要因素。,,生物多樣性的減少將威脅到人類的食物供應(yīng)，木材、醫(yī)藥和能源的來源，娛樂與旅游的

17、機(jī)會(huì)，并且干擾了生態(tài)的基本作用，如調(diào)整水流量、水土保持、消納污染物、凈化水質(zhì)以及碳和營(yíng)養(yǎng)物的循環(huán)等。,,緒論第二節(jié) 一（二）,4. 河流與海洋污染的威脅——污水廢水排放 世界主要河流半數(shù)以上已經(jīng)遭到嚴(yán)重的耗竭和污染，河流周圍的生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，威脅著人們的健康和生計(jì)。城市的發(fā)展伴隨著嚴(yán)重的水污染問題，如不完備的污水處理系統(tǒng)或未經(jīng)處理的城市污水給水體帶入大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、金屬和有機(jī)污染物。工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的各種污染物，工業(yè)跑冒滴漏或工

18、業(yè)和運(yùn)輸發(fā)生的事故性污染也會(huì)造成水污染?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)大量使用農(nóng)用化學(xué)物，有很多途徑可以使農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)，如農(nóng)藥、化肥等轉(zhuǎn)移到水體中。,海洋污染是一種全球性污染現(xiàn)象。南極企鵝體內(nèi)脂肪中已檢出DDT，說明污染影響范圍之廣。造成海洋污染最主要的原因，是石油勘探開發(fā)和船舶的海損事故，如油輪擱淺、觸礁、船舶碰撞、石油井噴、石油管道破裂等。大批港口、城市的興起和擴(kuò)建，大量有害有毒物質(zhì)傾瀉于近海，超過了近海自身的凈化能力，使優(yōu)美純凈的海洋環(huán)境及海洋

19、資源受到嚴(yán)重污染。海洋石油污染給海洋生態(tài)帶來了一系列的有害影響，其中包括：使海洋產(chǎn)氧量減少，影響海洋生物的生長(zhǎng)與繁殖，從而對(duì)整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；降低海洋生產(chǎn)力，從而對(duì)人類產(chǎn)生影響等。,河流與海洋污染的威脅——污水廢水排放,補(bǔ)充：（二）我國(guó)環(huán)境問題嚴(yán)峻,,1. 沙塵暴我國(guó)沙漠化及沙塵暴危害日趨嚴(yán)重。沙漠化面積從二十世紀(jì)50、60年代的每年1560多平方公里，70、80年代的2100平方公里，發(fā)展到90年代的2460平方公里，20

20、05年已發(fā)展到3436平方公里。每年沙漠化吞噬的土地相當(dāng)于一個(gè)中等面積的縣，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)500多億元，更為嚴(yán)重的是，沙漠化所引發(fā)的沙塵暴也日益頻繁。不僅北京地區(qū)的沙塵暴較為嚴(yán)重，西安、沈陽(yáng)等絕大多數(shù)北方城市都在遭受沙塵暴的襲擊。沙塵暴已經(jīng)波及到了南京、上海等地。過去，沙塵暴主要發(fā)生在春季，而現(xiàn)在即便是冬天也出現(xiàn)揚(yáng)沙和沙塵暴天氣，2005年冬一些地區(qū)出現(xiàn)的“黃雪”便是一例。,沙塵暴,荒漠化與沙塵暴的成因有兩個(gè)方面，一是自然因

21、素，如拉尼娜（反厄爾尼諾）天氣現(xiàn)象。二是人類不合理地經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)，如濫墾、濫牧、濫采、濫伐、濫用水資源是導(dǎo)致?！岸驙柲嶂Z”現(xiàn)象是指南美赤道附近, 約北緯4度至南緯4度，西經(jīng)150度至90度之間, 幅度數(shù)千公里的海水帶的異常增溫現(xiàn)象。可能是太平洋底火山爆發(fā)或地殼斷裂噴涌出來的熔巖的加熱作用造成洋流變暖，進(jìn)而導(dǎo)致信風(fēng)轉(zhuǎn)弱和逆轉(zhuǎn)。另有人則推斷，也許是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)的年際速度不均造成的。每當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)的年際速度由加速變?yōu)闇p速之后，便會(huì)發(fā)生厄爾

22、尼諾現(xiàn)象。,2. 森林、草原的生態(tài)功能急劇衰退中國(guó)森林面積覆蓋率僅為13.92％；人工林樹種單一，病蟲害嚴(yán)重；土地退化嚴(yán)重,已占國(guó)土面積的16％;水土流失面積約占國(guó)土面積的38％；全國(guó)約有1.7億人口受到荒漠化危害;鹽堿化土地面積占國(guó)土面積的8.5％;優(yōu)質(zhì)耕地面積逐年減少，近10年來，每年減少36萬hm2；草地退化面積約占可利用草場(chǎng)的1/3，目前仍以2萬km2的速度增長(zhǎng)。,3. 水體生態(tài)平衡嚴(yán)重失調(diào)，自然災(zāi)害日趨頻繁

23、河流斷流日益加重，尤以黃河最為突出；洞庭湖面積已減少了38％；全國(guó)缺水城市達(dá)300多個(gè)，日缺水量1 600萬t；濕地面積不斷縮小，東北三江平原500多萬km2自然濕地目前僅剩200多萬km2，且瀕臨消失的危險(xiǎn)。河流區(qū)域性污染嚴(yán)重，廣大水系中38％的河段達(dá)到或好于地表水3類標(biāo)準(zhǔn), 1/3以上河段的水體喪失了使用功能。酸雨問題仍然突出，酸雨覆蓋面積約占國(guó)土面積的30％.,4. 生物多樣性銳減 全國(guó)有15％～20％的動(dòng)植物種類受到

24、威脅，高于世界平均水平。大熊貓、金絲猴、東北虎、華南虎等20個(gè)珍稀物種分布區(qū)域縮小，種群數(shù)量驟減。在聯(lián)合國(guó)《國(guó)際瀕危物種貿(mào)易公約中》列出的640種瀕危物種中，中國(guó)占了1/4。,5. 能源結(jié)構(gòu)性污染突出，工業(yè)污染排放量仍高 大氣污染歸因于以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)和過低的治理水平。1998年我國(guó)萬元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值SO2排放量26kg，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。2000年全國(guó)SO2排放總量1995萬t，居世界第一。煙塵排放總量1 165萬t；

25、工業(yè)粉塵排放量1 092萬t。水環(huán)境質(zhì)量繼續(xù)惡化，工業(yè)城市廢水中的化學(xué)需氧量COD為1 389萬t，在全球均處于高位。幾大水系中，淮河、海河、遼河的水質(zhì)污染狀況已明顯制約了這些流域地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。,6. 城市污染嚴(yán)重 在空氣污染方面，1999年對(duì)335個(gè)城市進(jìn)行了綜合分析，在335個(gè)城市中，40.5％的城市超過空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處于中度或嚴(yán)重污染狀態(tài)。大城市的汽車尾氣污染日益突出，占空氣NO2污染負(fù)荷的50％。1999年全球空

26、氣污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市中，我國(guó)占7個(gè)，全國(guó)600多座城市的大氣環(huán)境沒有幾個(gè)達(dá)到世界衛(wèi)生組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。在水污染方面， 2000年全國(guó)年排污水總量達(dá)415.1億t，相當(dāng)部分未經(jīng)處理直接排入水域。全國(guó)城市河段水質(zhì)為5類或劣5類占52％。在噪聲污染方面，多數(shù)城市的噪聲污染處于中等水平，重點(diǎn)城市的區(qū)域噪聲處于輕度或中度污染水平。在垃圾污染方面，城市年產(chǎn)量約為1.4億t。垃圾無害化處理率僅為10％左右，垃圾糞便處理率61.8％，廢棄塑料

27、的“白色污染”問題越來越突出。,,7. 農(nóng)村環(huán)境問題日趨突出 由于傳統(tǒng)的粗放型生產(chǎn)方式，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量下降。牲畜養(yǎng)殖污染物排放數(shù)量大，濃度高，每頭豬的廢物排放量是人的6～7倍，牛則達(dá)到20倍。農(nóng)田污水灌溉面積比20世紀(jì)80年代增加了1.6倍。農(nóng)藥化肥的過量使用，土壤污染成為潛在的環(huán)境問題。生活污水直接排放到河流或地下水中，導(dǎo)致水體污染。,第二節(jié)、環(huán)境生物學(xué)概述,一、環(huán)境生物學(xué)定義 環(huán)境生物學(xué)（Environm

28、ental Biology）是研究生物與受人類干擾的環(huán)境之間相互作用規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)，是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。1、干擾：人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的污染、影響、破壞2、研究對(duì)象:生物與受人類干擾的環(huán)境3；目地：應(yīng)用生物學(xué)理論與方法來控制治理環(huán)境污染，監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量，維護(hù)生態(tài)平衡和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展二、環(huán)境生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容與任務(wù),闡明環(huán)境污染的生物學(xué)或生態(tài)學(xué)效應(yīng)：探索從分子到生態(tài)系統(tǒng)各級(jí)生物水平上環(huán)境污染的效應(yīng)及其作用機(jī)理，研究并發(fā)展環(huán)境

29、質(zhì)量的生物學(xué)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的方法，這是認(rèn)識(shí)環(huán)境問題的過程，可為進(jìn)行有效的環(huán)境管理，以及解決環(huán)境問題提供科學(xué)依據(jù)。探索生物對(duì)環(huán)境污染的凈化原理，提高生物對(duì)污染凈化的效率：隨著時(shí)間的推移，環(huán)境污染狀況日趨嚴(yán)重，僅僅靠天然自凈能力已無法及時(shí)地或充分地凈化環(huán)境中的污染物。因此，環(huán)境生物學(xué)就要研究如何利用生物技術(shù)和生態(tài)學(xué)方法進(jìn)一步提高生物對(duì)污染的凈化能力。探討自然保護(hù)生物學(xué)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)的原理與方法：了解在人類利用和改造自然的過程中，對(duì)自然資源更新

30、能力的影響或危害程度，探索合理利用自然資源的途徑。,,三、環(huán)境生物學(xué)的研究方法,野外調(diào)查和試驗(yàn)： 對(duì)人為干擾的環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)，通過對(duì)環(huán)境因素的確定和對(duì)生物各個(gè)層次效應(yīng)的研究，探索環(huán)境中物理、化學(xué)或生物因素對(duì)生物或生態(tài)系統(tǒng)影響的基本規(guī)律。這種試驗(yàn)可以以自然環(huán)境為試驗(yàn)對(duì)象，也可根據(jù)研究目的的需要人工設(shè)計(jì)，以利于控制。,,2、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)：通過實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)手段，可以進(jìn)行環(huán)境污染的生物效應(yīng)和生物凈化過程及其機(jī)理的研究。這種研究的優(yōu)點(diǎn)是條件

31、控制比較嚴(yán)格，試驗(yàn)過程可以多次重復(fù)，對(duì)結(jié)果分析比較可靠。但其最大的弱點(diǎn)，或者說，研究者必須盡量注意的是實(shí)驗(yàn)室的條件與野外自然狀態(tài)的區(qū)別，用實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果去解釋自然環(huán)境的情況必須十分小心。,3、模擬研究：在系統(tǒng)分析原理的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)和近代數(shù)學(xué)的方法，在輸入有關(guān)生物與環(huán)境相互關(guān)系規(guī)律的作用參數(shù)后，根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)公式或模型，進(jìn)行運(yùn)算，得到抽象的結(jié)果，研究者根據(jù)具體的專業(yè)知識(shí)，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化和控制的目的。,四、環(huán)境生物

32、學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),1. 生態(tài)毒理學(xué)研究發(fā)展 生態(tài)毒理學(xué)（Ecotoxicology）是研究環(huán)境壓力對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的種群和群落的生態(tài)學(xué)和毒理學(xué)效應(yīng)，以及物質(zhì)或因素的遷移途徑和與環(huán)境相互作用規(guī)律。生態(tài)毒理學(xué)是邊緣學(xué)科，是由化學(xué)、生態(tài)學(xué)和毒理學(xué)等學(xué)科交叉而發(fā)展起來。,,2. 環(huán)境污染的生物凈化研究趨勢(shì)目前廢水生物處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在：發(fā)展各種對(duì)水量、水質(zhì)和毒物等沖擊負(fù)荷耐受能力強(qiáng)的工藝，提高出水水質(zhì)的穩(wěn)定性；開發(fā)各種

33、具有高生物相濃度、高傳質(zhì)速度的反應(yīng)器，以及高負(fù)荷下的運(yùn)轉(zhuǎn)方式；好氧與厭氧過程結(jié)合的各種工藝；微生物的懸浮生長(zhǎng)與附著生長(zhǎng)相結(jié)合，以維持微生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性；物理和化學(xué)方法結(jié)合，使生物處理的適用性極大提高，改善生物處理的微生態(tài)系統(tǒng)；研究開發(fā)對(duì)高濃度有機(jī)廢水、生物難降解物質(zhì)、氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等能有效去除的新工藝和新方法。,,3. 環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展：生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)的完善；建立各種生物監(jiān)測(cè)手段，其

34、中生物傳感器技術(shù)應(yīng)用具有廣闊的前途。污染凈化和受損環(huán)境修復(fù)的生物技術(shù)：大量人工合成化合物進(jìn)入自然環(huán)境，其中許多人工合成物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是原來環(huán)境中所沒有的，難于被天然微生物迅速降解轉(zhuǎn)化。這就需要通過改變生物的遺傳特性，使生物能夠適應(yīng)，并以這些污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)將其分解轉(zhuǎn)化。這就需要生物工程技術(shù)和生物治理技術(shù)的發(fā)展。,,保護(hù)生態(tài)學(xué),研究生物多樣性的保護(hù)；自然保護(hù)技術(shù)；自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)；協(xié)調(diào)人類與環(huán)境的關(guān)系。,,保護(hù)