环境生物学绪论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

绪论第一节环境科学概述一、一、一、一、环环境科学与境科学与境科学与境科学与环环境境境境问题问题1 1、环环境科学：是以境科学：是以境科学：是以境科学：是以“人人人人类类与与与与环环境境境境”这对这对矛盾矛盾矛盾矛盾为对为对象，而研究其象，而研究其象，而研究其象，而研究其对对立立立立统统一关一关一关一关系系系系发发生与生与生与生与发发展、展、展、展、调调整与控制，以及利用与改造科学。整与控制，以及利用与改造科学。整与控制，以及利用与改造科学。整与控制，以及利用与改造科学。1 1）、）、）、）、“人人人人类类-环环境境境境”系系系系统统是以人是以人是以人是以人类为类为中心生中心生中心生中心生态态系系系系统统。环环境科学也就是以境科学也就是以境科学也就是以境科学也就是以这这个系个系个系个系统为对统为对象，研究其象，研究其象，研究其象，研究其发发生与生与生与生与发发展、展、展、展、调调整与控制，以及利用与改造科学。整与控制，以及利用与改造科学。整与控制，以及利用与改造科学。整与控制，以及利用与改造科学。2 2）、）、）、）、环环境科学是一境科学是一境科学是一境科学是一门综门综合性学科，包括到自然科学、人文社会科学和工合性学科，包括到自然科学、人文社会科学和工合性学科，包括到自然科学、人文社会科学和工合性学科，包括到自然科学、人文社会科学和工程技程技程技程技术术等广泛等广泛等广泛等广泛领领域。域。域。域。第1页2、环境境问题由来与由来与发展展1）、萌萌芽芽阶段段（工工业革革命命以以前前，即即18世世纪60年代以前）年代以前）人人类诞生生时，作，作为天然食物采集者和捕食者，天然食物采集者和捕食者，人人类对环境影响不大。境影响不大。随即，人随即，人类学会了培育、学会了培育、驯化植物和化植物和动物，开物，开始了始了农业和畜牧和畜牧业，这在生在生产发展史上是一次展史上是一次大革命。大革命。而伴随而伴随农业和畜牧和畜牧业发展，人展，人类改造改造环境作用境作用也越来越也越来越显著地著地显示出来，但与此同示出来，但与此同时也也发生生了了对应环境境问题，如大量砍伐森林、破坏草原、，如大量砍伐森林、破坏草原、刀耕火种、盲目刀耕火种、盲目垦荒，往往引荒，往往引发严重水土流失，重水土流失，水旱灾害水旱灾害频繁和沙漠化。繁和沙漠化。第2页2）、）、环境境问题发展展恶化化阶段段（工（工业革命至革命至20世世纪50年代前）年代前）在在十十八八世世纪60年年代代至至十十九九世世纪中中叶叶，生生产发展展史上出史上出现了又一次了又一次伟大革命大革命工工业革命。革命。工工业革革命命使使建建立立在在个个人人才才能能、技技术和和经验之之上上小小生生产被被建建立立在在科科学学技技术结果果之之上上大大生生产所所代代替替，大大幅幅度度地地提提升升了了劳动生生产率率，增增强了了人人类利用和改造利用和改造环境能力。境能力。工工业革革命命大大规模模地地改改变了了环境境组成成和和结构构，从从而而也也改改变了了环境境中中物物质循循环系系统，扩大大了了人人类活活动领域，同域，同时也也带来了新来了新环境境问题。第3页这期期间工工业发达城市和工达城市和工矿区排出大量区排出大量废弃物，弃物，污染事件不染事件不停停发生。如：生。如：1873-1892，英国，英国伦敦屡次敦屡次发生可怕有毒烟生可怕有毒烟雾事件；事件；十九世十九世纪后期，日本足尾后期，日本足尾铜矿区排出区排出废水水污染了大片染了大片农田；田；1930年年12月月，比比利利时吗斯斯河河谷谷工工业区区因因为工工厂厂排排出出有有害害气体，在逆温条件下造成了气体，在逆温条件下造成了严重大气重大气污染事件。染事件。总之之，因因为蒸蒸汽汽机机创造造和和广广泛泛使使用用以以后后，大大工工业日日益益发展展，生生产力有了很大提升，力有了很大提升，环境境问题也随之也随之发展且逐步展且逐步恶化。化。第4页3)、环境境问题第三第三阶段段（二十世（二十世纪50年代至年代至70年代）年代）震惊世界公害事件接震惊世界公害事件接连不停：不停：1952年年12月月伦敦烟敦烟雾事件；事件；1953-1956年日本水俣病事件；年日本水俣病事件；1961年四日市哮喘病事件；年四日市哮喘病事件；1955-1972年痛痛病事件。年痛痛病事件。第5页形成环境问题第三阶段主要原因：人口迅猛增加。19世界人口为16亿，1950年为25亿，经过50年人口约增加了9亿。城市化速度加紧。19拥有70万以上人口城市，全世界有299座；到1951年快速增到879座。工业不停集中和扩大，能源消耗大增。19世界能源消费量还不到10亿吨煤当量，至1950年就猛增至25亿吨煤当量。第6页4）、）、环境境问题第四第四阶段（段（1980年以后）年以后）第第四四阶段段是是伴伴随随环境境污染染和和大大范范围生生态破破坏坏。人人们共共同同关关心心影影响响范范围和和危危害害严重重环境境问题主主要要是是全全球球性性大大气气，如如“温温室室效效应”、臭臭氧氧层破破坏坏和和酸酸雨雨；大大面面积生生态破破坏坏，如如大大面面积森森林林被被毁、草草场退退化化、土土壤壤侵侵蚀和沙漠化。二十世和沙漠化。二十世纪八十年代突八十年代突发性性严重重污染事件迭起。如：染事件迭起。如：1984年年12月印度博帕月印度博帕尔农药泄漏事件；泄漏事件；1986年年4月月苏联切切尔诺贝利核利核电站泄漏事故；站泄漏事故；1986年年11月莱因河月莱因河污染事故。染事故。第7页环境境问题第三第三阶段和第四段和第四阶段有很大不一段有很大不一样：影响范影响范围不一不一样。危害程度不一危害程度不一样。污染源不一染源不一样。印度博帕尔农药泄漏事件印度博帕尔农药泄漏事件莱茵河莱茵河第8页危害程度不一危害程度不一样第三第三阶段段环境境污染即使染即使对经济造成造成损害，但害，但问题还不突出。不突出。第四第四阶段不但段不但显著著损害人害人群健康，每分群健康，每分钟因水因水污染和染和环境境污染而死染而死亡人数全世界平均到亡人数全世界平均到达达28人；而且全球性人；而且全球性环境境污染和生染和生态破坏破坏已威已威胁到全人到全人类生存生存与与发展，妨碍展，妨碍经济连续发展。展。第9页污染源不一染源不一样第第三三阶段段污染染起起源源尚尚不不太太复复杂，较易易经过污染染源源调查搞搞清清产生生环境境问题来来龙去去脉脉，如如水水俣俣病病是汞中毒。是汞中毒。第第四四阶段段污染染源源众众多多，不不但但分分布布广广、而而且且起起源源复复杂，如如赤潮。赤潮。第10页补充充（一）（一）全球性全球性环境境问题1.全球变暖危机全球变暖危机温室气体排放温室气体排放人类生存和文明繁荣与气候条件亲密相关，气候条件发人类生存和文明繁荣与气候条件亲密相关，气候条件发生微小改变，都可能会给人类带来严重灾难性影响。生微小改变，都可能会给人类带来严重灾难性影响。近近30年来，地球上气候发生了异常改变，全球变暖步伐年来，地球上气候发生了异常改变，全球变暖步伐突然加紧，北美出现了历史上少有热浪，非洲长达突然加紧，北美出现了历史上少有热浪，非洲长达7年年干旱等等。干旱等等。这些气候异常现象及其给人类带来严重影响，引发了人这些气候异常现象及其给人类带来严重影响，引发了人们广泛关注。们广泛关注。问题：温室效应机理是什么？问题：温室效应机理是什么？第11页1来地球表面温度已上升了0.3-0.6，地表温度升高也将造成冰川融化，海平面上升。地表温度升高，使得一些地域在短时间内发生急剧气候改变，诸如高温天气、飓风、暴雨之类极端天气频率增多。全球气候改变可能造成一些脆弱生态系统如珊瑚礁正处于海温升高危险之中。因为气候条件不利改变，将对生物物种、农业生产等产生影响。如一些候鸟种群已经有所降低。另外，气候改变很可能经过各种机制对人类健康和生存产生影响。比如，它会对淡水利用率和粮食产量产生不利影响，对疟疾、登革热和血吸虫病等传染病分布和季节传输起到促进作用。全球变暖危机全球变暖危机温室气体排放温室气体排放第12页温室效应增强是造成全球变暖一个主要原因。因为化石温室效应增强是造成全球变暖一个主要原因。因为化石燃料燃烧和农业生产活动，人类向大气中排放大量温室燃料燃烧和农业生产活动，人类向大气中排放大量温室气体，其所产生温室效应直接影响到地球辐射收支，造气体，其所产生温室效应直接影响到地球辐射收支，造成地球表面温度升高。成地球表面温度升高。几个温室气体所引发温室效应增强作用分别为：二氧化几个温室气体所引发温室效应增强作用分别为：二氧化碳碳55%，氯氟烃，氯氟烃24%，甲烷，甲烷15%，一氧化二氮，一氧化二氮6%。假如要把大气中温室气体浓度稳定在当前水平，就必须假如要把大气中温室气体浓度稳定在当前水平，就必须马上大幅度降低二氧化碳排放量。马上大幅度降低二氧化碳排放量。全球变暖危机全球变暖危机温室气体排放温室气体排放第13页2.臭氧层破坏与耗竭臭氧损耗物质恶果 20世纪70年代后半期以来，科学家发觉在南极上空12-23 km大气平流层内，臭氧含量开始逐步降低，尤其在秋季（9-11月）大幅度降低。1985年10月，英国科学家法尔曼等人在南极南纬60哈雷湾观察站发觉：在过去10-间，每到春天，南极上空臭氧浓度就会降低约30%，近95%臭氧被破坏。从地面上观察，高空臭氧层已极其稀薄，称为臭氧空洞，直径达上千公里。美国“云雨7号”卫星观察表明，此洞呈椭圆形，大小与美国国土面积相同。日本环境厅发表一项汇报称，1998年南极上空臭氧空洞面积已到达历史最高统计，为2720万平方公里，比南极大陆还大约1倍。第14页臭氧层遭到破坏，其吸收紫外线辐射能力将大大减弱，臭氧层遭到破坏，其吸收紫外线辐射能力将大大减弱，造成抵达地球表面紫外线强度显著增强。造成抵达地球表面紫外线强度显著增强。紫外线辐射增强，会使人体免疫功效下降，皮肤癌、白紫外线辐射增强，会使人体免疫功效下降，皮肤癌、白内障和呼吸病患者增加；同时会造成海洋浮游生物、虾内障和呼吸病患者增加；同时会造成海洋浮游生物、虾蟹幼体大量死亡，小麦、水稻等农作物减产，气温上升，蟹幼体大量死亡，小麦、水稻等农作物减产，气温上升，给人类健康和生态环境带来严重危害。给人类健康和生态环境带来严重危害。臭氧层破坏与耗竭臭氧层破坏与耗竭臭氧损耗物质恶果臭氧损耗物质恶果第15页臭氧层破坏主要是因为制冷剂、臭氧层破坏主要是因为制冷剂、发泡剂、推进剂、洗净剂和膨胀发泡剂、推进剂、洗净剂和膨胀剂中所含人工合成卤碳化合物大剂中所含人工合成卤碳化合物大量排放，这些物质被称为臭氧损量排放，这些物质被称为臭氧损耗物质（耗物质（ODS），在对流层中十），在对流层中十分稳定，寿命可长达几十年甚至分稳定，寿命可长达几十年甚至上百年。上百年。ODS化合物随大气团运动上升到化合物随大气团运动上升到平流层后，在强烈紫外线照射下平流层后，在强烈紫外线照射下分解出含氯自由基。这些自由基分解出含氯自由基。这些自由基与臭氧分子发生反应，使臭氧分与臭氧分子发生反应，使臭氧分子成为普通氧分子，从而造成臭子成为普通氧分子，从而造成臭氧层破坏。氧层破坏。臭氧层破坏与耗竭臭氧层破坏与耗竭臭氧损耗物质恶果臭氧损耗物质恶果第16页绪论第二节 一（二）3.生态系统服务功效丧失生态系统服务功效丧失生物多样性锐减生物多样性锐减 生物多样性是指全部起源形形色色生物体，这些起源包含生物多样性是指全部起源形形色色生物体，这些起源包含陆地、海洋和其它水生生态系统及其所组成生态综合体，陆地、海洋和其它水生生态系统及其所组成生态综合体，它包含物种内部（遗传多样性）、物种之间（物种多样性）它包含物种内部（遗传多样性）、物种之间（物种多样性）和生态系统多样性。和生态系统多样性。现存生物能提供各种环境服务，如调整大气中气体组成、现存生物能提供各种环境服务，如调整大气中气体组成、保护海岸带、调整水循环和气候、形成并保护肥沃土壤、保护海岸带、调整水循环和气候、形成并保护肥沃土壤、分散和分解废弃物、吸收污染物等。分散和分解废弃物、吸收污染物等。生物多样性也为食物和农业提供遗传资源，组成了世界食生物多样性也为食物和农业提供遗传资源，组成了世界食物安全生物基础并维持人类生计。物安全生物基础并维持人类生计。然而，生物所提供环境服务多数既不为人所知，也没有得然而，生物所提供环境服务多数既不为人所知，也没有得到适当经济评价。生物多样性对于人类社会经济发展含有到适当经济评价。生物多样性对于人类社会经济发展含有历史、现实和未来价值。历史、现实和未来价值。第17页全球生物多样性正在以空前速率发生改变。全球生物多样性正在以空前速率发生改变。这种改变主要驱动力，是土地植被覆盖改这种改变主要驱动力，是土地植被覆盖改变、气候改变、环境污染、对自然资源掠变、气候改变、环境污染、对自然资源掠夺性获取以及外来物种侵入。夺性获取以及外来物种侵入。在过去在过去30年间，物种多样性降低凸现为主年间，物种多样性降低凸现为主要环境问题。引发物种降低最主要原因是要环境问题。引发物种降低最主要原因是栖息地降低和退化。比如，森林和草地开栖息地降低和退化。比如，森林和草地开垦为耕地可造成当地动植物物种灭绝。垦为耕地可造成当地动植物物种灭绝。在过去在过去30年里，全世界约有年里，全世界约有120万平方公万平方公里陆地被开垦为耕地。在最近全球调查中里陆地被开垦为耕地。在最近全球调查中发觉，栖息地降低是影响发觉，栖息地降低是影响83%濒危哺乳动濒危哺乳动物和物和85%濒危鸟类主要原因。濒危鸟类主要原因。第18页生物多样性降低将威胁到人类食物供给，木材、医药和生物多样性降低将威胁到人类食物供给，木材、医药和能源起源，娱乐与旅游机会，而且干扰了生态基本作用，能源起源，娱乐与旅游机会，而且干扰了生态基本作用，如调整水流量、水土保持、消纳污染物、净化水质以及如调整水流量、水土保持、消纳污染物、净化水质以及碳和营养物循环等。碳和营养物循环等。第19页绪论第二节 一（二）4.河流与海洋污染威胁河流与海洋污染威胁污水污水废水排放废水排放 世界主要河流半数以上已经遭到严重耗竭世界主要河流半数以上已经遭到严重耗竭和污染，河流周围生态系统受到破坏，威和污染，河流周围生态系统受到破坏，威胁着人们健康和生计。胁着人们健康和生计。城市发展伴伴随严重水污染问题，如不完城市发展伴伴随严重水污染问题，如不完备污水处理系统或未经处理城市污水给水备污水处理系统或未经处理城市污水给水体带入大量营养物质、金属和有机污染物。体带入大量营养物质、金属和有机污染物。工业生产过程中排放各种污染物，工业跑工业生产过程中排放各种污染物，工业跑冒滴漏或工业和运输发生事故性污染也会冒滴漏或工业和运输发生事故性污染也会造成水污染。造成水污染。当代农业大量使用农用化学物，有很多路当代农业大量使用农用化学物，有很多路径能够使农用化学物质，如农药、化肥等径能够使农用化学物质，如农药、化肥等转移到水体中。转移到水体中。第20页海洋污染是一个全球性污染现象。海洋污染是一个全球性污染现象。南极企鹅体内脂肪中已检出南极企鹅体内脂肪中已检出DDT，说明，说明污染影响范围之广。污染影响范围之广。造成海洋污染最主要原因，是石油勘探造成海洋污染最主要原因，是石油勘探开发和船舶海损事故，如油轮搁浅、触开发和船舶海损事故，如油轮搁浅、触礁、船舶碰撞、石油井喷、石油管道破礁、船舶碰撞、石油井喷、石油管道破裂等。裂等。大批港口、城市兴起和扩建，大量有害大批港口、城市兴起和扩建，大量有害有毒物质倾泻于近海，超出了近海本身有毒物质倾泻于近海，超出了近海本身净化能力，使优美纯净海洋环境及海洋净化能力，使优美纯净海洋环境及海洋资源受到严重污染。资源受到严重污染。海洋石油污染给海洋生态带来了一系列海洋石油污染给海洋生态带来了一系列有害影响，其中包含：使海洋产氧量降有害影响，其中包含：使海洋产氧量降低，影响海洋生物生长与繁殖，从而对低，影响海洋生物生长与繁殖，从而对整个海洋生态系统产生影响；降低海洋整个海洋生态系统产生影响；降低海洋生产力，从而对人类产生影响等。生产力，从而对人类产生影响等。河流与海洋污染威胁河流与海洋污染威胁污水废水排放污水废水排放第21页补充：（二）我国充：（二）我国环境境问题严峻峻1.沙尘暴我国沙漠化及沙尘暴危害日趋严重。沙漠化面积从二十世纪50、60年代每年1560多平方公里，70、80年代2100平方公里，发展到90年代2460平方公里，已发展到3436平方公里。每年沙漠化吞噬土地相当于一个中等面积县，造成直接经济损失达500多亿元，更为严重是，沙漠化所引发沙尘暴也日益频繁。不但北京地域沙尘暴较为严重，西安、沈阳等绝大多数北方城市都在遭受沙尘暴攻击。沙尘暴已经涉及到了南京、上海等地。过去，沙尘暴主要发生在春季，而现在即便是冬天也出现扬沙和沙尘暴天气，冬一些地域出现“黄雪”便是一例。第22页沙尘暴沙尘暴荒漠化与沙尘暴成因有两个方面，一是荒漠化与沙尘暴成因有两个方面，一是自然原因，如拉尼娜（反厄尔尼诺）天自然原因，如拉尼娜（反厄尔尼诺）天气现象。二是人类不合理地经济社会活气现象。二是人类不合理地经济社会活动，如滥垦、滥牧、滥采、滥伐、滥用动，如滥垦、滥牧、滥采、滥伐、滥用水资源是造成水资源是造成。“厄尔尼诺厄尔尼诺”现象是指南美赤道附近现象是指南美赤道附近,约约北纬北纬4度至南纬度至南纬4度，西经度，西经150度至度至90度度之间之间,幅度数千公里海水带异常增温现象。幅度数千公里海水带异常增温现象。可能是太平洋底火山暴发或地壳断裂喷可能是太平洋底火山暴发或地壳断裂喷涌出来熔岩加热作用造成洋流变暖，进涌出来熔岩加热作用造成洋流变暖，进而造成信风转弱和逆转。而造成信风转弱和逆转。另有些人则推断，可能是因为地球自转另有些人则推断，可能是因为地球自转年际速度不均造成。每当地球自转年际年际速度不均造成。每当地球自转年际速度由加速变为减速速度由加速变为减速之后，便会发生厄之后，便会发生厄尔尼诺现象。尔尼诺现象。第23页2.森林、草原生态功效急剧衰退中国森林面积覆盖率仅为13.92；人工林树种单一，病虫害严重；土地退化严重,已占国土面积16;水土流失面积约占国土面积38；全国约有1.7亿人口受到荒漠化危害;盐碱化土地面积占国土面积8.5;优质耕地面积逐年降低，最近，每年降低36万hm2；草地退化面积约占可利用草场1/3，当前仍以2万km2速度增加。第24页3.水体生态平衡严重失调，自然灾害日趋频繁水体生态平衡严重失调，自然灾害日趋频繁 河流断流日益加重，尤以黄河最为突出；河流断流日益加重，尤以黄河最为突出；洞庭湖面积已降低了洞庭湖面积已降低了38；全国缺水城市达全国缺水城市达300多个，日缺水量多个，日缺水量1 600万万t；湿地面积不停缩小，东北三江平原湿地面积不停缩小，东北三江平原500多万多万km2自然湿地自然湿地当前仅剩当前仅剩200多万多万km2，且濒临消失危险。，且濒临消失危险。河流区域性污染严重，广大水系中河流区域性污染严重，广大水系中38河段到达或好于河段到达或好于地表水地表水3类标准类标准,1/3以上河段水体丧失了使用功效。以上河段水体丧失了使用功效。酸雨问题依然突出，酸雨覆盖面积约占国土面积酸雨问题依然突出，酸雨覆盖面积约占国土面积30.第25页4.生物多样性锐减生物多样性锐减 全国有全国有1520动植物种类受到威胁，高于世界平均动植物种类受到威胁，高于世界平均水平。水平。大熊猫、金丝猴、东北虎、华南虎等大熊猫、金丝猴、东北虎、华南虎等20个珍稀物种分布个珍稀物种分布区域缩小，种群数量骤减。区域缩小，种群数量骤减。在联合国在联合国国际濒危物种贸易条约中国际濒危物种贸易条约中列出列出640种濒危物种濒危物种中，中国占了种中，中国占了1/4。第26页5.能源结构性污染突出，工业污染排放量仍高 大气污染归因于以煤炭为主能源结构和过低治理水平。1998年我国万元国内生产总值SO2排放量26kg，远高于发达国家水平。全国SO2排放总量1995万t，居世界第一。烟尘排放总量1 165万t；工业粉尘排放量1 092万t。水环境质量继续恶化，工业城市废水中化学需氧量COD为1 389万t，在全球均处于高位。几大水系中，淮河、海河、辽河水质污染情况已显著制约了这些流域地域经济发展。第27页6.城市污染严重 在空气污染方面，1999年对335个城市进行了综合分析，在335个城市中，40.5城市超出空气质量三级标准，处于中度或严重污染状态。大城市汽车尾气污染日益突出，占空气NO2污染负荷50。1999年全球空气污染最严重10个城市中，我国占7个，全国600多座城市大气环境没有几个到达世界卫生组织要求标准。在水污染方面，全国年排污水总量达415.1亿t，相当部分未经处理直接排入水域。全国城市河段水质为5类或劣5类占52。在噪声污染方面，多数城市噪声污染处于中等水平，重点城市区域噪声处于轻度或中度污染水平。在垃圾污染方面，城市年产量约为1.4亿t。垃圾无害化处理率仅为10左右，垃圾粪便处理率61.8，废弃塑料“白色污染”问题越来越突出。第28页7.农村环境问题日趋突出农村环境问题日趋突出 因为传统粗放型生产方式，造成农业环境质量下降。因为传统粗放型生产方式，造成农业环境质量下降。牲畜养殖污染物排放数量大，浓度高，每头猪废物排放量牲畜养殖污染物排放数量大，浓度高，每头猪废物排放量是人是人67倍，牛则到达倍，牛则到达20倍。倍。农田污水浇灌面积比农田污水浇灌面积比20世纪世纪80年代增加了年代增加了1.6倍。倍。农药化肥过量使用，土壤污染成为潜在环境问题。农药化肥过量使用，土壤污染成为潜在环境问题。生活污水直接排放到河流或地下水中，造成水体污染。生活污水直接排放到河流或地下水中，造成水体污染。第29页第二节、环境生物学概述一、一、环境生物学定境生物学定义 环境生物学（境生物学（Environmental Biology）是）是硕士物与受人士物与受人类干干扰环境之境之间相互作用相互作用规律及其机理科学，是律及其机理科学，是环境科学一个分支学科。境科学一个分支学科。1、干、干扰：人：人类对生生态系系统污染、影响、破坏染、影响、破坏2、研究、研究对象象:生物与受人生物与受人类干干扰环境境3；目地：；目地：应用生物学理用生物学理论与方法来控制治理与方法来控制治理环境境污染，染，监测和和评价价环境境质量，量，维护生生态平衡和平衡和实现可可连续发展展二、二、环境生物学研究内容与任境生物学研究内容与任务第30页1)说明明环境境污染生物学或生染生物学或生态学效学效应：探索从分子到生：探索从分子到生态系系统各各级生物水平上生物水平上环境境污染效染效应及其作用机理，研究及其作用机理，研究并并发展展环境境质量生物学量生物学监测与与评价方法，价方法，这是是认识环境境问题过程，可程，可为进行有效行有效环境管理，以及境管理，以及处理理环境境问题提供科学依据。提供科学依据。2)探索生物探索生物对环境境污染染净化原理，提升生物化原理，提升生物对污染染净化效化效率：伴随率：伴随时间推移，推移，环境境污染情况日染情况日趋严重，重，仅仅靠天靠天然自然自净能力已无法及能力已无法及时地或充分地地或充分地净化化环境中境中污染物。染物。所以，所以，环境生物学就要研究怎境生物学就要研究怎样利用生物技利用生物技术和生和生态学学方法深入提升生物方法深入提升生物对污染染净化能力。化能力。3)探探讨自然保自然保护生物学和恢复生生物学和恢复生态学原理与方法：了解在学原理与方法：了解在人人类利用和改造自然利用和改造自然过程中，程中，对自然自然资源更新能力影响源更新能力影响或危害程度，探索合理利用自然或危害程度，探索合理利用自然资源路径。源路径。第31页三、三、三、三、环环境生物学研究方法境生物学研究方法境生物学研究方法境生物学研究方法1.野外野外调查和和试验：对人人为干干扰环境境进行行现场调查和和试验，经过对环境原因确境原因确实定和定和对生物各个生物各个层次效次效应研究，探索研究，探索环境中物理、化学或生物原因境中物理、化学或生物原因对生物生物或生或生态系系统影响基本影响基本规律。律。这种种试验能能够以自然以自然环境境为试验对象，也可依据研究目象，也可依据研究目标需要人工需要人工设计，以利于控制。以利于控制。第32页2、试验室室试验：经过试验室室试验伎伎俩，能，能够进行行环境境污染染生物效生物效应和生物和生物净化化过程及其机理研究。程及其机理研究。这种研究种研究优点是条件控制比点是条件控制比较严格，格，试验过程能程能够屡次重复，屡次重复，对结果分析比果分析比较可靠。但其最大弱点，或者可靠。但其最大弱点，或者说，研究者，研究者必必须尽可能注意是尽可能注意是试验室条件与野外自然状室条件与野外自然状态区分，区分，用用试验室室结果去解果去解释自然自然环境情况必境情况必须十分小心。十分小心。第33页3、模、模拟研究：在系研究：在系统分析原理基分析原理基础上，利用上，利用计算机算机和近代数学方法，在和近代数学方法，在输入相关生物与入相关生物与环境相互关境相互关系系规律作用参数后，依据一些律作用参数后，依据一些经验公式或模型，公式或模型，进行运算，得到抽象行运算，得到抽象结果，研究者依据果，研究者依据详细专业知知识，对其其发展展趋势进行行预测，以到达深入，以到达深入优化化和控制目和控制目标。第34页四、四、环境生物学境生物学发展展趋势 1.1.生生生生态态毒理学研究毒理学研究毒理学研究毒理学研究发发展展展展 生生生生态态毒毒毒毒理理理理学学学学（EcotoxicologyEcotoxicology）是是是是研研研研究究究究环环境境境境压压力力力力对对生生生生态态系系系系统统内内内内种种种种群群群群和和和和群群群群落落落落生生生生态态学学学学和和和和毒毒毒毒理理理理学学学学效效效效应应，以以以以及及及及物物物物质质或或或或原原原原因因因因迁迁迁迁移移移移路路路路径径径径和和和和与与与与环环境境境境相相相相互互互互作作作作用用用用规规律律律律。生生生生态态毒毒毒毒理理理理学学学学是是是是边边缘缘学学学学科科科科，是是是是由化学、生由化学、生由化学、生由化学、生态态学和毒理学等学科交叉而学和毒理学等学科交叉而学和毒理学等学科交叉而学和毒理学等学科交叉而发发展起来。展起来。展起来。展起来。第35页2.环境境污染生物染生物净化研究化研究趋势当前当前废水生物水生物处理技理技术发展展趋势主要表主要表现在：在：发展各种展各种对水量、水水量、水质和毒物等冲和毒物等冲击负荷耐受能力荷耐受能力强工工艺，提升出水水，提升出水水质稳定性；定性；开开发各种含有高生物相各种含有高生物相浓度、高度、高传质速度反速度反应器，器，以及高以及高负荷下运荷下运转方式；方式；好氧与好氧与厌氧氧过程程结合各种工合各种工艺；微生物微生物悬浮生浮生长与附着生与附着生长相相结合，以合，以维持微生持微生态系系统中生物多中生物多样性；性；物理和化学方法物理和化学方法结合，使生物合，使生物处理适用性极大提升，理适用性极大提升，改改进生物生物处理微生理微生态系系统；研究开研究开发对高高浓度有机度有机废水、生物水、生物难降解物降解物质、氮、氮磷磷营养物养物质等能有效去除新工等能有效去除新工艺和新方法。和新方法。第36页3.环境生物技境生物技术发展展环境境质量生物量生物监测与与评价技价技术发展：展：l生物生物监测指指标完善；完善；l建立各种生物建立各种生物监测伎伎俩，其中生物，其中生物传感器技感器技术应用含有用含有辽阔前途。前途。污染染净化和受化和受损环境修复生物技境修复生物技术：l大量人工合成化合物大量人工合成化合物进入自然入自然环境，其中境，其中许多人工合成多人工合成物物质结构是原来构是原来环境中所没有，境中所没有，难于被天然微生物快速于被天然微生物快速降解降解转化。化。l这就需要就需要经过改改变生物生物遗传特征，使生物能特征，使生物能够适适应，并，并以以这些些污染物作染物作为营养物养物质，同，同时将其分解将其分解转化。化。这就就需要生物工程技需要生物工程技术和生物治理技和生物治理技术发展。展。第37页保保护护生生态态学学硕士物多样性保护；硕士物多样性保护；自然保护技术；自然保护技术；自然保护区建设；自然保护区建设；协调人类与环境关系。协调人类与环境关系。保保护护生生物物学学恢恢复复生生态态学学硕士态系统退化机理；硕士态系统退化机理；研究群落结构和生态系统功效；研究群落结构和生态系统功效；制订退化生态系统恢复方案；制订退化生态系统恢复方案；发展受损环境修复技术。发展受损环境修复技术。4.保护生态学发展趋势保护生态学发展趋势 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