wuxiang08
各种水生生物，包括底栖生物、游泳生物及浮游生物，它们的生存、繁殖和分布均与温度、深度、光照、含盐度、底质以及其他生物因素密切相关。对于陆生及水生生物来说，除温度、光照及生物因素外，海拔、湿度、水陆分布及空气条件等对它们的生活也起着很大的影响。下面将一些重要的环境因素及其对生物的影响概述如下。温度 温度是决定水域中生物的生存、繁殖和分布的最重要因素之一。温度主要来自阳光的照射，一方面它随着纬度及季节的变化而变化，另一方面又随水体深度的不同而改变，一般来说表层水体的温度变化较大，底层水体的温度较稳定。海水中仅在250～300m以上的水层才有季节性温度的变化，其下水层温度终年无大变化。另外，局部地区由于有大洋暖流通过，或因海底火山喷发或熔岩作用影响，可造成局部增温，有利于某些生物的生长和繁殖。陆地的温度除了受纬度的控制外，还受海拔高度的影响，一般温度随海拔高度的升高而降低。另外，温度也控制着生物的分异度和分区，分异度是指在一定环境中生物种类的多少。一般来说，温度高的地区生物的种类也就越多，分异度也就越高；温度低的地区生物种类就少，生物的分异度也就越低。如极地的生物种类比热带生物种类明显减少。分异度最高的地方往往是生物礁，生物礁发育在温暖、清澈、盐度正常的热带、亚热带浅海环境里。现代生物礁的分布严格受纬度的控制，主要分布在南北纬28°之间的热带浅海。因此通过对地层中生物礁地理分布的研究，可指示地史时期热带的位置。温度控制生物群分区的现象十分明显，不同温度气候带中生物群的面貌是不同的。另外，由于生物所产的卵的孵化需要有一定的温度条件，因此温度又控制和影响着生物的繁殖。水深 海洋中海水深度的变化影响到其他一系列的环境因素，深度与压力呈正比，与光线透射度呈反比。在一定范围内海水的深度又与温度的变化有关。由于深度会影响光线的透射度，所以水深控制着各类生物特别是绿色植物的垂直分布。如藻类的分布下限是水深200m，在15～50m左右藻类最为丰富。另外，由于光线中不同波长的光其穿透海水的能力不同，造成不同类型的藻类在分布深度上的差异。如浅海近岸处生长蓝绿藻，在其下20～30m以褐藻最多，而红藻可分布在水深30～200m左右。水深控制着植物的垂直分布，因此势必影响其他以植物为食的草食性动物的分布，并最终影响到肉食性动物的分布。深度对海洋生物分布的控制可通过和深度有关的透光度、压力、盐分、温度、溶解氧及食物供应等对物种的分布施加影响。图1-14表示的是各种底栖生物在不同海水深度中的分布情况。光线 光线与水深及水体的清澈度有关。与光照条件直接相关的是水底植物和浮游植物，根据水体中光照强度的强弱可分三带：①强光带，自水面至水深80m左右，本带内光线充足，植物能进行光合作用，因此浮游植物及浮游动物都很丰富；②弱光带，自80m以下至200m左右，此带内浮游植物已大量减少（但红藻和硅藻较发育）；③无光带，在200m以下，此带为黑暗区，植物绝迹，动物较稀少而特殊。因此地层中海生藻类化石的存在是浅海环境的重要标志。对于陆生生物来说，有的动植物喜欢阴湿的环境，而有的则喜爱在阳光充足的地方生活。图1-14 各种底栖生物与深度的关系（转引自杨式溥，1993）盐度 正常海水的含盐度为35‰，干旱地区海水的盐度高于此值，如红海北部可达40‰。在河流入海口，由于淡水的注入，有的地区海水的盐度可降到16‰，如黑海。正常盐度海水中生物种类多样，但当海水的盐度升高或降低时，便出现海水的咸化或淡化，这都会引起生物在种类和数量上的变更，常表现为生物种类贫乏。只能适应正常盐度海水生活的生物称为窄盐性生物，如大多数的造礁珊瑚、具铰纲的腕足类动物、头足类动物及棘皮动物等。能够适应盐度变化范围较宽的生物称为广盐性生物，如双壳类。各种无脊椎动物和藻类植物与海水含盐量的关系如图1-15所示。底质 水中底栖生物居住所依附的环境物质称为底质。底质一般分为硬底质和软底质。硬底质如岩石、各种贝壳和其他坚硬的物体；软底质为含有各种砂砾、细砂和淤泥的沉积物。不同的底质有不同的动植物群，如沿岸岩石及贝壳上附着有许多藻类及各种具有固着能力的无脊椎动物，在潮间带各种硬底质中还可见钻孔生物；在砂质软底中则以潜穴为主；泥质软底中常有丰富的软体动物和节肢动物的甲壳类。气体 海水中主要气体有氧、氮、二氧化碳，此外还有硫化氢、甲烷及氨等。后三种气体对大多数生物是有害的，在滞流的深水及闭塞的海湾中，由于死亡生物大量聚集，在腐烂过程中产生大量的硫化氢等有害气体，对底栖生物的生长极为不利，只在上部水层中可有浮游或游泳生物生活。现代海洋中缺氧海区的典型例子是黑海。在地史时期的海相沉积中，也出现过缺氧的还原环境，如华南志留纪早期形成的黑色笔石页岩，岩石中有机质含量高，而且常见还原矿物黄铁矿，生物化石主要为浮游型的笔石类。对于陆生生物来说，大气中各种有害气体（如SO2）也会危及它们的生存。图1-15 主要无脊椎动物和藻类化石分布与含盐度的关系（转引自全秋琦、王治平，1993）海拔高度 同一纬度地带由于海拔的高低也会造成生物（特别是植物）的分布和分带现象。高原地区由于寒冷、缺氧、植被稀少等因素的影响，导致动植物种类的减少。随着海拔的逐渐降低，气候由干冷转向温湿，植物由针叶、细叶类向阔叶类转化，同时植物种类也逐渐增多。如现代青藏高原地区主要为一些草本植物和细叶的红柳灌木丛，缺乏高大的乔木。生物因素 主要表现在各类生物获取食物的相互关系上，这些关系包括获取食物的机制、捕食与被捕食的关系及共生关系等。有人将相互有利的生物之间的关系称为共生（mutualism）；只对其中一方有利的称为共栖（commensalism）；对一方有利，而对另一方有害的称为寄生。在所有这些关系中，食物链的关系最为重要。如草原上有羊的地方常招来狼群，羊吃草、狼吃羊，由此构成一种食物链的关系。在这种食物链的关系中只要其中一个环节发生变化，就会影响到一系列与之有关的生物。如狼的存在，一方面威胁到羊的生存；但如果没有狼，羊就会肆意繁殖，毁坏草地，最终危及自身生存。故从某种程度上说“狼吃羊又有利于羊群的繁衍”。在古生物化石的研究中，同一岩层中的各种化石，在未弄清楚它们之间的关系之前，可统称为伴生生物。图1-16表示的是一个简化了的食物网关系。图1-16 一个简化的食物网（转引自武汉大学等，1978）1—桧树；2—草本植物；3—节肢动物；4—兔；5—啮齿动物；6—食肉兽类 
环境污染对生物的影响 作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数：475 更新时间：2008-8-26 生物的生存环境被污染后，生物体内的毒物含量会逐渐积累。当富集到一定数量后，生物就开始出现受害症状，生理、生化过程受阻，生长发育停滞，最后导致死亡。（一）环境污染对植物的影响污染物影响植物的生理生化作用。污染物对光合作用的影响是植物受害的主要原因。如S02抑制二磷酸核酮糖羧化酶的活性；重金属Pb2+能抑制菠菜叶绿素中光合电子传递，这都阻止光合作用中对C02的固定，使光合作用下降。S02还能使植物的总含氮量与蛋白质含氮量均下降；重金属镉能明显影响种子中氨基酸含量，从而影响植物的营养成分。污染物能破坏植物细胞膜的透性，并使植物的呼吸作用下降。污染物能改变并降低土壤微生物和酶的活性，影响植物根系对土壤中营养元素的吸收。对重金属镉的研究表明：①镉能明显影响玉米幼苗对氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜的吸收，使玉米幼苗体内氮、磷、锌的含量降低。②镉可以影响和破坏植物细胞的超微结构。如玉米用镉处理后，细胞核变形、外膜肿大、内腔扩大，核仁趋向碎裂；幼苗根的线粒体肿胀，腔内有絮状沉积物，出现受害症状；叶绿体超微结构层次减少，分布不均、混乱，发生明显变化。③用镉处理种子后，发芽率下降，抑制水生植物生长发育。随着镉浓度增大，根的增加量相应减少，断根增加，降低了根的吸收功能。加上植物叶片褪绿，光合作用减弱，最终导致生物产量的降低。（二）环境污染对动物的影响环境污染影响动物正常的生理功能，威胁动物的生存。污染物明显破坏动物的内脏。有些污染物，如Pb、Cd还能使鱼脊椎弯曲。有机氯农药严重影响鱼类、水鸟、哺乳动物的繁殖机能，使许多鸟类蛋壳变薄。重金属元素对鱼类的呼吸系统有严重的影响和破坏作用。这些重金属元素能粘附和积累在鱼鳃的表面，导致鳃的上皮和黏液细胞产生贫血和营养失调，而且还能降低血液中呼吸色素的浓度，使红血球减少。其结果，影响了鱼类对氧的呼吸作用和降低血液输送氧气的能力，使得鱼类呼吸器官机能衰退。对一些污染物的研究结果表明，甲基汞能使血红蛋白、血浆中的Na+和Cl-增加；Cd+能干扰肝脏对维生素B12的正常储存；用亚致死剂量镉处理鲽鱼有明显的贫血反应。（三）环境污染对人体的影响 人体具有自身的生理调节功能以适应不断变化的环境的能力。但是，如果环境污染物导致环境的异常变化，超出人体正常的生理调节限度，则可能引起人体功能、代谢和结构发生异常的病理性变化，即环境致病。人类的环境致病有物理性因素（如噪声、放射性物质、热污染等）、化学性因素（如重金属、有害气体、化肥、农药、各种有机及无机化合物，）和生物性因素（如细菌、病菌等）。疾病的发展阶段有潜伏期、前驱期、临床症状期、转归期(恢复健康或恶化死亡)。对于微量慢性致病因素长期作用下的中毒，疾病的前两期可能相当长，但并不表明病人“健康”，而急性中毒的疾病会很快出现明显的临床症状和体征。因此，不能以人体是否出现疾病的临床症状和体征来评价有无环境污染及其严重程度。所以，在评价环境污染对人体健康的影响时，应考虑是否会引起急性中毒；慢性中毒；致癌、致畸及致突变；寿命的缩短；生理、生化的变化。环境污染物能否对人体产生危害及其危害的程度，主要取决于污染物进入人体的“剂量”。当剂量达到一定程度，即可引起异常反应或致病。其次，随着污染物作用时间的延长，毒物在体内蓄积量达到中毒阈值时，就会产生危害。另外，多种污染物在体内同时作用于人体，存在综合影响。如锌能阻抗镉对肾小管的损害，而CO与H2S则可相互促进中毒的发展。还有，不同人的健康和生理状况、遗传因素等，均可影响人体对环境异常变化的反应强度和性质。如1952年伦敦烟雾事件死亡的4000人中，患有心肺疾患的人占到80％。环境污染对人体健康的危害，是一个十分复杂的问题。大体上可分为急性危害、慢性危害和远期危害。1．急性危害 环境污染造成急性危害的突出事件有烟雾、有毒化学品及核反应堆泄漏等事故。煤烟型烟雾使人从感到胸闷、咳嗽、呼吸困难，进而发烧直至死亡。死亡率最高的是支气管炎、肺炎、肺结核、心脏病等呼吸和循环系统疾病的患者。研究表明，大气污染物中粉尘浓度的危害比SO2更大。光化学烟雾主要是刺激呼吸道粘膜和眼结膜，而引起眼结膜炎、流泪、嗓子疼、胸疼，严重时会造成运动着的人突然晕倒，出现意识障碍。有机污染物中的有机磷农药，能在体内产生抑制酶的代谢产物。这种代谢产物常可引起急性神经障碍症状。 2．慢性危害慢性危害主要有大气污染物以及重金属，如镉、铬、铅、汞、砷等中毒引起的疾病。大气污染引发的上呼吸道慢性炎症有慢性鼻炎、慢性咽炎。同时，由于呼吸系统持续不断地受到大气污染物刺激腐蚀，使呼吸系统的各种防御功能相继遭到破坏，抵抗力逐渐下降而诱发慢性支气管炎、肺气肿等肺部疾病。随着心肺的负担不断增加，使肺泡换气功能下降，肺动脉压力上升，最终因右心功能不全而导致肺心病。氟是环境中主要污染物之一，在氟污染地区常引起氟中毒。氟引起的疾病有斑釉齿、骨质硬化症、甲状腺肿瘤等。人体每天摄取8～lOmg以上氟就会出现骨硬化、不规则骨膜骨、骨密质增厚、密度增大等氟骨症。铅中毒引起贫血是因为铅污染物经呼吸道或消化道侵入体内，再由血液输送到脑、骨骼及骨髓等各个器官，损害了骨髓造血系统。轻度铅中毒造成胃肠功能紊乱。铅对神经系统也将造成损害，能引起末梢神经炎，出现伸肌麻痹、触觉减弱、运动异常。铅中毒还会伤害大脑系统，尤其对未成年人的影响特别敏感。低浓度的铅能影响儿童智力发育，出现学习低能、注意力涣散等智力障碍，产生古怪异常行为。铅还具有母婴遗传特征，危害后代。镉中毒能引起骨痛。骨痛病者大多身材矮小，伴随脊椎与胸腔变形。大多会出现末鞘神经障碍、红色素性贫血、低血压及一些肾功能方面的障碍。大气中镉浓度在50μg／m3以上时，对健康会产生不利影响，食物中含镉0．3mg／kg以上的大米就不能食用。长期饮用超标400倍的被铬污染的井水，发生口角糜烂、腹泻、腹痛和消化道机能紊乱等病症。 汞中毒是中枢神经系统受损害的中毒病症。重症临床表现为口唇周围和肢端呈现出神经麻木(感觉消失)、中心性视野狭窄、听觉和语言受障碍、运动失调。典型事件发生在1956年的日本熊本县水俣湾地区，因而称水俣病。这是在硫酸汞催化乙炔的反应过程中产生的副产品甲基汞，随废水排入水俣湾海域。甲基汞在水中被鱼类吸入体内，使鱼体含汞量达到20～30μg/g，甚至更高。居民大量食用含有甲基汞的鱼就会患此病。急性危害和慢性危害的划分是相对的，当慢性污染物短期内大量进入人体也会出现急性危害症状。3．远期危害环境污染的影响在短期不能表现出来，有些甚至不是在当代表现出来的危害为远期危害。通常所指的是致癌、致突变、致畸问题。（1）致癌。据一些研究资料分析，人类癌症患者中约90％由化学物质的作用所引起。国际癌症研究中心(1ARC)研究证明，由流行病学调查确定对人致癌的化学物质有26种，其中有8种是药物。有些是由于经常的职业接触致癌的，如联苯胺、苯、双氯甲醚、异丙油、芥子气、镍、氯乙烯、铬、氧化镉等。 砷化物随废气、废水、废渣排入环境。砷由呼吸道进入人体会致肺癌，S02有促癌作用；通过饮食或皮肤侵入体内，可使皮肤发黑，皮肤癌、肝癌等发病率升高。石棉纤有锐利的尖刺，进入人体内能刺入肺泡或胸、腹膜，使膜纤维化、并逐渐变厚形成间皮瘤或癌。在接触石棉与吸烟两种因素共同作用下，其致癌性更强。苯并[a]芘是一种强烈的致癌物质。早在1775年英国就发现清扫烟囱的工人多患阴囊癌，后来从煤焦油和煤烟中分离出苯并[a]芘和20多种多环芳烃。许多学者用苯并[a]芘进行实验，均收到致癌阳性结果。美国Carnow等认为大气中苯并[a]芘浓度每增加1μg/100 m3，肺癌死亡率就相应升高5％。（2）致突变。是指生物体细胞的遗传信息和遗传物质发生突然的改变，使其产生新的遗传特征。环境污染物中的致突变物能使哺乳动物的生殖细胞发生突变，可能导致不孕或胚胎早死等；也能使体细胞发生突变，则可能形成癌肿；还能使染色体畸变，可能导致人类社会“基因库”的不良变化，造成人类社会整体素质的下降。如铬及其化合物能引起染色体畸变，其中六价铬的诱变率大于三价铬。 （3）致畸作用。物理、化学和生物学的各种不良因素可能会起到致畸作用。化学因素致畸的典型事例是20世纪60年代初孕妇服用前西德生产的一种俗称“反应停”的药物，这是一种非苯巴比妥安眠药，孕妇在妊娠反应时服用后，能引起胎儿“海豹症”畸形。研究表明，农药存在对环境的污染作用和残留在食物上的问题，且多具有胚胎毒性。具有致畸作用的农药有敌枯双、螟蛉畏、有机磷杀菌丹、灭菌丹、敌菌丹、五氯酚钠等；对人有致畸作用的污染物有能引起皮肤色素沉着的多氯联苯(PCB)，引起胎儿性水俣病的甲基汞等。物理因素如放射性物质，可引起眼白内障，小头症等畸形。生物学因素如风疹等病毒，在怀孕母体早期感染后可能引起胎儿畸形等。参考：
环境污染对生物的不利影响 环境污染对生物的生长发育和繁殖具有十分不利的影响，污染严重时，生物在形态特征、生存数量等方面都会发生明显的变化。下面分别讲述环境污染在酸雨、有害化学药品、重金属和水体富营养化四个方面对生物的危害。 ①．酸雨对生物的危害 酸雨 使土壤和河流酸化，并且经过河流汇入湖泊，导致湖泊酸化。湖泊酸化以后不仅使生长在湖中和湖边的植物死亡，而且威胁着湖内鱼、虾和贝类的生存，从而破坏湖泊中的食物链，最终可以使湖泊变成“死湖”。酸雨还直接危害陆生植物的叶和芽，使农作物和树木死亡。 现在，酸雨造成的危害日益严重，已经成为全球性环境污染的重要问题之一。二氧化硫是形成酸雨的主要污染物之一。随着经济的发展，人类将燃烧更多的煤、石油和天然气，产生更多的二氧化硫等污染物，因此，今后酸雨造成的危害有可能更加严重。我国是世界上大量排放二氧化硫的国家之一，一些地区已经出现了酸雨。例如，我国西南某地区， 1982 年的三个月内就降了四次酸雨，雨水的 pH 为 6 ～ 6 ，致使大面积的农作物受害。 早在 19 世纪中叶，人们就注意到地衣和苔藓植物不能在空气污染严重的城市中存活，烟囱附近的植物叶片往往出现病斑。科学家们经过研究后发现，这些现象都与该地区的大气污染有关，并且可以利用一些植物来监测某个地区大气污染的状况。不同的植物对二氧化硫等大气污染物的敏感程度不同。例如，大气中二氧化硫的含量比较高时，紫花苜蓿、向日葵等的叶片就会很快褪绿，或者叶脉间出现褐色斑块，严重时叶片逐渐坏死。这些植物对大气污染反应敏感，可以用来监测大气污染的状况，叫做大气污染指示植物。 ②．有害化学药品对生物的危害 农药是一类常见的有害化学药品。人们在利用农药杀灭病菌和害虫时，也会造成环境污染，对包括人类在内的多种生物造成危害 。 许多农药是不易分解的化合物，被生物体吸收以后，会在生物体内不断积累，致使这类有害物质在生物体内的含量远远超过在外界环境中的含量，这种现象称为生物富集作用。生物富集作用随着食物链的延长而加强。例如，几十年前 DDT 作为一种高效农药，曾经广泛用于防治害虫。美国某地曾经使用 DDT 防治湖内的孑孓，使湖水中残存有 DDT ，而浮游动物体内 DDT 的含量则达到湖水的一万多倍。小鱼吃浮游动物，大鱼又吃小鱼，致使 DDT 在这些大鱼体内的含量竟高达湖水的八百多万倍 ( 如图 ) 。 ③． 重金属对生物的危害 有些重金属如 Mn 、 Cu 、 Zn 等是生物体生命活动必需的微量元素，但是大部分重金属如 Hg 、 Pb 等对生物体的生命活动有毒害作用。生态环境中的 Hg 、 Pb 等重金属，同样可以通过生物富集作用在生物体内大量浓缩，从而产生严重的危害 Hg 对水蚤生命活动的影响 通过演示实验可以看出， Hg 对水蚤有毒害作用。科学家们发现，自然界中的 Hg 在水体中经过微生物的作用，能够转化成毒性更大的甲基汞。在被甲基汞污染了的海水中，藻类植物改变了颜色，海鱼也大量死亡。科学家们还发现，质量浓度仅为 4mg/L 的 PbCl 2 溶液，就能明显地抑制菠菜和番茄正常地进行光合作用。可见， Hg 、 Pb 等重金属对于生物的正常生命活动是十分有害的。 ④．富营养化对生物的危害 富营养化 是指因水体中 N 、 P 等植物必需的矿质元素含量过多而使水质恶化的现象。水体中含有适量的 N 、 P 等矿质元素，这是藻类植物生长发育所必需的。但是，如果这些矿质元素大量地进入水体，就会使藻类植物和其他浮游生物大量繁殖。这些生物死亡以后，先被需氧微生物分解，使水体中溶解氧的含量明显减少。接着，生物遗体又会被厌氧微生物分解，产生出硫化氢、甲烷等有毒物质，致使鱼类和其他水生生物大量死亡。发生富营养化的湖泊、海湾等流动缓慢的水体，因浮游生物种类的不同而呈现出蓝、红、褐等颜色。富营养化发生在池塘和湖泊中叫做“水华” ( 如图 ) ，发生在海水中叫做“ 赤潮 ”。工业废水、生活污水和农田排出的水中含有很多 N 、 P 等植物必需的矿质元素，这些植物必需的矿质元素大量地排到池塘和湖泊中，会使池塘和湖泊出现富营养化现象。池塘和湖泊的富营养化不仅影响水产养殖业，而且会使水中含有亚硝酸盐等致癌物质，严重地影响人畜的安全饮水。
