第四章環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測(cè)與生物評(píng)價(jià)

1、第四章環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測(cè)與生物評(píng)價(jià)本章將討論以下內(nèi)容：v生物監(jiān)測(cè)和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)概念v生物監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)v生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)v化學(xué)品生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)v有害物理因素的生物學(xué)效應(yīng)的評(píng)價(jià)第一節(jié) 生物監(jiān)測(cè)和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)概念一、環(huán)境質(zhì)量定義及基本內(nèi)涵（一）環(huán)境質(zhì)量的定義 環(huán)境質(zhì)量（ Environmental Quality ）：指環(huán)境素質(zhì)的優(yōu)劣程度。優(yōu)劣是質(zhì)的概念，程度是量的表征。（二）環(huán)境質(zhì)量的基本內(nèi)涵 1、自然環(huán)境質(zhì)量和社會(huì)環(huán)境質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面，它包括物理的、化學(xué)的和生物的質(zhì)量：又可具體劃分為大氣環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量、生物環(huán)境質(zhì)量等。v 物理環(huán)境質(zhì)量：指周圍物理環(huán)境條件的好壞，自然界氣候、水文、地質(zhì)

2、、地貌等條件的變化，人為的熱污染、噪聲污染、微波輻射、地面下沉以及自然災(zāi)害等都能影響物理環(huán)境質(zhì)量。 化學(xué)環(huán)境質(zhì)量是指周圍化學(xué)環(huán)境條件的好壞，不同地區(qū)各環(huán)境要素的化學(xué)組成不同，它們的化學(xué)環(huán)境質(zhì)量也不一樣。人類活動(dòng)造成的化學(xué)污染可以降低化學(xué)環(huán)境質(zhì)量。 生物環(huán)境質(zhì)量是自然環(huán)境質(zhì)量的重要組成部分，它是指周圍生物群落構(gòu)成的特點(diǎn)而言，不同地區(qū)生物群落的結(jié)構(gòu)及組成特點(diǎn)不同，其生物環(huán)境質(zhì)量也有差別。2、社會(huì)環(huán)境質(zhì)量包括經(jīng)濟(jì)的、文化的及美學(xué)的等各方面。各地區(qū)發(fā)展程度不同，社會(huì)環(huán)境質(zhì)量有明顯的差別。環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及到：v環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)（ Environmental Quality Criteria）指環(huán)境因素在一定

3、條件下作用于特定對(duì)象（人或生物）而不產(chǎn)生不良或有害效應(yīng)的最大閾值。它是由污染物同特定對(duì)象之間的劑量反應(yīng)關(guān)系確定的，不考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等人為因素，具有客觀性。v環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ Environmental Quality Standard）是國(guó)家權(quán)力機(jī)構(gòu)以前者為依據(jù)，考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素，經(jīng)過綜合分析后，對(duì)環(huán)境中的有害因素在限定的時(shí)空范圍內(nèi)容許閾值所作的強(qiáng)制性法規(guī)，體現(xiàn)國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策和要求，具有一定的主觀性。（三）環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)v環(huán)境質(zhì)量調(diào)查：是為了了解環(huán)境的質(zhì)量狀況而進(jìn)行的一系列工作，調(diào)查的主要內(nèi)容是環(huán)境背景值、自然環(huán)境狀態(tài)、區(qū)域污染狀況、人為干擾下環(huán)境的演變規(guī)律，以及環(huán)境

4、因素的危害效應(yīng)等。 v環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)為了評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量，人們研究并確定了一系列具有代表性的環(huán)境指標(biāo)，對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行定期的或連續(xù)的監(jiān)測(cè)、觀察和分析其變化稱為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)。 v環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，采用相應(yīng)的方法對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定、比較及預(yù)測(cè)。（四）環(huán)境質(zhì)量調(diào)控與質(zhì)量預(yù)測(cè)v環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)：是對(duì)環(huán)境質(zhì)量未來趨勢(shì)所做的判斷，是環(huán)境科學(xué)的重要組成部分，是制定環(huán)境法規(guī)，對(duì)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)管理，以及規(guī)劃區(qū)域性人口、資源、生產(chǎn)布局的重要的基礎(chǔ)性依據(jù)。v環(huán)境質(zhì)量調(diào)控：狹義：是采取合理有效的措施，調(diào)節(jié)和控制向環(huán)境中排放的污染物不超過允許的容納量。 廣義：采取人工手段，使環(huán)境要素變化不超過或者能夠達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。二、

5、生物監(jiān)測(cè)（Biomonitoring）v生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)是利用生物個(gè)體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng)闡明環(huán)境污染狀況，從生物學(xué)角度為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)提供依據(jù)。v與理化監(jiān)測(cè)相比，生物監(jiān)測(cè)有何優(yōu)缺點(diǎn)？能直接反映環(huán)境質(zhì)量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響不需購(gòu)置昂貴的儀器及進(jìn)行儀器保養(yǎng)和維修可大面積或長(zhǎng)距離內(nèi)密集布點(diǎn)不足之處：反應(yīng)不夠快速，無法精確監(jiān)測(cè)某些污染物的含量，精度不高，易受環(huán)境因素的影響如季節(jié)和地理環(huán)境等第二節(jié) 生物監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)指示生物指示生物v指示生物的概念：指對(duì)環(huán)境中某些物質(zhì)（包括污染物）能產(chǎn)生各種反應(yīng)或信息而被用來監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和變化的生物。v指示生物的種類包括大氣污染指示生物和

6、水體污染指示生物。v例如：指示節(jié)氣 棗花發(fā)，種棉花；杏花開，快種麥指示天氣 燕子低飛預(yù)示雨將來臨，蜻蜓高飛預(yù)示天晴指示水質(zhì) 美國(guó)威斯康星地區(qū)湖泊中的軟水指示植物為Gratiola，硬水指示植物為Ranunculus aquatilis。指示資源 安徽的海州香薷指示銅礦，湖南念同的野韭指示金礦v注：指示生物只在一定的時(shí)空范圍內(nèi)起作用：安徽的海州香薷只在安徽指示銅礦，在北方則無此作用。一、大氣污染生物監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)大氣污染的植物監(jiān)測(cè)有以下幾種方法：v指示植物法v現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法v植物群落調(diào)查法v現(xiàn)場(chǎng)盆栽定點(diǎn)監(jiān)測(cè)法v地衣、苔蘚監(jiān)測(cè)法：v微核技術(shù)的應(yīng)用v污染量指數(shù)法v大氣污染的綜合生態(tài)指標(biāo)法1、指示植物監(jiān)測(cè)法、

7、指示植物監(jiān)測(cè)法 指示植物利用某些植物對(duì)某些有害氣體的特殊敏感性，可以監(jiān)測(cè)大氣中該氣體的濃度，這種植物就稱為該大氣污染物的指示植物。指示植物的選擇原則：對(duì)污染物敏感；受污染后的癥狀明顯；干擾癥狀少；生長(zhǎng)期長(zhǎng)，能不斷萌發(fā)新葉；栽培管理和繁殖容易；并盡可能具有一定的觀賞或經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以起到美化環(huán)境和監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的雙重作用。 1、指示植物、指示植物2、受害癥狀、受害癥狀SO2監(jiān)測(cè)植物監(jiān)測(cè)植物矮牽牛矮牽牛v指示植物的選擇方法現(xiàn)場(chǎng)比較評(píng)比法栽培比較試驗(yàn)法人工熏氣法v監(jiān)測(cè)方法選擇可靠的指示植物，了解其受害癥狀和受傷閾值受傷閾值，然后根據(jù)受害程度大小估測(cè)大氣污染物的成分、濃度和范圍。注：受傷閾值受傷閾值指引起指

8、示植物受害的污染氣體的最低濃度和暴露時(shí)間。植物群落監(jiān)測(cè)法v植物群落監(jiān)測(cè)法該法是利用植物群落植物群落中各種植物對(duì)環(huán)境污染的反應(yīng)估測(cè)大氣污染的方法。如敏感植物受害，表明大氣受到污染；如抗性中等的植物受害，表明大氣污染較嚴(yán)重；如抗性強(qiáng)的植物受害，表明大氣污染十分嚴(yán)重；在嚴(yán)重污染地區(qū)，敏感植物不存在。在長(zhǎng)期受污染地區(qū)，一些群落多樣性受到影響，從而使植物退化，由此可根據(jù)群落中物種多少及個(gè)體數(shù)量多少來評(píng)價(jià)大氣污染狀況。v實(shí)例：某化工廠附近的植物群落調(diào)查實(shí)例：某化工廠3050m范圍內(nèi)植物受害情況說明及分析植物名稱受 害 情 況懸鈴木、加拿大白楊80或全部葉片受害，甚至脫落檜柏、絲瓜葉片有明顯大塊傷斑，部分植

9、物枯死向日葵、蔥、玉米、菊花、牽牛花50左右葉面積受害，葉脈間有點(diǎn)、塊狀傷斑月季、薔薇、枸杞、香椿、烏桕80左右葉面積受害，葉片有輕度點(diǎn)、塊狀傷斑葡萄、金銀花、構(gòu)樹、馬齒莧10左右葉面積受害，葉片有輕度點(diǎn)狀傷斑廣玉蘭、大葉黃楊、臘梅肉眼觀察無明顯癥狀表42 某化工廠3050m范圍內(nèi)植物受害情況情況分析： 根據(jù)植物葉片出現(xiàn)的癥狀特點(diǎn)（傷斑出現(xiàn)葉脈間），表明該廠附近的大氣已被SO2污染。從受害程度上看，由于一些對(duì)SO2抗性強(qiáng)的構(gòu)樹、馬齒莧等已受到損害，可以判斷該地區(qū)發(fā)生過急性危害，估測(cè)其SO2濃度為310 ppm。地衣、苔蘚監(jiān)測(cè)法v地衣、苔蘚作為指示植物的特點(diǎn)這兩類植物對(duì)二氧化硫二氧化硫和氟化氫氟

10、化氫等的反應(yīng)比高等植物敏感；例如SO2年平均濃度在0.0150.105 ppm范圍內(nèi)就可使地衣絕跡；濃度超過0.017ppm時(shí)大多數(shù)苔蘚植物不能生存。地衣、苔蘚生長(zhǎng)在樹干上，故可以減少土壤或水體污染的干擾。地衣、苔蘚所需水分和養(yǎng)分等全部依賴于雨水和露，同時(shí)以植物整體吸收養(yǎng)分，而高等植物靠氣孔來吸收大氣中的污染物，故前者吸收污染物的量相對(duì)較多。生長(zhǎng)速度比高等植物慢，一旦受損不易恢復(fù)，有利于掌握長(zhǎng)時(shí)間的污染積累結(jié)果。兩者為多年生長(zhǎng)綠色植物，一年四季均可作為監(jiān)測(cè)器。而高等植物往往冬季落葉，難以顯示受害情況。取材方便，成本低，有直觀效果，但在自然條件下難以獲得精確可靠的定量數(shù)據(jù)。形體小，分類困難，不經(jīng)

11、過專門的學(xué)習(xí)不易掌握辨識(shí)方法。地衣、苔蘚監(jiān)測(cè)法v觀察指標(biāo)通常觀察地衣、苔蘚植物的多度、蓋度、頻度、種類數(shù)量以及內(nèi)外部受害癥狀等指標(biāo)。v在大氣污染狀況下，地衣、苔蘚分布規(guī)律污染嚴(yán)重地區(qū)，地衣、苔蘚植物很少或完全絕跡；隨污染的減輕，地衣、苔蘚植物種屬增加，多度、蓋度、頻度等也逐漸增高并且在樹干上的分布高度也升高。植物監(jiān)測(cè)的其他方法v微核技術(shù)的應(yīng)用：根據(jù)環(huán)境污染物會(huì)引起染色體畸變而形成微核的原理，利用紫路草花粉母細(xì)胞的微核數(shù)量指示環(huán)境污染狀況，我國(guó)已應(yīng)用該法來監(jiān)測(cè)水、大氣污染狀況。v污染量指數(shù)法KIPC監(jiān)測(cè)點(diǎn)指示植物葉片中某污染物的含量/對(duì)照點(diǎn)同種植物中某污染物的含量v大氣污染的綜合生態(tài)指標(biāo)法思考：

12、應(yīng)用植物監(jiān)測(cè)應(yīng)注意哪些問題？采取哪些措施？應(yīng)注意區(qū)分大氣污染對(duì)植物的傷害與其他因素對(duì)植物傷害，如凍害、病蟲害、肥料不足、農(nóng)藥藥害等也可使植物受害。可從調(diào)查污染源入手，通過觀察植物葉片受害癥狀、受害方式，或進(jìn)行葉片污染物的含量分析來進(jìn)行判斷，這要求工作人員觀察細(xì)心，并有較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。大氣污染的 細(xì)菌總數(shù)測(cè)定v空氣污染的微生物學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)鏈球菌總數(shù)v測(cè)定方法：沉降平皿法吸收管法撞擊平皿法濾膜法二、水污染的生物監(jiān)測(cè)水污染的生物監(jiān)測(cè)主要包括以下方面：v水污染的細(xì)菌學(xué)監(jiān)測(cè)v浮游生物監(jiān)測(cè)法v底棲大型無脊椎動(dòng)物監(jiān)測(cè)法v微型生物群落監(jiān)測(cè)法1.水污染的細(xì)菌學(xué)監(jiān)測(cè)水污染的細(xì)菌學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)有以下兩個(gè)：v細(xì)

13、菌總數(shù)細(xì)菌總數(shù)指1mL水樣在營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37、24小時(shí)培養(yǎng)后所生長(zhǎng)的細(xì)菌菌落總數(shù)。它可反映水體有機(jī)污染的程度，如每1毫升自來水中細(xì)菌總數(shù)不得超過100個(gè)。v大腸菌群數(shù)大腸桿菌是一群需氧和兼性厭氧的、能發(fā)酵乳糖、產(chǎn)酸、產(chǎn)氣的革蘭氏陰性無芽孢桿狀細(xì)菌。主要來源于人畜糞便中，在腸道中普遍存在并且是數(shù)量最多的一種。故大腸桿菌群的檢測(cè)作為監(jiān)測(cè)水體是否受糞便污染的指標(biāo)。大腸菌群數(shù)指每升水樣中含有的大腸菌群的數(shù)量。如每升飲用水中大腸菌群數(shù)不得超過3個(gè)。大腸菌群數(shù)的測(cè)定：多管發(fā)酵法和濾膜法思考： 大腸菌群為何用其作為水質(zhì)糞便污染的指示菌？致病菌在水體中存在數(shù)量極少，檢測(cè)技術(shù)復(fù)雜，不易直接檢測(cè)；大腸菌在

14、水中存在的數(shù)目與致病菌呈一定正相關(guān)，抵抗力略強(qiáng)，易于檢查等特點(diǎn)，故作為水體受糞便污染的指標(biāo)，以大腸菌群最為理想。測(cè)量方法（1）水樣的采集與保存v無菌操作v自來水：酒精燈水龍頭滅菌，完全打開，放水3分鐘，排除死水。如果水樣中含氯，預(yù)先在采樣瓶中加入3%的硫代硫酸鈉。v江河湖海的水樣：用事先滅菌的采水器，距水面10-15m采集水樣。v原則上立即送檢，不超過2h；1-5度冷凍保存，不超過6h。（2）測(cè)定方法細(xì)菌總數(shù)：指1ml水樣接種于普通瓊脂培養(yǎng)基中，在37度下培養(yǎng)24h，計(jì)數(shù)生長(zhǎng)的菌落數(shù)。一般采用平皿法。大腸桿菌：發(fā)酵法：大腸桿菌能使乳糖發(fā)酵產(chǎn)酸產(chǎn)氣。將不同稀釋度的水樣分別接種入含有乳糖等糖類的培

15、養(yǎng)液中，經(jīng)過37度培養(yǎng)24h，觀察產(chǎn)酸產(chǎn)氣情況初步判斷是否有大腸桿菌存在。濾膜法：選用0.45-0.65微米的微孔濾膜，通過抽濾使一定的水樣通過，將水中的細(xì)菌截留在濾膜上。將濾膜不截菌的一面貼附在固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，通過菌落特征和鏡檢初步確定是否有大腸桿菌。2.浮游生物監(jiān)測(cè)法 浮游生物定義：在海洋、湖泊及河川等水域的生物中，那些自身完全沒有移動(dòng)能力，或者有也非常弱，因而不能逆水流而動(dòng)，而是浮在水面生活，這類生物總稱為浮游生物。 包括浮游植物和浮游動(dòng)物，如藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類等v浮游生物監(jiān)測(cè)法的特點(diǎn)浮游生物中的某些種類對(duì)有機(jī)污染或化學(xué)污染非常敏感，長(zhǎng)期被用作指示生物，但由于浮游生物的不

16、穩(wěn)定性且常常集群分布，因而其作為水質(zhì)指示生物的可靠性和準(zhǔn)確性受到限制。v浮游生物監(jiān)測(cè)法的具體步驟采樣檢驗(yàn)標(biāo)本的制作計(jì)數(shù)生物量的測(cè)定：葉綠素a法；生物體積法；重量法；ATP測(cè)定3.底棲大型無脊椎動(dòng)物監(jiān)測(cè)法v底棲大型無脊椎動(dòng)物包括水生昆蟲、大型甲殼類、軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物等，一般棲息在水底或附著在水中植物和石塊上，肉眼可見。v底棲大型無脊椎動(dòng)物監(jiān)測(cè)法在未受干擾的環(huán)境里，河流和湖泊中大型無脊椎動(dòng)物群落的組成和密度比較穩(wěn)定，這些群落可調(diào)節(jié)群落結(jié)構(gòu)來反映生境質(zhì)量變化，這些對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)可用來監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)城市、工業(yè)、石油、農(nóng)業(yè)廢物及其土地利用對(duì)自然水體的影響。4.微型生物群落監(jiān)測(cè)法v微型生物群落微型生物群落

17、是生活在水中的微小生物，包括藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、線蟲、甲殼類等，如環(huán)境受到外界的嚴(yán)重干擾，其群落的平衡被破壞，其結(jié)構(gòu)特征也隨之變化，因而可用其進(jìn)行水體的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。vPFU法（聚氨酯泡沫塑料塊法）原生動(dòng)物在PFU內(nèi)的群集速度和時(shí)間受環(huán)境的影響，不同污染水體，其群集速度和種類數(shù)不同。三、水環(huán)境質(zhì)量的生物學(xué)評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的生物學(xué)評(píng)價(jià)有以下幾種方法：v一般描述對(duì)比法v指示生物法v污水生物系統(tǒng)法v生物指數(shù)法v種的多樣性指數(shù)v生產(chǎn)力法v殘留量指數(shù) 及富集系數(shù)1.一般描述對(duì)比法 根據(jù)所需要評(píng)價(jià)的水體中水生生物的區(qū)系組成、種類、數(shù)量、分布等情況的調(diào)查描述，與未受污染的、清潔的同類型水體的情況，或與同一水體

18、的歷史資料做對(duì)比分析。通過對(duì)比分析，即可評(píng)價(jià)目前水體的環(huán)境質(zhì)量狀況。這是一種常用的、比較簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)方法。但這種評(píng)價(jià)需要評(píng)價(jià)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。 2.指示生物法v水體污染指示生物常采用底棲動(dòng)物中的環(huán)節(jié)動(dòng)物、軟體動(dòng)物、固著生活的甲殼動(dòng)物以及水生昆蟲等。它們個(gè)體較大，在環(huán)境中相對(duì)位移小，無逃避行為，生命周期較長(zhǎng)，故成為水體污染指示生物的重要研究對(duì)象。v常用的水體污染指示生物種類顫蚓類搖蚊幼蟲螞蝗浮游生物和藻類Hellawell推薦作為指示生物的各種生物所占的百分?jǐn)?shù)051015202530生物類型生物類型各類生物所占百分?jǐn)?shù)各類生物所占百分?jǐn)?shù)魚類大型無脊椎動(dòng)物原生動(dòng)物大型水生植物藻類細(xì)菌圖41 Hell

19、awell推薦作為指示生物的各種生物所占的百分?jǐn)?shù)3.污水生物系統(tǒng)法（1）v污水生物系統(tǒng)法的原理 受污染的河流由于自身的自凈過程自凈過程從而導(dǎo)致自上游往下游形成一系列在污染程度上逐漸減輕的連續(xù)帶。隨污染物濃度的降低，生物種類也發(fā)生變化，每一帶都生存有大體上能夠表示這一帶特性的動(dòng)物和植物，由此可以將河流依次劃分為四個(gè)污染帶，即多污帶、 中污帶、 中污帶、寡污帶，從而可以根據(jù)一條河流中一定區(qū)域內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物區(qū)系和植物區(qū)系來鑒別該區(qū)域的有機(jī)污染程度。v污水生物系統(tǒng)中各帶特點(diǎn)多污帶：有機(jī)污染嚴(yán)重，溶解氧含量低，細(xì)菌極多，無好氧生物，無魚類生存；中污帶：包括中污帶（有機(jī)污染較為嚴(yán)重，溶解氧略有回升，多為耐

20、污性生物種類，）和中污帶（中等程度的有機(jī)污染區(qū)域，溶解氧較高，有多種藻類和原生動(dòng)物，有魚類出現(xiàn)）；寡污帶：溶解氧恢復(fù)正?；蜻_(dá)飽和，水質(zhì)透明，細(xì)菌數(shù)量少，藻類種類和數(shù)量多。v污水生物系統(tǒng)的應(yīng)用主要應(yīng)用對(duì)象是被生活污水污染的水域，對(duì)重金屬和其他工業(yè)廢水引起的污染水域的應(yīng)用問題尚需進(jìn)一步研究。應(yīng)用該法來監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)境比較全面，但工作很繁重，耗費(fèi)時(shí)間，而且需要具有熟練的分類知識(shí)，同時(shí)調(diào)查結(jié)果也不易表示。4.生物指數(shù)法v什么是生物指數(shù)法？它是依據(jù)不利環(huán)境因素，用數(shù)學(xué)形式表現(xiàn)群落結(jié)構(gòu)來指示環(huán)境質(zhì)量狀況，包括污染在內(nèi)的水質(zhì)變化對(duì)生物群落的生態(tài)學(xué)效應(yīng)的一種方法。v例子：Beck生物指數(shù)公式：IBn An B注

21、1： n A為底棲大型無脊椎動(dòng)物中對(duì)有機(jī)物敏感的種類數(shù)，在污染水體中從未發(fā)現(xiàn)； n B為底棲大型無脊椎動(dòng)物中對(duì)有機(jī)物不敏感（耐污性）的種類數(shù)，只在污染狀況下才出現(xiàn)。注2： IB0時(shí)，表示水體受到嚴(yán)重污染； IB在19之間時(shí)為中等污染； IB大于10時(shí)為清潔水體。v生物指數(shù)法的應(yīng)用特點(diǎn)方法簡(jiǎn)單，有一個(gè)粗略數(shù)字概念，便于比較；缺點(diǎn)：需分類學(xué)和生態(tài)學(xué)專門人員進(jìn)行種類鑒定，同時(shí)只考慮了種類數(shù)，而未考慮個(gè)體數(shù)量。應(yīng)用時(shí)應(yīng)結(jié)合生物學(xué)其他指標(biāo)和物理、化學(xué)指標(biāo)，綜合考慮各方面的影響因素。5.多樣性指數(shù)法v什么是多樣性指數(shù)法？多樣性指數(shù)法是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來表示生物群落的種類生物群落的種類和個(gè)體數(shù)量的比值和個(gè)體

22、數(shù)量的比值從而評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的一種方法。v多樣性指數(shù)法的工作原理其工作原理為不同的生物對(duì)污染的敏感性和耐受性敏感性和耐受性不同，敏感的種類在不利的條件下死亡，抗性強(qiáng)的種類在新的條件下可大量發(fā)現(xiàn)。利用群落中個(gè)體數(shù)與種類數(shù)的比值在不同污染區(qū)的不同，從而反映環(huán)境污染的狀況。v例子：香農(nóng)韋弗多樣性指數(shù)公式：注1：d多樣性指數(shù)；S生物種類數(shù)；N群落的個(gè)體總數(shù)；n i第 i種的個(gè)體數(shù)。注2：此公式的計(jì)算經(jīng)多人的調(diào)查資料發(fā)現(xiàn)，d在0任何正數(shù)之間變動(dòng)。全部生物個(gè)體為一個(gè)種時(shí)，d0；全部個(gè)體各屬不同種時(shí)，d最大。注：當(dāng)d小于1時(shí)為重污染帶；d在13時(shí)為中污染帶；d大于3時(shí)為寡污帶。v小結(jié)多樣性指數(shù)具有簡(jiǎn)明的數(shù)值概

23、念，可以直接反映環(huán)境質(zhì)量狀況。指數(shù)值越大，表明生態(tài)環(huán)境狀態(tài)越好。該法如與其他生物監(jiān)測(cè)方法綜合起來分析，其效果更好。6.其他生物學(xué)評(píng)價(jià)方法v生產(chǎn)力：反映一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的指標(biāo)。P/R值：初級(jí)生產(chǎn)量和呼吸量的比率。自養(yǎng)指數(shù) I AI：去灰分重和葉綠素含量的比值。v殘留量指數(shù) 和富集系數(shù)殘留量指數(shù) IC i / C s i富集系數(shù) K C i / C s i注：C i生物個(gè)體或種群的某種化合物或元素的實(shí)測(cè)殘留量，mg/kg； C s i環(huán)境中的本底值，mg/kg 。比值小于1時(shí)表明水體未受污染，比值大于1時(shí)表明水體受到污染，并按不同數(shù)值劃分污染程度。四、生物標(biāo)志物v概念：生物標(biāo)志物（

24、Biomarker）化學(xué)污染物所導(dǎo)致的生物有機(jī)體的生物化學(xué)和生理學(xué)改變稱之為生物標(biāo)志物。廣義上的概念指在任何生物學(xué)水平上用于測(cè)定污染物暴露和效應(yīng)的指標(biāo)，包括亞個(gè)體、個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)。目前普遍贊同和應(yīng)用的概念指在亞個(gè)體和個(gè)體水平亞個(gè)體和個(gè)體水平上既可以測(cè)定污染物暴露水平，也可以測(cè)定污染物效應(yīng)的生理和生化指標(biāo)。v暴露生物標(biāo)志物和效應(yīng)生物標(biāo)志物暴露生物標(biāo)志物（Exposure Biomarkers）：可指示機(jī)體對(duì)化學(xué)污染物的暴露，但不顯示發(fā)生這種變化所造成的不利效應(yīng)的程度。效應(yīng)生物標(biāo)志物（Effect Biomarkers）：可證明化學(xué)污染物對(duì)機(jī)體的不利效應(yīng)。第三節(jié) 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及其基本內(nèi)涵v生態(tài)環(huán)境質(zhì)量：除人口種群以外的生態(tài)系統(tǒng)中不同層次的生物組成的生命系統(tǒng)在人為作用下所發(fā)生的好與壞