污染生态学ppt课件

污染生态学*前言生态系统的相对稳定是人类赖以生存与发展的必要条件。维护与保持生态平衡，促进生态系统的良性循环和健康发展是关系到人类的前途和命运的重大课题。自然生态系统是在长期的历史发展中形成的。组成一个生态系统的生命系统和非生命系统的各种因素之间是相互协调的，从而形成一个完整的生态单元。从外部加进或减少其中某一重要环节，使物质和能量的输入与输出发生改变，或超出它本身的自动调节能力，就可能使生态系统的微妙精巧平衡遭到破坏而引起严重的后果。上世纪以来，特别是近二十年来，随着科技的进步和社会生产力的提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展的进程。与此同时，人类正以前所未有的规模和强度影响环境，损害和改变自然生态系统，使全球生命支持系统的持续性受到严重的威胁。这主要体现在人们在寻求发展经济和开发享用自然资源的时候，采取短视行为，忽视了生态系统的支持能力，一方面对有限的自然资源进行掠夺性的开采，另方面又将生产过程的副产品(污染物)大量排放到自然环境中，使许多原本健康或一些本来就十分脆弱的生态系统急剧退化和受损，其中包括江河湖海污染严重、土地荒漠化、水土流失、森林面积减少、植被破坏、生物多样性丧失等等一系列生态灾难(Ecologicaldisaster)，致使自然生态系统的健康或它的完整性(integrity)受到越来越大的损害。*二次世界大战以来，随着工农业生产的发展，特别是大量有机化合物的人工合成、生产和使用，环境污染日益严重，对全球生态系统造成巨大影响，严重威胁人体健康。因此引起各国科学家特别是生态学家们的重视，开展了污染事件的大量调查，研究污染物对生物系统的影响机理，污染物在生态系统中的迁移、积累、转化与归宿，研究生物对污染物的作用与生物净化机理，进而探讨生物控制污染与改善环境质量的可能性。主要研究途径是野外现场调查、实验室微宇宙与野外受控生态系统的实验研究，进行系统分析与数学模拟，对环境质量进行综合评价与预测，提出生态区划与管理对策。目前，由于环境污染问题成为全世界面临的急切解决的重大问题，随着生态学和环境科学的深入发展，恢复和重建受损害的生态系统成为摆在全社会面前的紧迫任务，同时也给生态学理论的实践和发展提出了新的挑战。在这种背景条件下，上个世纪七十年代发展起来的污染生态学以及在此基础上诞生的恢复生态学丰富了现代生态学的研究内容并且注入了新的活力。*主要内容一、学科定义与内涵 二、主要研究内容与方法 三、案例研究 四、学科发展方向与展望*一、学科定义与内涵污染，主要是指由于人类活动特别是工农业生产和军事活动所引起，包括有毒物质的释放和废弃物的排放对生态系统的不良作用而引起生态系统结构与功能的改变。特别是化学污染，目前已经成为一个全球性的生态环境问题。按照Travis和Hester（1991）的提法，来自边远湖泊的鱼中含有一定数量的汞，格棱兰岛上雪中含有一定数量的铅，以及北极存在的农药、二恶英和多氯联苯等，是一种全球化学污染现象。他们认为，污染物质的生物地球化学循环是其遍布全球并进入食物链的基本方式。例如，高烟囱由于解决了来自燃煤电站局部的硫污染问题，却增加了硫的循环半径和效率，致使酸雨成了大范围、跨流域的区域性的环境污染物质。多氯联苯、二恶英和农药尽管在局部地区已禁止使用，但它们通过大气分室的生物地球化学循环，使世界范围内的大湖泊及其浮游生物、鱼类中含有这些化学污染物质。这些亲脂性化合物附着于大气中的颗粒物上，通过干湿沉降的迁移过程返回到地球面，在树木、农作物、蔬菜、畜禽等肉类、牛奶、鱼和虾中进行生物积累、富集。最终，食物链成为人类暴露于大多数全球性化学污染物的主要途径。*污染生态学（pollutionecology）研究的对象是受污染的生态系统。根据生态系统的定义特别是污染的生态系统的基本内涵，以及污染生态学的长期实践，我们可以概括地说，污染生态学是一门研究生物系统与被污染的环境系统之间的相互作用规律及采用生态学原理和方法对污染环境进行控制和修复的科学。换句话说，污染生态学有两个方面的基本内涵：①生态系统中污染物的输入及其对生物系统的作用过程和对污染物的反应及适应性，即污染生态过程；②人类有意识地对污染生态系统进行控制、改造和修复的过程，即污染控制与污染修复生态工程。本人及其他学者概括污染生态学为：研究生物系统与环境污染之间的相互作用及其调控机理的科学，属应用生态学范畴，也是环境生物学的一个分支学科。*(一)学科来源及归属随着生态系统污染的发生和污染事件的不断出现，污染生态学在解决这些问题的过程中得以产生和发展。污染生态学的出现和发展，首先应该归功于环境科学的发展。一些学者也指出，污染生态学更为确切的学科名词，应该是环境保护生态学（ecologyforenvironmentalprotection）。也就是说，环境科学和生态学的相互交叉，导致了污染生态学这一新学科的产生；环境科学和生态学的相互融合和再组织，促进了污染生态学这一新学科的成长（下图）。至今，污染生态学经过近30多年的发展历程，已经形成了具有自己特色的理论体系和研究方法。*由于污染生态学尤其注重采用生态学原理的方法对污染的生态系统进行控制、改造和修复，与环境保护和生态建设密切相关，已成为生态学中实践意义较强的一个重要分支，也是应用生态学的重要组成部分。*(二)学科分支及划分污染生态学已进入较为成熟的阶段，最为重要的标志是出现了一系列分支学科。目前对这些分支学科的划分，主要有两大体系。1、生态组分划分体系 主要按照生态系统的组成成分进行划分，当强调生态介质时，污染生态学可以分为：①大气污染生态学，②水污染生态学，和③土壤污染生态学；当强调生命组分在生态系统中的作用及其受到污染的危害时，污染生态学又可以分为：①植物污染生态学，②动物污染生态学，和③微生物污染生态学。事实上，根据目前污染生态学的研究对象、范畴和内容，上述划分还可以归结为：①大气—植物系统污染生态学，②水体—动物系统污染生态学，和③土壤—微生物系统污染生态学。*2、生态系统类型划分体系由于对生态系统类型的划分有三种方法，污染生态学的分支学科也应“覆盖”这三种不同划分方法的基本类型和体系。其一，按生态系统空间环境性质，可把污染生态学分为：①淡水生态系统污染生态学，主要对淡水生态系统污染机理及其生产力影响和富营养化等问题进行研究；②海洋生态系统污染生态学，包括对河口、海岸、近海、大洋等生态系统污染机理与危害及海洋污染对全球变化的影响等问题进行研究；③陆地生态系统污染生态学，以污染的土壤—植物系统为中心，开展相应的研究。其二，按生态系统的生产和应用价值，污染生态学可以分为：①农业生态系统污染生态学；②森林生态系统污染生态学，目前主要结合酸雨对森林生态系统危害开展研究；③草地生态系统污染生态学；④渔业污染生态学；⑤工业污染生态学；⑥污染生态工程。其三，按人类对生态系统的影响性质和大小，污染生态学可以分为：①城市污染生态学；②矿山生态系统污染生态学；③小城镇污染生态学；④乡村污染生态学。*二.研究内容(以名词解释为替代)1、生态系统结构与功能（Structureandfunctionofecosystem）Odum（1962）对结构与功能下了如下的定义。结构的范围包括：（1）生物群落的组成，它包括种类、数量、生物量、生命史、种群在空间上的分布；（2）非生物物质如营养物、水……等的含量和分布；（3）生存条件如温度、光等的幅度。功能的范围包括：（1）生物能量流通过生态系的速度；（2）物质循环或营养循环的速度，也即是生物地理化学循环速度；（3）生物或生态的调节。这个调节包括两方面。一是有机体被环境所调节，例如光周期性。一是环境被有机体调节，例如微生物的固氮作用。这里以水生生态系统结构和功能所包括的研究内容为例（见下表）。*水生态系结构和功能性质分析的定义、范畴和例子* 结构 功能 定义：在某一时间内测定非生物和生物的特点 定义：测定生态系任何一种过程的速度 分类学的：定义：有机体在“种Species”级的分析例子：种类名录，多样性指数，分布模型，密度，指示种类 分类学的：定义：有机体在“种Species”级的分析例子：种类群集速度，在干扰后种类数恢复平衡的速度 非分类学的：定义：化学的、物理的、生化的或不要求鉴定群落种类的生物分析 非分类学的：定义：在生态系中化学、物理、生化、生物过程的速度 例子：生物量，叶绿素，类胡萝卜素，ATP（三磷酸腺苷）DNA（脱氧核糖核酸） 例子：原初生产、呼吸速度，同化硫酸盐的还原速度2、生态系统平衡（Ecosystembalance）又称自然平衡（Naturalbalance）指生态系统的能量流动、物质循环和信息传递皆处于稳定和通畅的状态。在自然生态系统中，平衡还表现为物种数量的相对稳定。生态系统之所以能保持相对的平衡稳定状态是因其内部具有自动调节（或自我恢复）能力。自动调节力是有限度的，外力干扰超过限度，就会引起生态平衡破坏，表现为结构破坏和（或）功能衰退。引起生态平衡破坏的有自然灾害，也有人类不适当的活动，包括人类生活和生产废物污染和对自然资源的过量开发利用等。人为破坏作用造成对生态系统三方面的压力：①生物种类成分的改变；②引起生物赖以生存的环境条件改变；③引起生态系统之间信息流通系统的破坏从而改变生物繁殖状况。在人类对自然作用力如此之大的今天，生态系统平衡已成为全球人们所共同关心的大问题。*3、胁迫效应（Stresseffect）胁迫是环境生物学家从工程学借用来的一个词。在工程学上stress是“应力”之意。它的标准工程定义是指由于外部的力，不均匀的温度等引起一个弹性物质的变形或应力变化。Stress是对这一弹性物质在该条件下的一种定量表示方法。这一工程上的术语被生态学家用来描述各种因子能引起一个有机体的正常生理状况的一些可检出的变化，或是引起种群、群落、生态系统天然状况的一些可检出的变化。这些变化可称之为胁迫效应（stresseffect）。要了解整个生态系胁迫的反应，必须要有功能变化和结构变化的信息。胁迫有两种类型，一种是天然的，一种是人为的。前者指正常的环境因子变化，如温度、光周期、光强、氧气、营养物质等因子的变化，其中也包括正常的季节变化和周年变化，以上这些环境因子的变化都能导致水生和陆生生物在结构与功能上的变化。后者是指由于人为的原因引起各种胁迫，如有毒化学物、热、营养物的富集等都能对生物群落产生影响。*4、生态效应（Ecologicaleffect）人为活动造成的环境污染和环境破坏引起生态系统结构和功能的变化（细胞→个体→种群→群落→生态系统）。生物与环境关系密切，两者相互作用，相互协调，保持动态平衡。如大气层中的二氧化碳含量由于植物的吸收保持在270ppm左右。但是，人类的生活和生产活动排出的二氧化碳日益增加，近百年来增加尤剧，而森林面积却日益减少，致使大气中二氧化碳含量增加到90年代中期的350ppm左右。大气层中的二氧化碳浓度的不断增加，会使地面的长波辐射不能反射到外层空间，有人认为这会使气温升高（温室效应），对整个生物圈将有难以预测的影响（全球变化）。人为活动排放出的各种污染物，如二氧化碳、二氧化硫和氟化物等对大气环境的污染，氮、磷等营养物和汞、镉、铅等重金属对水体的污染，以及农药、石油、放射性物质等进入环境，都引起相应的生态效应。*二氧化碳及其二次污染物包括臭氧、甲醛、乙醛和过氧乙酰硝酸酯等形成光化学烟雾，不但影响人体健康，而且妨碍植物的正常代谢。美国洛杉矶曾因光化学烟雾使郊区的玉米、柑桔等受害，大片松林死亡。二氧化硫浓度长时间超过0.01-0.02ppm，即可危害松柏等针叶树种，并能形成酸雨，如斯堪的纳维亚、英国、德意志联邦共和国等国家和地区工业中心的下风向地带，1960年以后雨水酸度增加200倍，雨水的pH值降低到2.8。酸雨使河水酸度提高，阻碍鲑鱼溯河回游和产卵繁殖，抑制森林生长，加速农业土壤中营养物质的流失。美国东北部主要工业区雨水酸度的增加使河水由碳酸氢盐型变为硫酸盐型，不利于鱼类及其他水生生物的生长。氟化物对动、植物有明显危害。0.001-0.009ppm的氟化氢便能危及敏感性的唐菖蒲（Gladiolusgandavensis）和杏树（Prunusarmeniaca）；长期食用受氟严重污染的牧草或水，会使家畜牙齿脱落，骨质疏松。大气污染的生态效应*水污染的生态效应氮和磷是水生生物所必需的营养物质。但由于生活污水、工业废水和化学肥料的流失给水体带来过量的氮和磷，促使藻类等水生生物大量繁殖，造成富营养化。藻类残体腐败时，消耗水中的溶解氧，并放出硫化氢，使鱼类及其他水生动物难以生存，导致生态系统结构改变，生活污水和食品工业废水给水体带来大量有机物，也有类似的危害作用。受有机物污染的水体中，嗜清水生物消失，耐污种类如污水菌类和颤蚓类成为优势种。汞、镉、铅是主要的重金属污染物，不能被微生物降解，能在整个生态系统中循环为害。例如环境中的汞经微生物转化能形成毒性更大的甲基汞。水中的汞通过直接吸收和食物链而在鱼、贝类机体中浓缩，人类食用这种鱼贝，健康会受到威胁（水俣病）。鸟类吃了用甲基汞制剂拌过的种子或捕食受污染的鱼、贝类也会中毒。如果鸟的肝、肾中汞含量超过30ppm即可致死。鸟蛋中甲基汞达0.5-1.5ppm即可影响孵化。汞污染对鸟类群体的保持是一种威胁。*有机氯农药在控制病虫害方面起重要作用，但同时也污染环境。这种农药化学性质稳定，溶于脂肪，很容易在动物组织中积累，并沿食物链有浓缩的趋势。美国加利福尼亚洲克利尔湖1949-1957年3次施用DDD共计54800公斤以控制湖中蚊虫，结果毒死不少水鸟。湖水中DDD含量为0.02ppm，湖中的浮游生物体中DDD含量为5.3ppm，吃浮游生物和水草的鱼为5-80ppm，凶猛鱼类为1-196ppm，水鸟体内脂肪中则可高达1600ppm。施药期间未见繁殖。药停10年后的1967年水鸟的蛋中仍含有DDD69.2-1007ppm，孵化率仅11%，成活率仅6%。DDT和多氯联苯影响鸟类繁殖，并使蛋壳变薄易碎。石油污染会给海洋生态系统带来一系列影响。海水含油0.01ppm可使鱼苗畸形率增加。1962-1969年里海石油污染使浮游生物生长受到抑制，鲟鱼产量下降2/3，鲷鱼、狗鱼和鲑鱼几乎绝迹。油膜使海产动物窒息致死，使潜水鸟类羽毛缠结失去浮力；鸟用嘴梳理羽毛，把油污吞入体内而中毒致死。1970年1月英国东海岸油污染一次就使5万只海鸟死亡。此外，核电站产生的放射性物质能增加生物的畸形率和突变率，对人类的生命和生态系统都有影响。*非污染性破坏引起的生态效应不周或缺乏生态观点的大型水利建设，草原的不合理垦牧，湖泊、海湾的不合理围垦，林木的滥伐，鸟、兽、鱼类的滥猎、滥捕等，也能引起生态失调和环境质量的恶化。生态效应的研究是认识和估计环境质量的现状及其变化趋势的重要依据，是环境质量生物监测和生物学评价的理论基础，对于防治污染和保护环境有理论的和实际的意义。60年代以来，对于污染物的生态效应已作了大量的调查研究工作，积累了很多资料。但是对一些污染物的影响机理还不完全清楚，特别是对低浓度污染物和复合污染物给生态系统结构和功能造成的长远影响还难以作出准确的估计。另外，对于人类其他的生产活动可能带来不良的生态学效果还值得深入研究。研究的意义：*5、生物积累（Bio-accumulation）生物在其整个代谢活跃期内都在通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物，以致随生物的生长发育，浓缩系数不断增大，这种现象称为生物积累（又称生物学积累）。生物积累的程度用浓缩系数表示。早在1897年，国外有的研究就发现牡蛎能从海水中大量积累铜，以致牡蛎肉呈现绿色，称之为“绿色病”。鱼则能大量积累海水中钒。20世纪50年代中期到60年代，由于核武器试验导致放射性散落物在全球范围内的增长，人们对90锶、137铯、144铈等多种放射性同位素在生物体内的积累，进行了大量的监测和研究，并利用放射性同位素示踪技术，研究铜、汞、铬等重金属在动、植物体中的积累和排除。研究得最多的是在环境中持久性强的有机卤素农药和重金属在生物体内的积累。有人研究牡蛎在50微克/升的氯化汞溶液中对汞的积累，观察到第7天，牡蛎（按鲜重每公斤计）体内汞的含量达25毫克，浓缩系数为500；第14天达35毫克，浓缩系数为700；第19天达40毫克，浓缩系数为800；到第42天增加60毫克，浓缩系数增为1200。此例说明，在代谢活跃期内的生物积累过程中，浓缩系数是不断增加的。鱼体中农药残毒的积累同鱼的年龄和脂肪含量有关，农药的残留量随着鱼体的长大而增加。在许多情况下，生物个体的大小同积累量的关系比该生物所处的营养等级的高低更为重要。* 积累原则物质的迁移-积累行为是受下述原则支配的：任何机体在任何时刻，机体内某种元素或难分解化合物的浓度水平取决于摄取和消除这两个相反过程的速率，摄取量如大于消除量，就会发生生物积累。 影响生物积累的因素环境中物质浓度的大小对生物积累的影响不大。在生物积累过程中，不同种生物，同一种生物的不同器官和组织，对同一种元素或物质的平衡浓缩系数的数值，以及达到平衡所需要的时间，可以有很大的差别，如下表：白鲑（CoregonusLavaretus）和曲螺（Ancylusfluviatilis）对14碳标记的除草剂氯乙异嗪的生物积累* 种类或器官 平衡浓缩系数 浓缩系数达到1所需时间（分） 达到50%积累所需时间（分） 白鲑整体 2.8 50.9 90.7 白鲑胆囊 48.5 17.9 581 白鲑肝脏 9.1 4.9 34.5 曲螺 2.6 26.9 40有些情况下，生物在污染环境中经历很长时间，浓缩系数也达不到平衡。例如黑鲷在每升含7微居里137铯的海水中经160天后，对137铯的浓缩系数尚未达到平衡。实验表明，生物体对物质分子的摄取和保持，不仅取决于被动扩散，而且取决于主动运输、代谢和排泄，这些过程对生物积累的影响都是随生物种的不同而存在十分明显的差异。水生态系统中，单细胞的浮游植物能从水中很快地积累重金属和有机卤素化合物。其摄取主要是通过吸附作用。因此，摄取量是表面积的函数，而不是生物量的函数。同等生物量的生物，其细胞较小者所积累的物质多于细胞较大者。在生态系统的水生食物链中，对重金属和有机卤素化合物积累得最多的通常是单细胞植物，其次是植物性动物。鱼类既能从水中，也能从食物中进行生物积累。鱼积累DDT等杀虫剂的试验表明，水中无孑孓时鱼体内积累的DDT比有孑孓时要多，这说明从水中直接积累的重要性。陆地环境中的生物积累速度通常不如水环境高。就生物积累的速率而言，土壤无脊椎动物传递系统较高。人们之所以更重视植物传递系统，是因为植物的生物量比土壤无脊椎动物大得多。在大型野生动物中，生物积累的水平相对说是比较低的。* 研究意义:生物机体对化学性质稳定的物质的积累性可作为环境监测的一种指标，用以评价污染物对环境的影响，研究污染物在环境中的迁移转化规律。对某种特定元素来说，某些生物种类比同一环境中的其他种类有特别强的积累能力，常被称为“积累者生物”。例如褐藻能大量积累锶，地衣能积累铅，水生的蓼属植物能积累DDT。这些生物可以作为指示生物，甚至可以作为重金属污染的生物学处理手段。因此，对生物积累的研究，具有重要的理论和实践意义。至于生物积累的机理，尚有待与于进一步深入研究。*6、生物放大（Bio-magnification）在生态系统的同一食物链上，由于高营养级以低营养级生物为食物，某种元素或难分解化合物在机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象，又称生物学放大。生物放大的结果使食物链上营养级生物机体中这种物质的浓度显著地超过环境中的浓度。生物放大的程度，同生物浓缩、生物积累一样，也用浓缩系数来表示。生物放大一词是就有食物链关系来说的。如不存在这种关系，机体中物质浓度高于环境介质的现象，则分别使用生物浓缩、生物积累两个名词。20世纪60-70年代初期，阐述农药或重金属的浓度在食物链上各级机体中逐步增加的事例时，不少人都把这种现象称为生物浓缩或生物积累。到1973年，才有人开始应用生物放大一词，把它同生物积累和生物浓缩的概念区分开来。后来，学者们了各种实验系统，包括模式生态系统，以进行生物积累和生物放大作用的研究。最先注意到的是水生态系统中有机氯农药的生物放大现象。1966年有人报道在美国图尔湖和克拉马斯南部保护区内DDT对生物群落的污染。DDT是一种有机氯杀虫剂，易溶于脂肪而积累于动物的脂肪体内。经检验证实，通过生物放大在一种水鸟（Colymbsruficollispoggei）的脂肪体中，DDT的浓度竟比湖水高出12万多倍。当地生物放达现象图示如下：**铯在北极地衣-北美驯鹿-狼的食物链上放射性强度*1Bq为每秒钟1个原子衰变北极的陆地生态系统中，在地衣-北美驯鹿-狼的食物链上，也明显地存在着对铯的生物放大现象。生物机体中的铯的放射性强度随着营养级的提高而增大。* 检验材料 铯Bq*/kg（鲜重） 地衣 210-300 北美驯鹿肉 395-730 狼肉 1260许多文献报道和说法使人产生了一种印象，似乎绝大多数的元素和难分解化合物在每一个水生态系统中都有生物放大现象。实际上，对于大多数元素来说，生物放大并不是一种普遍现象。至于氯烃类化合物是否在所有的水生食物链上发生放大现象，也存在着许多疑问。各种生物对不同物质的生物放大作用也有差别。例如，汞和银都能被脂首鱼（Pimephalespronelas）积累，但脂首鱼对汞有生物放大作用，而对银则没有。又如在一个海洋模式生态系统中研究藤壶、蛤、牡蛎、蓝蟹和沙蚕等5种动物对于铁、钡、锌、锰、铜、硒、砷、铬、汞等10种重金属的生物放大作用，结果发现，藤壶和沙蚕的生物放大能力较大，牡蛎和蛤次之，蓝蟹最小。食物链上营养级较高的生物体内所含元素或难分解化合物的浓度，一般说来，高于营养级比它低些的生物。但是因为处于食物链上的任何生物体内所含某种物质（例如有机氯杀虫剂）的浓度都取决于它的摄取和消除的相对速度，所以处于食物链中部的生物体内所积累的该物质的浓度，也有可能大于营养级比它高的生物，如有的无脊椎动物的浓缩系数就大于石斑鱼。由于生物放大作用，进入环境中的毒物，即使是微量的，也会使生物尤其是处于高位营养级的生物受到毒害，甚至威胁人类健康。因此，对污染物的排放，不仅要规定浓度的限制，也要考虑总量的限制。研究意义：深入研究生物放大作用，特别是鉴别食物链对哪些污染物具有生物放大的潜力，对于探讨污染物在环境中的迁移，以及确定环境中污染物的安全浓度，都具有理论和现实意义。*7、生物监测（biologicalmonitoring） 利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。生物监测的定义是系统地利用生物反应以评价环境的变化，并把它的信息应用于环境质量控制的程序中去。从生物学组建水平观点出发，各级水平（个体、种群或群落）上都可以有反应，但是重点应放在生态系级的生物反应上。因为生态系能反应出生物与生物、生物与非生物因子之间的相互关系。 生物学监测的目的是希望在有害物质还未达到受纳系统之前，在工厂或现场就以最快的速度把它监测出来，以免破坏受纳系统的生态平衡；或是能侦察出潜在的毒性，以免酿成更大的公害。如果有毒物质已经溢流到受纳系统，造成鱼、虾等经济生物大批死亡，这时再去进行监测和评价已经太晚，故而，我们应当把重点放在野外的水污染生物学监测。其理由：①有机体对各种毒物的反应常常被受纳系统水中的理、化性质所缓和或加强，这样就会改变毒物的毒性；②还有可能是毒物和其他排放的废水起相互作用，也会明显改变毒物的毒性。这样，就会从根本上改变有机体在实验室内对纯污染物质所作出的毒性反应。直接的野外监测可克服上述缺陷。*概述生物监测工作是20世纪初在一些国家开展起来的。70年代以来，水污染的生物监测成了活跃的研究领域。1977年美国试验和材料学会（ASTM）出版了《水和废水质量的生物监测会议论文集》，内容包括利用各类水生生物进行监测和生物测试技术，概括了这方面的成就和进展。同年非洲的尼日利亚科学技术学院用远距离电报记录甲壳动物的活动电位监测烃类、油类以及其他污染物的室内试验也取得初步结果。还有人提出了以鱼的呼吸和活动频度为指标的、设在厂内和河流中的自动监测系统。国外对于植物大气污染的关系做了很多调查研究工作，已选出一批敏感的指示植物和抗性强的耐污植物。如根据植物中毒症状判断某地或某工厂的大气污染情况：紫花苜蓿、棉花等叶片的叶脉之间出现不规则的白色、黄色斑点或块状坏死，反映SO2污染；烟草叶片出现红棕色斑点状坏死，指示O3污染；番茄叶背上出现古铜色坏死、叶片卷曲，表明过氧乙酰硝酸酯（PAN）污染；唐菖蒲叶尖、叶缘坏死为大气氟污染症状。细菌总数、大肠菌群和粪性大肠菌群是水体质量常规监测的卫生学指标。*监测手段（1）用于生物监测的手段很多： 大气污染的生物监测手段主要有：①利用指示植物监测大气污染，主要是根据各种植物在大气污染环境叶片上出现的伤害症状，对大气污染作出定性和定量的判断。②测定植物体内污染物的含量，估测大气污染状况。③观察植物的生理生化反应，如酶系统的变化、发芽率的降低等，对大气污染的长期效应作出判断。④测定树木的生长量和年轮等，估测大气污染的现状和历史。⑤利用某些敏感植物（如地衣、苔藓等）制成大气污染植物监测器，进行定点观测。 水体污染的生物监测手段主要有：①利用指示生物来监测，如根据颤蚓、蛭等大型底栖无脊椎动物和摇蚊幼虫，以及某些浮游生物在水体中的出现和消失、数量的多少等来监测水体的污染状况。利用污水生物系统监测水体污染也是一种常用的手段。②利用水生生物群落结构的变化来监测。水质状况发生变化，水生生物群落结构也会发生相应的改变。在有机物污染严重、溶解氧很低的水体中，水生生物群落的优势种只能由抗低溶解氧的种类组成；未受污染的水体，水生生物群落的优势种则必然是一些清水种类。在利用指示生物和群落结构监测水体污染时，还引用了生物指数和生物种的多样性指数等数学手段，简化监测的方法。③水污染的生物测试，即利用水生生物受到污染物的毒害所产生的生理机能的变化，测试水质污染的状况。这种方法可以测定水体的单因素污染，对测定复合污染也能收到良好的效果。测试方法分为静水式生物测试和流水式生物测试。 对土壤污染进行生物监测也是一种可行的途径，但国内外做的工作还不多。环境系统十分复杂，生物监测只有与物理、化学监测结合起来，才能取得更好的效果。*生物学监测系统的主要目的和要求1、在致死物质溢流（spill）还未进入受纳系统（江、湖、河、海）之前，就被侦察出来。2、监测生物有广泛的代表性，不会因为它对某种特殊毒物有很高的忍受力，以致没有把这种毒物侦察出来而通过了，但是对受纳系统中的其他生物群落却是有害的。3、能达到和理、化监测相同的结果，并且成本低，效率高。4、生物监测虽不能鉴别是哪种特殊毒物引起的反应，而只能提出有害物质的出现。但能和理化监测系统结合起来，就可以鉴别是何种毒物引起的急性反应。5、生物监测中不会出现假信号以致造成判断上的失误。6、在监测每个受纳系统时，生物监测都能应用当地的生物。7、在工厂内的生物监测系统能侦察出致死的或长效的物质溢流，操作简便。*生物监测的范围与方法1用生态学方法进行生物学监测1.1用各类水生生物对水污染进行监测:主要是野外生态监测:个体→种群→群落→生态系统(结构与功能)*1.2用毒理学方法进行生物学监测（生态毒理） 鉴于一切污染物毒性的强弱必需通过生物监测才能获得。生物监测必需将室内毒性试验和野外生物监测结合，才能达到保护环境的目的。 生物监测最常采用的一种形式是生物测试（bioassay），现常称为毒性试验（toxicitytest），它是指某种污染物毒性的强度是由活的有机体对它的反应如何而决定的一种试验，可分为急性、慢性毒性试验和生物积累试验等。*测定一种毒物在不同浓度时，在24、48、96小时期间内的相对致死性。试验的设计是为了得出该毒物在限定时间内能影响一定百分比（例如50%）受试生物个体死亡的最高浓度，也即是临界浓度。受试生物曝露在分等级的、按对数系列的废物浓度中，再观察生物对它的反应如何，常用死亡率或功能损伤（在无法判断死亡率的情况下，例如在螺的试验中，就采用贴在水槽壁上的螺有多少掉落下来，以表示损伤）来表示对毒物的反应，并要求对照组中受试生物的反应要<10%，毒性试验才有效。在用死亡率时，用致死浓度（lethalconcentration,LC）来表示，指在限定时间内对种群的一定比例所产生的致死效应。48-LC50是指48小时内对种群中的50%的个体产生致死效应的浓度。与LC50相似的涵义的词汇还有渐近半致死浓度（asymptoticLC50），致死阈值浓度（lethalthresholdconcentration），初始致死浓度（incipientlethalconcentration）。1.2.1急性毒性试验（acutetoxicitytest）* 如果毒物的浓度横坐标用lg10来表示，死亡率的纵坐标用%来表示，就可以得到一条理想的剂量反应曲线（lethalthresholdconcentration），这个图形是累加的正态分布，它描述了在一个受试生物的种群中，在低浓度毒物中只要少数个体无法忍受而致死，在高浓度毒物中只要少数个体能忍受而存活，而在中浓度毒物中，大多数个体都死亡。如果横坐标的度量不变，死亡率的纵坐标用概率单位（probitscale）来表示，则上述的剂量反应曲线就变成直线相关，称为剂量反应线（dose-responseline）[见下图]。这条直线也可称之为对数—概率模式（log-probitmodel），并可从此直线用内插法求出半致死浓度LC50。如果进行的试验数据用对数—概率画出来的线不是直线，说明它不呈正态分布，从这些数据中计算的LC50是没有意义的，要寻找技术上的原因。在获得了剂量反应曲线以后，还要考虑时间—剂量相互作用（time-doseinteraction）。死亡率决定于毒物浓度和曝露时间的长短，有机体通常能忍受短期的大剂量和随时间递增而逐步地忍受小剂量。在较长期的曝露后，能对毒性产生延迟效应（lageffect）。 LC50不是一种对毒性的绝对的、定量的描述，它只是说明了种群在一定时间、一定环境下对毒物的反应幅度。如果用同一种受试生物，相对不同废水进行试验，就会有不同的LC50。如果用不同种类的生物对同一种废水进行试验，也会有不同的LC50。因此获得的毒性也是相对的，受试生物的敏感性也是相对的。**1.2.2慢性毒性试验（chronictoxicity）有些毒物在长期低浓度时也能积累毒性，从而引起长期效应，它用一般毒性试验方法是无法侦察的，这时须采用慢性毒性试验的方法，也称长期的、亚致死毒性试验（long-termsublethaltoxicitytest）。慢性毒性试验是为了取得各种浓度的毒物对机体的生存、生长、繁殖过程能产生什么效应的一种试验。它的测试项目很多，典型的包括测量生长（体长和体重）、存活时间、幼体产生的数量、孵化过程、畸变的类型和百分比等。这些测定都是曝露在不同浓度下进行的。试验的时间根据受试生物而异，对藻类和原生动物是几小时至几天，对小的无脊椎动物是几星期，对大的无脊椎动物和鱼是几个月乃至一年以上。它可以包括完整的生活史（卵→下一代卵），部分生活史（胚胎→幼体），或是生命史（卵→死亡）中的一部分和整体，以估计对繁殖、生长、发育的效应。*1.2.3生物积累试验（bioaccumulationtest） 生物积累是指某些毒物的浓度在生物组织内可积累到比周围水体的毒物浓度高出许多倍。 生物积累至少包括两个过程：①生物浓缩；②生物放大。 生物积累试验是对慢性毒性试验的重要补充。*1.2.4毒性试验中要考虑的几个问题（1）毒性试验的目的进行毒性试验的目的是为了能对污染管理提供可靠的信息，一是用于预报废水的环境效应，二是提出废水排放的标准，也即是安全浓度（safeconcentration）。为此，它必需能回答以下几个问题：①该废水对受试生物的致死浓度。②该废水在亚致死浓度时，对受试生物生活史的部分和整体所产生的效应。③废水中有许多成分，判断出何种成分最毒。④因为在自然水体中生物是多种多样的，故受试生物不只限于一种生物，应有多种生物，哪种生物最敏感。⑤废水进入自然水体中，会因理化因子不同而呈不同的毒性，室内试验应判断出在什么环境因子条件下废水最毒，在进入天然水环境时，毒性是否变化，在受纳系统中将有多大范围受到毒性的影响。⑥万一工厂废水中的毒物出现高浓度冲击或溢流时，对受纳系统会产生何种方式的短期效应。总之，通过毒性试验应当正确地回答，该种化学品可技术接受的浓度是多少。*（2）受试生物的选择和条件文献记录已采用的受试生物近200种，常用的也有20种左右。选择受试生物应随具体要求而异，如果是要求比较不同时间的毒性，则必须选择能常年生存的、易于饲养的种类。如果要求估计一种即将广泛使用的、新的化学物可能产生的生物效应，则挑选最敏感的种类。如果只是想了解排放的废水对该地区有什么影响，最好要用当地的种类。为了提高毒性试验的对比度，选择的生物要符合以下条件①能代表生态学上重要的类群(group)。类群有结构类群和功能类群。结构类群是指系统发育上或空间上的区别，前者是指分类上不同的阶元，后者是指不同的栖息地区，如浮游动物、底栖生物。功能类群是指营养或能量流上的区别，例如生产者、消费者和分解者，又如自养者、食菌者、食碎屑者、食藻者、食肉者、杂食者。②该种类已有足够的背景数据，如对该种的生长、生理、遗传、变异、营养、繁殖以及它在自然水体中的作用已有较为详细的研究，这样就能辨清实验所得的反应的真伪，不致把假反应当作毒性效应。③要能提供足够数量的同一大小、同一年龄、在遗传上稳定的同一品系的受试生物，以保证反应均匀一致。而且要能容易饲养，全年可供应。④受试生物能适应实验室的试验条件，能够驯化并生活正常。⑤受试生物的试验终点反响(testendpointrespone)容易鉴别。⑥受试生物要对毒物反应的敏感性强，但又要具有不易生病、不易被寄生的优点。*（3）稀释水的选择和试验条件的控制可供稀释的水有三种，即受纳系统的水、去氯自来水和人工合成水。用受纳系统的水作为稀释水是最理想的，因为它的环境现实性大。但如果稀释水本身就有毒，则只能采用去氯自来水和人工合成水。因此稀释水要符合二条标准。一是化学标准。稀释水不应含有即使是痕量的、低浓度的污染物和农药等，因为它本身就可以对生物产生低毒性的效应，而且和试验药品接触后，也可能会产生人们尚未了解的拮抗效应（不同毒物混在一起时产生互相抵消的负效应），叠加效应（混合后产生两者毒性相加的效应）和协同效应（混合后产生比叠加效应还要大的效应）。二是生物标准。受试生物能在稀释水中驯化和生存，保证在试验期间对照组（无毒物的稀释水）没有胁迫的信号。试验条件如周期、光强、光质、水温、水质等都要保持在试验期间的恒定状态。*（4）提高毒性试验的环境现实性毒性试验通常有四种设计方式——静止试验，有更新的静止试验，连续或间歇的流水试验和现场试验。挑选哪一种试验方式视工作要求而异。在现场做毒性试验最好用当地的生物，这样就更具有环境现实性。现场试验的缺点是试验容易被好奇者破坏，环境条件不易控制，监测也较困难。（5）毒性试验的标准化建立标准化的毒性试验是为了提高可比度，使不同国家、不同实验室、不同的改造人员获得可以比较的结果。因为现在的环境污染问题不只是一个国家的问题，而是跨国的、全球性的问题。目前的毒性试验方法无论是急性的，还是慢性的，都没有达到标准化。*1.2.5毒性试验的数据在环境管理中的应用（1）急性毒性试验的数据急性毒性试验的结果不足以预报毒物对生态系统的安全浓度，试图从急性毒性试验的数据来提出水质标准，是缺乏科学性的。因为生态系统不是各种生物的集合物，在生态系统中的许多生物与生物之间，生物与非生物之间的相互作用会改变毒物对生态系统的影响。1988年9月22日美国参议院接受一项提案并在国会通过了一项《消费者产品安全试验法令》（ConsumerProductsSafetyTestAct）。法令指出在产品试验中用脊椎动物进行的急性毒性试验——LD50（半致死剂量）试验是不准确的，使人误解而无益，为此联邦政府采取禁止使用LD50试验。*但是世界上每年新的化学品成千上万种，如果都要求通过急性、慢性毒性试验和生物积累试验，也是很困难的。因此用快速的急性毒性试验方法对众多的化学品进行筛选，还是必要的。也有用LC50估计最大可接受毒物浓度(maximumallowabletoxicantconcentration,MATC)，公式为AF=MATC/LC50，AF(applicationfactor)是应用因子的意思，其值变动于0.0001-0.1之间，它是慢性毒性试验获得的MATC和急性毒性试验获得的LC50两者之比值。从生物学上分析，MATC和LC50是两个不等量的测量，LC50中死亡的生物可能是由于机械性地破坏了呼吸作用如鱼在鳃上涂上一层化合物引起窒息而死，MATC则是对繁殖的损伤，酶的破坏或是行为的变化。把这两种数量进行比较，无疑是一个概念性错误。诚然也不排斥在LC50和MATC之间有可能存在着过渡性的联系，但是已知AF值在同一水平上有很大的变化，对同一种化学品不同的受试生物的AF值可有二位数的差异幅度，在同一种生物对不同的化学药品则可以有4位数的差异幅度，对一个未知MATC的化学品，往往在求得LC50以后，就借用同类化学品的AF值，代入公式MATC=LC50×AF，由此估计新化学品大致的MATC值，只能视之为勘察的试探值。*（2）慢性毒性试验的数据虽然慢性毒性试验比急性毒性试验复杂而昂贵，但所得的数据在预报安全浓度时很有用，而且具有重要的生态学意义，因为它证实了毒物对生物生长和繁殖的影响，从而揭示了导致生态系统中多样性指数的下降的机理。如果采用流水装置的慢性毒性试验，就可以在现场决定当地的MATC值，在这个浓度以下对本地的生物、群落没有致毒效应，是安全的。 （3）生物积累试验的数据 水生生物是环境中污染物迁移、转化、直至物质循环的重要参与者。生物积累试验的数据是对慢性毒性试验重要的佐证，也是建立MATC的重要参数。对同一化学品不同种类、不同年龄期的生物有不同的浓缩因子（BCF），相差可大至数千倍。生物放大是通过食物链而积累毒物，但也不总是遵循着营养级的递进而逐级上升，也有可逆的，如砷就是鱼<蚤<藻类。在生物体内毒物消除的速度在不同的生物、不同的组织器官也有不同的半衰期。在预报毒物进入受纳系统中的扩散程度时，生物积累试验更是必不可少的。*（4）毒性试验数据的验证根据毒性和生物积累的三类试验结果可以提供一个较为合理的MATC。从三类毒性试验综合所得的MATC相对地比较正确，但也不能作为预报的最后根据，还要经过实践验证，很多毒理学家忽视了这一步骤。不经过验证会造成过度保护或是欠保护。并不是说实验室内求得的MATC不正确，而是自然界的环境因子太复杂，实验室的MATC和自然水体中客观存在的MATC要衔接起来，这中间似乎还缺少点什么。因此提出与其他技术力量放在创造新的毒性试验战术上，还不如放在发展和增加预报效能的战略上更为明智些。 综上所述,化学家们如何正确预报化学品的环境浓度，生物学家如何正确预报化学品的生物效应浓度是至关重要的；而且两者是不可分割、不可偏废的。只要这样才能对公害作出正确的评价和预报。*8、生物降解（bio-degradation） 土壤、水体和废水处理系统中的需氧微生物对天然的和合成的有机物的破坏或矿化作用，即有机物质通过生物代谢作用而得到分解的现象。许多农药穿过植物表皮或被植物吸收进入植物体内，在有关酶系的作用下被降解。棉花可以把呋喃丹代谢为苯酚；处理后28天大豆体内的西维因只剩下6%。动物也有代谢农药有机物的能力。微生物更是降解各种有机物质的主要功臣。生物的降解作用对于环境中大多数有机化合物的分解、净化起了重要作用。 生物降解研究的发展趋势①研究自然环境中有机污染物和无机污染物的生物降解机理与途径，寻找自然界中具有生物净化能力的特殊群体，探讨生物降解和污染物的相互作用关系，以便制定消除污染的措施。②利用遗传学方法将多种有益的特性基因组成具有多功能、高降解能力的菌株。③利用酶的固定化技术制备成专一的或多功能的生物催化剂，以降解多种污染物。如将胰蛋白酶和核糖核酸吸附在硅胶或玻璃纤维上，以去除尘埃，阻留和溶化水中带病毒的粒子。又如将酶吸附在氧化铁粉末上，酶和污染物作用后，借助磁铁回收利用。*9、生物净化（biologicalpurification）生物的吸收、降解和转化作用使环境污染物的浓度和毒性降低或消失。植物能吸收土壤中的酚、氰并在体内转化为酚糖苷和氰糖苷，球衣菌可把酚、氰分解为二氧化碳和水。土壤微生物可降解各种农药，化有毒为无毒物质。绿色植物吸收二氧化碳及吸附漂尘，释放氧气净化空气。凤眼莲可吸收水中的汞、镉、砷等，其根系微生物可降解、转化污水中的有机物，使污水得到净化。氧气充足的条件下，需氧微生物能把污水中有机物分解成二氧化碳、水、氨氮和磷等；在缺氧的条件下，厌氧微生物能把有机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢等。天然水体在受到一定程度的污染后，由于自然界物理、化学及生物等过程的作用，会使污染的水得到净化，这种现象称为水体的自净。生物净化在水体自净中起相当重要的作用。生物类群通过代谢作用（同化作用和异化作用），使进入环境中的污染物质无害化，这个反馈作用称为生物净化（biologicalpurification）。这是因为水中各种生物，主要是微生物，在它的生命活动过程中，经过吸附、氧化、还原、分解、吸收了某些污染物。在污染物的降解和无机化的过程中，直接或间接地把污染物作为营养源，既满足了有机体自身的原生质合成、繁殖及其他生命活动等的需要，又使水体得到了净化。生物有巨大的净化能力，但也不是无限的，也就是讲环境对污染物负载能力是有一定限度的，如果污染物超过了生态系统的负载能力，生物净化作用就会遭到破坏，生态系统也就失去了原来的平衡状态。所以我们应该合理利用生物的净化能力来保护环境。*10、生物整治(Bioremediation)在有机污染环境治理方面显示的功效和前景目前日益引起人们的广泛兴趣和关注。由于生物整治的基础是自然界中生物特别是微生物对有机污染的降解作用，有的学者把生物整治解释或定义为：利用微生物催化降解有机物的机制和效能而设计去除(Recycling)或消除(Eliminating)环境污染的一个受控处理过程。这个概念被广泛使用，但主要作为治理污染环境及处理废弃物、污泥的一种新的方法提出的，相似的表达有生物再生(Bioreclamation)、生物修复(Biorestoration)。国外70年代开始研究生物整治，近年来，其研究成果已被应用于大范围环境污染的治理中，并已取得很大成功，从而发展成为一种新的生物治理技术。主要应用于水体、土壤、地下水和海滩污染治理，处理的污染物包括石油烃、卤代烃、杀虫剂、洗涤剂、防腐剂、多环芳烃及苯类等多种难降解有机物。美国应用生物整治技术成功地处理了阿拉斯加Exxon石油污染事件，短时间内即消除了污染。生物整治已成为一种产业，1995年美国的营业额已达到3亿美元。为了进一步提高处理效果，有人正在研究遗传工程微生物系统(GEMS)，希望获得对极难降解有机污染物有高降解能力的工程微生物。其中野外应用载体(fieldapplicationvectors)的研究受到高度重视，即把编码降解污染物酶的质粒或基因整合到能在污染地生存的微生物的DNA中去，增强其降解能力，充分发挥当地微生物的整治作用。国内关于生物整治的研究尚处于起步阶段，还没有大范围应用实例。*11、生态工程(Ecologicalengineering)生态工程是继70年代的环境技术（末端治理），80年代的清洁生产技术（过程控制）进化而来的90年代前沿技术（系统调控），旨在系统地设计、规划和调控复合生态系统的结构要素，工艺流程，信息通道及控制机理，实现系统生态和经济效益的统一。*12、生态恢复和恢复生态学(Ecologicalrestorationandrestorationecology)许多学者将生态恢复的概念定义为：恢复被损害的生态系统到接近于它受干扰前的自然状况的管理与操作过程,即重建该系统干扰前的结构与功能及有关的物理、化学和生物学特征。上个世纪八十年代发展起来的恢复生态学丰富了现代生态学的研究内容并且对传统生态学提出了新的挑战。一方面,生态恢复(EcologicalRestoration)研究为识别生态学概念的发展提供了强有力的工具,另方面,恢复生态学为建立理论和应用生态学新的领域提供了机会。开展生态恢复工作不仅为解决目前日益严重的生态系统退化受损问题所需要,而且也是从事生态学基础研究的一项关键技术并且是最终检验生态学理论的终极检验。*生态恢复概念的形成和提出,有着应用生态学背景,因此,恢复生态学既是理论科学,又是应用科学。在一定意义上它又是一门生态工程学(EcologicalEngineering)或者生物技术学(Biotechnology),还有的学者根据这一学科的特点,称之为“综合生态学”(SyntheticEcology)或者生态综合(EcologicalSynthesis),这是因为它的研究对象是那些在自然灾变和人类活动干扰压力条件下受到破坏的自然生态系统的恢复和重建问题,其恢复和重建过程是由人工设计控制的,在生态系统层次上进行的十分复杂的综合过程。因此,生态恢复的研究和实践不仅能推动传统生态学(个体生态学、种群生态学和群落生态学等)和现代生态学(景观生态学、保护生态学和生态系统生态学等)的深入和创新,而且能加强和促进边缘和交叉学科(生物学、环境科学、湖沼学、地理学、地质学、工程学、经济学、管理学等)的联系渗透和发展。*三、研究案例—水体污染对水生生物多样性的影响1、前言淡水生态系统由江河、湖泊、湿地、水库、池塘等内陆特定水域组成。有许多学者将淡水生态系统与陆地生态系统和海洋生态系统并列为地球上的三大生态系统。作为生物圈的一个重要环节,淡水生态系统在连接陆地和海洋生态系统,进行物质循环和能量流动及调节全球气候中发挥着特殊作用。淡水资源是人类生存的基本要素。内陆水体不仅是人类生活与生产用水的主要来源,而且在渔业、航运、水利灌溉、发电、旅游和净化污染等方面给人类带来诸多利益。目前全世界的水域生态系统正在受到严重地改变和损害,这种变化和破坏的程度显然大于历史上任何时期,而且受损害的速率远远大于其自身的及人工的修复速率。水生环境的破坏必然会导致水生资源的损耗。这种破坏和损耗主要是由于人们对水生资源的管理和利用缺乏科学的认识而进行的随意开采和人为毁坏造成的。因此,延缓以至阻止水域生态系统受损进程,保持淡水资源持续健康发展已成为当今社会关注的焦点。*水是万物之灵，水是生命的源泉。大自然是恒远的，水则是恒远的母体。古希腊哲人泰勒曾说过,水为万物之本源，万物生于斯也归于斯。由此可见，水是生命不可缺少的物质基础，人类和其它生物的生命活动是与水息息相关的。　　浩瀚的海洋，奔腾的江河,平静的湖泊,涓涓的溪流，透澈的清泉，皑皑的白雪，漂浮的白云……这一切组成了地球宝贵的水资源。地球上水是非常丰富的,覆盖了地球表面的70%以上。全球的水容量约为14亿立方公里。其中海洋和内陆海几乎容纳着地球上全部水量97%，其余的3%为陆地上的淡水，而其中又主要分布于南极大陆和北极岛屿上的冰川和冰盖及陆地上的地下水之中。河流和湖泊的面积仅占地球表面的0.4%,它所蓄存的水量,同海洋的水量相比,少到微不足道的地步,可见,直接可供人类利用的淡水资源是十分有限的。　　虽然水是可以循环和再生的自然资源，但它是不会无限增长的，更不是取之不尽，用之不竭的。当前，随着人口的不断增长，工业和农业生产的迅速发展，水的供需矛盾越来越突出。特别是由于人类社会日益增长的物质生活需求和大规模的生产活动所产生的大量生活污水和工业废水(大部分未经任何净化处理)直接排放到江河湖泊和海洋，严重地污染了自然水体，更加重了水的危机。这是因为，许多不同种类的有毒有害物质进入水体后，引起天然水体发生物理上和化学上的变化，使清洁的水质变成被污染的水质，降低甚至丧失其使用价值，破坏了淡水资源的利用。*天然水体对排入其中的某些物质具有一定限度的自然净化能力。这种自净作用主要通过物理的(如稀释、混合、挥发、沉淀等)、化学的(如氧化还原、酸碱反应、分解化合、凝聚等)和生物的(如水中微生物的分解，生物体的吸收和吸附等)过程使污染的水质得到改善。但是，如果污染物的过量排放,超过水体自身的环境容量,这种功能就会丧失，从而导致水质的恶化。一般情况下，一吨未净化的污水，需要20－30吨清洁淡水稀释后才能重新利用，未经净化进入河流的污水需6－12倍的清洁水稀释，才可保持河流的自净作用。目前，全世界每年排放5000亿吨污水，据有关资料报道，到2005年以后，世界污水排放量将增加12倍以上，年均排放8万亿吨污水，为稀释这些污水将耗尽全世界所有河流的水量！　　水体为水生生物的繁衍生息提供了基本的场所。海洋、河流、湖泊和水库中生存着各种各样的生物，大到哺乳类动物，如鲸类，小到单细胞的原生物动物和其它的微型生物。一般来说，水体中的生物大致划分为：脊椎动物、底栖生物、浮游生物和水生高等植物四大生态类群。它们各自组成水生生态系统十分重要的生命单元，形成错综复杂的相互依存而且互相制约的食物链、食物网关系,发挥着能量流动和物质循环的生态功能作用。*水体受到严重污染后，不但直接危害人体健康，首当其冲受害的是水生生物。因为在正常水体的水生生态系统中，各种生物的、化学的、物理的因素组成高度复杂，相互依赖的统一整体，物种之间的相互关系都维持着一定的动态平衡，就是所谓的生态平衡。如果这种关系受到人为活动的干扰，如水体受到污染，那么这种平衡就会受到破坏，使生物种类发生变化,许多敏感的种类可能消失，而一些忍耐型种类的个体大量繁殖起来。如果污染程度继续发展和加剧，不仅导致水生物多样性的持续衰减，最终还会使水生生态系统的结构与功能遭到破坏，其影响结果十分深远。　　这里简要介绍我国淡水资源的概况和水污染的现状。阐述水体主要污染的类型及其对生物种类损害的途径与方式。重点分析讨论水体污染对水生生物多样性的影响。同时强调水污染控制，保护水生生物种类多样性，保持水资源和生物多样性资源的持续利用的重要意义。*2、我国淡水资源的概况 我国淡水资源总储量约为26,300亿立方米，低于巴西、独联体、加拿大、美国和印尼、居世界第六位。人均地表水资源占有量仅有2,600立方米，相当于世界人均占有量的四分之一，居世界第88位。*中国与世界其它几个主要国家淡水资源比较表　我国水资源在地域分布极不均匀，全国90%的地表水径流分布在不到全国面积的50%的南方，北方普遍缺水。根据我国主要大河流域的水量平衡可见,淮河以南各河流域迳流系数都在50%以上,即有一半以上的降水形成了迳流。而淮河及其以北各河流域迳流系数都在30%以下，黄河流域更小，只有15%左右，可见绝大部分降水都消耗于蒸发了。总之，从以上叙述可以看出，我国的淡水资源并不丰富，且地域分布也极不合理。目前许多地区在发展工农业和人畜饮用水方面都存在着严重的缺水问题。因此，水资源的保护和科学的开发利用已经成为全社会越来越紧迫的任务。* 名次 一 二 三 四 五 六 国家 巴西 独联体 加拿大 印尼 美国 中国 年径流总量(亿立方米) 51,912 47,140 31,220 29,702 28,100 26,300中国主要大河流域水量平衡值* 流域 流域面积(平方公里) 降水量(毫米) 径流量(毫米) 总蒸发量(毫米) 迳流系数(%) 松花江 549665 525 145 380 27.6 黄河 752443 492 76 416 154 淮河(包括沐、泗河) 261504 929 191 738 20.4 长江 1807199 1055 542 513 51.4 珠江 452616 1438 772 666 53.7 雅鲁藏布江 246000 699 474 225 67.83、我国水污染现状造成水体污染有毒有害物质的来源主要包括工业生产过程中排放的有机物、重金属及放射性污染物质，城市生活污水，施用农药、化肥及矿山排水等等。这些大量未经净化处理的废水进入海洋、河流和湖泊后使水体发生一系列的物理、化学和生物成份的变化，导致水质变坏，其普遍的表现特征为河水变成黑臭，湖泊富营养化程度加剧，海水赤潮频繁发生，其后果十分严重。　　根据多年来的监测数据表明，我国水体污染严重，并呈加重趋势，这主要表现在如下几个方面:*3.1废水排放量逐年增加近年来全国废水、污水排放量(亿吨/年)据1979年全国14个省市和792个城镇的统计，全国每天排放的工业与生活废、污水约7210－7780万吨，其中工业废水占81.2%。这些废水基本上未加处理直接排入江河。长江流域排放的废水量最大，估计每天3000－4000万吨，占全国总排放量的40%以上。而迳流量仅为全国5.36%的黑龙江、辽河、海河流域承受的废水总量占全国总排放量的27.3%。按照近十年的资料报告和对未来几年的预测,我国废水排放总量呈上升趋势。* 年份 1980 1985 1988 1992 1995 2000 排放总量 234 341 368 430 450 500-550 工业废水 165 236 268 310 320 370-400 生活污水 69 105 100 120 130 130-1503.2江河污染普遍据近年来全国水域的环境质量监测调查统计，我国江河水体污染较为普遍。全国532条河流中有436条受到不同程度的污染，约占河流总数的82%。在流径全国42个大中城市的44条河流中有93%被污染，其中重污染和中污染占79%。全国7大河流流经15个主要城市河段中，有13条河段水质严重污染，氨、氮、有机物及重金属污染程度较高。据1982年的调查资料，在监测的5万多公里总长的河段中，汞污染的河段占15.5%，酚污染的河段占25.1%,氨氮污染的河段占16.4%,其中严重污染不能用于灌溉的河段长12600公里,占总长的23.3%,有2400公里河段鱼虾绝迹。　　以长江为例。长江是我国最大的河流，全长6300多公里，流域面积180万平方公里。目前，长江干流每天接纳污水量近3000万吨，已查明的汞、铅、镉、砷、铬、酚、氰、氟、COD、氮、磷等主要污染物共35种。排入长江的废(污)水90%以上未经任何处理。　　九曲黄河以中华民族的摇篮著称于世，也没有逃避污染的厄运。调查资料表明黄河许多河段,河水中汞、铅、锌等重金属已严重超标，有的超标达90%以上。据统计，1998年黄河兰州以下至高村即接纳污水32.5亿吨,随着沿岸城镇与工业的发展,到2008年黄河将接纳污水50多亿吨,占天然径流量的10%左右！　　淮河污染由来已久。据统计，淮河流域近50%的河段已失去了使用价值，污染事故屡次发生，较大的事故近来多达160余起。此外，上海的黄浦江和苏州河,京杭大运河，北京通惠河，济南子清河，南京秦淮河，山西汾河，辽宁浑河，太子河等等，污染十分严重，有的实际上成了臭水河，死水河。*3.3湖泊富营养化问题突出湖泊富营养化的过程是湖泊退化衰老的表征。湖泊富营养化现象的发生，主要是由于工业有机废水和城镇生活污水的排放使湖泊内氮、磷等营养物质大量增加所致。目前，我国湖泊富营养化日趋严重。根据对全国25个湖泊进行的调查，已趋富营养化的湖泊达92%。如果按照国际上共同的总氮(0.2mg/L)和总磷(0.02mg/L)浓度作为湖泊富营养化的评价标准,所调查的25个湖泊中的多数湖泊,总氮浓度一般要高出5至12.5倍,多数湖泊总磷浓度要高于10-50倍。由此可见，我国湖泊富营化的问题已十分突出。我国主要湖泊营养状况分类统计* 湖泊营养类型 贫营养 中营养 富营养 湖泊个数 1 7 14 占评价个数的百分比 4.5% 31.8% 63.6% 湖泊面积（km2） 29.5 2493 3084.9 占评价个数的百分比 0.53% 44.45% 55.01%　　我国海洋污染也在发展。据统计，近沿海地区每年排放的生活污水达15亿吨左右，污水中含COD约9万吨。沿海85000多家工矿企业每天排放工业废水46亿吨。此外，海上船舶、石油平台、港口等每年生产各种污水3000多万吨，生活垃圾10万吨，煤粉尘14万吨等等。　　海洋污染最直接的危害是造成了近海水域大面积的赤潮发生。1987年7月1日，长江口外海域，长约20海里,宽约6-7海里的海面上形如鼻涕的絮状物前呼后挤地漂移,其散发的异样腥臭味扑鼻而来,令人窒息。世界各国的监测资料显示，过去二十多年中，赤潮有恃无恐地在世界各地海域漫延。1981－2001年中，我国沿海发生赤潮有文字记载的达110多次。它不仅严重破坏了海洋渔业资源和海洋生态系统，而且直接威胁着人类的健康和生命安全。3.4近海水域污染加重赤潮频繁发生*4、水体污染类型及其对生物影响途径与方式水生生态系统处于不断的运动状态，而人类每时每刻都在影响甚至改变着水域环境。人类的生产活动和生活活动所产生的物质，在进入水生生态系统后，如果量值在达到一定限度，并在一定时间内起到了直接或间接地有害于水生生物的作用，则称之为有毒有害物质或污染物。　　引起水体污染的污染物类型各种各样，它们对水生生物产生的影响途径与方式不尽相同，但所造成的危害结果都是一样的。这里扼要分为以下几个主要方面加以叙述。*4.1有机污染(城镇生活污水)　　城镇生活污水含氮、硫、磷较高，在厌气细菌的作用下，易产生有恶臭的物质，如硫化氢。这种有毒气体毒性很大，可直接杀死许多生物种类。另外,有机物在水中的矿化或细菌的分解，需要消耗大量的氧气,使水中的溶解氧很快下降，严重时溶解氧降至零。在这种条件下，绝大部分的水生生物种类就会发生窒息、死亡。据有关资料报道，当污水温度26℃，溶解氧为零，硫化氢为1.6毫克/升时,鲤鱼、鲫鱼、团头鲂、草鱼和鲢、鳙的幼鱼在三小时内全部死亡，团头鲂在26分钟内死亡率达50%以上。　　在正常河流中，生物的种类繁多，但每种生物的个体数量较少。当河流受到有机污染时，随着污染物浓度在河流中的变化，生物相和量也相应地发生着一系列规律性的变化。在污染最严重的河段，几乎所有的生物种类消失,甚至连细菌的数量也受到影响。随着污染物浓度的降低,最耐污的生物，如污水丝状菌首先出现。此后，耐污染的藻类，原生动物和摇蚊幼虫相继形成数量高峰。当水质净化到一定程度时，耐污染种类的个体丰度下降，种类多样性上升，最后，出现清洁型种类，表明水质已得到改善。*水中几种重金属对水生生物的影响及渔业水质标淮*表示影响程度由许多工矿企业排入水体的重金属，如汞、铜、铬、锌、镉等有毒有害物质都能引起生物体的急、慢性中毒症状。当进入生物体内的重金属达到阈值浓度时，就能扰乱或者破坏生物的正常生理功能，引起暂时或持久的病变，甚至中毒死亡。据研究，水中含铜、锌0.1-0.2ppm,就能直接杀死鳟鱼和其它的水生种类。铜和锌的协同作用所产生的毒性比同量的铜或锌的毒性大8倍。下表列举了几种重金属对水生生物的影响。4.2重金属污染* 污染物 浮游生物 水生昆虫 甲壳动物 软体动物 鱼类 渔业水体标准(ppm) 铜 +++ +++ +++ +++ +++ 0.01 铬 +++ +++ ++ ++ +++ 0.05 锌 + + ++ ++ ++ 0.01 汞 ++++ ++++ ++++ +++ +++ 0.001 镉 +++ +++ +++ +++ ++++ 0.01水体中高浓度的重金属可对水生生物产生直接的杀灭作用(急性中毒)，然而即使在水体中重金属浓度较低的条件下，经过食物链作用，它们可以逐级累积和放大(生物浓缩、生物放大)。如水中汞的浓度为0.0001ppm,藻类为0.01-0.02ppm,其放大系数为100-200,以食藻类的浮游动物体内浓度达0.02-0.05ppm,其放大系数为200-500。以食藻类和浮游动物的小鱼，使汞的浓度达0.1-0.3ppm,浓缩系数为1000-3000。而肉食性的鱼类，汞浓度可达1－2ppm,浓缩系数达10000-20000。无机汞在水中微生物的作用下会转化成毒性更大的甲基汞，对水生生物和人体健康均构成潜在威胁。*4.3农药污染　近40年来，人工合成农药迅速发展，广泛应用。残留在农作物、果树、森林、土壤表面的农药经雨水冲刷及其它途径进入水体，直接或间接给水生生物产生危害。据报道，有些有机氯农药，如异狄氏剂、毒杀芬等在0.0019和0.0056毫克/升浓度下可直接杀死水体中许多种的浮游植物、浮游动物和一些鱼的种类。有机磷农药作用于鱼的神经系统，降低乙酰胆碱酯酶活性，抑制神经冲动的传递。一些敏感的鱼类，在很低浓度的对硫磷、马拉硫磷影响下中毒死亡。而尚存的某些忍耐种类如鲫鱼则出现脊椎骨粘连和扭曲，鱼体严重畸形的症状。　　另外，有些有机氯农药六六六和DDT,不仅毒性大,而且在水环境中残留时间长,容易在生物体中积累,被水生生物逐次依营养等级而放大。毒物的这种随食物链的放大作用对水生生物构成潜在威胁，特别对位于食物链末级的生物危害更大。如食肉的鸟类吃了富集了高浓度的DDT鱼类,可引起大批死亡。值得一提的是，尽管六六六、DDT农药早已在许多国家,其中包括中国禁止生产使用,但实际上目前仍有不少国家和地区继续使用它们。* 除了有机、重金属和农药污染可引起水生生物毒性效应外,热污染、放射性污染、固体悬浮物的污染等等都可对水生生物产生重大影响，这里不一一加以叙述。此外，由氮、磷引起的近海水域赤潮，由于硫化物的排放形成的酸雨，这些都可以对水生生物的的种类分布和个体丰度产生十分明显的危害。下面分别加以简要介绍。*4.4赤潮　　近十年来，赤潮现象不但发生率日趋频繁，而且分布区域及时间跨度都在扩大，可以说世界各沿海国家都有赤潮发生。　　赤潮的发生机制与日益加剧的海洋环境污染关系密切。大量含有氮、磷等营养盐类的有机污水的排放大大剌激了某些单细胞的鞭毛藻类，如夜光藻、原甲藻、裸甲藻等的急剧繁殖和高度密集，很快遍布海湾、河口、使得这一带的水体改变颜色,恶化水体环境，其致害因素包括；(1)引起海水缺氧或无氧状态，致使许多需氧生物窒息死亡，特别是营底栖生活的虾、贝类受害程度更加严重、几乎可全部死亡。1988年10月，赤潮肆虐美国新泽西至弗吉尼亚海岸，造成200多头海豚冲向海滩“集体自杀”毙命；(2)赤潮引发甲藻产生杀鱼毒素，许多种鱼类对此特别敏感，微少的含量即可造成鱼类大批死亡；(3)某些赤潮生物排出的分泌粘液及这些藻类死亡分解产生的粘液能附着于贝类和鱼类的鳃上，造成它们的呼吸困难，严重者可能致死。*由于赤潮的频繁发生，使许多海洋生物种类遭受灭顶之灾，海洋生物资源遭到极大破坏，海洋养殖业蒙受巨大损失。美国旧金山海湾原来每年可生产六百八十万公斤豪肉，十三万公斤蛤蛎肉，因海水污染，特别是受赤潮影响，现已绝迹。新英格兰区的鳕鱼产量，1963年为二百二十七万公斤，1969年降至四千多公斤，现已基本绝迹。日本濑户内海由于赤潮濒生，正在变成“死海”。占日本捕鱼量四分之一的沿每渔业资源大部分被破坏，近海捕鱼量大幅度下降，海产品养殖场也受到很大打击，不少名特产，如鲈鱼、樱虾等濒于绝迹。波罗的海是一个著名的国际海域，但由于沿岸国家任意排污，赤潮大面积发生，许多鱼类已绝迹。早在1970年3月国际海洋开发委员会发表的报告称，波罗的海有变成无生命的　“海洋沙漠”的危险。我国沿海海域赤潮的发生频次和危害程度也趋上升和加重的趋势。近几十年来，由于海水污染和过度捕捞及其它环境因素的干扰，我国海产资源迅速减少，趋于枯竭。如主要的鱼类大黄鱼、小黄鱼、带鱼捕获量逐年减少。据统计，1956年－1959年,黄海、东海、大黄鱼资源量为23－27万吨,80年代初降至2－3万吨，下降了90%；小黄鱼由12万吨下降至目前的2.5万吨。舟山群岛四周海域的捕鱼量占全国捕鱼总量的十分之一，在1974－1980年间，上网的黄花鱼数量下降了88%。闽东渔场连年已捕不到大黄鱼了。1978年11月在上海举行的中国水产协会的学术研讨会上，专家们预测：如果不采取有效的保护措施，无论大黄鱼还是小黄鱼将很快灭绝。其它虾、蟹、贝类的天然资源量的枯竭也只是时间问题了。另外，由于赤潮主要发生在近岸浅海水域，尤其对潮间带生物的影响很大，使生物种类大幅度地减少或消失。如胶州湾东海岸的沦口和李林河口海岸区，在不到20年的时间内，生物种类急剧地减少。总之，海洋污染引起的赤潮，给水生生物的影响和对水产资源的破坏带来十分严重的后果。*胶州湾沦口潮间带生物种数的历年变化情况* 调查年代种类类别 1963-1964 1974-1975 1980-1981 腔肠动物 2 1 1 多足类 41 3 2 软体动物 40 11 10 甲壳类 52 13 4 腕足类 1 绝迹 / 棘皮动物 3 1 / 原索动物 2 1 / 总计 141 30 174.5酸雨　　目前，酸雨已成为全球性重要环境问题之一。酸雨主要由于煤和石油在燃烧过程中排放的大量二氧化硫和氮氧化物在长程传输过程中形成的，并又以湿和干的沉降形式返回地面。过去湖沼学家给酸雨下了一个定义：任何低于PH值5.6的降雨均称为酸雨。现在有人认为把PH5作为酸雨的基准质则更为准确。　　普降酸雨的最严重后果是降低湖泊、河流、水库的PH值，使水体酸化，破坏水生生态系统的平衡，甚至直接杀灭众多水生生物种类，引起物种组成的变化和多样性的大幅度减少。酸雨对水生生物的危害方式主要为：引起生物体内气体代谢受阻，造成缺氧而窒息死亡；产生体盐调节紊乱，导致体盐浓度极度下降以致死亡；破坏酸碱平衡，使生物体液pH下降，引起酸血症致死；可极大增强重金属的毒性,使生物产生急性中毒死亡。　　虽然少数生物可存活在很强的酸性环境中，但大多数种类仅能忍受pH值5.5左右，而在4.5-4.8范围内将被杀死。根据国内外研究结果报道：PH6.5-6.0,鱼卵的孵化率显著下降；pH5.0-6.0鱼苗的存活量明显减少。在自然水体中，许多的敏感鱼种，如鲑鱼、鳟鱼、斜齿鳊、鲤鱼和北极红点鲑鱼等，均会因pH值稍有降低而死亡。据调查，加拿大15万个湖泊pH低于6，有1.4万个湖泊的pH低于4.7，导致分布在这些湖中的鱼的种类锐减。在美国东北部849个湖泊中，pH值小于5的有212个，其中至少有113个湖泊已完全没有鱼类。因酸雨的影响，挪威5000个湖泊中有1750个湖泊鱼类绝迹。瑞典9万个湖泊中有2万个湖泊已看不到鱼类的踪影。总之，鱼类如长期生活在低pH值的水环境条件下，生长和繁殖受到抑制，结果是鱼的种类减少，种群密度逐渐变小，最后导致鱼群消失。*　酸雨对水生生态系统中的生产者高等水生植物和藻类的影响也十分明显。在PH5左右的湖泊中，一种泥炭藓的植物成了优势种群铺满湖底,其它的高等水生植物都消失了。水体中pH值6以上时,浮游植物的种群正常。随着pH值降低,种群发生变化。在北欧和北美的酸性湖泊中，裸甲藻科、薄甲藻科、多甲藻科及角甲藻科的某些种类形成优势种群。相反,蓝藻门、绿藻门及金藻门的种类却大大减少。瑞典对Gaardsjoen湖泊的研究表明，酸性湖泊由于磷的输入减少，藻类对磷的利用能力减弱，引起生物量减少，湖泊的初级生产力降低。　　浮游动物在水生生态系统中起着有机物转化和鱼类生产的饵料基础作用。在酸性影响的湖泊中，浮游动物种群数量减少，多样性降低，生物量下降。加拿大47个酸性湖泊的调查发现，随着pH增高,浮游动物群落结构的复杂性也增高。在pH5.0以上的湖泊中，浮游动物群落常含有9-16个物种，其中有3或4个优势种。在pH5.0以下湖泊中,群落中仅有1-7个物种，其中仅1或2个优势种。枝角类在酸化湖泊中形成优势种群的是象鼻蚤科的一些种类。蚤状蚤在pH4.3以下时完全不能存活,pH5时存活率下降。隆线蚤在pH3或4时3-24小时后全部死亡。中国科学院水生生物研究所庄德辉的试验结果表明：大型蚤的生殖量明显受pH值的影响，即随pH值降低,生殖量逐渐下降。　　底栖动物对酸雨的侵害反应尤为敏感，软体动物在酸化水体中很少出现。因为螺类、蚌类的介壳形成需要大量的碳酸钙，而水体酸化后碳酸钙含量很少或甚至完全没有，妨碍了介壳的形成，软体动物难以生存。端足目的种类，如钩虾等在pH小于6时即消失。各种类群的水生昆虫对酸化的忍耐能力有很大差异，生活在水表层的划蝽科种类抗性很强，常为酸性湖泊的优势种群。而责翅目、鞘翅目和半翅目的大多数种类对酸性环境比较敏感，在pH值低于6时则难以生存。　　两栖类动物以坑塘洼淀为产卵场所，受酸雨危害严重。据观测，青蛙蝌蚪在PH3.7-4.6时，发育异常(畸型)，小于4.0时出现死亡。pH低于6.0时斑点蝾螈发育受到抑制,卵的死亡率增加。加拿大安大略省20个pH为4.55－3.36池塘进行调查时发现，牛蛙、小池洼和十字花雨蛙的蝌蚪，pH越低，这些蛙的密度越小。欧洲林蛙蝌蚪在软水中pH4.0时出现畸形。在含Ca2mg/L及A10.2mg/L的水中，当pH4.5时林蛙蝌蚪全部死亡。* 综上所述，无论是有机污染、重金属污染，农药污染，还是赤潮和酸雨的发生，尽管其影响途径和方式不尽相同，但共同的特点和结果都是造成水生生种类减少，群落组成发生改变，最后导致水生生态系统的结构与功能遭到破坏。*5、我国若干内陆水体污染对水生生物多样性的影响在正常水体中，生存着各种各样的生物类群，它们之间维系着十分复杂的物食物链和食物网关系，既相互制约又相互依存，发挥着各自的功能作用，保持着它们的生命繁衍。当水体受到严重污染时，改变了水生生物懒以生存的环境条件，从而导致生物的生理活动受到不同程度的抑制、干扰、破坏，使生物的群落结构发生改变，种群、个体、直到细胞和遗传密码等发生变化。其最直接的影响结果是某些忍耐型种类的个体数量大为增加(特别是有机污染)而形成优势种群，而许多敏感型种类则衰落直至死亡。如果这种污染是暂时的，那么被消灭的种类可以重新移植，得以重新恢复。如果污染是严重而持续的，种类的恢复过程测十分缓慢甚至成为不可能。因此，水体污染的程度与水生生物种类多样性丧失幅度关系十分密切。同时，根据水生生物种类的丰富与匮乏，生物群落的兴盛与衰落，优势种类个体丰度比例大小及生物多样性指数的增减等综合指标可以监测水体的污染状况及其水质的变化趋势。　　过去二十年来，本人与研究组的同事们，分布在全国各地的环境生物学家们对我国众多的河流、湖泊、水库等内陆水体的水生生物群落结构特征及其与水体污染的相互关系方面进行了全面的调查分析，并有诸多的研究结果报道。在此基础上，选择若干个淡水水体为例证，简要叙述典型水体污染对水生生物多样性的影响和危害。*5.1对鱼类的影响　在水生资源中，鱼类资源具有最大的经济价值，因此与人民生活关系最为密切。水体受到污染后,生活在水中的鱼类首当其中,重则死亡，轻则抑制生长，或者破坏产卵场，影响繁殖，把鱼类资源从根本上摧毁掉，其危害程度十分严重。　江河是鱼类最主要的回游通道和繁殖场所，一旦遭受污染，给许多种鱼类带来灾难性的后果。据有关部门对我国878条河流的调查结果表明，在92806公里河道中，已有5322公里成为鱼虾灭绝的臭水。黄河水系接纳的生活污水和工业废水与日俱增，局部河段的污染十分严重，破坏了鱼类赖以生存的环境。如河南境内的洛河和伊河，曾盛产鲂鱼和鲤鱼，历史上曾有“伊鲤洛鲂贵似牛羊”的美称，现在这里的鱼已基本绝迹。与60年代初相比,黄河兰州段由于受污染影响,已有8种鱼类绝迹。目前的鱼类的规格变小，产量下降。* 长江为我国第一大河，由于主干流接纳的废水逐年增加，水质污染日趋严重，导致鱼的产量大幅度下降。在以往,长江、嘉陵江盛产鞭鱼、岩水鱼和青波鱼，但是，随着江水水质的恶化，鱼的捕获量逐年锐减，目前的年均产量仅为50年代的30%左右。有不少河段，以上三种鱼不见踪迹。长江鲥鱼是我国的名贵鱼类。由于鲥鱼在近海生长、育肥成熟，然后入淡水溯江回游。它们在经过了长江中下游的污染严重江段后，富集了较高浓度的各种毒物，结果生长发育缓慢，甚至出现发育不正常的现象。曾捕到一条成龄的雌性鲥鱼，经孵化实验，挤卵后用液氮冷冻精液，结果，不到3小时就有90%以上的卵变白了，5个小时后竟全部成为死卵。一尾鱼几十万粒卵，没有孵出一尾鱼苗！据报道，长江的鲥鱼资源正面临逐年衰退危机。1985年鲥鱼的产量仅是十年前的1/58，目前的产量仍在继速下降。沱江是长江上游的主要支流之一，过去沱江中捕获的鱼类不仅种类多,而且数量大。但近年由于沿岸工厂密布,城镇集中，每年向沱江排放4亿吨废水，使鱼类资源遭到破坏。数量明显下降，种类大为减少。其中达氏鲟、白鲟、鳗鲡、突吻鱼、中华倒剌鱼、长吻鱼、瓣结鱼、铜鱼、岩原鲤、胭脂鱼等种类在沱江已经绝迹。长江下游的重要支流黄浦江上接淀山湖，下连长江口及东海，是多种回游鱼、蟹类的出入通道。目前由于江水受到污染，有时甚至形成了几十公里长的严重污染区，阻断了鱼类回游，使鳗鲡、河蟹、鲻、梭、鲈和鲥鱼等数量大大减少。松江四鳃鲈曾是黄浦江一名产，目前已无踪影。* 第二松花江是吉林省最大河流，全长824公里。过去水流清澈，饵料丰盛，鱼类繁多。现在由于沿江500多个大中小型工矿企业、造纸印染行业等每天向江中排入污水量约400万吨左右，使水质明显变坏。特别是中下游有的河段变成了黑流翻滚,泡沫堆积,发出令人窒息的异味。由于污染加重，导致一些鱼类由常见种或优势种已变成稀有种或达到绝迹边缘。明显的如青鱼、赤眼鳟、唇骨、狗鱼、江鳕及感鱼等已很少见或近绝迹。另外，鲤鱼、白鲢、长春鳊、翘咀红鱼,草鱼等经济鱼类的数量也都大幅度下降。 　　图们江在历史上以盛产大麻哈鱼著名，自本世纪五十年代以后，产量逐年下降,特别是近年来由于受污染影响,几近绝迹边缘。事实上，图们以上江段，大麻哈鱼已绝迹多年。图们江南坪以下开山屯172公里江段，以前水质优良，饵料生物丰富，是鱼类产卵和幼鱼索饵的良好场所。历史上溯河性的大麻哈鱼曾大量活动在此江段。现在由于茂山铁矿尾矿砂的污染，江水混浊，河床淤积，鱼类饵料生物的种类和数量明显减少，从根本上破坏了鱼类的回游通道、产卵条件和索饵场所。目前，这一江段除有少数的泥鳅小型鱼类外，其它鱼类均已消失。* 蓟运河是天津市境内的一条较长河流。近二十年来，下游沿河工业发展迅速，造纸、化工、农药等大量废水使河水遭受严重污染，给鱼类生存带来十分明显的影响。据1976年的调查，在未污染的上游于桥水库发现25种鱼类，而在下游污染河段汉沽仅采到3种耐污染种类，如鲫鱼、黑鱼和泥鳅。离污染源越近的河段，鱼的种类和数量越少，靠近污染源的河段，鱼类已近于绝灭。如沿天津化工厂河段西岸漂浮着大量死鱼，各种鱼类进入该区，立即死亡。即使幸存的一些鱼类，不仅种群数量稀少,没有捕捞价值，而且鱼体内吸收、富集了各种有毒物质而丧失其食用价值。 　　府河全长62公里。原是河北保定市主要地表水源，也是白洋淀重要水源之一。50年代，府河常年流水，水量丰富，水质清澈，水生动物、植物种类繁多，是白洋淀经济鱼类的产卵场所。但是自60年代以来，府河成为保定市向白洋淀排泄生活污水和部分工业废水的主要河道。且排放量逐年增加，主要污染物氮、磷逐年呈上升趋势,整个府河变成了一条恶臭的排污河道。经调查，鱼类均已绝迹多年。*湖泊面积占我国内陆水域总面积的42%,是获得鱼产品的天然基地，在我国渔业生产中占有举足轻重的地位。近年来，许多湖泊由于受到来自城镇的工业废水和生活污水的冲击，水质变劣，富营养化程度加剧，给鱼类及其它水产品资源造成十分严重的影响。近20年来，洞庭湖水产资源日趋衰竭，据调查，原有的114种鱼类，已经灭绝8种，另有15种已成稀有种类。青、草、鲢、鳙四大家鱼单尾重量越来越小。甲鱼、黄鳝、洞庭花鳅等特种水产动物，过去每年的产量可达5000吨，现降至不足1000吨。武汉东湖原有有鱼类67种，由于富营养化加剧及江湖通路隔绝等影响因素，近年仅发现38种，鲥、短颌鲚、暗色东方鳅等20多种鱼类已基本绝迹。湖北最大的淡水湖洪湖，50年代有不少于100种鱼类，目前只剩下31种，天然鱼产量也由50年代的10000吨/年下降到目前的3000-4000吨/年，减产2/3左右。*淀山湖鱼类种类组成年际变化上海淀山湖由于近年来乡镇企业的兴起，流入湖泊中的污染物总量骤增，按1988年的统计，进入湖泊的磷为238.4吨;氮为3057.7吨;COD为8668.4吨;BOD为4241.6吨。由于氮、磷和透明度都达到了富营养化甚至极富营养化的水平，改变了水生生物的栖息环境，导致了鱼类群落发生了很大变化。其典型特征表现为以下几个方面：* 年份 1958-1959 1975-1976 1984-1985 1987-1980 1992-1993 种数 75 61 55 45 41 属数 60 47 45 34 32（1）种类组成趋于简单　　1959－1985年，平均每年减少0.77种,其中以来自长江干流的半洄游性鱼类如感鱼、胭脂鱼等，以及能进入淡水生活的海产鱼类如松江鲈等鱼种减少为代表；1985-1993年每年平均减少1.75种，这一时期，除洄游性鱼类完全消失外，定居性鱼种也开始减少。（2）食性结构发生变化　　　淀山湖鱼类的食性结构在50年代末期以肉食性(36.0%)和杂食性(30.7%)为主，其次为腐食性(13.3%)、食浮游生物性(12.0%)和草食性(8.0)。到90年代初期，除食浮游生物鱼类增加一种(Neosalanxjordani)，上升至第三位外，其余各种食性的鱼种均下降(共减少34种)，其中以肉食性鱼类减少最多(15种)，其次为杂食性鱼类(11种)，虽然二者仍居首位(分别为29.3%)，但已与食浮游生物性鱼类比例相接近。草食性鱼类只剩下2种(4.9%)，腐食性鱼类的比例略呈下降(12.1%)，但降至第四位。（3）体型向小型化发展　　在1958－1959年，鲤鱼以体长35－60cm、体重1000－3500g,鲫鱼以体长14－18cm、体重65－125g,鳜鱼以体长14-26cm、体重300－375g,红鳍鱼以体长34-36cm、体重750－875g,花鱼以体长22-25cm、体重156－187g,占绝对优势。到1992－1993年，上述各鱼类的体长、体重分别下降到：26－45cm、500－125g,10-16cm、45－85g,14-20cm、200－320g,26-32cm、500－780g,16-22cm、100－160g。由此可见，30年来淀山湖主要经济鱼类的体型小型化现象极为明显。*白洋淀淀区有机污染指标平均含量的年际变化(毫克/升)白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊。历史上的白洋淀水域辽阔，水质优良，生物资源十分丰富，素有“华北明珠”的美称。但是，目前由于保定市的700多家工业企业年排污水6200万吨以上及169万人所排生活污水2900万吨进入白洋淀(部分污水经过工厂和唐河污水库的初步处理和净化)，致使淀区水质污染日趋严重，特别是氮、磷含量的大大过剩，促进了湖泊的富营养化进程。* 年份指标 1960 1975 1988 1989 1990 1991 1992 1993 三级地面水标准 溶解氧DO 7.8 6.5 4.07 8.23 7.57 7.02 7.37 5.61 ≥5 化学耗氧量CODmm - 15.5 4.93 6.49 6.64 7.39 8.45 8.93 ≤6 氨氮NH4-N 0 0.02 0.11 0.55 0.71 1.73 0.79 0.87 ≤0.5 总磷T-P 0 0.04 0.03 0.06 0.09 0.07 0.13 0.14 ≤0.05白洋淀水产动物年均产量变化(t)白洋淀水体的污染直接给鱼类和其它水产品资源带来严重危害，致使水产品数量逐年下降。根据30多年的调查分析结果，白洋淀鱼类组成发生了很大的变化。1958年鱼类53种；1975年下降到35种，鳗鲡、银鱼等回游性鱼类完全绝灭，一些居留种类，如赤眼鳟、感鱼等也没有发现；1989－1990年种类继续下降，仅发现24现，其中密鲴、管鱼、红鱼、梭鱼等诸多种类均已消失。* 类别 1949-1967 1968-1972 1973-1974 1983-1988 1990-1993 鱼虾 5500 995 645 干淀,无产量 重新蓄水, 毛蟹贝类 7502000 10600 0450 水产公司无统计数据 鳖 50 15 5 水禽 100 20 2.55.2对底栖大型无脊椎动物动物的影响 底栖动物是一个庞杂的生态类群，最常见的门类有环节动物，软体动物和节肢动物。河流和湖泊中底栖动物的种类繁多，其种类组成和数量分布特征与水环境质量关系密切。许多种类对污染压迫反应敏感，因此国内外学者常利用底栖动物群落结构的变化作为一种良好的水质监测指标。与其它水生生物一样，底栖动物多样性的丰盛度与水体污染的程度密切相关联。 　　30年前河北白洋淀底栖动物种类繁多，尤其是软体动物的种类，如蚌类、螺类在淀区广为分布。但是，从1975年至现在的调查资料中可以看到，白洋淀局部地区底栖动物已发生明显的变化。1958年白洋淀府河河口有黎氏结节蚌、圆顶珠蚌，库氏翼蚌，候氏楔形蚌和灰色长蚌等种类。1975年调查时仅发现背角无齿蚌，其余种类全部消失。在整个白洋淀，蚌类只有背角无齿蚌和圆顶珠蚌尚有零星分布。与此同时，在府河下游的安州至南刘庄一带却有大量耐污的水蚯蚓和摇蚊幼虫。其中安州断面霍甫水丝蚓的个体数量最高达4080尾/m2,北际头断面红色摇蚊幼虫最多高达4880个/m2。这种引起种类减少而耐污种类的个体丰度增加的主要因素乃是白洋淀水体目前日益加重的污染程度所致。*污染物浓度越高，湖泊的富营养化程度越重，底栖动物种类多样性的丧失机会就越大。任淑智在研究北京市内六个小型湖泊(前海、后海、什刹海、北海、中海和南海)的底栖动物群落结构特征与水质关系时，利用Shannon-Weaver种类多样性指数H值,分析湖水中BOD、COD、TP和TN浓度之间的相关程度。结果发现H值与以上四种污染物的浓度之间的关系比较密切。由此可见，湖泊底栖动物的种类和数量分布特征直接与湖泊水体富营养化状况有关。　　在未受污染的河流环境中,底栖动物分布较为均匀，种类数量较多,显示了正常的水生生物群落结构特征。河流受到污染后，生物的种类和数量发生变化，底栖动物的群落结构也发生相应的改变，一般特征是种类数量减少，耐污种类的个体数量增加。* 中国科学院动物研究所黄玉瑶等1976－1979年先后五次对天津蓟运河各河段的大型底栖无脊椎动物的生态特征及其与污染的关系进行了较为全面的调查。研究结果发现，底栖动物的种类、个体数量和多样性指数等参数与水质状况密切相关联，污染对种类多样性的影响十分明显。在未受污染的上游江洼口对照采样站，先后共采到31种底栖动物，其中有不少分布在清洁水体的种类，如二翼蜉、蜉蝣幼虫、蜻蜓幼虫、中华新米虾、纹沼螺等等。但是，河流至汉沽地区后，由于受几家大中型化工厂污水排放的影响，种类下降许多，公路桥采样站减少至11种，天津化工厂排污口附近河段仅采到6种。其中在1976年5月在革化和天化两个采样站均未采到任何种类的底栖动物。清洁型种类在这些河段全部消失,取而代之的是些耐污种类,如河蚬、霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓等，它们的个体数量占绝对优势。连续四年的多样性指数d值的变化较好地反映了蓟运河汞和六六六污染对底栖动物的影响程度。清洁对照采样站江洼口的多样性指数d值4年中均在1.8-2.5之间波动。汉沽地区的公路桥和天化两个采样站由于受到高浓度的汞、666污染，d值骤然下降，均在0－0.1范围之内,表明污染相当严重。之后，随着河流的延长，避开污染源的冲去，加之河流的自净作用加强，水质有所改善，下游几个采样站的底栖动物种类有所恢复，多样性指数d值开始上升。* 湘江流域矿产的开发及治金、化工等工业废水的排入，致使江水和底泥中重金属含量不断增加。多年化学监测资料表明，湘江已被污染，且局部江段相当严重。中国科学院水生生物研究所刘保元、王士达等于80年代几次利用底栖动物评价湘江的污染，调查结果指出，各采样站江段的水质状况不同，底栖动物的种类组成和多样性指数存在十分明显的差异。位于上游对照采样站的仙人掌江段,远离工业区和城镇,居民稀少,基本没有受到人为的干扰,接近自然生态条件,水质清洁。底栖动物种类丰富，共采到42种，其中对污染比较敏感的蜉蝣目稚虫和毛翅目幼虫有许多种类分布，而且它们的个体数量百分比达80％左右。Shannon多样性指数值也是所有采样站中最高的,为3.95。湘江延伸至松柏段面采样站,由于该江段接纳来自水口铅、锌矿和柏坊铜矿以及铅、锌、砷等治炼厂排出的废水，底栖动物种类减少到14种，多样性指数降至2.72。至株洲的霞湾江段采样站,右岸清水塘工业区的废水由霞湾港排污口排出,使江水呈黑褐色,水面复盖着具剌鼻臭味的泡沫,污染十分严重。对底栖动物影响十分显著，在右岸没有采到任何种类的底栖动物种类，多样性指数为零。在左岸(靠近江中央)，蜉蝣目稚虫种类消失，仅采到极少量的耐污的摇蚊科的种类，多样性指数为0.73。这种结果表明，水体污染是导致湘江底栖动物种类多样性减少的主要因素。*5.3对浮游生物的影响浮游生物包括浮游植物和浮游动物,前者主要由各门类的藻类组成,后者主要包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类。 浮游植物为淡水水域一大生态类群。在河流、湖泊中最为常见的种类包括:绿藻门、硅藻门、甲藻门、隐藻门、蓝藻门、黄藻门、裸澡门、金藻门等。它们是水域初级生产力的重要组成部分，其通过光合作用产生的有机物为其它的水生生物的繁衍提供所必需的能量来源。浮游植物的产量和现存量是衡量水域生产能力的主要参数。 浮游动物在淡水生态系统中发挥着重要的作用。它一方面是鲢、鳙等经济鱼类的基础饵料，另一方面制约着藻类和微生物的过盛发生和发展，加之某些种类本身能吸收、吸附和代谢一定量的污染物质，因此在污染水体的自净过程中起着重要作用。浮游生物对污染反应敏感，许多种类被广泛用来作为水质评价的指示生物。当水体受到污染后(特别是有机物污染)，浮游生物的群落结构会发生一系列的变化,许多敏感型种类消失,一些忍耐型种类大量繁殖，出现很高的个体数量而形成优势种群。在较高浓度的重金属污染水体中,许多浮游生物种类可被直接杀死,使其种类多样性受到十分明显的损害。* 江西乐安江流经德兴、乐平和波阳县境内，全长280公里。我国最大的露天铜矿德兴铜矿位于乐安江的上游。来自采矿活动所产生的大量含有高浓度的铜、铅重金属和强酸性废水经乐安江排入鄱阳湖。我们的调查结果表明，矿山废水对藻类和浮游动物的影响十分明显。乐安江上游干净对照采样站海口，共采到藻类75种，其中采到不少喜清型的金藻和黄藻门种类，多样性指数d值在4以上；枝角类、桡足类和轮虫采到30种，多样性指数为8.3;原生动物发现37种,多样性指数接近9.3。可是至古口采样站，浮游生物的各项指标发生了很大的变化。藻类下降至11种，全藻门和黄藻门种类全部消失，多样性指数降为0.71；原生动物种类数为零。分析古口采样站浮游生物种类和多样性指数急剧下降的主要原因是由于该站受到矿山废水的直接排放影响所致。据化学测定数据，古口每升水中铜含量为3.9ppm，底泥中铜的浓度高达2769ppm，水的PH值仅为4.25。这样高浓度的铜含量和强的酸性废水无疑成为杀灭许多浮游生物种类的关键因素。随着河流的延长，下游几个采样站的重金属浓度下降许多，水质有所改善，浮游生物的种类数和多样性指数逐站得到恢复。* 京密运河－北京排污河是北京市重要的供水和排污河道。京密运河引密云水库清洁水供以北京市工农业生产及生活用水。河水流入市区的南护城河和通惠河后，接纳了来自市内的大量工业废水和生活污水，汇集北京排污河，最后注入渤海湾。我们曾经对京密运河－北京排污河的浮游生物的群落结构特征及其与水质的关系进行了比较系统的调查研究，结果发现，水体污染对浮游生物种类组成影响十分明显。京密运河的木樨地至西田各庄6个采样站水质较为清洁,浮游生物种类比较丰富。其中藻类在45－64个属之间，且有诸多喜清型的种类分布，如小环藻、脆杆藻、锥囊藻、鼓藻等。各站枝角类、桡足类和轮虫的种类数均在20种以上,主要种类为尖客额蚤、象鼻蚤、透明蚤、汤匙华哲水蚤等。至护城河后，由于接纳了来自城区的工业废水和生活污水，河水呈黑色，水质恶化，浮游生物种类减少，左安门和右安门两个采样站的藻类分别降至42和43种，清洁种类消失,主要是些广布型和耐污种类；浮游甲壳动物和轮虫的种类下降到15－10种，其中汤匙华哲水蚤、透明蚤、长额象鼻蚤、直额弯尾蚤等在上游京密运河广为分布的种类在护城河均消失。河水流入市东郊的通惠河后，水质更为恶化，河水又黑又粘，河面复盖泡沫且异味难闻。与上游比较，该河污染最严重的双桥和北关两个采样站，藻类种类继续下降，仅分别发现22和21种，耐污种类，如衣藻、裸藻、小球藻、兰隐藻等形成优势种群；浮游动物在双桥采样站减少到7种，而北关仅采到2种，主要是些高度耐污的种类，如裸腹蚤、臂尾轮虫。北京排污河从榆林到筐儿港六个采样站远离北京市所排废水的直接冲击，浮游生物种类又有所恢复,但各采样站所分布的种类均为一些广布型和耐污型种类，它们的个体形成很高的数量高峰。* 从北京排污河PFU(人工基质-泡沫塑料块)原生动物群集速度(作为功能参数)试验来分析,水体污染对原生动物种类的影响是十分明显的。上游的清洁对照站六郎庄，试验期间5次PFU采集共发现原生动物31种。其中第一天就群集了14种，第14天群集了24种。表明在没有污染压迫的环境条件下，PFU原生动物群集速度加快。另外，从种类组成特点来看，该采样站出现了为数较多的清洁型种类，如鹅长颈虫、卵园前管虫、砂壳虫及植物性鞭毛虫的单鞭金藻、变形棕鞭藻等。排污河上游的双桥站，由于接纳了来自北京通惠河大量原污水，水质异常恶化，水中所有高等水生生物全部消失。5次PFU采集仅发现原生动物5种，而且均为耐污性很强的的种类，如滴虫、眼虫等。在显微镜活体观察下，它们的活动也不敏捷，处于半垂死状态。与六郎庄采样站比较，PFU原生动物的群集速度急剧下降，第一天仅群集2种，14天后群集到5种。从榆林站后，由于河流的自净作用，种类才逐以恢复。水质分析资料还可以反映出：北京排污河6个采样站的污染物生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD)浓度的变化与PFU原生动物种类的群集速度关系密切(图5.7)。在BOD和COD含量较高的采样站双桥，PFU的群集速度十分缓慢。随着河流的延长,自净作用加强，水质得以改善，PFU原生动物的群集速度呈上升趋势。*在正常湖泊水体中，一般来说,浮游生物种类较多,个体数量不太大,多样性指数较高。当湖泊受到污染，向富营养化和超富营养化发展时，浮游生物种类组成发生改变，群落演替现象明显，表现较为典型的特征是：种类减少，某些忍受种类的个体数量大为增加，多样性指数下降。据调查，我国许多湖泊由于富营养化程度加剧，对浮游生物种类多样性已产生越来越明显的影响。 武汉东湖，面积27.9km2(水位20.5米时)是长江中游的浅水型湖泊,具有供水、旅游、水上运动，渔业等多种用途，属国家重点保护水域。从50年代直今，中国科学院水生生物研究所的科研人员对东湖的水质变化与水生生物特征的相互关系进行了全面系统的研究，积累了丰富的资料。他们的研究结果表明，东湖的富营养化程度越来越加重，从浮游生物的种类变化和群落演替规律可反映东湖水质状况。*东湖Ⅱ站藻类多样性指数H值的年际变化东湖富营养化现象主要特征为浮游植物年平均总数几十年来成倍增长，种类组成发生明显的变化。从50年代甲藻和硅藻占主要比例演变为现在蓝藻和绿藻占主要比例。其中蓝藻门中的水华微囊藻、铜绿微囊藻、螺旋鱼腥藻等，绿藻门中的栅藻、衣藻、弓形藻等形成为优势种群。同时一些种类减少或消失。如金藻门中的锥囊藻、棕鞭藻和单鞭金藻，硅藻门中的着生和草丛性种类窗纹藻和角星鼓藻也几乎消失。浮游植物的多样性指数H值呈下降趋势。* 年　度 1956 1963 1973 1974 1986 2000 H　值 3.41 2.43 2.78 2.65 2.26 2.08浮游动物的优势种同样发生变化。60年代各大类的优势种有大弹跳虫、似钟虫、螺形龟甲轮虫、透明蚤和隆线蚤；80年代为矮小侠盗虫、河流筒壳虫、针簇多肢轮虫、短尾秀体蚤和微型裸腹蚤。浮游动物的个体数量大为增加。60年代Ⅱ站总数为4705/升，80年代为10805个/升，Ⅰ站则由6213个/升增加到19756个/升。主要是小型浮游动物如原生动物和轮虫的增长。原生动物Ⅱ站的增长倍数为2.3倍，Ⅰ站为2.4倍，而轮早则相应为4.6倍和5.2倍。另一方面，浮游动物的种类减少，群落结构趋于简单化。Ⅱ站原生动物的多样性指数d值60年代为1.1，80年代降至0.89；轮虫Ⅱ站的多样性指数由60年代的5.16下降到80年代的3.54，Ⅰ站则由60年代的4.90降低到80年代的2.94。由此可见,东湖富营养化对浮游生物种类多样性的影响十分显著。* 河北白洋淀的浮游生物种类组成和个体丰度特征与水质变化紧密相关联。每年有大量的氮、磷等有机污染物进入淀区，致使白洋淀的N和P含量逐年增高。特别是具有高度刺激作用的P，其平均含量已超过正常湖水(0.05mg/L)含量的两倍多，这是引起湖泊富营养化的关键因素。白洋淀日趋严重的富营养化的直接后果是导致浮游生物种类多样性的减少，个体数量迅速增加。藻类从50年代的129个属降至90年供的69个属，其个数量从50年代的75154个/升猛增到90年代的2149000个/升；50年代浮游动物(枝角类、桡足类和轮虫)有95种，个体数量为324个/升，90年代种类减少至74种，而个体数量却上升到6940个/升。藻类主要是些蓝、绿藻占绝对优势。浮游动物中的臂尾轮虫、三肢轮虫、龟甲轮虫和晶囊轮虫形成很高的个体数量。这种十分典型的生态效应特征表明，水体污染是引起白洋淀浮游生物群落结构发生明显改变，尤其是种类多样性降低的主要原因。*6、控制水体污染保护水生生物多样性水是我们这个星球最为宝贵的自然资源。目前，解决日趋严重的水污染问题成为全世界面临的重要课题，已引起全社会的广泛关注。1972年6月在斯德哥尔摩召开的“联合国人类环境会议”，认为环境是人类享受生存权利的基础，并发表了人类环境宣言和讨论了环境应该实施国际性监测的问题，其中把水环境的保护列入其中的重要内容。1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展会议通过的《21世纪议程》文件,把保护海洋和淡水资源，养护生物多样性进一步提高到全球所面临的共同重要任务之一的高度来认识并提出了相应的政策和措施。我国政府于1994年制定了《中国21纪世议程》，其中把控制水污染、保护生物多样性资源及其持续发展作为中国今后相当长时期的一项战略目标。可见，自然水体作为人类生存的重要环境条件已越来越受到人们的高度重视。　　水体污染对水生生物多样性的影响是多方面的，其研究领域十分活跃。本次讲课受知识和时间所限，扼要地介绍了水污染的生态效应，着重强调了污染对水生生物多样性的危害。从本质上讲，保护水质,控制污染,实际上就是保护水生生物赖以生存的环境，就是保护我们人类自身的利益。因此，人类社会在进行生产和生活活动的过程中不断地增强环境意识，把保护环境和生物多样性资源作为人们的自觉行动。同时，在理论与实践的运作中，深入开展污染源的严格控制、污染的综合治理、受损害生态系统的重建与修复等方面的科学研究和技术的实施。这些措施对于改善水环境质量，保持水生生态系统的良性循环和水生生物多样性资源的持续利用和发展都是非常有效的途径。*根据以上所述,我们提出若干湖泊生态系统恢复与重建的研究工作建议：1、方法学研究参考国外经验，分析国内湖泊以往研究资料，建立一套适合我国国情的湖泊恢复生态学研究方法和技术。2、湖泊功能类型划分及其相应的评价指标体系研究我国湖泊众多，且具有不同的功能,有的以旅游为主,有的作为饮用水源，有的侧重水产养殖，有的兼有多种功能。根据不同的功能制定不同的评价指标和标准，采取不同的恢复措施。在此基础上选择代表性退化湖泊生态系统进行修复研究，实施相应的技术对策，以期取得成效和经验。3、湖泊净化功能与环境容量研究受到城镇污水污染的湖泊含有多种有机化学物质，研究重要污染物在湖泊中的迁转行为、微生物和其他水生生物的净化功能，估计湖泊环境容量，可为湖泊生态系统恢复与重建提供重要依据。4、浅水湖泊N、P负荷、循环途径与富营养化的关系研究N、P为湖泊富营养化的主要影响因素，又是生物生产力的物质基础。研究湖泊N、P的负荷量、来源、迁转途径及与生物系统、湖泊形态和运行机制之间的相互作用，是湖泊富营养化控制的重要基础。*5、水产养殖与水环境质量之间的相互关系及优化养殖模式研究湖泊水体为水产养殖提供了条件。但过度的水产养殖给湖泊水域环境造成危害，反过来限制水产业的发展。根据湖泊的生产能力和环境质量要求，研究合理的水产养殖负荷及提高负荷的途径，维持水产养殖与水域环境质量协调持续发展，是我国湖泊生态系统恢复与重建的重要内容。6、湖泊生态系统恢复生态工程途径研究外环境治理与控制,包括流域内植树造林控制水土流失、湖区周边植被恢复、污染源控制(包括各种点源和面源污染生物控制技术)；内环境治理与控制，包括水生植被恢复与重建、生物操纵技术、土著物种的重新引入等。特别注意外环境建设与内环境治理结合、生态工程技术与水量调节、淤泥清理利用等工程措施的结合。7、湖泊生态系统恢复的评价指标与评价方法研究根据我国国情和湖泊生态系统的结构与功能指标体系，应用生态风险评价技术，对修复后的湖泊生态系统的状况及其发展趋势进行定量评估，为湖泊生态系统的科学管理提供依据。*四、废水生物处理方法生物处理可划分为好氧处理和厌氧处理。好氧处理有活性污泥法、生物滤池和生物转盘。厌氧处理有甲烷发酵法。两者具备的氧化塘法。1、好氧处理好氧处理是借助于好氧微生物，特别是好氧菌的分解作用来进行的，可将有机物最终氧化为CO2和H2O，如有机物中含氮、硫、磷时，则将分别被氧化成NO3-、SO42-、PO43-。在氧化过程中产生的能量被细菌用来维持其生命活动。同时细菌也利用这些有机物合成自身的原生质，分裂繁衍出更多的细菌。以乳糖为例，细菌对其氧化过程的化学方程式为：（CH2O）+O2→CO2+H2O+能量，65%乳糖被细菌氧化，用来提供所需要的能量，其余的35%乳糖用于合成新细菌物质。对好氧菌来说，首先要保证氧气的供应。为了使空气中的氧气能不断迅速地溶解到废水中去。人们就采用了曝气的方法。废水处理中常用的曝气设备有三种：空气扩散、叶轮曝气和表面曝气。在活性污泥法中就需要这种曝气装置。除氧气能满足好气菌的需要外，废水中还需要有一定营养基质以满足各种细菌生长。生活污水中大都含有微生物生长所需的养料，包括碳、磷、硫及微量的砷、镁、钙、铁和维生素等。而工业废水则可能缺乏某些养料，特别是氮和磷。因此，当进行工业废水处理时，须投加生活污水或氮磷化合物，如硫酸铵和磷酸氢二钠等，如果废水中C:N:P之比能达到100:5:1，则基本能满足细菌的生长所需。*（1）活性污泥法现在已有一套的培养活性污泥的方法。在我国通常在工业废水中投加粪便水，然后在曝气池中进行培养，数天后就会生成活性污泥。最初污泥量不够，可去除上清液，再投加粪便水，如此反复数次，使污泥体积逐渐增加。除粪便水外，还可引入生活污水。当污泥体积增至12-15%左右时，就可转入驯化阶段，即不断地提高工业废水的比例，降低生活污水（或投放氮、磷肥料）的比例。在相当时间内，活性污泥适应了工业废水的化学性能，产生了能分解污染物的微生物，污泥体积增至80%，活力也有显著的提高，产生了处理效果。这时就能转入正常的运转。在活性污泥接种、培养、驯化过程中，生物相的变化也是十分明显的。培养初期，由于粪便中带来大量的杆菌、球菌、短杆菌、螺旋菌等，经过数天曝气后出现相当多的变形虫、鞭毛虫、根足虫类，还有一些小的自由游泳的纤毛虫。它们都以细菌为食。慢慢地出现爬行的纤毛虫和个别的着生纤毛虫如钟虫Vorticella。此时污泥的细颗粒逐渐形成。继而观察到群体的、着生的缘毛类纤毛虫如累枝虫Epistylis，相应地游离细菌大大减少以至消失，以絮状细菌为主的活性污泥形成。在驯化阶段结束时，生物相中以着生纤毛虫（如累枝虫、吸管虫Suctoria）为主，还可见轮虫Rotatoria、腹足类Gastropoda、线虫Nematoda、低等甲壳类Crustacea、寡毛类Oligochaeta等。*曝气沉砂池*初级沉淀池*二级处理曝气池设备*二次沉淀池设备*活性污泥主要通过两个步骤——吸附及氧化来完成对污水的净化过程。因为活性污泥颗粒疏松、成花絮状，表面积大，故对废水中的悬浮物，胶体物的吸附能力很强。这些被吸附的有机物质，就被活性污泥中的微生物进行分解和氧化。但是如何使活性污泥在曝气池运转中能一直处在最佳状态呢？这是十分复杂的问题。因为一般曝气池的出水进入到澄清迟，活性污泥在澄清池中沉淀，一部分沉淀的污泥作为剩余污泥排出另作处理。另一部分作为回流污泥返回曝气池再生活性污泥，如此循环不断。如果污泥变形，成轻的绒花时，在澄淀池中很难沉降，此即称为污泥膨胀，大量污泥随着澄淀池出水溢过分离堰而被带出，影响了曝气池的活性污泥再生。为了获得最佳沉淀的活性污泥，一个重要的参数就是食料与微生物的比值（用F/M表示）。大多数废水F/M比的最佳值在0.3-0.6范围内，此时能生成最佳的絮凝污泥。*（2）生物滤池和生物转盘法人们在长期的生产实践中，很早就创造了用砂滤池净化废水的方法。生物滤池就是从砂滤池发展而来的。生物滤池是一种装有填料的池子，废水从覆盖有生物粘膜的填料中渗滤而过。填料有碎石、炉渣、人工合成介质等，厚度为0.9-12m，视填料孔隙而异。一般有机械转臂结构将废水布于滤床，废水流过填料并与生物膜接触。生物膜能对废水中的有机物质进行吸附、氧化和分解作用。目前我国经常采用的有普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘等，尽管构造不同，原理都一样，生物膜的生产也需要经过接种、培养和驯化的阶段，才能进入正常的运转。*与活性污泥法的比较如下：1）生物相的比较两者的生物相都是群落结构，但活性污泥中的生物组成是单一的、均匀的群落，在另一端就是净化了出水；而生物滤池是由多个生物群落组成的一个连续系统，在不同位置的填料上（或上下、或前后）就有不同的生物膜、不同的净化程度。填料上的生物膜中，也有与活性污泥一样的菌胶团、异养菌等，但丝状菌、硝化菌要比活性污泥中多些，真菌更是比活性污泥中多而普遍。此外藻类也较活性污泥中的多，原生动物的种类组成也比较丰富。生物膜更能支持大型的无脊椎动物如寡毛类、昆虫类生长、数量及种类均很多。*2）降解能力的比较活性污泥对的去除率可高达90%以上，这点是生物滤池所不及的。但是生物滤池中丝状菌和硝化菌要比活性污泥中多，因此硝化作用比较完全，甚至可以用增加级数来达到加强硝化作用的目的。3）应变能力的比较在运行中如果一旦受到意外的干扰或冲击，如负荷量突然加大，毒性超过能忍受的限度时，生物膜会遭到破坏，而恢复生物膜活力的时间要比恢复活性污泥活力的时间缓慢得多。4）更新生物活性的比较活性污泥法中要排出多余的活性污泥，只要一部分回流污泥再和废水混在一起进入曝气池再生新的活性污泥。生物滤池中移去多余的、老化的生物膜是靠大型的无脊椎动物如昆虫幼虫、寡毛类、线虫等掠食而清除的，使生物膜不会增厚、老化而影响净化效果。 生物滤池具有操作简便，不需要曝气的动力等优点，可以取长补短，把两种方法结合起来，采用生物滤池，继之以活性污泥法的两阶段运行，往往能取得理想的处理效果。*2、厌氧处理 厌氧处理既可用于处理高浓度的有机废水，又可用于消化活性污泥法中多余的污泥。在厌氧情况下，厌氧菌也可以把有机物彻底分解。有机物的厌氧分解可分为非甲烷化和甲烷化两个阶段。此外，厌氧降解产生的气体除CH4及CO2外，还有少量的H2S和H2。 常用的方法有间歇流和连续流反应器（或厌氧消化池）。可分低温发酵（5-15℃），中温发酵（36-38℃）和高温发酵（51-53℃）。一般常用的是中温发酵，因为低温发酵效率低，高温发酵操作管理复杂，加热费用大。发酵时微生物适合的pH范围为6-8。在厌氧降解刚开始1-2天也即酸性发酵时，pH由于有机酸的形成而下降。在后阶段甲烷发酵时，这些酸被分解，pH开始上升，COD显著下降。停留较长时间(20-30天）后，几乎所有的挥发性酸类都转化为CH4和CO2。但仍然会剩余一些不能分解的有机物质。 与好氧处理比较此法优点有：不需要设置曝气设备，节约成本；产生的甲烷与适量空气混合点燃，便立即燃烧。每立方米沼气的发热量为5200-5900kcal，相当于1kg煤。在农村可供小型生活能源之用。在废水处理工厂也可作为污泥消化时加热所需。还可以作为化工原料制造四氯化碳溶剂及冷冻原料。缺点是产生的硫化氢和硫醇有恶臭，不宜在城市市区采用。*3、氧化塘处理 利用自然界水体的自净能力，废水经过适当处理后排入到天然的池塘、洼地、水坑中去。一般不使用曝气设备，所需氧气来自自然曝气与藻类的光合作用所产生的氧气。由于藻类光合作用产生的氧气可被好气性细菌用作降解有机物为NH4+、PO43-和CO2，而这些降解产物又可用作藻类的营养来源，以阳光为能源进行光合作用，既繁殖自身的细胞物质，又放出氧气供细菌对有机物质进行氧化作用，这种藻类与细菌之间互相依存的共生关系在氧化塘内循环不止，废水也赖以净化，如果废水中BOD较高，需氧量超过光合作用和表面自然曝气的供氧量，即转入厌氧分解，则氧化塘的上层是好氧而下层是厌氧，称之为兼性塘。 在人口稀少的地方利用荒芜的池塘、洼地稍加整修即可变为氧化塘处理废水。但是如果有机物负荷非常高时，需氧量就很大，这样氧化塘就变为厌气的，破坏了藻菌共生系统，分解有机物的速度甚慢。如此，为节约土地，在现有的面积内把它隔成几个塘，然后串联运行，使水对角流动，以延迟停留时间，这样接受废水的第一塘如果是厌氧的或是兼性的，则流到第二个塘就有可能是兼性的或是好气，而最后一个塘则完全是好气的，这样藻菌共生系统逐级得到完善。通常在活性污泥法后再设置氧化塘系统，以使废水能更好地净化。 废水在氧化塘内通常有两个月的停留时间，比活性污泥、生物滤池中的停留时间长得多，故在活性污泥法中不能去除的一些难以分解的有机物质，有可能在氧化塘中去除掉。缺点是没有分解的悬浮颗粒会沉淀在氧化塘底部，造成污泥积累无法排除，使氧化塘的容积减少，许多参数会改变，直接影响氧化塘的净化效能。如用机械法去除底泥，就会增加成本。*4、酶法处理此法属于高级处理（即三级处理），常用的有固定酶法。人们曾筛选和培养出专性降解作用的细菌来净化高浓度的、难处理的工业废水，但缺点是没有合适的办法把微生物和已被净化的水分开，后来就研究把各种细菌的有特殊功能的酶分离、结晶并固定在载体上，水通过的载体，载体上有处于活性状态的酶以转化污染毒物，称之为固定化酶。也可直接把细菌固定在载体上。日本已将产碱杆菌和无色杆菌产生的氰分解酶固定化后处理含氰废水。固定化技术是将产生氰分解酶的细胞或酶本身固定化，制成反应柱，废水经反应柱处理后氰被分解去除。要求能筛选出氰分解高产菌株，并制成氰分解酶活力高、使用寿命长（至少2周）的颗粒状、管状或膜状的固定化细胞或固定化酶，使之成为能在实际中应用的反应柱，使处理过程连续化、自动化、管道化。*世界37个国家采用的17种富营养化防治措施的统计* 湖泊数 有否见效 顺序排列 讨论中 已实施或已完成 小计 的例子 1.废水处理 28 32 60 5 2.排水改道 31 70 101 ＊ 4 3.土地利用 4 11 15 12 4.入湖水处理 11 8 19 ＊ 10 5.工业产品改进（洗涤剂中磷的限制） 4 5 9 ＊ 14 6.疏浚 17 7 24 ＊ 9 7.湖水非活化凝聚沉淀处理 8 23 31 ＊ 8 8.稀释和溢流 9 9 18 ＊ 11 9.生物去除 1 9 10 ＊ 13世界37个国家采用的17种富营养化防治措施的统计（续表）* 湖泊数 有否见效 顺序排列 讨论中 已实施或已完成 小计 的例子 10.深层排水 5 14 19 10 11.底泥曝晒与干燥 3 1 4 16 12.湖底覆盖 2 6 8 ＊ 15 13.曝气循环 18 104 122 2 14.加大水深 10 28 38 ＊ 7 15.物理学方法（水位升降，土壤改良） 8 110 118 ＊ 3 16.化学方法（杀菌剂，除草剂） 4 197 201 ＊ 1 17.生物学方法（生态系统控制，生物利用） 3 56 59 6污水的处理技术和除污效率* 处理技术 处理对象 除污效率（%） BOD COD NH3 有机态氮 NO2 PO4 物理方法 氨还原法 生物处理水 - - 85-98 - - - 土壤还原法 一次处理水生物处理水 90-95 80-90 60-80 80-95 5-15 60-90 反渗透法 过滤的生物处理水 95-99 90-95 95-99 95-99 95-99 95-99 化学处理 药品沉淀法 生物 75-90 60-70 5-15 30-50 - 90-95 活性污泥法 处理水 90-95 85-90 30-40 30-40 30-40 30-40 离子交换法 过滤的生物处理水 40-60 30-50 85-98 80-95 80-90 85-98 电化学处理法 下水道污水 50-60 40-50 80-85 80-85 - 80-85 电分解法 过滤的生物处理水 - - 30-50 - 30-50 30-50 盐酸分解法 生物处理水 80-90 65-70 50-80 - - -污水的处理技术和除污效率（续表）* 生物处理 细菌同化法 一次处理水 75-95 60-80 30-40 30-40 30-40 10-20 藻类同化法 生物处理水 75-95 60-80 50-90 50-90 50-90 0-50 硝化脱氢法 一次处理水生物处理水 60-955、水生环境生态恢复综合技术途径（1）工艺改革、产品改进生产过程中减少废水中磷的含量。洗涤剂中把支链型烷基苯磺酸钠改为直链型。改用磷酸盐的代用品。农业上合理控制施肥。（2）污水分流（改道）华盛顿用五年时间修建管道，把经过两级处理后的出水不排入湖中而改为排入海中。7年后完全恢复，表现在磷量下降，浮游植物数量下降，种类改变。这是一个成功的典型。我国西湖已完成污水截流工程。如果武汉东湖第一期截污工程开始，则5年内将可减少污水量40%。（3）污水三级处理所谓三级处理，包括物理学、化学和生物学方法。其处理技术和除污效率详见表13.16。但三级处理费用较高，我国目前要广泛采用还有困难。瑞士有65%的城市均已达到三级处理。全国有700多个化学絮凝去磷处理场。*（4）土地利用特别适用于非点源污染。这是一个较经济的治理方法，但必须有土地条件。澳大利亚在这方面有成功经验。湖南省常德市护城河污水处理与资源化生态工程系统研究，以及北京燕山石油化学总公司利用牛口峪水库周围的天然条件建成的塘（指氧化塘处理）、基（指土地处理）系统也属此例。（5）换水/稀释加强水的交换。当有合适水源时可引入，起稀释作用，带出氮、磷物质以及藻类。（6）深层排水深水湖泊或水库中，底层水中营养物含量高于表层水，当水流转时，进入湖上层，往往引起“水华”现象。而一般流出水均是表层水，为此设法将深层水排出，可降低富营养化程度。如波兰一湖中，用此方法得到较好效果。奥地利一湖中采用一“虹吸装置”进行深层排水。（7）曝气/混和采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气和促进水的流动。可起到防止底泥释放磷，改善氧气状况，加强矿化作用，降低浮游植物光合作用等效果。许多国家湖泊中曾采用这种方法。*（8）挖泥截流和其他措施，用以减少外部营养物负荷。但富营养型湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷。这称为内部负荷。当外部负荷减少后，内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在。例如瑞典的Trummen湖因生活污水严重污染而出现蓝藻水华，采取截流措施后10年仍未恢复。主要原因是底泥释放营养物。经研究后决定挖去底泥。挖除的底泥相当于去除了50t磷和450t氮。随之该湖恢复到接近贫营养湖的水平。杭州西湖每年挖泥3-6万吨，耗费比引水法高，但去除的氮、磷亦高于引水法。（9）底泥就地处理也是为了减少内部负荷，但泥不挖出，而是就地处理。例如加入凝聚剂，塑料薄膜覆盖。这种方法只能用于小水体，而且费用也不低，在目前我国要采用不太现实。（10）杀藻除草用药剂来除藻类和水草。美国环保局批准使用的杀藻剂有27种，其中最常用的是硫酸铜，但这种方法只要局部治标作用，而且还要考虑残毒问题；美国用得较多，每年要使用近万吨杀藻剂。（11）藻的利用（收获）富营养化后藻类“水华”出现，能否直接利用，化害为利呢？非洲乍得人有食用蓝藻的习惯，目前有用作农肥、饲料、制沼气和提取有用物质的试验。但收集是一个问题。美国曾试验过机械的藻类收集船。原苏联曾试验研究过利用水库中蓝藻“水华”于农肥、饲料及其他方面，认为花钱少、收益大，并可改善水质。我们也曾实际测算了东湖内可利用的蓝藻“水华”量，表明数量相当可观，且含有很高氮、磷量，如果加以利用，可减少东湖氮负荷的14.5%和磷负荷的9.1%。*（12）生物防治过去对富营养化防治的措施都集中在理化方法和工程措施，对利用生态学方法，即从生态系统结构和功能的调整来进行治理很少注意。70年代有不少学者强调了生物的作用，提出了生物操纵（biomanipulation）这一名词，本举出了不少实际观察和试验事例，表明这是一个有潜力的、有生命力的措施。这种观点强调的是整个生态系统的管理，从营养环节来控制富营养化，使营养物改变为人类需要的终产品（鱼）而不是“水华”。*1）鱼类的直接吞食在富营养化的湖泊中，夏天常会大量繁殖蓝藻，并形成“水华”。出现“水华”常被看作为水体富营养化的表征之一。武汉东湖富营养化后在70-80年代夏天出现“水华”，且有一股恶臭味。自80年代中期，“水华”消失了。但并不意味着水质好转，富营养化减弱。那么这些“水华”蓝藻到哪里去了？推测认为与东湖大面积养殖花白鲢有关。于是利用围隔（enclosure）的方法，研究滤食性的鲢、鳙在东湖“水华”消失中的作用。3年的实验证明可利用滤食性鱼类直接控制蓝藻引起的“水华”，是可以作为一种生物操纵方法的生物防治途径。但也有资料认为养鱼反而促进了富营养化，甚至提出了“鱼富营养化（ichthyoeutrophication）”的概念。他们虽承认鱼类吞食了浮游植物，但还有许多能促进富营养化的因素，如鱼粪、鱼的运动、代谢释放，改变浮游动物种群等。这个问题比较复杂，需要进一步研究。2）浮游动物的作用近年来对浮游动物与藻类“水华”的关系有很多报道，表明这是一个极重要的环节，而鱼类的作用更多地可能是通过对浮游动物的选择性吞食才体现出来。70年代在东湖大规模放养鲢鳙以后，通过滤食作用吃掉了不少大型的浮游甲壳动物，认为促进了浮游动物的小型化。3）高等植物水生高等植物和藻类在光能和营养物质上是竞争者。适当恢复水生高等植物，从而抑制浮游植物的生长，对改进水质感官性状是有利的，加之水生高等植物易于收获，易于利用。因之不失为一项防止富营养恶化的生物措施。*五、污染生态学研究前沿1、污染生态过程与效应——污染生态学研究的核心2、污染生态毒理与生态风险评价——学科新的生长点3、污染生态修复与污染生态工程——污染生态学理论的应用与实践*六、未来展望 综上所述,在21世纪初,污染生态学的主要任务,将是围绕污染生态过程和生态效应的基础研究和污染生态修复与污染生态工程的应用研究，实现理论和技术的创新；通过对污染生态学新兴学科和新的生长点—污染生态毒理学和生态风险评价的拓宽和深化，实现污染生态学理论与方法的突破。因此，在21世纪初污染初污染生态学在整体上将有很大的发展，并在环境保护实践中产生更大的作用。*谢　　谢！*