試論污染生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容討論

1、試論污染生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容討論             論文關(guān)鍵詞：污染生態(tài)學(xué) 研究 內(nèi)容    論文摘要：本文根據(jù)污染生態(tài)學(xué)研究現(xiàn)狀討論了污染生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容：研究在污染環(huán)境中生物受害原因以及與污染物的關(guān)系；研究污染物在環(huán)境以及在生態(tài)系統(tǒng)、生物體內(nèi)的化學(xué)行為、變化規(guī)律，即吸收、轉(zhuǎn)化、富集、降解規(guī)律和生態(tài)效應(yīng)；研究生物凈化機(jī)制與生物防治污染的措施；研究生態(tài)系統(tǒng)承受污染物的負(fù)荷能力，確定生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境容量，預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)。 一、引 言 人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入20世

2、紀(jì)之后，隨著全球工業(yè)化的興起，生產(chǎn)和生活的性質(zhì)與規(guī)模較之以前發(fā)生了巨大的變化，而且這種變化以一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)正不斷地向縱深發(fā)展。今天，人類(lèi)強(qiáng)大的技術(shù)力量嚴(yán)重地影響和干擾著自然界的許多自然過(guò)程，如氣候、植被、水分乃至與之有關(guān)或包含于其中的物質(zhì)化學(xué)組分的交換、循環(huán)等。特別是目前這種影響常常直接或間接地導(dǎo)致影響或破壞人類(lèi)生活的正常性與社會(huì)發(fā)展的持續(xù)性的可怕后果，這即是當(dāng)今環(huán)境問(wèn)題成為倍受全世界關(guān)注的熱點(diǎn)的原因所在。 與其他學(xué)科的興起和發(fā)展一樣，為了研究和解決在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展過(guò)程中存在或出現(xiàn)的問(wèn)題、探索人與環(huán)境關(guān)系方面的奧秘以及如何協(xié)調(diào)或控制這種關(guān)系，大約在20世紀(jì)中葉以來(lái)，一系列有關(guān)人類(lèi)環(huán)境

3、的新學(xué)科如雨后春筍般地出現(xiàn)和發(fā)展起來(lái)。而從自然循環(huán)、物質(zhì)變化角度研究環(huán)境問(wèn)題的學(xué)科目前發(fā)展起來(lái)的最主要的有以下幾門(mén)：環(huán)境地球化學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、環(huán)境化學(xué)和環(huán)境生物無(wú)機(jī)化學(xué)。這些學(xué)科都尚在形成發(fā)展中，其最主要特點(diǎn)是不同學(xué)科交叉，即用已有學(xué)科的理論、方法去解決已存在的或新出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題。 也是在20世紀(jì)下半葉，生態(tài)學(xué)有了重大發(fā)展和認(rèn)識(shí)上的飛躍。12新的生態(tài)學(xué)建立在生命科學(xué)和地球科學(xué)的基礎(chǔ)之上，成為介于社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)之間的一門(mén)特殊的學(xué)科，研究人口、資源、環(huán)境的關(guān)系。我國(guó)已故著名生態(tài)學(xué)家馬世駿曾指出：“協(xié)調(diào)人類(lèi)與自然的關(guān)系，改善人類(lèi)的生態(tài)環(huán)境，應(yīng)是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的主要方向?！比祟?lèi)與自然環(huán)境的最主要界

4、面地球表面存在和發(fā)生的一切現(xiàn)象及與生物的關(guān)系，3尤其是與人類(lèi)的關(guān)系成了生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。4 “污染生態(tài)學(xué)”是環(huán)境科學(xué)的主要組成部分之一，并已成為生態(tài)學(xué)的一個(gè)重要分支。我國(guó)在20世紀(jì)90年代初，前國(guó)家教委就規(guī)定其為與環(huán)境化學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)平行的本科環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)必修專(zhuān)業(yè)課程，當(dāng)時(shí)也曾提出了相應(yīng)的研究任務(wù)和方向。然而，和其他任何新生事物一樣，“污染生態(tài)學(xué)”本身在許多方面尚處于發(fā)展、充實(shí)、完善階段，目前對(duì)之尚存在不同一的定義或認(rèn)識(shí)，人們還尚未對(duì)它的對(duì)象、任務(wù)、研究范圍等作出確切的規(guī)定。其實(shí)，晚一點(diǎn)作出這樣的規(guī)定是好事，因?yàn)閺V義的環(huán)境科學(xué)也包括生態(tài)學(xué)，其涉及內(nèi)容較廣，學(xué)科交叉性很強(qiáng)，人們對(duì)它的理解不

5、能不受到原先的專(zhuān)業(yè)知識(shí)范圍、研究經(jīng)驗(yàn)、興趣及對(duì)環(huán)境生態(tài)問(wèn)題的不同認(rèn)識(shí)等因素的影響。也正是這種不同的理解和認(rèn)識(shí)，會(huì)促使不同學(xué)者從不同角度各有側(cè)重地去研究問(wèn)題，由此可能會(huì)大大地豐富和充實(shí)這門(mén)新興學(xué)科的內(nèi)容，同時(shí)也促使人們以極大的熱情和興趣去研究和探索，以使其不斷成熟、完善和更有效地為保護(hù)人類(lèi)、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。 目前，在國(guó)外能與“污染生態(tài)學(xué)”完全對(duì)應(yīng)的詞條尚很少見(jiàn)，最為接近的可能是“Pollution Science”或“The Science of the Pollution”，但是，就針對(duì)自然界生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題的研究卻突飛猛進(jìn)、日新月異。這一點(diǎn)在科技雜志刊載內(nèi)容方面體現(xiàn)的非常明

6、顯，尤其是一些重要刊物更是如此。如“Ecology”、“Environmental Science and Technology”、“Environmental Pollution”、“Environmental Research”、“Applied Geochemistry”、“the Science of the Total Environment”、“Aquatic Ecosystem Health & Management”、“Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology”、“Environmental Geoch

7、emistry and Health”、“Journal of Hazardous Materials”以及“Nature”、“Science”、“AMBIO”等刊物經(jīng)?？谴罅康奈廴旧鷳B(tài)學(xué)研究成果。除此之外，有些污染生態(tài)學(xué)的研究成果也常常分散刊載于其它有關(guān)環(huán)境科學(xué)或生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的期刊中。這些研究?jī)?nèi)容實(shí)際上已基本勾勒出了污染生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容的框架。筆者結(jié)合近年在上海交通大學(xué)講授研究生“污染生態(tài)學(xué)”課程及科研實(shí)踐中的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，就“污染生態(tài)學(xué)”研究?jī)?nèi)容做些淺顯的討論，與同行交流，希望大家指正。 二、污染生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容討論 近年來(lái)不斷進(jìn)展的污染生態(tài)學(xué)研究和大量的研究工作其研究?jī)?nèi)容基本體現(xiàn)出了以下四

8、個(gè)方面的特點(diǎn)：研究在污染環(huán)境中生物受害原因以及與污染物的關(guān)系；研究污染物在環(huán)境以及在生態(tài)系統(tǒng)、生物體內(nèi)的化學(xué)行為、變化規(guī)律，即吸收、轉(zhuǎn)化、富集、降解規(guī)律及生態(tài)效應(yīng)；研究生物凈化機(jī)制和生物防治污染的措施；研究生態(tài)系統(tǒng)承受污染物的負(fù)荷能力，確定生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境容量，預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)。 1污染環(huán)境中生物受害原因以及與污染          物的關(guān)系研究 污染物質(zhì)之所以會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生毒害是由于生物對(duì)這些有害物質(zhì)的攝取與利用而引起的。環(huán)境一旦被污染，生存于其中的生物即會(huì)自覺(jué)不自覺(jué)地?cái)z取和吸收污染物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的量在生物體

9、內(nèi)超過(guò)生物機(jī)體本身的承受或轉(zhuǎn)化（無(wú)害化轉(zhuǎn)化）極限時(shí)，污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的毒害作用即發(fā)生了。不同的污染物質(zhì)其體現(xiàn)出的效果往往區(qū)別很大，而自然環(huán)境中常常是多種生物并存和多種污染物質(zhì)同時(shí)存在的。查明生物受害原因和明確厘定具體致害物質(zhì)及致害物質(zhì)間的相互作用是污染研究的關(guān)鍵所在，這些問(wèn)題在實(shí)際情況中常常非常復(fù)雜。環(huán)境中生物受害原因以及與污染物的關(guān)系研究是污染生態(tài)學(xué)研究的最重要內(nèi)容之一，是污染生態(tài)學(xué)研究的起點(diǎn)和基礎(chǔ)，同時(shí)也是目前的一個(gè)熱門(mén)研究領(lǐng)域。    2污染物在環(huán)境以及在生態(tài)系統(tǒng)、生物體內(nèi)的化學(xué)行為、變化規(guī)律，即吸收、轉(zhuǎn)化、富集、降解規(guī)律及生態(tài)效應(yīng)研究。 污染物一旦進(jìn)入環(huán)

10、境或生態(tài)系統(tǒng)、生物體內(nèi)，在新的物理化學(xué)條件下便會(huì)發(fā)生一系列作用和產(chǎn)生相應(yīng)后果。在此過(guò)程中，污染物的化學(xué)習(xí)性、系統(tǒng)的物理化學(xué)條件是制約因素。因此，生物對(duì)污染物從攝取到進(jìn)入體內(nèi)的一系列生化作用及過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)最終的毒害效果產(chǎn)生重要影響。如攝取、輸送、吸收、濃縮、轉(zhuǎn)化、富集、降解和排泄等各種作用和過(guò)程。它們是研究生物在污染環(huán)境中受害機(jī)理的最基本內(nèi)容。這些作用和過(guò)程對(duì)不同生物不盡一致，因而相同的污染物質(zhì)對(duì)不同的生物群體常常體現(xiàn)出不同的生態(tài)效果。因此，這項(xiàng)內(nèi)容是認(rèn)識(shí)元素在生物體內(nèi)的化學(xué)行為和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即元素在生物體內(nèi)的分布、功能、運(yùn)動(dòng)循環(huán)機(jī)理和生物對(duì)元素的需求與中毒等基本原理的關(guān)鍵，對(duì)闡明污染生態(tài)

11、環(huán)境的生態(tài)效果起著不可取代的作用。不同的生態(tài)系統(tǒng)常常有不同的污染特點(diǎn)，如大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境和生物系統(tǒng)間同一污染物質(zhì)各自分別有不同的生態(tài)環(huán)境效果。自然界大氣、水、土壤、生物體系又都不停地與生物進(jìn)行著物質(zhì)交換循環(huán)。在各種方式的交換循環(huán)中污染物質(zhì)會(huì)體現(xiàn)出各自的毒害效果。生態(tài)環(huán)境污染生態(tài)效應(yīng)研究是污染生態(tài)學(xué)的主體內(nèi)容，是一個(gè)廣闊的研究領(lǐng)域。5 3生物凈化機(jī)制和生物防治污染的措施研究 生物對(duì)污染物的抵御能力體現(xiàn)在生態(tài)效應(yīng)上即為凈化功能，這項(xiàng)功能因生物種類(lèi)不同而差別很大。生物凈化機(jī)制研究一方面是制定環(huán)境容量的重要依據(jù)，另一方面可用于污染防治。這是目前污染治理研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。許多生物特別是微

12、生物具有獨(dú)特的環(huán)境凈化功能，常常會(huì)起到其它人工措施難以起到的作用。因此，生物凈化機(jī)制和生物防治污染的措施研究是污染生態(tài)學(xué)環(huán)境對(duì)策的重要內(nèi)容，對(duì)確定環(huán)境容量和治理、預(yù)防污染具有重要意義，是一個(gè)嶄新的、前景無(wú)限光明的領(lǐng)域。6 4生態(tài)系統(tǒng)承受污染物的負(fù)荷能力研究 生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染物的自然凈化能力是污染研究的重要內(nèi)容，也是治理預(yù)防污染的主要參考條件。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的污染負(fù)荷能力或環(huán)境容量進(jìn)行研究，以及對(duì)為促使人為污染物不超過(guò)其負(fù)荷能力或容量的相應(yīng)政策措施進(jìn)行研究是污染生態(tài)學(xué)的基本內(nèi)容之一。生物機(jī)體本身及人的主觀能動(dòng)作用對(duì)環(huán)境中有毒物質(zhì)或污染的抵御能力和對(duì)策研究是目前一個(gè)充滿興趣而又具重要現(xiàn)實(shí)意義的課題。78

13、 三、結(jié) 語(yǔ) 從學(xué)科史角度看，污染生態(tài)學(xué)尚處于初期發(fā)展階段。據(jù)目前本領(lǐng)域研究狀況，本文將其研究?jī)?nèi)容歸納如下：研究在污染環(huán)境中生物受害原因以及與污染物的關(guān)系；研究污染物在環(huán)境以及在生態(tài)系統(tǒng)、生物體內(nèi)的化學(xué)行為、變化規(guī)律，即吸收、轉(zhuǎn)化、富集、降解規(guī)律和生態(tài)效應(yīng)；研究生物凈化機(jī)制和生物防治污染的措施；研究生態(tài)系統(tǒng)承受污染物的負(fù)荷能力，以確定生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境容量，預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)。 上述污染生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容是作者學(xué)習(xí)污染生態(tài)學(xué)的體會(huì)，同任何一門(mén)新學(xué)科一樣，需要在實(shí)踐中不斷地得到補(bǔ)充和修正。 參考文獻(xiàn)： 1 Ronald S. Oremland1, John F. Stolz. The Ecolog

14、y of Arsenic J. Science, 2003, 300（5621）: 939944 2 Begon M., harper J.L., Townsend C.R. Ecology-individuals populations and communitiesM. 3rd Edn. Oxford: Blackwell Science, 1996 3 Lindstrom E.R., andren H., Angelstam P., Cederlund G. Disease reveals the predatorJ. Ecology, 1994（75）: 10421049 4 孫鐵珩、周啟星、李培軍. 污染生態(tài)學(xué)M.北京：科學(xué)出版社，2001 5 Nebel B.J., Wright R.T., Environmental Science. 5th Edn. New Jersey: Simon & Schuster, 1