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1、第六章 環(huán)境污染生物監(jiān)測,目前在環(huán)境監(jiān)測中，一般采用各種儀器和化學分析手段對污染物的種類和濃度可以比較快速而靈敏地分析測定出來，其中某些常規(guī)檢驗已經(jīng)能夠連續(xù)監(jiān)測。但大部分測定項目或參數(shù)還需定期采樣。因而只反映采樣瞬時的污染物濃度，不能反映環(huán)境已經(jīng)發(fā)生的變化。,環(huán)境監(jiān)測中理化監(jiān)測的不足：,,利用生物的組分、個體、種群或群落對環(huán)境污染或環(huán)境變化所產(chǎn)生的反應，從生物學的角度，為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)，稱為生物監(jiān)測。,生物監(jiān)測方法：1. 生態(tài)（群落生態(tài)和個體生態(tài) ）監(jiān)測2. 生物測試(毒性測定、致突變測定) 3. 生物的生理、生化指標測定4. 生物體內污染物殘留量測定,生物監(jiān)測的定義和方法,生物

2、監(jiān)測的特點,富集性 生物的一個重要特點是它能夠通過各種方式從環(huán)境中富集某些元素。如水中DDT農(nóng)藥: 水中濃度為0.000003mgL 浮游生物（富集7.3萬倍） 小魚 (富集14.3萬倍) 大魚 （富集858萬倍） 人食用這些水中生物后富集1000萬倍。,長期性 環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強度大小，是隨時間而變化的。這些變化是因污染物的排放量不穩(wěn)定而造成的。理化監(jiān)測只能代表取樣期間的概況。而生活于一定區(qū)域內的生物，能把一定時問內環(huán)境變化情況反映出來。,綜合性 人類生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的污染物，成份極其復雜。理化監(jiān)測只能獲得各種成份的類別和含量，但不

3、能確切說明對生物有機體的影響。而生物是接受綜合作用，不僅僅是個別組分的影響，所以生物監(jiān)測能反映環(huán)境諸因子、多組分綜合作用的結果，能闡明整個環(huán)境的情況。對符合排放標準的污染物，其長期影響環(huán)境的后果，更需要用生物監(jiān)測來評價。,,,,,以上過程，只有通過生物監(jiān)測手段，通過食物鏈放大了的各營養(yǎng)級進行分析，才能對水體進行全面評價。,第二節(jié) 空氣污染生物監(jiān)測,第三節(jié) 生物污染監(jiān)測,第四節(jié) 生態(tài)監(jiān)測,第一節(jié) 水環(huán)境污染生物監(jiān)測,對水環(huán)境進行生物監(jiān)測的主要目的: 了解污染對水生生物的危害狀況，判別和測定水體污染的類型和程度，為制定控制污染措施，使水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)保持平衡提供依據(jù)。,第一節(jié) 水環(huán)境污染生物監(jiān)測,采

4、樣斷面和采樣點的布設原則, 斷面要有代表性 盡可能與化學監(jiān)測斷面相一致 考慮水環(huán)境的整體性、監(jiān)測工作連續(xù)性和經(jīng)濟性,河流：根據(jù)長度，至少設上（對照）、中（污染）、下游（觀察）三個斷面；采樣點數(shù)視水面寬、水深、生物分布特點等確定。 湖泊（水庫）：入湖（庫）區(qū)、中心區(qū)、出口區(qū)、最深水區(qū)、清潔區(qū)等處設監(jiān)測斷面。,生物監(jiān)測主要方法,一、生物群落監(jiān)測方法 二、生物測試法 三、細菌學檢驗法,一、生物群落監(jiān)測方法,未受污染的環(huán)境水體中生活著多種多樣的水生生物，這是長期自然發(fā)展的結果，也是生態(tài)系統(tǒng)保持相對平衡的標志。當水體受到污染后，水生生物的群落結構和個體數(shù)量就會發(fā)生變化，使自然生態(tài)平衡系統(tǒng)被破壞，最終結果

5、是敏感生物消亡，抗性生物旺盛生長，群落結構單一，這是生物群落監(jiān)測法的理論依據(jù)。,生物群落監(jiān)測中的對象： 水污染指示生物,,浮游生物,著生生物附著于長期浸沒水中的各種基質表面上的有機體群落。,底棲動物棲息在水體底部淤泥內、石塊或礫石表面及其間隙中的肉眼可見的水生無脊椎動物。,魚類,微生物,,浮游生物（原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類 ）,浮游生物藻類,（一）生物指數(shù)監(jiān)測法（貝克生物指數(shù) 、貝克-津田生物指數(shù) 、生物種類多樣性指數(shù) 、硅藻生物指數(shù) ） （二）污水生物系統(tǒng)法 （三） PFU微型生物群落監(jiān)測法（簡稱PFU法）,生物群落監(jiān)測方法,（一）生物指數(shù)監(jiān)測法,生物指數(shù)（BI）=2A+B 式中：A

6、、B分別為敏感底棲動物種類數(shù)和耐污底棲動物種類數(shù)。 貝克生物指數(shù)：從采樣點采到的底棲大型無脊椎動物 當BI10時，為清潔水域；BI為16時，為中等污染水域；BI=0時，為嚴重污染水域。 貝克津田生物指數(shù)：所有擬評價或監(jiān)測的河段各種底棲大型無脊椎動物 當BI20，為清潔水區(qū)；10BI20，為輕度污染水區(qū)；6BI10，為中等污染水區(qū)；0BI6，為嚴重污染水區(qū) 。,1.貝克生物指數(shù)和貝克-津田生物指數(shù),2.生物種類多樣性指數(shù),式中： 種類多樣性指數(shù)； N單位面積樣品中收集到的各類動物的總個數(shù)；ni單位面積樣品中第i種動物的個數(shù)；S收集到的動物種類數(shù)。 動物種類越多，指數(shù)越大，水質

7、越好；反之，種類越 少，指數(shù)越小，水體污染越嚴重。威爾姆對美國十幾條河 流進行了調查，總結出指數(shù)與水樣污染程度的關系如下： 值1.0：嚴重污染; 值1.03.0：中等污染； 值3.0：清潔,,,3.硅藻生物指數(shù),硅藻指數(shù)= 式中：A不耐污染藻類的種類數(shù)；B廣譜性藻類的種類數(shù)；C僅在污染水域才出現(xiàn)的藻類種類數(shù)。 硅藻指數(shù)050為多污帶；硅藻指數(shù)50100為 -中污帶；硅藻指數(shù)100150為-中污帶；硅藻 指數(shù)150200為輕污帶。,,（二）污水生物系統(tǒng)法,將受有機物污染的河流按照污染程度和自凈過程，自上游向下游劃分為四個相互連續(xù)的河段，即多污帶段、-中污帶段、-中污帶段和寡污帶段，每個帶都有

8、自己的物理、化學和生物學特征。根據(jù)這些特征進行判斷。,表6.1為污水系統(tǒng)的部分生物學、化學特征。,表6.1 污水系統(tǒng)的部分生物學、化學特征,（三）PFU微型生物群落監(jiān)測法,PFU法是以聚氨酯泡沫塑料塊（PFU）作為人工基質沉入水體中，經(jīng)一定時間后，水體中大部分微型生物種類均可群集到PFU內，達到種數(shù)平衡，通過觀察和測定該群落結構與功能的各種參數(shù)來評價水質狀況。,根據(jù)水環(huán)境條件確定采樣時間，一般在靜水中采樣約需四周，在流水中采樣約需兩周；采樣結束后，帶回實驗室，把PFU中的水全部擠于燒杯內，用顯微鏡進行微型生物種類觀察和活體計數(shù)。,Cairns首次使用聚氨酯泡沫塑料塊(Polyurechane

9、Foam Unit，簡稱PFU)采集水體微型生物群落； 根據(jù)生物地理平衡模型及微型生物在PFU上群集的過程，提出了3個功能參數(shù)： 平衡時的物種數(shù)量Seq； 群集曲線的斜率(或稱群集常數(shù))G； 達到90Seq所需要的時間T90。 如果環(huán)境受到污染影響，原來的平衡遭到破壞，這3個參數(shù)將發(fā)生改變。因此，利用微型生物在PFU上的群集過程中3個參數(shù)的變化，可以評價水質和監(jiān)測水污染。,PFU微型生物群落參數(shù)的變化在不同的水質范圍內具有不同的行為:,污染較輕的情況下，隨著污染加重，集群速度G、平衡時的物種數(shù)Seq都會增大，達到90Seq的時間T90%將縮短。從生態(tài)學觀點看，此時營養(yǎng)水平適合大多數(shù)原生動物的生

10、長，因此，種類多，豐度也大；,但隨著污染程度進一步加重，平衡時物種數(shù)Seq會減少，達到90Seq所需時間T90%將延長，集群速度G也減小。從生態(tài)學觀點看，重污染和嚴重污染已超出大多數(shù)原生動物的耐受限度，在這惡劣的環(huán)境中，大多數(shù)種類不能耐受而消失。,,利用生物受到污染物質危害或毒害后所產(chǎn)生的反應或生理機能的變化，來評價水體污染狀況，確定毒物安全濃度的方法稱為生物測試法。,二、生物測試法,分 類,按水流方式：靜水式和流水式,按測試時間分類：急性試驗和慢性試驗,按受試活體分類：水生生物和發(fā)光細菌等,,（一）水生生物毒性試驗,水生生物毒性試驗可用： 魚類、蚤類、藻類等， 其中魚類毒性試驗應用較廣泛。

11、,金魚,綠藻,褐藻,蝴蝶魚,圖6.1 可用于水生生物毒性試驗的部分魚類和藻類,靜水式魚類急性毒性試驗供試魚的選擇和馴養(yǎng),要選擇無病、行動活潑、魚鰭完整舒展、食欲和逆水性強、體長（不包括尾部）約3 cm的同種和同齡的金魚。 選出的魚必須先在與試驗條件相似的生活條件（溫度、水質等）下馴養(yǎng)7 d以上；試驗前一天停止喂食；如果在試驗前4 d天內發(fā)生死亡現(xiàn)象或發(fā)病的魚高于10%，則不能使用。,金魚2,金魚1,試驗條件選擇,每一種濃度的試驗溶液為一組，每組至少10尾魚試驗容器用容積約10L的玻璃缸，保證每升水中魚重不超過2g。 試驗溶液的溫度要適宜，對冷水魚為1228，對溫水魚為2028。同一試驗中，溫度

12、變化為2。 試驗溶液中不能含大量耗氧物質，要保證有足夠的溶解氧，對于冷水魚不少于5mg/L，對于溫水魚不少于4mg/L。 試驗溶液的pH值通?？刂圃?.78.5之間。 配制試驗溶液和馴養(yǎng)魚用水應是未受污染的河水或湖水。如果使用自來水，必須經(jīng)充分曝氣才能使用。不宜使用蒸餾水。,試驗步驟,,試驗溶液濃度設計,,確定試驗溶液的濃度范圍,,,試驗,,,記錄不同時間的金魚成活數(shù),毒性判定,計算半數(shù)忍受限度（TLm）,,預試驗(探索性試驗),通常選七個濃度(至少五個),半數(shù)忍受限度（TLm），即半數(shù)存活濃度。求TLm值的簡便方法是將試驗魚存活半數(shù)以上和半數(shù)以下的數(shù)據(jù)與相應試驗液毒物（或污水）濃度繪于半對數(shù)

13、坐標紙上（對數(shù)坐標表示毒物濃度，算術坐標表示存活率），用直線內插法求出。,表6.2 某毒物實驗結果,安全濃度=,安全濃度=48TLm0.1,圖6.2 用直線內插法求TLm,點擊此處觀看： “金魚毒性實驗”,（二）發(fā)光細菌法,發(fā)光細菌是一類能自發(fā)發(fā)光的細菌，其發(fā)光機制是由于菌體內有一種熒光素酶，通過酶催化不飽和脂肪酸反應，而向外界輻射藍綠色的熒光，發(fā)光光譜范圍在435630nm，有單一最大發(fā)射峰(max=475nm). 它是生物自身的正常生理代謝過程.由于發(fā)光細菌有易培養(yǎng)、增殖速度快、發(fā)光易受外界環(huán)境的影響且反應迅速、靈敏等特點。近年來國內外較多地將發(fā)光細 菌應用于環(huán)境監(jiān)測，Beckman公司依

14、據(jù)發(fā)光細菌的發(fā)光原理,已推出用于環(huán)境監(jiān)測的生物毒性檢測儀Microtox。,生物發(fā)光法是結合生命有機體的生物物理和生物化學過程，檢測的是處于環(huán)境中的生物，提供的是一個綜合的整體指標，因此比傳統(tǒng)的檢驗方法更迅速，直接反映環(huán)境污染對生物的影響。 當發(fā)光細菌與水樣毒性組分接觸時，可影響或干擾細菌的新陳代謝，使細菌的發(fā)光強度下降或熄滅。在一定毒物濃度范圍內，有毒物質濃度與發(fā)光強度呈負相關線性關系，因而可使用生物發(fā)光光度計測定水樣的相對發(fā)光強度來監(jiān)測有毒物質的濃度。,1.水生植物生產(chǎn)力的測定 水生植物中葉綠素含量、光合作用能力、固氮能力等指標的變化。 2.致誘變物質監(jiān)測 其檢測方法有： 微核測定 艾姆斯

15、（Ames）試驗 染色體畸變試驗,（三）其他生物測試法,,三、細菌學檢驗法,1. 衛(wèi)生學質量的判斷 在實際工作中，經(jīng)常以檢驗細菌總數(shù)，特別是檢驗作為糞便污染的指示細菌，如總大腸菌群、糞大腸菌群、糞鏈球菌、腸道病毒等，來間接判斷水的衛(wèi)生學質量。 2. 利用細菌的新陳代謝能力檢測廢水毒性： 利用細菌的活動能力 利用用細菌生長抑制試驗 利用細菌的呼吸代謝檢測,,第二節(jié) 空氣污染生物監(jiān)測,大氣污染的生物監(jiān)測是利用生物對存在于大氣中的污染物的反應，監(jiān)測有害氣體的成分和含量，以確定大氣的環(huán)境質量水平。,一、利用植物監(jiān)測,在生物體系中，植物更易遭受大氣污染的傷害，其原因為:植物能以龐大的葉面積與空氣接觸，進

16、行活躍的氣體交換;植物缺乏動物的循環(huán)系統(tǒng)來緩沖外界的影響;植物固定生長的特點使其無法避開污染物的傷害。正因為植物對大氣污染的反應敏感性強，加上本身位置的固定，便于監(jiān)測與管理，大氣污染的生物監(jiān)測主要是利用植物進行監(jiān)測。,（一）指示植物及其受害癥狀,對大氣污染反應靈敏，用以指示和反映大氣污染狀況的植物，稱為大氣污染的指示植物。 空氣污染物一般通過葉面上的氣孔或孔隙進入植物體內，侵襲細胞組織，并發(fā)生一系列生化反應，從而使植物組織遭受破壞，呈現(xiàn)受害癥狀。這些癥狀雖然隨污染物的種類、濃度以及受害植物的品種、曝露時間不同而有差異，但具有某些共同特點，如葉綠素被破壞、細胞組織脫水，進而發(fā)生葉面失去光澤，出現(xiàn)

17、不同顏色（黃色、褐色或灰白色）的斑點，葉片脫落，甚至全株枯死等異常現(xiàn)象。,二氧化硫指示植物,堇菜,苔蘚,白蠟樹,云杉,地衣,棉花,白楊,圖6.3 部分二氧化硫指示植物,光化學氧化物指示植物,矮牽牛花,葡萄,菠菜,黃瓜,馬鈴薯,洋蔥,圖6.4 O3的指示植物,雪松,葡萄,金錢草,杏樹,慈竹,郁金香,圖6.5 氟化物的指示植物,氟化物指示植物,乙烯的指示植物,萬壽菊,皂莢樹,黃瓜,番茄,蘭花,圖6.6 乙烯的指示植物,氮氧化物指示植物,向日葵,菠菜,秋海棠,番茄,煙草,圖6.7 氮氧化物指示植物,（二）監(jiān)測方法,1.栽培指示植物監(jiān)測法 先將指示植物在沒有污染的環(huán)境中盆栽或地栽培植，待生長到適宜大小

18、時，移至監(jiān)測點觀察它們的受害癥狀和程度。,圖6.8 植物監(jiān)測器示意圖,1.氣泵；2.針型閥；3.流量計；4.活性炭凈化器；5.盆栽指示植物,2、植物群落監(jiān)測法 先通過調查和試驗，確定群落中不同種植物對污染物的抗性等級，將其分為敏感、抗性中等和抗性強三類。如果敏感植物葉部出現(xiàn)受害癥狀，表明空氣已受到輕度污染；如果抗性中等的植物出現(xiàn)部分受害癥狀，表明空氣已受到中度污染；當抗性中等植物出現(xiàn)明顯受害癥狀，有些抗性強的植物也出現(xiàn)部分受害癥狀時，則表明已造成嚴重污染。,表6.3 排放SO2的某化工廠附近植物群落受害情況,二、利用動物監(jiān)測,,（一）利用動物個體的異常反應,對礦井內瓦斯毒氣敏感的動物,金絲雀

19、,金翅雀,雞,老鼠,圖6.9 對礦井內瓦斯毒氣敏感的動物,對SO2敏感的動物,敏感性水平：,本鳥最高,俺狗狗第二,耐受力最好的當屬我們家禽了,金絲雀,狗,家禽,圖6.10 對SO2敏感的動物,（二）利用動物種群數(shù)量的變化,受不了啦，快跑吧！,大型哺乳動物、鳥類、昆蟲等遷移,圖6.11 大型哺乳動物、鳥類不堪忍受空氣污染而遷往別處,不易直接接觸污染物的潛葉性昆蟲、蟲癭昆蟲、體表有蠟質的蚧類增加，圖6.12為部分該類昆蟲。,潛葉蛾,癭蚊,紅蠟蚧,圖6.12 部分昆蟲和蚧類,三、利用微生物監(jiān)測,空氣微生物是空氣污染的重要因子，它與氣溶膠、顆粒物等媒體一起散布并污染環(huán)境、左右疾病發(fā)生與傳播，監(jiān)測空氣微

20、生物狀況是掌握其活動和作用的必要前提。 室內空氣微生物監(jiān)測：,某醫(yī)院的空氣微生物監(jiān)測163份標本，合格88份，合格率僅54；表明空氣微生物的污染與醫(yī)院感染密切相關，加強消毒隔離措施、合理使用抗生素，控制醫(yī)院感染是十分重要的。,室外空氣微生物監(jiān)測：,遼寧省某市空氣中微生物區(qū)系分布與環(huán)境質量關系研究表明：空氣中微生物的數(shù)量隨著人群和車輛流動的增加而增多，繁華的中街微生物數(shù)量最多，其次是交通路口，居民小區(qū)；郊區(qū)某公園和農(nóng)村空氣中細菌最少。 2001和2002年山東省某海濱城市空氣微生物監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：該市空氣微生物檢出率高，空氣處于微生物中度污染狀態(tài)。其中東部、居住區(qū)空氣污染較重，南部、西部和風景游覽區(qū)空

21、氣污染較輕。濱海區(qū)空氣陸源細菌少于內陸區(qū)，真菌卻較多。濱海與內陸區(qū)空氣微生物含量相近，濱海區(qū)空氣陸源微生物增多，意味兩區(qū)空氣污染有趨同現(xiàn)象。,,第三節(jié) 生物污染監(jiān)測,生物污染監(jiān)測就是應用各種檢測手段測定生物體內的有害物質，以便及時掌握被污染的程度。 生物污染監(jiān)測的步驟：,生物樣品的采集,,預處理,,污染物的測定,,生物樣品制備,一、生物對污染物的吸收及在體內分布,(一) 植物對污染物的吸收 及在體內分布 空氣污染物主要通過粘附、從葉片氣孔或莖部皮孔侵入方式進入植物體； 植物通過根系從土壤或水體中吸收水溶態(tài)污染物。,氟化物、農(nóng)藥等,,,,污染物,,,,,圖6.13 植物對氣態(tài)污染物的吸收,圖

22、6.14 植物從土壤或水體中吸收污染物,,植物內污染物的分布見表6.4和表6.5。,表6.4 成熟期水稻各部位中的含鎘量,表6.5 氟污染區(qū)蔬菜不同部位的含氟量 單位：g/g,表6.6 農(nóng)藥在稻谷中的蓄積情況,表6.7 農(nóng)藥在水果中的蓄積情況,（二）動物對污染物的吸收及在體內分布 環(huán)境中的污染物一般通過呼吸道、消化道、皮膚等途徑進入動物體內; 水和土壤中的污染物質主要通過飲用水和食物攝入，經(jīng)消化道被吸收; 脂溶性污染物質通過皮膚吸收后進入動物肌體。,呼吸道,消化道,皮膚吸收,圖6.15 動物對污染物的吸收方式,二、生物樣品的采集和制備,1. 植物樣品的采集 (1) 對樣品的要求：采集的植物

23、樣品要具有代表性、典型性和適時性。 (2) 布點方法：在劃分好的采樣小區(qū)內，常采用梅花形布點法或交叉間隔布點法確定代表性的植株。,(一) 植物樣品的采集和制備,(3) 采樣方法：在每個采樣小區(qū)內的采樣點上分別采集510處植株的根、莖、葉、果實等，將同部位樣混合，組成一個混合樣；采集樣品量要能滿足需要，一般經(jīng)制備后，至少有2050g干重樣品。,圖6.16 采樣點布設方法,2. 植物樣品的制備 (1) 鮮樣的制備：測定植物內容易揮發(fā)、轉化或降解的污染物質、營養(yǎng)成分，以及多汁的瓜、果、蔬菜樣品，應制備成新鮮樣品。 樣品洗凈晾干或拭干搗碎機搗碎制漿研磨 (2) 干樣的制備： 風干、烘干磨碎

24、過篩保存 3. 分析結果表示方法 常以干重為基礎表示（mg/kg），但含水量高的蔬菜、水果等，以鮮重表示計算結果為好。,(二) 動物樣品的采集和制備,動物的尿液、血液、唾液、胃液、乳液、糞便、毛發(fā)、指甲、骨骼和組織等均可作為檢驗樣品。,三、生物樣品的預處理,(一)消解和灰化,濕法消解 灰化法,提取方法 分離方法,液-液萃取法 蒸餾法 層析法： 磺化法和皂化法 氣提法和液上空間法 低溫冷凍法,振蕩浸取法 組織搗碎提取法 脂肪提取器提取 直接球磨提取法,(二) 提取、分離和濃縮,(三) 濃縮方法,,,,,,蒸餾法 K-D濃縮器 蒸發(fā)法等,圖6.17 高頻電場激發(fā)灰化裝置示意圖,圖6.18 氧瓶燃燒

25、灰化裝置示意圖,圖6.19 索式提取器示意圖,圖6.20 實驗室用攪拌球磨機實物照片,四、污染物的測定,測定方法主要有分光光度法、原子吸收光譜法、熒光分光光度法、色譜法、質譜法和聯(lián)機法等。,,表6.8 硅酸鎂-乙醚-石油醚層析體系分離農(nóng)藥,第四節(jié) 生態(tài)監(jiān)測,生態(tài)監(jiān)測就是運用可比的方法，在時間或空間對一定區(qū)域范圍內的生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)組合體的類型、結構和功能及其組成要素進行系統(tǒng)的測定和觀察的過程。 生態(tài)監(jiān)測不同于環(huán)境監(jiān)測。生態(tài)監(jiān)測是指預先制定的計劃和用可比的方法，在一個區(qū)域范圍內對各生態(tài)系統(tǒng)變化情況以及每個生態(tài)系統(tǒng)內一個或多個環(huán)境要素或指標進行連續(xù)觀測的過程。 生態(tài)監(jiān)測是一個動態(tài)的連續(xù)觀察、測試的過

26、程，少則一個或幾個生態(tài)變化周期，多則幾十個、幾百個生態(tài)變化周期。在時空上少則幾年，多則幾十年或更長一段時間。,生態(tài)監(jiān)測的目的： 了解所研究地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其變化； 根據(jù)現(xiàn)狀及變化趨勢為評價已開發(fā)項目對生態(tài)環(huán)境的影響和計劃開發(fā)項目可能的影響提供科學依據(jù)； 提供地球資源狀況及其可利用數(shù)量。,一、生態(tài)監(jiān)測的類型及內容,(一) 宏觀生態(tài)監(jiān)測 宏觀監(jiān)測地域面積至少應在一定區(qū)域范圍之內，對一個或若干個生態(tài)系統(tǒng)進行監(jiān)測，最大范圍可擴展至一個國家、一個地區(qū)基至全球。主要監(jiān)測區(qū)域范圍內具有特殊意義的生態(tài)系統(tǒng)的分布、面積及生態(tài)功能的動態(tài)變化。,(二) 微觀生態(tài)監(jiān)測 微觀監(jiān)測指對一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)內各生態(tài)要素

27、指標進行物理、化學、生態(tài)學方面的監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測的目的一般可分為： 1. 干擾性生態(tài)監(jiān)測 2. 污染性生態(tài)監(jiān)測 3. 治理性生態(tài)監(jiān)測 4. 環(huán)境質量現(xiàn)狀評價監(jiān)測,（三）生態(tài)類型的劃分 森林生態(tài)系統(tǒng) 草原生態(tài)系統(tǒng) 農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng) 城市生態(tài)系統(tǒng),（四）生態(tài)監(jiān)測指標選擇 自然指標：自然景觀、自然狀況、自然因素 人為指標：人文景觀、人為因素 一般性監(jiān)測指標：重點生態(tài)監(jiān)測指標、常規(guī)生態(tài)監(jiān)測指標 應急監(jiān)測指標：自然力和人為因素造成的緊急生態(tài)問題監(jiān)測,(1) 全球氣候變暖引起的生態(tài)系統(tǒng)或動植物區(qū)系位移； (2) 珍稀、瀕危動植物種的分布及其棲息地； (3) 水土流失面積及其時空分布和對環(huán)境影響； (4)

28、 沙漠化面積及其時空分布和對環(huán)境影響； (5) 草場沙化退化面積及其時空分布和對環(huán)境影響； (6) 人類活動對陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林、草原、農(nóng)田、荒漠等）結構和功能的影響； (7) 水環(huán)境污染對水體生態(tài)系統(tǒng)（湖泊、水庫、河流和海洋等）結構和功能的影響； (8) 主要環(huán)境污染物（農(nóng)藥、化肥、有機污染物和重金屬）在土壤-植物-水體系統(tǒng)中的遷移和轉化； (9) 水土流失地、沙漠化地及草原退化地優(yōu)化治理模式的生態(tài)平衡恢復過程； (10) 各生態(tài)系統(tǒng)中微量氣體的釋放通量與吸收情況。,(五) 我國優(yōu)先監(jiān)測的生態(tài)項目,二、生態(tài)監(jiān)測方案,（1）監(jiān)測目的； （2）監(jiān)測的方法及使用設備； （3）監(jiān)測場地描述：土壤類型

29、、植被、海拔、經(jīng)緯度、面積； （4）監(jiān)測頻度； （5）監(jiān)測起止時間、周期； （6）數(shù)據(jù)的整理：觀測數(shù)據(jù)、實驗分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，編制生態(tài)監(jiān)測項目報表； （7）監(jiān)測人員及監(jiān)測要求。,（一）監(jiān)測方案的編制,(1) 國家采用的生態(tài)監(jiān)測儀器屬大型監(jiān)測設備，如：遙感、地理信息系統(tǒng)、地理圖像系統(tǒng)； (2) 常規(guī)生態(tài)監(jiān)測選擇小型儀器。一般的測試系統(tǒng)，應由傳感器、中間變換設備、傳輸設備、數(shù)據(jù)處理設備、顯示記錄設備幾部分組成。,圖6.22 熱島現(xiàn)象研究遙感圖,圖6.21 非洲地理圖像,（二）監(jiān)測儀器的選擇,圖6.23 地球遙感圖,圖6.24 某地地理信息圖,,生態(tài)監(jiān)測平臺是宏觀生態(tài)

30、監(jiān)測的工作基礎，它以遙感技術作支持，并具備容量足夠大的計算機和宇航信息處理裝置。 生態(tài)監(jiān)測站是微觀生態(tài)監(jiān)測工作的基礎，它以完整的室內外分析觀測儀器作支持，并具備計算機等信息處理系統(tǒng)。,（三）生態(tài)監(jiān)測平臺和生態(tài)監(jiān)測站,(1) 能反映生態(tài)系統(tǒng)的各個層次和主要生態(tài)環(huán)境問題，并以結構和功能指標為主； (2) 篩選那些受外界條件影響大、改變快、具有綜合性代表意義的指標作為優(yōu)先監(jiān)測指標； (3) 考慮可操作性及實際監(jiān)測能力。,（四）生態(tài)監(jiān)測指標確定原則,表6.9 陸生生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測指標,表6.10 水生生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測指標,四、生態(tài)監(jiān)測方法,1. 地面監(jiān)測,地面監(jiān)測中獲得：降雨量、土壤濕度、小型動物、動物殘余物（糞便、尿和殘余食物）等。 地面測量采樣線一般沿著現(xiàn)存的地貌，如小路、家畜和野獸行走的小道。 收集數(shù)據(jù)，包括植物物候現(xiàn)象、高度、物種、物種密度、草地覆蓋以及生長階段、密度和木本 物種的覆蓋；觀察動物活動、生長、生殖、糞便及食物殘余物等。,2. 空中監(jiān)測,圖6.25 空中監(jiān)測飛行路線圖,圖6.26 空中觀察示意圖,3. 衛(wèi)星監(jiān)測,衛(wèi)星監(jiān)測最大的優(yōu)點是覆蓋面寬，可以獲得人工難以到達的高山、叢林資料；由于目前資料來源增加，費用相對降低。但對地面細微變化難以了解。因此地面監(jiān)測、空中監(jiān)測和衛(wèi)星監(jiān)測相互配合才能獲得完整的資料。,,本 章 結 束謝 謝！,