生態效應

生態效應

生態效應(ecological effect)指人為活動造成的環境污染和環境破壞引起生態系統結構和功能的變化。生物與環境關係密切,兩者相互作用,相互協調,保持動態平衡。如人為活動排放出的各種污染物:二氧化氮、二氧化硫和氟化物等對大氣環境造成污染,所造成的生態效應。

基本介紹

  • 中文名:生態效應
  • 外文名:ecological effect
  • 污染類別:大氣污染,水污染等
  • 含義:引起生態系統結構和功能的變化
  • 學科:水利工程
  • 領域:生態
動態平衡,污染類別,大氣污染,水污染,重金屬污染,有機氯農藥,核放射污染,非污染性破壞,人為因素,濕地,研究動向,意義,城市綠化,

動態平衡

生物與環境關係密切,兩者相互作用,相互協調,保持動態平衡。如大氣層中的二氧化碳含量由於植物的吸收保持在270ppm左右。但是,人類的生活和生產活動排出的二氧化碳量日益增加,近百年來增加尤劇,而森林面積卻日益減少,致使大氣中二氧化碳含量增加到70年代中期的320ppm左右。大氣層中二氧化碳濃度的不斷增加,會使地面的長波輻射不能反射到外層空間,有人認為這會使氣溫升高,對整個生物圈將有難以預測的影響。
生態效應
人為活動排放出的各種污染物,如二氧化氮二氧化硫氟化物等對大氣環境的污染,氮、磷等營養物和汞、鎘鉛等重金屬對水體的污染,以及農藥石油、放射性物質等進入環境,都引起相應的生態效應。

污染類別

大氣污染

大氣污染的生態效應 二氧化氮及其二次污染物包括臭氧甲醛乙醛和過氧乙醯硝酸酯等形成光化學煙霧,不但影響人體健康,而且妨礙植物的正常代謝。美國洛杉磯曾因光化學煙霧使郊區的玉米柑桔等受害,大片松林死亡。
二氧化硫濃度長時間超過0.01~0.02ppm,即可危害松柏等針葉樹種,並能形成酸雨,如斯堪的納維亞、英國、德意志聯邦共和國等國家和地區工業中心的下風向地帶,1960年以後雨水酸度增加200倍,雨水的pH值降低到2.8。酸雨使河水酸度提高,阻礙鮭魚溯河回遊和產卵繁殖,抑制森林生長,加速農業土壤中營養物質的流失。美國東北部主要工業區雨水酸度的增加使河水由碳酸氫鹽型變為硫酸鹽型,不利於魚類及其他水生生物的生長。
氟化物對動植物有明顯危害,0.001~0.009ppm 的氟化氫便能危及敏感性強的唐菖蒲(Gladiolus anda-vensis)和杏樹(Prunus armeniaca);長期食用受氟嚴重污染的牧草或水,會使家畜牙齒脫落,骨質疏鬆。

水污染

氮和磷是水生生物所必需的營養物質。但由於生活污水、工業廢水和化學肥料的流失給水體帶來過量的氮和磷,促使藻類等水生生物大量繁殖,造成富營養化。藻類殘體腐敗時,消耗水中的溶解氧,並放出硫化氫,使魚類及其他水生動物難以生存,導致生態系統結構改變。生活污水和食品工業廢水給水體帶來大量有機物,也有類似的危害作用。受有機物污染的水體中,嗜清水生物消失,耐污種類如污水菌類和顫蚓類成為優勢種。

重金屬污染

汞、鎘、鉛是主要的重金屬污染物,不能被微生物降解,能在整個生態系統中循環為害。例如環境中的汞經微生物轉化能形成毒性更大的甲基汞。水中的汞通過直接吸收和食物鏈而在魚、貝類機體中濃縮,人類食用這種魚貝,健康會受到威脅。鳥類吃了用甲基汞製劑拌過的種子或捕食受汞污染的魚、貝類也會中毒。如果鳥的肝腎中汞含量超過30ppm即可致死。鳥蛋中甲基汞達0.5~1.5ppm即可影響孵化。汞污染對鳥類群體的保持是一種威脅。

有機氯農藥

在控制病蟲害方面起重要作用,但同時也污染環境。這種農藥化學性質穩定,溶於脂肪,很容易在動物組織中積累,並沿食物鏈有濃縮的趨勢。美國加利福尼亞州克利爾湖1949~1957年3次施用DDD總計54800公斤以控制湖中蚊蟲,結果毒死不少水鳥。湖水中DDD含量為0.02ppm,湖中的浮游生物體中DDD含量為5.3ppm,吃浮游生物和水草的魚為5~80ppm,兇猛魚類為1~196ppm,水鳥體內脂肪中則高達1600ppm。施藥期間未見繁殖。停藥10年後的1967年的蛋中仍含有DDD69.2~1007ppm,孵化率僅11%,成活率僅6%。DDT和多氯聯苯影響鳥類繁殖,並使蛋殼變薄易碎。
石油污染 會給海洋生態系統帶來一系列影響。海水含油0.01ppm可使魚苗畸形率增加。1962~1969年海石油污染使浮游生物生長受到抑制,鱘魚產量下降 2/3,鯛魚狗魚鮭魚幾乎絕跡。油膜使海產動物窒息致死,使潛水鳥類羽毛纏結失去浮力;鳥用嘴梳理羽毛,把油污吞入體內而中毒致死。1970年1月英國東海岸油污染一次就使約5萬隻海鳥死亡。
生態效應生態效應

核放射污染

此外,核電站產生的放射性物質能增加生物的畸形率和突變率,對人類的生命和生態系統都有影響。

非污染性破壞

人為因素

計畫不周或缺乏生態觀點的大型水利建設,草原的不合理墾牧,湖泊、
海灣的不合理圍墾,林木的濫伐,鳥、獸、魚類的濫獵、濫捕等,也能引起生態失調和環境質量的惡化。
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濕地

在農田、草地、森林、河流湖泊等各類生態系統中,濕地的生態效應高居榜首。人們把濕地比喻為“地球之腎”,把森林喻為“地球之肺"”。濕地的生物多樣性占有非常重要的地位。依賴濕地生存、繁衍的野生動植物極為豐富,其中有許多是珍稀特有的物種,是生物多樣性豐富的重要地區和瀕危鳥類、遷徙候鳥以及其它野生動物的棲息繁殖地。在40多種國家一級保護的鳥類中,約有1/2生活在濕地中。 中國是濕地生物多樣性最豐富的國家之一,亞洲有57種處於瀕危狀態的鳥,在中國濕地已發現有31種;全世界有鶴類15種,中國濕地鶴類占9種。中國許多濕地是具有國際意義的珍稀水禽、魚類的棲息地,天然的濕地環境為鳥類、魚類提供豐富的食物和良好的生存繁衍空間,對物種保存和保護物種多樣性發揮著重要作用。濕地是重要的遺傳基因庫,對維持野生物種種群的存續,篩選和改良具有商品意義的物種,均具有重要意義。中國利用野生稻雜交培養的水稻新品種,使其具備高產、優質、抗病等特性,在提高糧食生產方面產生了巨大效益。
雖然人工濕地沒有自然濕地那樣十分豐富的物種,但水田、水塘、湖泊等水域地區生長的動植物種類也很多,例如:水田中生育的植物隨季節和水田的狀態有所不同。在春耕之前,在水田中生長著雀枕草、野花之類,在乾季則有蓮花草、野菊草等生長,在濕季則有田芥、六節草等發育。在水田雜草中還有很多濕生植物,以及水豆兒、黑藻、水葫蘆等水生植物,說明水田是多樣的濕生、水生植物的生育地。另外, 在水田中的動物也是多樣的。龍蝦要在水田中度過一生,青蛙、蜻蜓等要在水田中產卵,並且是幼蟲的生息場地,鷺鳥之類的水鳥要在水田中覓食。水田中還有高目魚、田螺等生存,以及生活在葉面的半翅蟲等。
生態效應生態效應
這些動物中有草食性動物,也有肉食性動物,水田中的多樣生物組成了複雜的食物鏈。同樣,在水塘和湖泊中也生長有大量的水生植物和各種各樣的魚類、蝦、蟹、蚌等動物和微生物,為鳥類、魚類提供豐富的食物和良好的生存繁衍空間,對物種保存和保護物種多樣性發揮著重要作用。人工濕地也是重要的遺傳基因庫,維持野生物種種群的存續、篩選和改良具有商品意義的物種。而這些生物的存在,提供了很高的經濟實用和科學價值。

研究動向

意義

生態效應的研究是認識和估計環境質量的現狀及其變化趨勢的重要依據,是環境質量生物監測和生物學評價的理論基礎,對於防治污染和保護環境有理論的和實際的意義。 60年代以來,對於污染物的生態效應已作了大量的調查研究工作,積累了很多資料。但是對一些污染物的影響機理還不完全清楚,特別是對低濃度污染物和複合污染物給生態系統結構和功能造成的長遠影響還難以作出準確的估計。另外,對於人類其他的生產活動可能帶來不良的生態學效果還注意得不夠。

城市綠化

城市綠化應具有生態、美化、防護、休閒、人文、經濟的綜合效應。但是,有些城市的綠化僅僅突出美化效應,而忽視了生態效應。 首先,在舊城區改造中對原有綠化連同舊有建築物一起推倒重來。
城市綠化城市綠化
一方面好不容易長了幾十年的成年大樹被砍掉,另一方面又不惜花巨資從別的地方移栽成年大樹和樹苗。成年大樹依靠其發達的根系和茂盛的樹冠起到了涵養水源、保持土壤、淨化空氣、過濾射線、調節氣溫、減輕噪音的作用,幼樹是根本無法與其相比的。移栽的成年大樹因其對新環境的適應和根系枝葉的再生長需要經過一二年的精心呵護才能恢復原來的生態功能,其中部分還會由於水土不服和病蟲害而中途夭折。
因此舊城改造的綠化應儘量利用存量資源和保護原有生態系統。除了正常的病老殘樹更新外,最好不要砍樹。對部分確實影響建設布局的樹也要就近移栽,象道路拓寬就可以將原有的護道樹向道路兩側移栽。對新增的綠化品種也應考慮與原有樹種的生態互補性。
其次,綠化布局厚薄不均。
部分城市的公園、廣場、交通幹道等主要地區綠樹成蔭、鳥語花香、外地遊客觀後甚為賞心悅目,但是在一些單位庭院、住宅小區、交通支道和城鄉結合部卻是樹木寥寥、花草稀落。人們戲稱那些標誌性綠化景觀為“城市盆景”。一個城市光靠一些“盆景”是無法給廣大市民提供足夠的綠色空間和新鮮空氣的。
城市綠化應採取“依山傍水、綠色均勻、最佳化配置、園路相連”等手法,形成點、線、面、環結合的網路化布局。為了使綠化遍及到城市每個角落,政府要增加財力投資公共綠化,更要均衡分配投資以照顧到次要地區。政府可以通過義務植樹、捐樹命名、綠化基金等措施,動員全社會力量搞綠化。為了促進住宅小區、企事業單位的綠化,政府應加強城市綠化的詳細性控制規劃的管理,對新建項目實行綠化規劃核准制。
再次,綠化品種結構不合理。
重草輕樹的現象經過專家和媒體的呼籲已有一定改觀,但在樹木花草品種選擇上仍然存在著雷同化、單調化、名貴化、人工化的傾向。具體來講就是追求生長周期較長、觀賞性較強的雪松銀杏香樟等名貴樹種,忽視速生的高大喬木(如水杉、楊樹、梧桐等)和適宜本地生長的鄉土樹種,注重鋪草皮而將野草除光,對喬、灌、草、花的品種配置缺乏多樣性、協調性考慮。這些都導致生物多樣性和綠化生態效果的降低。
針對上述情況,應考慮建立綠化生態效果專家評估論證機制,因地制宜地配置好綠化品種,形成喬、灌、草、花、攀緣植物結合的立體化分布,充分運用生物多樣化組合達到最佳生態效果。
還有,綠色空間的平面化和邊緣化。
過去四合院里常見的葡萄架和爬山虎等垂直立體化現在已不多見,高樓林立下的城市地面日益被水泥覆蓋,在水泥地上卻擺放著一些盆景作點綴,綠化被壓縮在分割零碎的平面空間裡,從而導致熱導效應日趨嚴重。
為了減輕熱導效應,應對道路、生產用地以外的一切宜綠地掀開水泥蓋子還以綠色,人行道也可以採用利於小草生長的鏤空地磚,對於建築物應通過屋頂綠化和牆面攀緣植物為其穿上綠色的帽子和外衣,從而實現綠色空間的垂直化、立體化、連續化、覆蓋化。

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