浅谈污染生态学研究内容讨论

黄豆豆

    论文关键词：污染生态学 研究 内容  
    论文摘要：本文根据污染生态学研究现状讨论了污染生态学的研究内容：①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系；②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应；③研究生物净化机制与生物防治污染的措施；④研究生态系统承受污染物的负荷能力，确定生态系统的环境容量，预测环境质量的变化趋势。   
　　一、引 言   
　　人类社会进入20世纪之后，随着全球工业化的兴起，生产和生活的性质与规模较之以前发生了巨大的变化，而且这种变化以一种不可逆转的趋势正不断地向纵深发展。今天，人类强大的技术力量严重地影响和干扰着自然界的许多自然过程，如气候、植被、水分乃至与之有关或包含于其中的物质化学组分的交换、循环等。特别是目前这种影响常常直接或间接地导致影响或破坏人类生活的正常性与社会发展的持续性的可怕后果，这即是当今环境问题成为倍受全世界关注的热点的原因所在。   
　　与其他学科的兴起和发展一样，为了研究和解决在生产、生活和社会发展过程中存在或出现的问题、探索人与环境关系方面的奥秘以及如何协调或控制这种关系，大约在20世纪中叶以来，一系列有关人类环境的新学科如雨后春笋般地出现和发展起来。而从自然循环、物质变化角度研究环境问题的学科目前发展起来的最主要的有以下几门：环境地球化学、污染生态学、环境化学和环境生物无机化学。这些学科都尚在形成发展中，其最主要特点是不同学科交叉，即用已有学科的理论、方法去解决已存在的或新出现的环境问题。   
　　也是在20世纪下半叶，生态学有了重大发展和认识上的飞跃。［1～2］新的生态学建立在生命科学和地球科学的基础之上，成为介于社会科学和自然科学之间的一门特殊的学科，研究人口、资源、环境的关系。我国已故著名生态学家马世骏曾指出：“协调人类与自然的关系，改善人类的生态环境，应是现代生态学研究的主要方向。”人类与自然环境的最主要界面——地球表面存在和发生的一切现象及与生物的关系，［3］尤其是与人类的关系成了生态学研究的重点内容。［4］   
　　“污染生态学”是环境科学的主要组成部分之一，并已成为生态学的一个重要分支。我国在20世纪90年代初，前国家教委就规定其为与环境化学、环境地球化学平行的本科环境科学专业必修专业课程，当时也曾提出了相应的研究任务和方向。然而，和其他任何新生事物一样，“污染生态学”本身在许多方面尚处于发展、充实、完善阶段，目前对之尚存在不同一的定义或认识，人们还尚未对它的对象、任务、研究范围等作出确切的规定。其实，晚一点作出这样的规定是好事，因为广义的环境科学也包括生态学，其涉及内容较广，学科交叉性很强，人们对它的理解不能不受到原先的专业知识范围、研究经验、兴趣及对环境生态问题的不同认识等因素的影响。也正是这种不同的理解和认识，会促使不同学者从不同角度各有侧重地去研究问题，由此可能会大大地丰富和充实这门新兴学科的内容，同时也促使人们以极大的热情和兴趣去研究和探索，以使其不断成熟、完善和更有效地为保护人类、保护环境、促进社会可持续发展服务。   
　　目前，在国外能与“污染生态学”完全对应的词条尚很少见，最为接近的可能是“Pollution Science”或“The Science of the Pollution”，但是，就针对自然界生态环境污染问题的研究却突飞猛进、日新月异。这一点在科技杂志刊载内容方面体现的非常明显，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 Geochemistry and Health”、“Journal of Hazardous Materials”以及“Nature”、“Science”、“AMBIO”等刊物经常刊登大量的污染生态学研究成果。除此之外，有些污染生态学的研究成果也常常分散刊载于其它有关环境科学或生态学领域的期刊中。这些研究内容实际上已基本勾勒出了污染生态学研究内容的框架。笔者结合近年在上海交通大学讲授研究生“污染生态学”课程及科研实践中的学习心得和体会，就“污染生态学”研究内容做些浅显的讨论，与同行交流，希望大家指正。   
　　二、污染生态学研究内容讨论   
　　近年来不断进展的污染生态学研究和大量的研究工作其研究内容基本体现出了以下四个方面的特点：①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系；②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应；③研究生物净化机制和生物防治污染的措施；④研究生态系统承受污染物的负荷能力，确定生态系统的环境容量，预测环境质量的变化趋势。   
　　1．污染环境中生物受害原因以及与污染  
物的关系研究   
　　污染物质之所以会对生物产生毒害是由于生物对这些有害物质的摄取与利用而引起的。环境一旦被污染，生存于其中的生物即会自觉不自觉地摄取和吸收污染物质，当这些物质的量在生物体内超过生物机体本身的承受或转化（无害化转化）极限时，污染物质在生物体内的毒害作用即发生了。不同的污染物质其体现出的效果往往区别很大，而自然环境中常常是多种生物并存和多种污染物质同时存在的。查明生物受害原因和明确厘定具体致害物质及致害物质间的相互作用是污染研究的关键所在，这些问题在实际情况中常常非常复杂。环境中生物受害原因以及与污染物的关系研究是污染生态学研究的最重要内容之一，是污染生态学研究的起点和基础，同时也是目前的一个热门研究领域。  
    2．污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应研究。  
　　污染物一旦进入环境或生态系统、生物体内，在新的物理化学条件下便会发生一系列作用和产生相应后果。在此过程中，污染物的化学习性、系统的物理化学条件是制约因素。因此，生物对污染物从摄取到进入体内的一系列生化作用及过程的每一个环节都对最终的毒害效果产生重要影响。如摄取、输送、吸收、浓缩、转化、富集、降解和排泄等各种作用和过程。它们是研究生物在污染环境中受害机理的最基本内容。这些作用和过程对不同生物不尽一致，因而相同的污染物质对不同的生物群体常常体现出不同的生态效果。因此，这项内容是认识元素在生物体内的化学行为和运动规律，即元素在生物体内的分布、功能、运动循环机理和生物对元素的需求与中毒等基本原理的关键，对阐明污染生态环境的生态效果起着不可取代的作用。不同的生态系统常常有不同的污染特点，如大气环境、水环境、土壤环境和生物系统间同一污染物质各自分别有不同的生态环境效果。自然界大气、水、土壤、生物体系又都不停地与生物进行着物质交换循环。在各种方式的交换循环中污染物质会体现出各自的毒害效果。生态环境污染生态效应研究是污染生态学的主体内容，是一个广阔的研究领域。［5］   
　　3．生物净化机制和生物防治污染的措施研究   
　　生物对污染物的抵御能力体现在生态效应上即为净化功能，这项功能因生物种类不同而差别很大。生物净化机制研究一方面是制定环境容量的重要依据，另一方面可用于污染防治。这是目前污染治理研究领域的一个重要方向。许多生物特别是微生物具有独特的环境净化功能，常常会起到其它人工措施难以起到的作用。因此，生物净化机制和生物防治污染的措施研究是污染生态学环境对策的重要内容，对确定环境容量和治理、预防污染具有重要意义，是一个崭新的、前景无限光明的领域。［6］   
　　4．生态系统承受污染物的负荷能力研究   
　　生态系统对污染物的自然净化能力是污染研究的重要内容，也是治理预防污染的主要参考条件。对生态系统的污染负荷能力或环境容量进行研究，以及对为促使人为污染物不超过其负荷能力或容量的相应政策措施进行研究是污染生态学的基本内容之一。生物机体本身及人的主观能动作用对环境中有毒物质或污染的抵御能力和对策研究是目前一个充满兴趣而又具重要现实意义的课题。［7～8］   
　　三、结 语   
　　从学科史角度看，污染生态学尚处于初期发展阶段。据目前本领域研究状况，本文将其研究内容归纳如下：①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系；②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律，即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应；③研究生物净化机制和生物防治污染的措施；④研究生态系统承受污染物的负荷能力，以确定生态系统的环境容量，预测环境质量的变化趋势。   
　　上述污染生态学的研究内容是作者学习污染生态学的体会，同任何一门新学科一样，需要在实践中不断地得到补充和修正。   
　　参考文献：   
　　1 Ronald S. Oremland1, John F. Stolz. The Ecology of Arsenic ［J］. Science, 2003, 300（5621）: 939～944   
　　2 Begon M., harper J.L., Townsend C.R. Ecology-individuals populations and communities［M］. 3rd Edn. Oxford: Blackwell Science, 1996  
　　3 Lindstrom E.R., andren H., Angelstam P., Cederlund G. Disease reveals the predator［J］. Ecology, 1994（75）: 1042～1049   
　　4 孙铁珩、周启星、李培军. 污染生态学［M］.北京：科学出版社，2001   
　　5 Nebel B.J., Wright R.T., Environmental Science. 5th Edn. New Jersey: Simon & Schuster, 1996  
　　6 Suhonen J. Predation risk influences the use of foraging sites by tits［J］. Ecology, 1993（74）: 1174～1203   
　　7 Tilman D., Downing J.A. Diversity and stability in grassland. Nature, 1994, 637: 363～365   
　　8 张辉.污染生态学［M］.呼和浩特：内蒙古大学出版社，2000