環(huán)境生物學(xué)

前言

　　作者于2000年編著出版《環(huán)境生物學(xué)》一書，作為大學(xué)本科教科書和研究生參考書使用。10年過去，國內(nèi)外環(huán)境生物學(xué)經(jīng)歷了快速發(fā)展。在此期間，環(huán)境生物學(xué)研究在許多方面從現(xiàn)象描述向微觀機(jī)理深入，在分子水平上揭示出許多宏觀現(xiàn)象賴以產(chǎn)生的機(jī)理，使人們對環(huán)境生物學(xué)現(xiàn)象有了更深入、更透徹的理解。同時(shí)，隨著人類生產(chǎn)活動(dòng)向縱深發(fā)展和生活方式的多樣化，新的或潛在的環(huán)境問題不斷產(chǎn)生。為了研究這些新的環(huán)境問題，環(huán)境生物學(xué)迅速拓展其研究領(lǐng)域，并已取得豐碩的研究成果。此外，許多概念、理論和方法隨著研究的深入已逐步更新或發(fā)展。在這種學(xué)術(shù)背景下，2000年出版的教材所載內(nèi)容已不能滿足教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的需要?！　¤b于此，作者結(jié)合自己近年來的科學(xué)研究和在教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)一步研讀國內(nèi)外反映環(huán)境生物學(xué)新進(jìn)展的有關(guān)書刊的基礎(chǔ)上，重新整理編纂了《環(huán)境生物學(xué)》。書中涵蓋外源化學(xué)物的分子結(jié)構(gòu)與其生態(tài)毒理學(xué)預(yù)測、生物性人為脅迫對生物系統(tǒng)的影響及其他前沿和熱點(diǎn)研究內(nèi)容。全書共分十二章，第一章闡述環(huán)境生物學(xué)的體系。第二章介紹各類人為逆境因素。第三章至第八章及第十章和第十一章系統(tǒng)介紹物理、化學(xué)及生物性人為逆境因素在環(huán)境中的歸宿和對生物系統(tǒng)的影響。第九章介紹化學(xué)物的分子結(jié)構(gòu)與其歸宿和毒性關(guān)系的預(yù)測。第十二章介紹環(huán)境生物學(xué)理論與方法在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用?！　”緯膮⒖假Y料主要有如下來源。一是國內(nèi)外有關(guān)的專著、論文集、教材、專業(yè)手冊和辭書。二是近年來毒理學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境流行病學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境化學(xué)等學(xué)科內(nèi)有關(guān)的原始研究論文和綜述論文。三是收集的少量網(wǎng)絡(luò)資料；這些資料并不一定是同行專家審閱過的，但是本書作者贊同的。對某些成熟理論和普遍現(xiàn)象的介紹，本書直接取材于有關(guān)書籍。而對尚處于研究階段，甚至為當(dāng)前研究前沿的內(nèi)容，本書則主要依據(jù)原始研究論文和綜述論文，并融人作者本人的觀點(diǎn)。因此，本書可以作為綜合性大學(xué)、師范院校和農(nóng)業(yè)院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)的本科生教材或研究生教材，亦可供有關(guān)領(lǐng)域和學(xué)科的研究人員參考。若作為本科教材使用，教師可視具體情況將書中部分內(nèi)容作為閱讀材料?！　∮捎诃h(huán)境生物學(xué)本身的內(nèi)容極其廣博而發(fā)展又非常迅速，加之作者專業(yè)背景和水平的限制以及資料占有的局限性，書中難免有不妥及疏漏之處。作者懇請讀者批評指正，以便進(jìn)一步修訂完善。

內(nèi)容概要

　　環(huán)境生物學(xué)是一門新興交叉學(xué)科，是環(huán)境科學(xué)和生命科學(xué)的重要分支學(xué)科?！董h(huán)境生物學(xué)》對環(huán)境生物學(xué)的定義、研究對象和內(nèi)容及學(xué)科發(fā)展和分類地位進(jìn)行了全面而深入的討論。書中系統(tǒng)介紹本學(xué)科的成熟理論和方法，同時(shí)注意對當(dāng)前前沿和熱點(diǎn)問題的討論。全書共分十二章。第一章闡述環(huán)境生物學(xué)的體系。第二章介紹各類人為逆境因素。第三章至第八章及第十章和第十一章系統(tǒng)介紹物理、化學(xué)及生物性人為逆境因素在環(huán)境中的歸宿和對生物系統(tǒng)的影響。第九章介紹化學(xué)物的分子結(jié)構(gòu)與其歸宿和毒性關(guān)系的預(yù)測。第十二章介紹環(huán)境生物學(xué)理論與方法在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用?！　　董h(huán)境生物學(xué)》可作為綜合性大學(xué)、師范院校和農(nóng)業(yè)院校環(huán)境科學(xué)及其他相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生教材，亦可供相關(guān)領(lǐng)域和學(xué)科的研究人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論1一、環(huán)境生物學(xué)的定義1二、環(huán)境生物學(xué)的研究對象與內(nèi)容2三、環(huán)境生物學(xué)的發(fā)展簡史5四、環(huán)境生物學(xué)的分類地位及其分支研究領(lǐng)域7第二章 人為逆境11第一節(jié) 環(huán)境的化學(xué)性污染11一、大氣的化學(xué)性污染11二、水體的化學(xué)性污染13三、土壤的化學(xué)性污染14第二節(jié) 環(huán)境的物理性污染14一、電離輻射污染15二、非電離輻射污染17三、噪聲污染18四、熱污染19第三節(jié) 病原體傳播、外來物種引入和轉(zhuǎn)基因生物釋放20一、病原體傳播20二、外來物種引入22三、轉(zhuǎn)基因生物釋放22第四節(jié) 自然資源過度開發(fā)23一、水資源的過度開發(fā)23二、土地資源的過度開發(fā)24三、生物資源的過度開發(fā)24第三章 外源化學(xué)物在生物體內(nèi)的歸宿26第一節(jié) 吸收26一、生物膜的基本結(jié)構(gòu)26二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)27三、物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)與吸收30四、吸收途徑32第二節(jié) 分布38一、外源化學(xué)物與內(nèi)源性物質(zhì)結(jié)合38二、體內(nèi)運(yùn)輸40三、影響外來物質(zhì)分布的因素41第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化43一、概述43二、生物轉(zhuǎn)化的基本階段和反應(yīng)類型44三、生物活化52四、生物轉(zhuǎn)化中酶的誘導(dǎo)和抑制54五、生物轉(zhuǎn)化的影響因素56第四節(jié) 排出59一、動(dòng)物的排出59二、植物的排出61第五節(jié) 生物蓄積62一、概述62二、外來物質(zhì)在不同器官/組織中的分布差異和儲(chǔ)存庫63三、超量蓄積現(xiàn)象64第六節(jié) 外源化學(xué)物動(dòng)力學(xué)簡介65一、概述65二、模型66第四章 外源化學(xué)物的毒性效應(yīng)70第一節(jié) 毒性效應(yīng)類型70一、致死效應(yīng)70二、生長效應(yīng)71三、生殖效應(yīng)72四、行為效應(yīng)73五、形態(tài)結(jié)構(gòu)效應(yīng)74第二節(jié) 毒性效應(yīng)的表征75一、毒性參數(shù)75二、毒性的計(jì)量單位76三、毒性分級77第三節(jié) 劑量與毒性77一、劑量?效應(yīng)關(guān)系77二、劑量?反應(yīng)關(guān)系78三、毒物刺激作用79第四節(jié) 毒性試驗(yàn)80一、急性毒性試驗(yàn)80二、亞急性（亞慢性）毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)83第五節(jié) 影響毒性的因素85一、毒物因素85二、生物因素89三、環(huán)境因素92第六節(jié) 毒性效應(yīng)的機(jī)理93一、對酶的抑制93二、生物膜通透性改變98三、與受體結(jié)合100四、自由基反應(yīng)102第五章 物理性污染物對生物體的損傷107第一節(jié) 電離輻射的生物效應(yīng)107一、電離輻射對細(xì)胞的損傷107二、電離輻射的軀體效應(yīng)110三、電離輻射的生物化學(xué)效應(yīng)112第二節(jié) 紫外輻射的生物效應(yīng)116一、生物組織對紫外線的吸收與傳輸116二、紫外輻射對軀體的損傷117三、紫外輻射對DNA合成和復(fù)制的抑制119四、紫外輻射對蛋白質(zhì)的影響119第三節(jié) 微波和射頻輻射的生物效應(yīng)121一、機(jī)體對微波和射頻能量的吸收121二、微波和射頻輻射的熱效應(yīng)123三、微波和射頻輻射的非熱效應(yīng)125四、微波和射頻輻射對機(jī)體結(jié)構(gòu)與功能的影響126第四節(jié) 噪聲的生物效應(yīng)131一、生理影響131二、聽覺影響131三、心理效應(yīng)132第六章 遺傳毒理學(xué)134第一節(jié) 誘發(fā)突變及其形成的機(jī)理134一、誘變因素及其對DNA分子的損傷134二、以DNA為靶的突變機(jī)制138三、非靶標(biāo)效應(yīng)148四、遺傳毒性的間接機(jī)制150第二節(jié) 遺傳毒性與疾病156一、生殖細(xì)胞突變引起顯性致死和遺傳疾病156二、腫瘤158三、遺傳毒性與畸形159第三節(jié) 遺傳毒理學(xué)試驗(yàn)160一、常規(guī)試驗(yàn)系統(tǒng)160二、分子生物學(xué)技術(shù)在基因突變檢測中的應(yīng)用165第七章 污染的種群生物學(xué)效應(yīng)170第一節(jié) 污染對種群統(tǒng)計(jì)特征的影響170一、污染與種群密度和種群大小170二、污染與種群增長率172三、污染對年齡結(jié)構(gòu)的影響173四、污染對性別結(jié)構(gòu)的影響174五、污染脅迫種群的調(diào)節(jié)175六、研究種群統(tǒng)計(jì)特征的常用方法178第二節(jié) 污染對種群生活史（表型）特征的影響181一、生活史不同發(fā)育階段對污染的敏感性181二、污染對種群生活史進(jìn)程的影響182三、污染脅迫下生活史特征的資源分配183第三節(jié) 污染對種間關(guān)系的影響184一、污染對捕食的影響184二、污染對競爭的影響188三、污染對寄生的影響190四、污染對食草作用的影響194五、污染對共生關(guān)系的影響198第四節(jié) 污染與種群抗性進(jìn)化202一、抗污染變異及其生理機(jī)制203二、抗性種群的形成212三、抗性進(jìn)化的代價(jià)219第八章 污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的歸宿與效應(yīng)223第一節(jié) 污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的歸宿223一、歸宿的一般特征223二、污染物在食物鏈中的轉(zhuǎn)移——生物放大232三、污染物環(huán)境歸宿的試驗(yàn)研究方法234第二節(jié) 污染物的群落與生態(tài)系統(tǒng)效應(yīng)236一、效應(yīng)參數(shù)236二、結(jié)構(gòu)效應(yīng)237三、功能效應(yīng)240四、群落與生態(tài)系統(tǒng)效應(yīng)的試驗(yàn)研究246第三節(jié) 污染與生態(tài)系統(tǒng)演替250一、污染對水生生態(tài)系統(tǒng)演替的影響250二、污染對陸生生態(tài)系統(tǒng)演替的影響252第九章 外源化學(xué)物的分子結(jié)構(gòu)與其歸宿和毒性關(guān)系的預(yù)測254第一節(jié) 分子結(jié)構(gòu)?生物活性關(guān)系的基礎(chǔ)255一、結(jié)構(gòu)描述符255二、活性參數(shù)263三、構(gòu)建預(yù)測模型266第二節(jié) 化學(xué)物分子結(jié)構(gòu)與環(huán)境暴露預(yù)測269一、污染物的吸附269二、污染物的降解272三、污染物的生物蓄積274四、生物放大276第三節(jié) 化學(xué)物分子結(jié)構(gòu)與生物體內(nèi)歸宿預(yù)測277一、吸收277二、分布281三、代謝285四、清除286第四節(jié) 化學(xué)物分子結(jié)構(gòu)與毒性預(yù)測287一、急性毒性287二、致突變性和致癌性288三、雌激素內(nèi)分泌干擾作用290四、金屬毒性293第十章 生物性人為脅迫對生物系統(tǒng)的影響295第一節(jié) 生物入侵295一、生物入侵的概念295二、生物入侵過程297三、影響生物入侵的因素308四、生物入侵的后果312第二節(jié) 新發(fā)感染性疾病314一、新發(fā)感染病概況315二、新發(fā)感染病及其威脅317三、新發(fā)感染病發(fā)生的原因333第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因生物的生物安全344一、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品344二、轉(zhuǎn)基因?qū)κ荏w生物的影響348三、轉(zhuǎn)基因食品和飼料的安全性350四、藥用基因工程產(chǎn)品的安全性354五、轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境安全355六、轉(zhuǎn)基因生物安全性評價(jià)361第十一章 生物多樣性及其人為喪失365第一節(jié) 什么是生物多樣性365一、生物多樣性的層次365二、生物多樣性的形成370第二節(jié) 生物多樣性的分布373一、影響生物多樣性分布的自然地理因素373二、生物多樣性的關(guān)鍵區(qū)域375三、生物多樣性特豐的國家377第三節(jié) 生物多樣性的喪失379一、物種的滅絕速度379二、物種的脆弱性（vulnerability)381三、人為脅迫對生物多樣性的影響383第四節(jié) 滅絕的群落和種群生物學(xué)理論392一、島嶼生物地理學(xué)理論392二、異質(zhì)種群理論393三、最小生存種群理論395第十二章 應(yīng)用環(huán)境生物學(xué)399第一節(jié) 生物監(jiān)測399一、生物監(jiān)測的基本概念399二、生物監(jiān)測的特點(diǎn)400三、生物監(jiān)測的基本途徑、方法與技術(shù)402四、監(jiān)測生物及指標(biāo)的選擇407第二節(jié) 危害性與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)411一、危害性與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的總體程序411二、危害性鑒別412三、危害性評價(jià)412四、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)414五、風(fēng)險(xiǎn)管理414第三節(jié) 廢棄物的生物治理和污染環(huán)境的生物修復(fù)415一、廢棄物的生物處理415二、污染環(huán)境的生物修復(fù)420第四節(jié) 生物物質(zhì)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用426一、生物表面活性劑426二、生物絮凝劑431三、生物吸附劑439第五節(jié) 生物農(nóng)藥450一、定義和分類450二、特點(diǎn)及市場趨勢450三、天然產(chǎn)物生物農(nóng)藥451四、微型生物（活體)農(nóng)藥455五、天敵生物農(nóng)藥461六、轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥461第六節(jié) 生物多樣性保護(hù)462一、就地保護(hù)——保護(hù)區(qū)463二、遷地保護(hù)466三、新種群重建469四、受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)470參考文獻(xiàn)471

章節(jié)摘錄

　　自然資源（naturaIresources）是指自然界中人類可以直接獲得的用于生產(chǎn)和生活的物質(zhì)。一般可將自然資源分為不可更新資源和可更新資源兩類。不可更新資源指需要經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代才能形成的資源，如各種金屬和非金屬礦物、化石燃料等?？筛沦Y源指能在一定的時(shí)間內(nèi)再生產(chǎn)或循環(huán)再現(xiàn)的資源，如水、土地、生物等。自然資源是自然環(huán)境中能夠被人類直接利用的部分?！　o論不可更新資源還是可更新資源都是有極限的。但是，對于在人類日益增長的需求下自然資源是否會(huì)枯竭的問題卻存在完全相反的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為對地球不應(yīng)連續(xù)不斷地開采，否則資源遲早會(huì)耗竭。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為地球是一個(gè)非常大的球體，含有所有的礦物，因此人類不可能將資源耗盡，甚至廢物也可使用。這兩種觀點(diǎn)都有合理的部分。問題的關(guān)鍵不在于目前地球上的資源的多少，而在于人類如何開發(fā)利用這些資源。其中，資源開發(fā)中的科學(xué)技術(shù)水平占有舉足輕重的作用。如果人類對資源的需求量大大超過在當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平下自然界所能提供的資源數(shù)量，就將出現(xiàn)過度開發(fā)（overexploitation）。如果過度開發(fā)長期持續(xù)下去，必將出現(xiàn)資源耗盡的趨勢。事實(shí)上，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來，由于人口的迅速膨脹和工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，人類對自然資源的利用已在許多方面出現(xiàn)過度開發(fā)。就對人類及生物的生存和發(fā)展而言，過度開發(fā)所帶來的不利效應(yīng)絕不亞于污染?！　∫?、水資源的過度開發(fā)　　人類在早期對水資源的開發(fā)利用主要是在農(nóng)業(yè)、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和水能利用方面。隨著世界人口的迅速增加和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，最近幾十年以來水資源的消耗量越來越大。在水資源需求量不斷增加的同時(shí)，水資源的供應(yīng)量卻不會(huì)增加，甚至因人為污染等因素而使水質(zhì)變差，供應(yīng)量下降。由此導(dǎo)致大量水體支出大于收入而出現(xiàn)收支不平衡，使水資源的供應(yīng)與需求之間出現(xiàn)日益突出的矛盾。

圖書封面

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