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，隨著人類生產(chǎn)活動向縱深發(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)實踐中的經(jīng)驗，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。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，同時注意對當(dāng)前前沿和熱點問題的討論。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存庫63三、超量蓄積現(xiàn)象64第六節(jié) 外源化學(xué)物動力學(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80一、急性毒性試驗80二、亞急性（亞慢性）毒性試驗和慢性毒性試驗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為靶的突變機制138三、非靶標(biāo)效應(yīng)148四、遺傳毒性的間接機制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160一、常規(guī)試驗系統(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制203二、抗性種群的形成212三、抗性進(jìn)化的代價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)險評價411一、危害性與風(fēng)險評價的總體程序411二、危害性鑒別412三、危害性評價412四、風(fēng)險評價414五、風(fēng)險管理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枯竭的問題卻存在完全相反的觀點。一種觀點認(rèn)為對地球不應(yīng)連續(xù)不斷地開采，否則資源遲早會耗竭。另一種觀點認(rèn)為地球是一個非常大的球體，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。　　一、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、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，水資源的供應(yīng)量卻不會增加，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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