环境污染对生物多样性的影响

环境污染对生物多样性的影响

生物多样性是人类社会赖以生存和发展的环境基础，也是当今国际社会环境和发展研究的热点问题之一。中国是全球生物最丰富的国家之一，生物物种数量约占全球的十分之一，是全球生物多样性保护的重要地区。但是由于自然、人为及制度方面的原因，中国的生物多样性正遭受着严重的损失和破坏，保护生物多样性已成为亟待解决的生态保护的头等大事。环境污染对生物多样性的影响主要表现在这三个方面：遗传多样性的丧失、物种多样性的丧失、生态多样性的丧失及生态系统复杂性的降低。随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是发展中国家，环境污染亦直接或间接对生物造成了一定的影响。

环境污染并不是一种一般意义上的环境胁迫,生物对污染的适应机制及进化格局与自然胁迫条件下的情形并不相同。环境污染是一种生态破坏! 随着研究工作的不断深入和系统化, 人们越来越发现, 环境染污引起物种丧失实质上也是一种生态破坏, 而且认为当今世界正在经历的物种大灭绝在很大程度上与全球扩散的环境污染有密切联系。以下分别在遗传、物种和生态系统水平上讨论污染对生物多样性的影响。

一、遗传多样性的丧失

遗传多样性强调的是现有种质的遗传变异库存量,它既是生物遗传变异的历史积累, 反映了生物的进化过程, 也是现有生物适应现有环境和未来未知环境的遗传基础。遗传多样性的丧失包括已有的遗传基因库的减小和新的遗传变异来源的降低。遗传变异性的丧失会导致生物对未来环境适应性的降低, 从而意味着人类进一步发展所依托的生物资源的减少。污染条件下遗传多样性水平降低可能有以下3个方面原因:

1)在污染条件下,种群的敏感性个体消失, 从而整个种群的遗传多样性水平降低;

2) 污染引起种群的规模减少, 由于随机的遗传漂变, 降低了种群的遗传多样性水平;

3)污染引起种群数量减小, 以至达到了种群的遗传学瓶颈,即使种群最后实现了完全的适应, 并恢复到原来的种群数量时, 由于建立者效应(founder effects) ,从而造成遗传来源单一, 遗传变异性的来源也大大降低。

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二、物种多样性的丧失

环境污染引起物种多样性降低的机理一般为:

1)污染物的直接毒害作用, 阻碍生物的正常生长发育, 使生物丧失生存或繁衍的能力。例如,由于农药的大量使用,在杀灭对农作物有害昆虫的同时, 也杀灭了一些对农作物有益的昆虫。

2) 污染引起生境的改变, 使生物丧失了生存的环境。例如,昆明滇池从50年代到90年代,由于水体污染导致富营养化,高等水生植物种类丧失了36%, 鱼类种类丧失了25%,整个湖泊的物种多样性水平显着降低,生态系统的结构趋于单一。

3)污染物在生态系统中的富集和积累作用, 使食物链后端的生物, 难以存活或繁育。以美国长岛河口区生物对DDT的富集为例, 该地区大气中的DDT含量为3×10- 6mg/kg, 其中溶于水中的更微乎其微。但水中浮游生物体内的DDT含量为0. 04mg/ kg, 富集系数为1. 3万( 以大气中DDT 含量作基数); 浮游生物为小鱼所食, 小鱼体内DDT 增加到kg, 富集16. 7万倍; 其后小鱼为大鱼所食, 大鱼体内DDT浓度增加到2mg/ kg, 富集系数为833万;海鸟捕食鱼, 其体内DDT增加到25mg/kg, 富集系数高达858万。从这个例子可以看出, 空气和水中的DDT 含量很低, 但在生态系统中由于通过食物链逐级富集, 使处于食物链后端的鸟类体内DDT含量大增,导致中毒或死亡。在污染引起物种多样性丧失的研究中,除了应了解物种总的数量动态变化外, 还应注意不同物种对于污染的耐性或抗性水平不同, 从而在同样的污染条件下, 幸存的物种还具有一定的区系或种属特点。一般来说,广域分布的物种生存的机会

大于分布范围窄小的物种;草本植物生存的机会大于木本植物; 生活史中对生境要求比较严格的物种一般难以抵抗污染环境,如两栖类和部分爬行动物。

三、生态系统多样性的丧失

环境污染往往导致生境的单一化,从而造成生态系统多样性的丧失。例昆明滇池地区, 伴随富营养化的发展, 湖滨地带的生物圈层几乎全部丧失。比较突出的是森林生态系统, 例如加拿大北部针叶林在二氧化硫污染作用下,退化为草甸草原;北欧大面积针阔混交林在二氧化硫污染下, 退化为灌木草丛。

四、生态系统复杂性降低

污染导致生态系统复杂性降低主要表现为生态系统的结构趋于简单化, 食物网简化,食物链不完整;生态系统的物质循环路径减少或不畅通, 能量供给渠道减少, 供给程度降低,信息传递受阻。导致生态系统复杂性降低的原因主要表现在2个方面, 一是污染直接影响物种的生存和发展,从根本上影响了生态系统的结构和功能基础; 二是污染大大降低了初级生产, 从而使依托强大初级生产量才能建立起来的各级消费类群没有足够的物质和能量支持,生态系统的结构和功能趋于简单化。