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环境污染与人群健康　 ? 第一节 生态系统与环境污染 一、生态系统和生态平衡 生态系统 　　地球自然环境根据其基本组成，可以划分为五个自然圈即气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。生物圈是指适宜于生物生存的地球表层。它的范围是从海平面以下大约11公里(太平洋最深处)到海平面以上大约10公里的高空。这个范围包括了大气圈下层和岩石圈上层，以及整个的水圈和土壤圈。地球上的一切生物，其中包括人类，都是生活在生物圈内。生物和人类是地壳物质发展到一定阶段的产物，并且构成了不可分割的系统。这种生物群体与其周围的环境依次进行着能量流动和物质循环，共同组成的平衡系统，称为生态系统(ecosystem)。生态系统可大可小，小至一滴水，大至湖泊、海洋、一片森林、一个村落、一座城市、一个岛屿，这些都可看成是一个生态系统。因此，生态系统是一个广泛概念。生物圈本身实际上就是一个非常精巧而又非常复杂的巨大生态系统，它是由许多大大小小的生态系统所组成。 　　生态系统是由四种基本要素组成： 　　（1）生产者 主要是绿色植物。凡能进行光合作用制造有机物的植物，包括单细胞的藻类，均属于生产者。生产者利用太阳能或化学能把无机物转化为有机物，把太阳能转化为化学能，不仅供自身生长发育的需要，而且是其他生物类群以及人类食物和能源的供应者。 　（2）消费者 主要是动物。直接以植物为食的草食动物叫一级消费者；以草食动物为食的肉食动物叫二级消费者；以二级消费者为食的动物叫三级消费者，依次类推，则使食物能量从值物中的来源通过一系列有机体进行转移。一种生物以另一种生物为食，另一种生物再以第三种生物为食，彼此形成一个以食物联结起来的链锁关系，称为食物链(food chain)。消费者通过食物链传递能量，同时环境中的污染物，也可通过食物链进行传播和富集。 　　（3）分解者 主要指各种具有分解能力的微生物，如细菌、真菌等。分解者在生态系统中的作用是把动、植物尸体分解成简单的化合物，再重新供生产者利用。 　　（4）无生命物质 主要指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物和各种自然因素，如阳光、水、大气等。 　　以上四个部分构成一个有机的统一整体，相互之间沿着一定的途径，不断地进行着物质交换和能量流动，在一定条件下保持着暂时的相对平衡。 　　太阳辐射能是生物圈内各种生命活动的主要能源。一切生物都要消耗能量，方能维持生命。能量的流动主要依靠食物为传送带。由生产者转给消费者，再由消费者转给分解者。分解者将动植物尸体分解，将复杂的有机物转变为简单的无机物，在分解过程中把有机物贮存的能量释放到环境中去。各级生物的呼吸作用也要消耗部分能量。生态系统中能量的流动是单向流动，由高级到低级，由集体到分散，在流动中能量逐级降低，大部分能量都转变为热能而不能回收。 生命的维持除了需要能量以外，还依赖许多化学物质。生态系统内的能量流动必然与物质循环相结合。化学物质在生态系统的各个组分之间的循环流动称为物质循环。各种化学物质通过空气、水、土壤、食物等介质，以吸入、食入、接触渗透等方式进入生物体内，参予新陈代谢，经机体充分利用后，最后复归于环境。自然界的主要元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫等，它们也都是构成生命有机体的主要物质，约占体内组成的97％。每个生态系统都有自身的物质循环。自然界中最基本的物质循环是水循环、碳循环、氮循环和氧循环。生命的维持主要靠这几个循环。水循环是海洋、湖泊、江河和大地上的水通过蒸发进入大气层，然后通过降水回到地面，再流入江河、湖海。碳循环是二氧化碳通过植物的光合作用转化为氧和碳化合物，动物吃这些碳化合物，一部分通过氧化作用产生能量而呼出二氧化碳，一部分从排出的粪便返回到土壤，一部分储存于体内，死亡后返回到土壤。回到土壤的碳化合物，经细菌、真菌的分解和氧化作用，又成为二氧化碳回到大气，再参加光合作用。氮循环是植物从土壤中吸收硝酸盐等含氮分子，在体内与复杂的含碳分子结合生成各种氨基酸。后者经合成生成蛋白质。动物吃了这些蛋白质构成体内组织的一部分。动物死后，蛋白质回到土壤，经微生物分解转化为硝酸盐类和氨基酸，再被植物吸收。氧循环比较复杂，大气中的氧是由光能在光合作用中分解水分子而产生的，它是维持生命所必需的元素。动物吸入氧气，与体内的碳化合物氧化，转化为能量，排出二氧化碳。 生态平衡及失调 　　任何一个生态系统，都有其一定的生物群体和生物栖居的环境，并进行着物质交换和能量流动。在一定条件下，生态系统各部分的结构和功能均处于相互适应与协调的动态平衡之中，称生态平衡(ecological balance)。这种平衡是动态平衡。当生态系统受到外界干扰时，平衡会受到影响，但生态系统可以依靠自身能力，通过调节又恢复其平衡。例如，生态系统受到污染后，破坏了原来的平衡，但生态系统可