什么是大气污染指示生物?

[拼音]：daqi wuran zhishi shengwu

[外文]：indicator organism for atmospheric pollution

对大气污染反应灵敏，用来监测和评价大气污染状况的生物，包括大气污染指示植物和大气污染指示动物。

19世纪中期，就有人注意到城市中地衣植物逐渐消失，在烧煤的烟囱附近，植物叶片出现“病斑”，后发现这与空气污染有关，并认为可利用植物来监测和评价空气污染状况。到20世纪40～50年代，空气污染日趋严重，对指示植物的研究也进一步开展起来。70年代初，中国也开始了这方面的工作，例如用唐菖蒲(Gladiolus gandavensis)等指示植物监测大气的氟化物污染；分析加拿大白杨(Populus canadensis)、悬铃木 (Platanus orientalis)等植物叶片的氟和硫的含量来监测较大范围大气中的氟化物和二氧化硫 (SO2)的污染； 测定刺槐（Robinia pseudoacacia）、 皂角(Gleditsia sinensis)等植物叶片中铅、镉等的含量以监测大气中的重金属污染等。同时，选择出适合于一些地区应用的指示植物，如金荞麦(Fagopуrum cуmosum)等。

植物生长发育与周围环境有密切的联系，环境条件的变化、生态平衡的破坏都会在植物体内以某种形式表现出来。大气受到污染时，敏感的植物反应最快，最先发出污染信息，如出现污染症状，生长发育受阻，生理代谢过程发生变化和污染物在体内发生积累等。人们可以根据植物发出的各种信息来判断大气污染的状况，对大气质量作出评价。

指示植物对大气污染的指示作用主要表现在四个方面：

（1）能够综合反映大气污染对生态系统的影响强度。这种影响强度一般是无法用理化方法直接进行测定的。大气受到多种污染物复合污染时，一些污染物之间会发生协同作用，使它们的影响比它们各自单独的影响强烈；有时则产生拮抗作用，其影响要比它们各自的影响微弱。这些影响只有通过对生物各种反应进行观察、分析和测定来了解。

（2）能较早地发现大气污染。植物对大气污染的反应比人敏感得多，人在SO2浓度达1～5ppm时才能嗅到，接触3～10ppm超过8小时，才对健康有影响；而一些植物接触0.5ppm，在2～4小时内就会出现伤害症状。因而利用植物能及时发现污染，尽早防治。

（3）能检测出不同的大气污染物。不同污染物会使植物的叶片出现不同的受害症状。SO2污染常使叶片的脉间出现有色的斑点或漂白斑；氟污染常使叶片的顶端和边缘出现伤斑，受害组织与正常组织之间有明显的界线；臭氧引起的典型症状是叶表面近小叶脉处产生点状或块状伤斑，因为栅栏组织对臭氧敏感，所以症状大多出现在上表面；受到过氧乙酰硝酸酯(PAN)急性危害后，大部分双子叶植物在叶片背面出现玻璃状或古铜色伤斑。

（4）能反映一个地区的污染历史。通过对植物进行年轮生长量的分析以及测定积累在植物体内的污染物的数量，能够推测过去的污染状况和污染的历史，对大气质量做出回顾评价。

大气污染指示植物应具备的条件是：对污染物敏感；受污染后的症状明显；干扰症状少；生长期长，能不断萌发新叶；栽培管理和繁殖容易；并尽可能具有一定的观赏或经济价值，以起到美化环境和监测环境质量的双重作用。指示植物可以通过人工熏气试验、污染地区的植物调查、污染区栽培比较试验和叶片浸蘸等方法进行筛选。那些最易受害、反应最快的植物便是敏感植物。较常用的指示植物如下：

SO2污染指示植物──紫花苜蓿(Medicago sativa)、荞麦(Fagopуrum esculentum)、金荞麦、芝麻(Sesamu mindicum)、向日葵(Helianthus annuus)等；

氟化氢(HF)污染指示植物──唐菖蒲、郁金香(Tulipa gesneriana)、金荞麦、小苍兰(Freesia refracta)、 杏(Prunus armeniaca)、葡萄(Vitis vinifera)等；

臭氧(O3)污染指示植物──烟草(Nicotiana tabacum)、矮牵牛 (Petunia hуbrida)、光叶榉 (Zelkova serrata)、牵牛花(Pharbitis nil)等；

乙烯(C2H4)污染指示植物──芝麻、香石竹(Dianthus fragrans)、番茄(Lуcopersicum esculentum)等；

PAN污染指示植物──早熟禾(Poa annua)、矮牵牛、菜豆(Phaseolus vulgaris)等。

此外，地衣对大气污染也很敏感，在SO2年平均浓度为 0.015～0.105ppm时就无法生存。但是它对污染的反应缓慢，适于监测浓度低、时间长的污染。

利用生物特别是利用植物指示大气污染的优点是：指示植物种类多，取材容易，监测方法简单，费用低廉并能美化环境；它可以在一个较大的范围内，长期地观察污染的积累性影响。缺点是：环境条件的变化和植物本身生长发育的状况都会影响植物对污染的敏感性，使结果出现误差；在污染严重时，植物本身还会受害致死，失去继续监测的能力等。

利用指示植物监测大气污染的方法见大气污染的生物监测。

动物对大气污染的敏感性一般比植物低，而且动物活动性大，在环境质量恶化时会迁移回避，因此，通常不大用来指示或监测大气污染。但是有些小动物对一氧化碳(CO)的反应比人和植物灵敏得多。例如金丝雀、鼷鼠、麻雀、鸽子和狗等可用来作为CO的指示动物。狗的嗅觉特别灵敏，经过训练可以用来监测煤气管道漏气和CO污染源。

近年来，一些动物生态学家提出以小动物分布的多样性指数来指示大气污染。他们用灯光诱捕昆虫，统计一定时期内捕集到的昆虫种类和个体的数目，求出多样性指数，用以表示大气污染程度。

参考书目

松中昭一：《環境污染と指標生物》，朝倉书店，東京，1979。B.W.Ferry et al.，Air Pollution and Lichens，The Athlone Press， University of London， 1973.

参考文章

大气污染指示生物知多少？生态安全

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