什么是生物放大?

[拼音]：shengwu fangda

[外文]：bio-magnification

在生态系统的同一食物链上，由于高营养级生物以低营养级生物为食物，某种元素或难分解化合物在机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象，又称生物学放大。生物放大的结果使食物链上高营养级生物机体中这种物质的浓度显著地超过环境中的浓度。生物放大的程度，同生物浓缩、生物积累一样，也用浓缩系数来表示。

生物放大一词是就有食物链关系来说的。如不存在这种关系，机体中物质浓度高于环境介质的现象，则分别使用生物浓缩、生物积累两个名词。20世纪60～70年代初期，阐述农药或重金属的浓度在食物链上各级机体中逐步增加的事例时，不少人都把这种现象称为生物浓缩或生物积累。到1973年，才有人开始应用生物放大一词，把它同生物积累和生物浓缩的概念区分开来。后来，学者们设计了各种实验系统，包括模式生态系统，以进行生物积累和生物放大作用的研究。

最先注意到的是水生态系统中有机氯农药的生物放大现象。1966年有人报道在美国图尔湖和克拉马斯南部保护区内DDT对生物群落的污染。DDT是一种有机氯杀虫剂，易溶于脂肪而积累于动物的脂肪体内。经检验证实，通过生物放大，在小??(Colуmbsruficollis poggei)的脂肪体中，DDT的浓度竟比湖水高出76万多倍。当地生物放大现象图示如:

北极的陆地生态系统中，在地衣-北美驯鹿-狼的食物链上，也明显地存在着对137铯的生物放大现象。生物机体中的137铯的放射性强度随着营养级的提高而增大。

许多文献报道和说法使人产生了一种印象，似乎绝大多数的元素和难分解化合物在每一个水生态系统中都有生物放大现象。实际上，对于大多数元素来说，生物放大并不是一种普遍现象。至于氯烃类化合物是否在所有的水生食物链上发生生物放大现象，也存在着许多疑问。

各种生物对不同物质的生物放大作用也有差别。例如，汞和银都能被脂首鱼(Pimephales pronelas)积累，但脂首鱼对汞有生物放大作用，而对银则没有。又如在一个海洋模式生态系统中研究藤壶、蛤、牡蛎、蓝蟹和沙蚕等5种动物对于铁、钡、锌、锰、镉、铜、硒、砷、铬、汞等10种重金属的生物放大作用，结果发现，藤壶和沙蚕的生物放大能力较大，牡蛎和蛤次之，蓝蟹最小。

食物链上营养级较高的生物机体内所含元素或难分解化合物的浓度，一般说来，高于营养级比它低些的生物。但是因为处于食物链上的任何生物体内所含某种物质（例如有机氯杀虫剂）的浓度都取决于它的摄取和消除的相对速度，所以处于食物链中部的生物体内所积累的该物质的浓度，也有可能大于营养级比它高的生物，如图中无脊椎动物的浓缩系数就大于石斑鱼。

由于生物放大作用，进入环境中的毒物，即使是微量的，也会使生物尤其是处于高位营养级的生物受到毒害，甚至威胁人类健康。因此，对污染物的排放，不仅要规定浓度的限制，也要考虑总量的限制。

深入研究生物放大作用，特别是鉴别食物链对哪些污染物具有生物放大的潜力，对于探讨污染物在环境中的迁移，以及确定环境中污染物的安全浓度，都具有理论和现实意义。

参考书目

S.Ahuja，et al.，(ed.)，Progress in Analytical Chemistry， Vol.5， Chemical Analysis of the Environment and Other Modern Techniques，Plenum Press，New York，1973.A.R.Isensee，et al.，Distribution of Alkyl Arsenicals in Model Ecosystem， Environmental Science and Technology Vol.7，No.9，pp.841～844，1973.H.J.M.Bowen， Environmental Chemistry of Elements，Academic Press，new York，1979.