关于化学地理生物效应介绍

[拼音]：huaxue dili shengwu xiaoying

[外文]：effect of chemical geography on organism

生物对地理环境的化学属性影响的反应。亦即化学地理环境对生物的生长、发育、健康、遗传变异、物种选择以至生命起源和生物演化的影响。

生物为了维持其生命过程，要从周围环境中获得必需的物质和能量。到目前为止，人们已发现25种元素是生物所需的，其中11种为大量元素:K、Na、Ca、Mg、C、H、O、N、S、P、Cl；14种为微量元素：Fe、Cu、Mn、Zn、Co、Mo、Cr、Sn、V、Ni、Se、I、F、Si。另外，B为植物所必需。生物与环境之间进行着经常不断的化学物质的交换和代谢过程。化学元素与维生素酶、激素等有机营养素不同，不能在生物机体内制造，主要决定于体外环境的输入。因此，生物和环境间的化学物质交换和代谢过程构成了化学地理环境对生物发生影响的基础。地表化学元素的分布是不均匀的，在化学地理异常的地区，环境和生物间元素交换和循环的性质和强度发生改变，可能引起生物体内某些功能的变化。生物的正常生长和发育以及生物活性物质的正常合成，只有在环境和生物体内的生物必需元素具有一定浓度才有可能。英国E.I.汉密尔顿等人发现除生物的结构元素C、H、O、N和地壳的结构元素Si等以外，人体组织（特别是血液）中元素的平均含量和地壳中这些元素的平均含量有明显相关性。这反映出化学地理环境与生物有密切的化学联系。

化学地理生物效应的主要表现方式有3种。

（1）在地理环境中某种化学元素一定浓度的影响下，生物本身发生变异，其化学元素组成也发生变化。这种方式称为生态效应。生物对某些化学元素有富集作用。生物富集作用包括两种不同的类型:一是被动富集型，即由于地理环境富含某种元素，使生物体在不同程度上富集这种化学元素，如Ni、Cu、Zn等常表现出此种特性，Se在一定程度上也属这类元素。二是主动富集型，这主要由于生物本身的生物学特性所决定。一般是某个种或属惯于富集某种化学元素，它们比生长在同样地理环境中的其他种或属具有更强的富集能力。主动富集型往往由被动富集型产生，这是生物对地理环境化学元素浓度长期适应而发生变异的结果。生物对环境元素浓度适应而产生的生态型、形态型、变种等一般不具有遗传性，但在有些情况下也能变异到具有遗传性，从而使富集某种元素成为某一种或属的特征。

（2）化学地理异常引起生物患地方病，此种方式称为疾病效应。疾病效应是生态效应的一种极端状态。由于地理环境中化学元素含量的异常，使生物体内的化学元素平衡受到破坏，出现机体病理改变而罹患生物地球化学地方病。

（3）化学地理环境对生物分布的影响称为地理分布效应。地球上许许多多的生物种只出现在一定的地理环境条件下，这不仅受地理环境的物理、生物因素限制，而且受地理环境的化学因素限制。例如，地理环境含盐度、酸碱度以及某些元素的浓度往往是限制生物（特别是植物）分布的重要因素。

在上述效应中，最引人关注的是疾病效应。因为它一方面直接影响到农牧业生产的产量和质量，如常量肥料和微量元素肥料的不足是限制农作物产量的最重要因素之一，环境I、Cu、Co、Se等元素缺乏，使牲畜相应罹患多种动物地方病，大大影响牲畜产量和质量；另一方面，由于化学地理异常，使人受到因地理环境缺少或富含某种元素引起的地方病的危害。据60年代世界卫生组织估算，全世界由于环境缺碘而患地方性甲状腺肿的患者有 2亿人。随着科学技术和经济的发展，地理环境污染引起的公害病以及对人类健康的潜在威胁，更为人们所关注。因此，改良异常化学地理环境、控制元素生态传输量是限制不利的化学地理生物效应、消除生物地球化学地方病的有效途径。