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[生物工程]地质科学创新领域——生物地质环境学 —、生物与环境任何生物一旦诞生，为了完成其生命过程，须臾也不能脱离它所在的环境。对于一个具体的生物而言，它周围的所有因素都是它的环境。如光照、温度、空气中的O2、CO2、湿度、水分、土壤、各种营养元素，以及其它的各种生物，还有影响该生物存在的人类活动，等等。 生物与环境的关系不是单向的，而是双向互动的。即，不但环境给生物提供生存条件；反过来，生物的存在也会给环境产生某些变化。如森林的存在，可以改善气候、涵养水土、保护野生动物；而毁林开荒，可造成水土流失、土地沙化、气候恶劣、生态环境破坏，物种丧失，最终危害到人类自身的生存。 不同环境对生物产生不同影响：适宜的环境对生物产生好影响，促使其良性生长发育；恶劣环境则产生不良影响，妨碍它正常生长发育。环境不仅影响生物的当代，而且会胁迫生物改变自身的性状，为适应环境产生变异，并将此变异带到遗传基因中去。所以说，任何一种实际存在的生物所表现的形式，都是环境影响的结果。 在环境影响生物这一领域中，学术界传统观点多侧重于地表生态因子（光、热、水、气）对生物的影响，而忽略了地质环境因子（如地质作用、地质构造、地球化学、地球物理等）的影响。 生态学是专门研究生物与其周围环境的科学。生态学提出了生态因子的概念以区别于环境因子，即：生态因子是环境因子中对生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体以外的全部因子。 生态因子极其复杂多样，可归纳为五类：1.气候因子：如温度、湿度、光、水、风、气压和雷电等；2.土壤因子：包括土壤、土壤有机和无机成分的理化性质以及土壤生物等；3.形因子：如地面起伏、山脉坡度、阴坡或阳坡、海拔高度和经纬度等；4.生物因子：生物之间的捕食、寄生、竞争和互惠共生等；5.人为因子：人类活动对生物的影响。 由上可见，包括生态学在内的讨论生命与环境的学科，多侧重于环境中地表生态因子（光、热、水、气等）对生物的影响，而忽略了地下生态因子，即由地质环境决定的各种因子对生物的重要影响。只有包括了地貌、土壤、矿质元素、岩石类型等地质环境因子，才能完整地代表生物与环境的全部关系。 二、生物与地质环境生物与其生存的地质环境统一进行研究的思想在20世纪初即已萌发。1910年，A.R.华莱士指出，地壳变动是生物进化的诱因和冲动力，其中化学元素含量的变化是根本的动因。1916年起，В。И。维尔纳茨基多次指出，有机体化学元素和地壳的化学元素之间有着不可分割的联系。生物的出现不是地壳外部的偶然现象，而是地壳发展的必然产物。被有机体同化了的矿物质的量变，必然导致积累这些元素的有机体的质变。因此，有机体引起的生物环境的化学变化，必然导致有机体的质变，促进生物的进化。 1927年，В。И。维尔纳茨基提出“生物圈”的概念，将其与地球表层的气圈、水圈、岩石圈相提并论。他认为，生物圈是指有机体及其存在环境的总和。 生物地球化学研究认为，生物有机体（含人类）并非什么超自然的特殊物质，而是由地壳无机物长期演化的产物。生物在其漫长的演化进程中，通过新陈代谢，与环境交换物质，并通过变异、遗传等过程建立了动态平衡。 1938年，А。П。维诺格拉多夫在他提出的“生物地球化学省”这一概念中认为，由于地壳表层不同地区地球化学元素含量不同，因而引起地方植物群和动物群的不同生物反应，在极端情况下（某些重要元素的显著不足或过剩），会产生生物地球化学病。显而易见，这一概念应包括人类。 因地质环境所致的地方病例不胜枚举。如全球性的，北半球灰化和草甸土——灰化土壤带，从美国边境经欧洲（德国、荷兰、丹麦、波兰）过波罗的海沿岸国家到莫斯科近郊，延至乌拉尔，然后再经西伯利亚到达泽雅，由于缺乏碘、铜、钴、钙而产生的动植物和人的甲状腺肿、缺钴病、脆骨病、贫血病等。又如，严重危及人民健康的克山病（心肌衰竭病），呈对角线状分布在我国自黑龙江到云南的十多个省区。 1954年，А。П。维诺格拉多夫在对6000多种动物和植物化学分析的基础上，获得了元素在有机体中分布的资料。随后，于上世纪60年代初，他和Д。П。马留加又公布了元素在岩石圈、土壤和地表植物中丰度比较的资料。1975年，J.J.康纳和H.T.沙克立特根据美国147个景观单元，8000多个岩石、土壤、植物及蔬菜样品的分析结果，得出了美国大陆岩石、土壤、植物及蔬菜中48种元素的地球化学背景值。 以上研究不仅提供了详细丰富的资料，更可贵的是在生物与地质环境的地球化学联系方面给人以深刻的印象。 更为全面系统研究生物与地质环境关系的当属Б。Б。波雷诺夫和А。И。彼列尔曼等（1944～1946），他们创建的《景观地球化学》认为，存在于地球表面任一地区之内的各种自然因子（气候、地质、地貌、土壤、水文和动植物等）是一个有着紧密联系且又互相制约的统一体，即地球化学景观。景观中最主