生物的分布及其繁殖状况，通常是与生物所在地的气候条件和土壤条件等所有环境条件有着密切关系。反过来说，也可以根据生物的分布和生育状态，来判断某个地区的环境条件。这就是生物指标的概念。

生物指标是指在环境质量监视与评价中的生物学特性和参数。生物生活在各类环境中，是一种活的自动“监测器”，可综合反映环境质量的变化情况。主要生物指标包括：分类方面有指示生物、生物指数、多样性指数；现存量方面有个体数量、生物量；代谢活性方面有初级生物生产力、酶活性、残毒含量、组织病理学、生理化指标等。

生物的生长与繁衍与非生物的环境有着密不可分的联系，非生物环境影响着生物的分布与生长。非生物环境中任何一个因子发生变化，都会引发生物界产生相应的变化。这些变化，都可被用来作为了解环境状况、评价环境质量的依据。在这些相应变化中可以选择出那些对应关系强、变化显著、表观特征明显、变化特性稳定的特征变化作定量化处理，形成生物指标和生物指数用来评价环境质量状况。生物学评价有几个显著特点：①生物表现出的生物特征变化是对环境条件影响的综合反应；②生物都有其各自的生活周期，所以它所指示的是一段时间内的环境质量，是对污染状况连续的、积累性的反应；③生物评价方法容易受到污染之外的其他因素的影响；④定量描述比较困难。

植物与动物不同，不能自由移动，因此，如果是处在不适合它生长的环境条件下，它就不能生长，要是一旦定居下来，就会逐渐适应那里的环境而长期生存下去。由于这种指标简便而有效，所以多被作为该地区综合环境生物指标。不仅树种分布或树种混交以及群落等可以作为指标，包括植物体内特有的物质量和生长量，以至蒸腾量和光合作用量等生理性的反应量等，也被作为指标应用。

据考证，这些植物指标在很早以前即被人们所采用。即使在原始农业时代，人们也是根据经验从野生植物的分布和生长状况，来判断适宜耕作的土地和作物种类。随着农业和畜牧业的发展，对植物指标的知识也有所扩大，特别在19世纪以后，关于植物生理和生态方面的研究也开展起来，到了20世纪，由美国人克莱门兹把植物指标的研究进行归纳总结，取得了很大成就。

克莱门兹从实用的观点出发，把农耕地的土壤酸碱度和肥沃度作为识别土壤的指标，另外，根据气温和降水量等气象指标选择农耕地的指示植物。也可以用同样方法来鉴别宜牧地和原野荒废程度，来判断畜牧业的指示植物，以及宜林地和林地生产力，以分别确定森林的指示植物。

这种植物指标，过去主要是应用于农业和林业范围内，而近年来则运用植物指标来评价自然环境的变化，特别是用以判断城市和城市周围环境的变化。通过生物反应来掌握环境，比单纯用物理化学方法测定的环境，能更准确地把握住环境变化给人们带来的影响，并在今后能够进一步发展提高。

由于不同种类的原生动物都有其各自的生境条件，所以哪一类原生动物占优势，也就反映着相应的水质状况。也可以不用优势种，而以种群结构的情况来预报污水中污染物的近似范围。

生物指标的优点是：在采用测试仪器时，必须要测定每种因素，而利用生物指标时，可以从多方面综合地了解环境条件，很容易判断环境对生物和人的影响。不使用测试仪器即可简便地掌握广大区域内的长期环境条件。其缺点是：生物指标很难用数量表达其结论，而且偏差也比较大。由于影响的因素多，所以对结论的断定必须慎重。此外，如果不按照环境标准慎重地选择品种和群落，及其特定的反应，就不可能获得应有的效果。

⑴利用生物指标评价大气质量

植物生活在大气环境中，其生长状况及组织中所含各种元素的浓度必然受到大气污染的作用。大气中某些污染物会被植物叶片吸收，并在叶片中积累。这些特征变化可在一定程度上指示大气污染状况。植物对大气污染十分敏感，对不同的污染物有不同的反应。某些植物对某种污染物反应特别灵敏。因此。植物是大气污染程度及某种污染物在大气中浓度的良好“指示剂”。在整株植物上，植物叶片对大气污染最敏感。如氟化物、光化学反应产生的氧化剂对植物幼叶、幼芽影响最大。大气中O2含量超过0.09×10-6时，烟草叶片上普遍出现斑点等。

分析叶片中化学元素含量也可以对当地的大气质量做出反映。一般先将采集的植物叶片认真冲洗干净，然后除去叶片的水分，分析其中化学元素含量。通常，叶片中硫含量可以指示二氧化硫污染，叶片中氟、铅、镉的含量可以分别指示氟、铅、镉的污染。分析植物叶片中化学元素的含量。分析结果可以在环境管理工作中作为参考。

⑵利用水生生物指标评价水环境质量

当水体受到污染时，水生生物的生存与繁衍必然会受到一定的影响，水生生物因此必然会产生不同的反应和变化。这些反应和变化可以被我们利用作为评价水质的指标。

指示生物法是最经典的评价水质的生物学方法。其原理是根据对环境中有机污染或某种特定污染物质敏感的或有较高耐受力的生物种类的缺失或存在(以及其生长状况)，来指示其所在水体内有机物的多寡或降解程度。指示生物可以选择那些生命较长，比较固定生活于某处的生物。因为它们在较长时间内能反映所在环境的综合影响。一般静水中主要选择底栖动物或浮游生物，在流水中主要用底栖生物或者水生生物，鱼类也可作为指示生物。

大型无脊椎动物是通常应用较多的指示生物。因它们大多数移动能力不强，常较固定生活于某处，符合指示生物的要求。