生物监测利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。

生物监测的理论基础是生态系统理论。生态系统是包括生物部分（生产者、消费 者、分解者）和非生物环境部分的综合体。生物部分从低级到高级，包含有生物分子→细胞→器官→个体→种群→群落→生态系统等不同的生物学水平。污染物进人环境后， 会对生态系统在各级生物学水平上产生影响，引起生态系统固有结构和功能的变化。例 如，在分子水平上，会诱导或抑制酶活性，抑制蛋白质、DNA和RNA等的合成。在细 胞水平上，引起细胞膜结构和功能的改变，破坏像线粒体和内质网等细胞器的结构和功能。在个体水平上，对动物导致死亡，行为改变，抑制生长发育与繁殖等，对植物表现 为生长速度减慢，发育受阻，失绿黄化及早熟等。在种群和群落水平上，引起种群数量 密度的改变，结构和物种比例的变化，遗传基础和竞争关系的改变，引起群落中优势种群、生物量、物种多样性等的改变。

生物监测，正是利用生命有机体对污染物的种种反应，来直接地表征环境质量的好坏及所受污染的程度。 由于环境变化的效应从根本上是对以人为主体的生物系统的影响，因此生物监测对 环境素质的优劣更具有直接和指示作用。但由于生物监测的监测对象（生态系统）的复杂性，使生物监测的操作面临许多问题。其灵敏性、快速性和精确性等都需进一步提高。

农业环境学上： 生物监测是指利用生物对环境中污染物质的反应，即在各种污染环境下所发出的各种信息，来判断环境污染状况的一种手段，对污染物敏感的生物种类，都可以作为监测生物。

又称“生物测定”。利用生物对环境中污染的物质的敏感性反应来判断环境污染的一种手段。用来补充物理、化学分析方法的不足。如利用敏感植物监测大气污染；应用指示生物群落结构、生物测试及残毒测定等方法，反映水体受污染的情况。

生物监测工作是20世纪初在一些国家开展起来的。70年代以来，水污染的生物监测成了活跃的研究领域。1977年美国试验和材料学会(ASTM)出版了《水和废水质量的生物监测会议论文集》，内容包括利用各类水生生物进行监测和生物测试技术，概括了这方面的成就和进展。同年非洲的尼日利亚科学技术学院用远距离电报记录甲壳动物的活动电位监测烃类、油类以及其他污染物的室内试验也取得初步结果。还有人提出了以鱼的呼吸和活动频度为指标的、设在厂内和河流中的自动监测系统。国外对于植物与大气污染的关系做了很多调查研究工作，已选出一批敏感的指示植物和抗性强的耐污植物。

中国近年来在环境污染调查中，也开展了生物监测工作，例如对北京官厅水库、湖北鸭儿湖、辽宁浑河等水体的生物监测，利用鱼血酶活力的变化反映水体污染，用底栖动物监测农药污染等，都取得一定成果。在利用植物监测大气污染方面，也进行了大量研究。

生物监测指利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明污染状况，为环境质量的监测和评价提供依据。生物监测在国内外正受到越来越多的重视，我国应着重开展发挥生物监测在污染源排放监测中的先导作用、建立生物监测预警系统、研究生物监测与理化监测的关系、制定生物监测指标的环境标准等方面工作.。

生物监测方法的建立是以环境生物学理论为基础的。根据监测生物系统的结构水平、监测指示及分析技术等，可以将生物监测的基本方法大致分为四大类，即生态学方法、生理学方法、毒理学方法及生物化学成分分析法。

生物监测是环境监测的重要手段之一。运用某些对环境污染物敏感的植物可以方便快捷、实时低廉的得到环境的污染情况。具有很高的实用价值。早期的生物监测方法主要是观察生物的群落数量、形态变化、习性特征等进行定性分析如：利用细菌总数及粪便污染指示菌监测水质; Ames实验检验物质致突变性与致癌性; 通过测定水中藻类的数量来进行水质监测或物质的霉性检测。随着监测技术的不断发展和各学科的互相支持，环境监测中生物监测技术得到了迅猛的发展，衍生出了一系列高效、精确地监测技术如：基因工程技术、电泳分离纯化技术、PCR技术及DNA探针技术、酶蛋白标志物、免疫检测技术、生物传感器、生物毒性试验单细胞电泳技术等。

生物监测目前主要应用在大气和水质监测上。

利用生物对存在于大气中的污染物的反应，监测大气污染的程度和确定大气的环境质量水平，成为大气污染的生物监测。

由于植物缺乏动物的循环系统来缓冲外界的影响，且植物固定生长的特点使其无法避开污染物的伤害，所以与动物和微生物相比，植物更易遭受大气污染的伤害。因为植物对大气污染的反应敏感性强，本身位置固定又便于监测与管理，故大气污染的生物监测主要是利用植物进行监测。

大气污染物对植物的影响主要表现在：

（1）植物群落组成变化：在大气污染物的作用下，一些对污染物敏感的植物物种明显减少或消失，而耐污染的物种则逐渐成为优势种；（2）植物个体生长发育受阻：受到污染后部分个体生长缓慢、早衰、叶片变黄； （3）组织器官、细胞和细胞器、酶系统等受损：如叶片组织坏死、细胞膜和叶绿体 遭到破坏、部分酶受抑或失活。 用以灵敏指示和反映大气污染状况的植物，称为大气污染的指示植物。

较常用的大气污染的指示植物为：（1）二氧化硫污染指示植物：地衣、苔醉、落叶松、杜仲、水杉等。 （2）氟化物污染指示植物：唐营蒲、郁金香、金线草、葡萄、大蒜、苔醉、杏、 梅等。（3）二氧化氮污染指示植物：向日葵、秋海棠、番茄、烟草、柑橘、蚕豆、瓜 类等。

用于生物监测的手段很多。大气污染的生物监测手段主要有：①利用指示植物监测大气污染，主要是根据各种植物在大气污染的环境中叶片上出现的伤害症状，对大气污染作出定性和定量的判断。利用指示生物来监测，如根据颤蚓、蛭等大型底栖无脊椎动物和摇蚊幼虫，以及某些浮游生物在水体中的出现和消失、数量的多少等来监测水体的污染状况。利用污水生物系统也是监测水体污染一种常用的手段。

②测定植物体内污染物的含量，估测大气污染状况。

③观察植物的生理生化反应,如酶系统的变化、发芽率的降低等，对大气污染的长期效应作出判断。

④测定树木的生长量和年轮等，估测大气污染的现状和历史。

⑤利用某些敏感植物（如地衣、苔藓等）制成大气污染植物监测器，进行定点观测（见大气污染的生物监测）。

利用水生生物群落结构的变化来监测。水质状况发生变化，水生生物群落结构也会发生相应的改变。在有机物污染严重、溶解氧很低的水体中，水生生物群落的优势种只能由抗低溶解氧的种类组成；未受污染的水体，水生生物群落的优势种则必然是一些清水种类。在利用指示生物和群落结构监测水体污染时，还引用了生物指数和生物种的多样性指数等数学手段，简化监测的方法。

水污染的生物测试，即利用水生生物受到污染物的毒害所产生的生理机能的变化，测试水质污染的状况。这种方法可以测定水体的单因素污染，对测定复合污染也能收到良好的效果。测试方法分为静水式生物测试和流水式生物测试。

对土壤污染进行生物监测也是一种可行的途径，但国内外做的工作还不多。环境系统十分复杂，生物监测只有与物理、化学监测结合起来，才能取得更好的效果。

环境中的生物学变化与环境中的物理、化学变化是相互联系的。因此，可以通过生物的 变化来监测环境质量。与物理、化学监测方法相比，生物监测有多种优点：（1）生物监测的结果能更直接地反映出环境质至对生态系统的影响： （2）监测方法简易、监测费用低廉；（3）可以在更广的范围布置监测点； （4）可以较方便地实现连续监测。

1、环境污染问题解决过程中不可或缺的一个步骤就是环境监测。由于环境污染的程度主要是靠环境监测反映的，然而传统的环境监测方式较为浪费资源，在监测的过程中，有可能又会带来新的环境污染问题，因而目前环境监测主要采用的是生物监测方式。

2、目前矿山井下采动灾害预测与控制的监测方法都具有一定的适用范围，而目前刚研发的矿山井下采动灾害的生物监测法将能建立矿山井下采动灾害发生前、发生时与发生后的生物可能存在的表观特征或发声频率等的对应关系，并依据这种对应关系建立矿山井下采动灾害的生物监测模式。