生態熱力學

『壹』 什麼是生態化

生態化是指按照生態規律進行「末端治理」。這包括幾層含義：一是更好地運用「回相答生相剋」的生態規律，進行湖泊富營養化治理。隨著生活和農業面源污染問題的日益突出，我國水體富營養化問題的治理顯得十分迫切。按照熱力學第二定律，農葯、化肥等物質稀釋到湖水中是熵增過程，而富集起來則是逆熵，因而需要能量投入。另一方面，水葫蘆等水生植物具有富集水中營養元素的能力。因此，可以通過發展「水葫蘆」產業，解決湖泊水體的富營養化問題。將水葫蘆收集起來生產有機肥，上海已有成功的實踐，可以推廣。二是用生態方法，包括氧化塘、土壤滲透等，進行一般污水的處理。三是垃圾處理、水處理產業的生態化。垃圾和水處理還會帶來二次污染問題，如水處理後的大量污泥問題必須進行綜合治理。總之，通過採取綜合性措施治理污染，以最小的經濟投入收到盡可能好的環境保護績效。

『貳』 如何用熱力學知識解釋全球變暖

全球變暖不是一個簡單的熱力學問題，地球不是一個封閉系統，更加不是一內個絕熱系統，因此不容能用簡單的熱力學系統來考慮問題，例如樓下說的熵增。
地球對於能量來說，是一個開放系統，地表吸收太陽短波輻射，然後放出紅外長波輻射給大氣，是大氣能量的主要來源，大氣吸收太陽短波輻射和地面長波輻射之後，釋放出大氣長波輻射，其中一部分釋放回太空，一部分返回地面，這就是地球大氣的保溫過程，也就是溫室效應。如果沒有溫室效應，地球上不可能有生物存在。隨著化石燃料燃燒排放過多的二氧化碳，溫室效應增強，但是地球有多種機制平衡溫室效應，例如雲頂的反射，沙塵的作用。溫室氣體排放不會造成酸雨，造成酸雨主因是化石燃料中含有的硫化物在燃燒過程中產生的二氧化硫。隨著溫室效應增強，全球變暖，大氣水循環會更加劇烈，會有更多的水分到達乾旱地區，如果沒有人為破壞，植被覆蓋是會增加的，例如是侏羅紀比現在要溫暖的多，植被覆蓋也要好得多。

『叄』 熱力學第一第二定律和生態經濟學有什聯系

熱力學第二定律是熱力學的基本定律之一。它是關於在有限空間和時間內，一切和熱運動有關專的物理、化學過程屬具有不可逆性的經驗總結。1942年法國工程師薩迪·卡諾提出了卡諾定理，德國人克勞修斯（Rudolph Clausius）和法國人開爾文（Lord Kelvin）在熱力學第一定律建立以後重新審查了卡諾定理，意識到卡諾定理必須依據一個新的定理，即熱力學第二定律。他們分別於1850年和1851年提出了克勞修斯表述和開爾文表述。這兩種表述在理念上是相通的。 1。克勞修斯表述：熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。即在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉移，而不能由低溫物體自動向高溫物體轉移，也就是說在自然條件下，這個轉變過程是不可逆的。要使熱傳遞方向倒轉過來，只有靠消耗功來實現。2。開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變為有用功而不產生其他影響。 開爾文表述還可以表述成：第二類永動機不可能造成。 永動機是不需外界輸入源、能量便能夠不斷運動的機械。因為熱的本質乃粒子運動時所產生的能量，換言之，沒有外界輸入能源、能量，粒子最終都會慢慢的停頓下來，繼而不再產生熱能。

『肆』 名詞解釋：生態系統

由生物群落及其生存環境共同組成的動態平衡系統。生物群落由存在於自然界一定范圍或區域內並互相依存的一定種類的動物、植物、微生物組成。生物群落內不同生物種群的生存環境包括非生物環境和生物環境。非生物環境又稱無機環境、物理環境,如各種化學物質、氣候因素等；生物環境又稱有機環境，如不同種群的生物。生物群落同其生存環境之間以及生物群落內不同種群生物之間不斷進行著物質交換和能量流動，並處於互相作用和互相影響的動態平衡之中。這樣構成的動態平衡系統就是生態系統。它是生態學研究的基本單位，也是環境生物學研究的核心問題。
種類 自然界的生態系統大小不一，多種多樣。小如一滴湖水、培養著細菌的平皿、小溝、小池、花叢、草地，大至湖泊、海洋、森林、草原以至包羅地球上一切生態系統的生物圈。按類型則有水域的淡水生態系統、河口生態系統、海洋生態系統等;陸地的沙漠生態系統、草甸生態系統、森林生態系統等等。此外，按由來又可分為自然生態系統（如極地、原始森林）；半人工生態系統（如農田、薪炭林、養殖湖）以及人工生態系統（如城市、工廠、礦區、宇宙飛船和潛艇的載人密封艙）。
能量流動 生態系統的結構具有實現生態系統的能量流動和物質循環的功能。每個生態系統都有自己的結構以及相應的能量流動和物質循環的方式和途徑。地球上無數的生態系統的能量流動和物質循環匯合而成生物圈的總的能量流動和物質循環。整個自然界就是在這能量流動和物質循環的過程中不斷地變化和發展。
生物有機體為了進行代謝、生長和繁殖都需要能量；一切生物所需要的能源歸根到底都來自太陽能。太陽能通過植物的光合作用進入生態系統,將簡單的無機物(二氧化碳和水)轉變成復雜的有機物（如葡萄糖）,即轉化為貯存於有機物分子中的化學能。這種化學能以食物的形式沿著生態系統的食物鏈的各個環節，也就是在各個營養級中依次流動。在流動過程中有一部分能量要被生物的呼吸作用消耗掉,這種消耗是以熱能形式散失的;還有一部分能量則作為不能被利用的廢物浪費掉。所以處於較高的各個營養級中的生物所能利用的能量是逐級減少的。可見，生態系統中的能量流動是單方向的，是不能一成不變地被反復循環利用的。一般來說，食物的化學能在各個營養級流動時，其有效率僅為10％左右。
生態系統能量流動的單向性可用生態金字塔的圖示表示。生態金字塔分為數量金字塔（以生物個體的數目為單位繪圖），生物量金字塔（以生物有機體的重量為單位）和能量金字塔（以單位時間、單位面積或體積所積累的能量為標准），下面引用的是1959年E.P.奧德姆所提出的關於生態系統的理想模式圖。這個生態系統可歸結為一簡單食物鏈：苜蓿→牛犢→小孩。其生態金字塔的圖式中，A為理想生態系統的數量，B為生物量,C為能量。如果一個小孩一年內僅以牛犢為食,則需4.5頭牛犢，這樣就需種4公頃的苜蓿喂養牛犢。
物質循環 生物有機體約由 40餘種化學元素組成，其中最主要的是碳、氮、氫、氧、磷、硫。它們來自環境，構成生態系統中的生物個體和生物群落，並經由生產者（主要是植物）、消費者（動物）、分解者（微生物）所組成的營養級依次轉化，從無機物→有機物→無機物，最後歸還給環境，構成物質循環。物質循環和能量流動不同，前者在生態系統中周而復始地運行，能被反復利用。
生產量 生態系統中某一營養級在單位時間內所產生的有機物總量稱為總生產量。總生產量減去由呼吸作用而消耗的有機物的重量稱為凈生產量。綠色植物（生產者）的生產量為第一性生產量，其他營養級（消費者、分解者）的生產量則是第二性生產量。目前研究得較充分的是第一性生產量。各種生態系統的第一性生產量舉例如下：公海和沙漠生態系統的生產量最低，每晝夜約為0.1～0.3克／米²;高山、海塗和深湖泊生態系統的生產量約為每晝夜0.5～3克／米²;森林、淺湖泊和灌溉農田生態系統的平均生產量每晝夜約為3～10克／米²；河口海灣、沖積平原的植物區系和集約程度高的農田（如甘蔗田）生態系統的生產量最高，每晝夜約為10～20克／米²。生態系統的生產量取決於太陽能的強度,水和營養物質的存在量，氣候條件以及生態系統利用現有物質的能力等因素。施肥、灌溉、耕作等雖能增加生產量,但如果採取的措施超過了生態系統的負荷能力，也會帶來污染或破壞物質循環而引起不良後果。
信息傳遞 生態系統的信息傳遞在溝通生物群落與其生活環境之間、生物群落內各種群生物之間的關繫上有重要意義。生態系統的信息包括營養信息、化學信息、物理信息和行為信息。這些信息最終都是經由基因和酶的作用並以激素和神經系統為中介體現出來的。它們對生態系統的調節具有重要作用。
調節能力 生態系統具有自動調節恢復穩定態的能力。系統的組成成分愈多樣，能量流動和物質循環的途徑愈復雜，這種調節能力就愈強；反之,成分愈單調,結構愈簡單，則調節能力就愈小。然而這種調節能力也有一定的幅度，超過這個幅度就不再能起調節作用，從而使生態系統遭到破壞。使生態系統失去調節能力的主要因素有三種：一是種群成分的改變。例如由於人類的干預，使一種控制草食動物的肉食動物消失，從而引起草食動物大量繁殖，最後可導致草原生態系統的破壞。單一種植業的農田生態系統也正是由於缺乏多樣性而易受昆蟲破壞。二是環境因素的變化。例如湖泊富營養化可使水質變壞，同時由於藻類過度生長所產生的毒素，以及由於藻類殘體分解時消耗大量的溶解氧，使水中溶解氧大大減少，從而又會引起魚類及其他水生生物死亡。三是信息系統的破壞。例如石油污染導致回遊性魚類的信息系統遭到破壞，無法溯流產卵，以致影響回遊性魚類的繁殖，從而破壞了魚類資源。
研究生態系統的自動調節能力，能為人類制訂環境標准和對環境實行科學管理提供依據。
生態演替 在同一環境內，原有的生物群落可暫時或永久消失，而由新生的群落所代替，這種交替現象稱為生態演替或生態消長。新生的生物群落在其發展初期具有生長迅速的特點：生產量（P）與呼吸量（R）的比值(P/R)高，凈生產量高，食物鏈短，缺少多樣性,生物個體小，穩定性低。這種生物群落在發展趨於成熟時則顯示下列特點：生物量(B)與呼吸量的比值(B/R)高，食物鏈發展成為復雜的食物網，凈生產量低，富於多樣性，穩定性高。這就是說,當生態系統趨於成熟和穩定時,其能量流動由供應生產轉為供應維持（由呼吸作用體現）。
現存的生態系統是自然歷史發展、演替的產物，今後它還會隨著時間的變遷而發生變化。生態演替主要由於生物（包括人類）的行為所引起，物理環境雖然可以影響生態演替，但並不是導致演替的原因。因此人類都必須考慮自己的一切活動對生態系統所起的影響

『伍』 生態體系的概念

也叫生態系統，指在自然界的一定的空間內，生物與環境構成的統一整體，在這個統一整體中，生物與環境之間相互影響、相互制約，並在一定時期內處於相對穩定的動態平衡狀態。
生態系統的范圍可大可小，相互交錯，最大的生態系統是生物圈；最為復雜的生態系統是熱帶雨林生態系統，人類主要生活在以城市和農田為主的人工生態系統中。
生態系統的組成成分:非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。其中生產者為主要成分。不同的生態系統有：森林生態系統、草原生態系統、海洋生態系統、淡水生態系統（分為湖泊生態系統、池塘生態系統、河流生態系統等)、農田生態系統、凍原生態系統、濕地生態系統、城市生態系統。 其中，無機環境是一個生態系統的基礎，其條件的好壞直接決定生態系統的復雜程度和其中生物群落的豐富度；生物群落反作用於無機環境，生物群落在生態系統中既在適應環境，也在改變著周邊環境的面貌，各種基礎物質將生物群落與無機環境緊密聯系在一起，而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒涼的裸地變為水草豐美的綠洲。生態系統各個成分的緊密聯系，這使生態系統成為具有一定功能的有機整體。
生物與環境是一個不可分割的整體，我們把這個整體叫生態系統。

『陸』 熱力學第二定律在生態系統中表現為

朋友，指的是生態系統的能量冗餘。

『柒』 生態系統循環 的基本定律是什麼

1，物質不滅定律：物質既不能憑空產生，也不會憑空消失，它只能在物體之間轉移，或者在不同狀態（物質三態：固淤氣態）中轉化。在物質的轉移和轉化中，物質的總量不變（守恆）。

2，能量守恆定律：能量既不能憑空產生，也不會憑空消失，它只能在物體之間轉移，或者在不同形式中轉化。在能量中轉移和轉化中，能量的總量不變（守恆）。

這兩個定律，與其說出於物理研究，不如說出於人類對哲學的思考。當人類開始進行抽象的思維活動，也就開始了脫離動物界的進程。

人類一旦開始思考，困擾人類的最大問題就是"生與死"的問題。人類可以很愉快地接受新生和生活，卻非常不願意接受疾病和死亡。在生與死的問題上，人類經常要面臨重大的心靈沖擊。

不管如何想不通，人類的群體每隔一段時間，就要接受一個個體死亡的殘酷事實。尤其在獰獵活動的過程中，一個活生生的人，突然間，說沒有就沒有了，怎麼會這樣呢？

循著這樣的思維切入點，發生了嚴重的分歧。一個方向是強調物體可以消亡，但物質不滅，這個方向產生唯物論。另一個方向強調生命力，靈魂在維持生命力。新生就是靈魂進入了物質，死亡就是靈魂離開了物質。但是靈魂從哪來，到哪去？總量會不會發生變化？於是就進入了神秘的困境。從這個方向，產生唯心論。

這兩種理論顯得極端對立，以致進入敵對狀態。當人類的科學知識水平很低時，唯心論佔了上風。宗教不但從精神上迫害唯物論，而且從肉體上消滅堅持唯物論的人。當科學知識達到一定水平時，唯物論佔了上風，同樣開展過某些階段，從精神上迫害唯心論，而且從肉體上消滅堅持唯心論的人。

敵對狀態使這兩種理論無法和平共處，和諧相處。

使唯物論搶占上風的一個偉大發現，就是焦耳實驗。焦耳實驗定量地證明了，機械能和熱能之間可以定量地進行轉化，這個"定量"，就是焦耳測定的功熱當量1／J＝0.24卡／焦。這個實驗非常漂亮地證明了，在物質之間進行轉移和轉化的，是能量，沒有靈魂的份量！

唯心論無法用實驗證明靈魂的存在，也就沒有了神的地位。沒有神秘也就沒有神。

可是，科學家在研究功熱當量的倒數：J＝4.2焦／卡，卻發現一個事實，一卡的熱量不可能變成4.2焦的機械能，轉化過程必定有發熱的現象，有一部分熱能仍然"轉化"為熱能。熱能"轉化"為熱能，能量的形式並沒有轉化，這就是機械效率的問題。

這是很困惑的問題，從此分化出兩個方向，一個是不斷改良機械，使人類踏上現代化的進程。另一個是發現熱力學第二定律，就是熵增加的原理：隨著熱能的總量不斷增大，最終沒有了機械能的地位，也就沒有了人類存在的地位。

熱力學第二定律的發現，必然的後果就是"世界趨於死寂"這樣悲觀的結論。

愛因斯坦提出了質能方程E＝CCm，其必然的推論就是ΔE＝CCΔm，就是說，只要我們把一點點質量轉化為能量，夠用了。

如果物質能夠轉化為能量，質量守恆定律（物質不滅定律）就不成立，能量守恆定律也不成立。成立的是質能守恆定律：能量和質量可以互相轉化，在轉化過程中，總量守恆。

對於這一定律，愛因斯坦解釋說：質量和能量並沒有本質的不同：（實物）物質就是凝聚起來的能量，能量就是彌散開去的物質。

因此，我們可以用質量的單位千克，來定質能的總量，那麼在這個意義上說，質能總量就是物質的總量（凝聚＋彌散），所以，質能守恆定律又可以重新命名為物質守恆定律。那麼，當然也可以用能量的單位焦，來定質能的總量（凝聚＋彌散），所以，質能守恆定律又可以重新命名為能量守恆定律。原來分立（各自獨立）的兩條定律，合成一個新的、有兩個名字的定律。

愛因斯坦的質能方程，指出了一個方向，必定引導人類進入和平利用原子能的路，可以讓人類有獲得無窮無盡的能量的機會，把"死寂的未來"的悲觀情緒一掃而空。

類似於焦耳測定功熱當量1／J＝0.24卡／焦，根據愛因斯坦的質能方程E＝CCm，立即可以得到質能當量1千克＝9 X10的16次方（焦）。10的16次方是什麼概念呢？就是一億個一億。

一塊磚頭就有兩三個一千克的物質。

但是，"生與死"的問題仍然困擾著人類。不管科學如何發達，人類每天都面對著大量"生與死"的問題。所以唯物論和唯心論"誰也不能消滅誰"。這就是憲法規定，公民有信仰自由的原因。

大約，唯物論和唯心論之間的爭斗，只能到人類滅亡之後，才能停止。

既然如此，何不拋開這些爭斗，活著就享受生活，同時面對所有苦難？

『捌』 用熱力學第二定律解釋，當今地球生態和環境遭到巨大破壞的原因

熱力學第2定律：1。不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他能量形式專的變化。
2。不可能從單一屬熱源吸收能量並把能量全部用來做功，而不引起其他形式的變化。

我認為地球生態和環境的破壞要用熱力學定律來解釋有些牽強。表面上似乎沒什麼關系，如果真要用定律解釋，也許可以這樣敘述：由於人類無法從低溫物體得到能量，切不付出其他代價，於是人類只能不斷的將自然界中的化學能通過種種方式使他們放出能量，如：燃燒產生熱能；核能等等。人類對能量的渴求使他們不斷從自然界索取，便對生態造成了巨大的資源空洞（環境破壞）。
這是我認為能夠勉強解釋題目的一種說法，有些不成熟，樓主如果利用最好修改下。

『玖』 生態化的定義是什麼

生態化是指按照生態規律進行「末端治理」。這包括幾層含義：一是更好地運用版「相生相剋」的權生態規律，進行湖泊富營養化治理。隨著生活和農業面源污染問題的日益突出，我國水體富營養化問題的治理顯得十分迫切。按照熱力學第二定律，農葯、化肥等物質稀釋到湖水中是熵增過程，而富集起來則是逆熵，因而需要能量投入。另一方面，水葫蘆等水生植物具有富集水中營養元素的能力。因此，可以通過發展「水葫蘆」產業，解決湖泊水體的富營養化問題。將水葫蘆收集起來生產有機肥，上海已有成功的實踐，可以推廣。二是用生態方法，包括氧化塘、土壤滲透等，進行一般污水的處理。三是垃圾處理、水處理產業的生態化。垃圾和水處理還會帶來二次污染問題，如水處理後的大量污泥問題必須進行綜合治理。總之，通過採取綜合性措施治理污染，以最小的經濟投入收到盡可能好的環境保護績效。

『拾』 請大神分析一下熱力學第一定律和熱力學第二定律在生態工程中的重要性

1。 ΔU所述對象可以增加用Q表示的對象所吸收的熱的量，W表示由外部物體所做的專工作，然屬後ΔU= Q + W

2。熱力學第二定律的，單向的能量轉移的原則（隔離系統的熵增加）的表達。該定律指出的能量傳輸是自發的方向，即，雖然能量可雙向傳輸，但僅在一個方向通，是自發的，即，沒有外界的幫助。

開爾文文本表示是不可能從單一熱源，這些熱量為動力，以吸取熱量，而不會造成其他影響，表達的一個方式之間的轉換能量和功率;
BR />克勞修斯表述，熱可以自發地通過從較熱的的冷卻器對象的對象，但不能自發地從較冷的物體較熱的物體，表達之間的內部能量的單向傳遞;
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效果是相同的，也就是說，能量傳遞和轉換的單向（熵來表達，是一個孤立的系統，系統從外界是完全隔離的，它的熵增加）