生态热力学

『壹』 什么是生态化

生态化是指按照生态规律进行“末端治理”。这包括几层含义：一是更好地运用“回相答生相克”的生态规律，进行湖泊富营养化治理。随着生活和农业面源污染问题的日益突出，我国水体富营养化问题的治理显得十分迫切。按照热力学第二定律，农药、化肥等物质稀释到湖水中是熵增过程，而富集起来则是逆熵，因而需要能量投入。另一方面，水葫芦等水生植物具有富集水中营养元素的能力。因此，可以通过发展“水葫芦”产业，解决湖泊水体的富营养化问题。将水葫芦收集起来生产有机肥，上海已有成功的实践，可以推广。二是用生态方法，包括氧化塘、土壤渗透等，进行一般污水的处理。三是垃圾处理、水处理产业的生态化。垃圾和水处理还会带来二次污染问题，如水处理后的大量污泥问题必须进行综合治理。总之，通过采取综合性措施治理污染，以最小的经济投入收到尽可能好的环境保护绩效。

『贰』 如何用热力学知识解释全球变暖

全球变暖不是一个简单的热力学问题，地球不是一个封闭系统，更加不是一内个绝热系统，因此不容能用简单的热力学系统来考虑问题，例如楼下说的熵增。
地球对于能量来说，是一个开放系统，地表吸收太阳短波辐射，然后放出红外长波辐射给大气，是大气能量的主要来源，大气吸收太阳短波辐射和地面长波辐射之后，释放出大气长波辐射，其中一部分释放回太空，一部分返回地面，这就是地球大气的保温过程，也就是温室效应。如果没有温室效应，地球上不可能有生物存在。随着化石燃料燃烧排放过多的二氧化碳，温室效应增强，但是地球有多种机制平衡温室效应，例如云顶的反射，沙尘的作用。温室气体排放不会造成酸雨，造成酸雨主因是化石燃料中含有的硫化物在燃烧过程中产生的二氧化硫。随着温室效应增强，全球变暖，大气水循环会更加剧烈，会有更多的水分到达干旱地区，如果没有人为破坏，植被覆盖是会增加的，例如是侏罗纪比现在要温暖的多，植被覆盖也要好得多。

『叁』 热力学第一第二定律和生态经济学有什联系

热力学第二定律是热力学的基本定律之一。它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关专的物理、化学过程属具有不可逆性的经验总结。1942年法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理，德国人克劳修斯（Rudolph Clausius）和法国人开尔文（Lord Kelvin）在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理，意识到卡诺定理必须依据一个新的定理，即热力学第二定律。他们分别于1850年和1851年提出了克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述在理念上是相通的。 1。克劳修斯表述：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。即在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来，只有靠消耗功来实现。2。开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。 开尔文表述还可以表述成：第二类永动机不可能造成。 永动机是不需外界输入源、能量便能够不断运动的机械。因为热的本质乃粒子运动时所产生的能量，换言之，没有外界输入能源、能量，粒子最终都会慢慢的停顿下来，继而不再产生热能。

『肆』 名词解释：生态系统

由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统。生物群落由存在于自然界一定范围或区域内并互相依存的一定种类的动物、植物、微生物组成。生物群落内不同生物种群的生存环境包括非生物环境和生物环境。非生物环境又称无机环境、物理环境,如各种化学物质、气候因素等；生物环境又称有机环境，如不同种群的生物。生物群落同其生存环境之间以及生物群落内不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中。这样构成的动态平衡系统就是生态系统。它是生态学研究的基本单位，也是环境生物学研究的核心问题。
种类 自然界的生态系统大小不一，多种多样。小如一滴湖水、培养着细菌的平皿、小沟、小池、花丛、草地，大至湖泊、海洋、森林、草原以至包罗地球上一切生态系统的生物圈。按类型则有水域的淡水生态系统、河口生态系统、海洋生态系统等;陆地的沙漠生态系统、草甸生态系统、森林生态系统等等。此外，按由来又可分为自然生态系统（如极地、原始森林）；半人工生态系统（如农田、薪炭林、养殖湖）以及人工生态系统（如城市、工厂、矿区、宇宙飞船和潜艇的载人密封舱）。
能量流动 生态系统的结构具有实现生态系统的能量流动和物质循环的功能。每个生态系统都有自己的结构以及相应的能量流动和物质循环的方式和途径。地球上无数的生态系统的能量流动和物质循环汇合而成生物圈的总的能量流动和物质循环。整个自然界就是在这能量流动和物质循环的过程中不断地变化和发展。
生物有机体为了进行代谢、生长和繁殖都需要能量；一切生物所需要的能源归根到底都来自太阳能。太阳能通过植物的光合作用进入生态系统,将简单的无机物(二氧化碳和水)转变成复杂的有机物（如葡萄糖）,即转化为贮存于有机物分子中的化学能。这种化学能以食物的形式沿着生态系统的食物链的各个环节，也就是在各个营养级中依次流动。在流动过程中有一部分能量要被生物的呼吸作用消耗掉,这种消耗是以热能形式散失的;还有一部分能量则作为不能被利用的废物浪费掉。所以处于较高的各个营养级中的生物所能利用的能量是逐级减少的。可见，生态系统中的能量流动是单方向的，是不能一成不变地被反复循环利用的。一般来说，食物的化学能在各个营养级流动时，其有效率仅为10％左右。
生态系统能量流动的单向性可用生态金字塔的图示表示。生态金字塔分为数量金字塔（以生物个体的数目为单位绘图），生物量金字塔（以生物有机体的重量为单位）和能量金字塔（以单位时间、单位面积或体积所积累的能量为标准），下面引用的是1959年E.P.奥德姆所提出的关于生态系统的理想模式图。这个生态系统可归结为一简单食物链：苜蓿→牛犊→小孩。其生态金字塔的图式中，A为理想生态系统的数量，B为生物量,C为能量。如果一个小孩一年内仅以牛犊为食,则需4.5头牛犊，这样就需种4公顷的苜蓿喂养牛犊。
物质循环 生物有机体约由 40余种化学元素组成，其中最主要的是碳、氮、氢、氧、磷、硫。它们来自环境，构成生态系统中的生物个体和生物群落，并经由生产者（主要是植物）、消费者（动物）、分解者（微生物）所组成的营养级依次转化，从无机物→有机物→无机物，最后归还给环境，构成物质循环。物质循环和能量流动不同，前者在生态系统中周而复始地运行，能被反复利用。
生产量 生态系统中某一营养级在单位时间内所产生的有机物总量称为总生产量。总生产量减去由呼吸作用而消耗的有机物的重量称为净生产量。绿色植物（生产者）的生产量为第一性生产量，其他营养级（消费者、分解者）的生产量则是第二性生产量。目前研究得较充分的是第一性生产量。各种生态系统的第一性生产量举例如下：公海和沙漠生态系统的生产量最低，每昼夜约为0.1～0.3克／米²;高山、海涂和深湖泊生态系统的生产量约为每昼夜0.5～3克／米²;森林、浅湖泊和灌溉农田生态系统的平均生产量每昼夜约为3～10克／米²；河口海湾、冲积平原的植物区系和集约程度高的农田（如甘蔗田）生态系统的生产量最高，每昼夜约为10～20克／米²。生态系统的生产量取决于太阳能的强度,水和营养物质的存在量，气候条件以及生态系统利用现有物质的能力等因素。施肥、灌溉、耕作等虽能增加生产量,但如果采取的措施超过了生态系统的负荷能力，也会带来污染或破坏物质循环而引起不良后果。
信息传递 生态系统的信息传递在沟通生物群落与其生活环境之间、生物群落内各种群生物之间的关系上有重要意义。生态系统的信息包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。这些信息最终都是经由基因和酶的作用并以激素和神经系统为中介体现出来的。它们对生态系统的调节具有重要作用。
调节能力 生态系统具有自动调节恢复稳定态的能力。系统的组成成分愈多样，能量流动和物质循环的途径愈复杂，这种调节能力就愈强；反之,成分愈单调,结构愈简单，则调节能力就愈小。然而这种调节能力也有一定的幅度，超过这个幅度就不再能起调节作用，从而使生态系统遭到破坏。使生态系统失去调节能力的主要因素有三种：一是种群成分的改变。例如由于人类的干预，使一种控制草食动物的肉食动物消失，从而引起草食动物大量繁殖，最后可导致草原生态系统的破坏。单一种植业的农田生态系统也正是由于缺乏多样性而易受昆虫破坏。二是环境因素的变化。例如湖泊富营养化可使水质变坏，同时由于藻类过度生长所产生的毒素，以及由于藻类残体分解时消耗大量的溶解氧，使水中溶解氧大大减少，从而又会引起鱼类及其他水生生物死亡。三是信息系统的破坏。例如石油污染导致回游性鱼类的信息系统遭到破坏，无法溯流产卵，以致影响回游性鱼类的繁殖，从而破坏了鱼类资源。
研究生态系统的自动调节能力，能为人类制订环境标准和对环境实行科学管理提供依据。
生态演替 在同一环境内，原有的生物群落可暂时或永久消失，而由新生的群落所代替，这种交替现象称为生态演替或生态消长。新生的生物群落在其发展初期具有生长迅速的特点：生产量（P）与呼吸量（R）的比值(P/R)高，净生产量高，食物链短，缺少多样性,生物个体小，稳定性低。这种生物群落在发展趋于成熟时则显示下列特点：生物量(B)与呼吸量的比值(B/R)高，食物链发展成为复杂的食物网，净生产量低，富于多样性，稳定性高。这就是说,当生态系统趋于成熟和稳定时,其能量流动由供应生产转为供应维持（由呼吸作用体现）。
现存的生态系统是自然历史发展、演替的产物，今后它还会随着时间的变迁而发生变化。生态演替主要由于生物（包括人类）的行为所引起，物理环境虽然可以影响生态演替，但并不是导致演替的原因。因此人类都必须考虑自己的一切活动对生态系统所起的影响

『伍』 生态体系的概念

也叫生态系统，指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。
生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。
生态系统的组成成分:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。其中生产者为主要成分。不同的生态系统有：森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统（分为湖泊生态系统、池塘生态系统、河流生态系统等)、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。 其中，无机环境是一个生态系统的基础，其条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度；生物群落反作用于无机环境，生物群落在生态系统中既在适应环境，也在改变着周边环境的面貌，各种基础物质将生物群落与无机环境紧密联系在一起，而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒凉的裸地变为水草丰美的绿洲。生态系统各个成分的紧密联系，这使生态系统成为具有一定功能的有机整体。
生物与环境是一个不可分割的整体，我们把这个整体叫生态系统。

『陆』 热力学第二定律在生态系统中表现为

朋友，指的是生态系统的能量冗余。

『柒』 生态系统循环 的基本定律是什么

1，物质不灭定律：物质既不能凭空产生，也不会凭空消失，它只能在物体之间转移，或者在不同状态（物质三态：固淤气态）中转化。在物质的转移和转化中，物质的总量不变（守恒）。

2，能量守恒定律：能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，它只能在物体之间转移，或者在不同形式中转化。在能量中转移和转化中，能量的总量不变（守恒）。

这两个定律，与其说出于物理研究，不如说出于人类对哲学的思考。当人类开始进行抽象的思维活动，也就开始了脱离动物界的进程。

人类一旦开始思考，困扰人类的最大问题就是"生与死"的问题。人类可以很愉快地接受新生和生活，却非常不愿意接受疾病和死亡。在生与死的问题上，人类经常要面临重大的心灵冲击。

不管如何想不通，人类的群体每隔一段时间，就要接受一个个体死亡的残酷事实。尤其在狞猎活动的过程中，一个活生生的人，突然间，说没有就没有了，怎么会这样呢？

循着这样的思维切入点，发生了严重的分歧。一个方向是强调物体可以消亡，但物质不灭，这个方向产生唯物论。另一个方向强调生命力，灵魂在维持生命力。新生就是灵魂进入了物质，死亡就是灵魂离开了物质。但是灵魂从哪来，到哪去？总量会不会发生变化？于是就进入了神秘的困境。从这个方向，产生唯心论。

这两种理论显得极端对立，以致进入敌对状态。当人类的科学知识水平很低时，唯心论占了上风。宗教不但从精神上迫害唯物论，而且从肉体上消灭坚持唯物论的人。当科学知识达到一定水平时，唯物论占了上风，同样开展过某些阶段，从精神上迫害唯心论，而且从肉体上消灭坚持唯心论的人。

敌对状态使这两种理论无法和平共处，和谐相处。

使唯物论抢占上风的一个伟大发现，就是焦耳实验。焦耳实验定量地证明了，机械能和热能之间可以定量地进行转化，这个"定量"，就是焦耳测定的功热当量1／J＝0.24卡／焦。这个实验非常漂亮地证明了，在物质之间进行转移和转化的，是能量，没有灵魂的份量！

唯心论无法用实验证明灵魂的存在，也就没有了神的地位。没有神秘也就没有神。

可是，科学家在研究功热当量的倒数：J＝4.2焦／卡，却发现一个事实，一卡的热量不可能变成4.2焦的机械能，转化过程必定有发热的现象，有一部分热能仍然"转化"为热能。热能"转化"为热能，能量的形式并没有转化，这就是机械效率的问题。

这是很困惑的问题，从此分化出两个方向，一个是不断改良机械，使人类踏上现代化的进程。另一个是发现热力学第二定律，就是熵增加的原理：随着热能的总量不断增大，最终没有了机械能的地位，也就没有了人类存在的地位。

热力学第二定律的发现，必然的后果就是"世界趋于死寂"这样悲观的结论。

爱因斯坦提出了质能方程E＝CCm，其必然的推论就是ΔE＝CCΔm，就是说，只要我们把一点点质量转化为能量，够用了。

如果物质能够转化为能量，质量守恒定律（物质不灭定律）就不成立，能量守恒定律也不成立。成立的是质能守恒定律：能量和质量可以互相转化，在转化过程中，总量守恒。

对于这一定律，爱因斯坦解释说：质量和能量并没有本质的不同：（实物）物质就是凝聚起来的能量，能量就是弥散开去的物质。

因此，我们可以用质量的单位千克，来定质能的总量，那么在这个意义上说，质能总量就是物质的总量（凝聚＋弥散），所以，质能守恒定律又可以重新命名为物质守恒定律。那么，当然也可以用能量的单位焦，来定质能的总量（凝聚＋弥散），所以，质能守恒定律又可以重新命名为能量守恒定律。原来分立（各自独立）的两条定律，合成一个新的、有两个名字的定律。

爱因斯坦的质能方程，指出了一个方向，必定引导人类进入和平利用原子能的路，可以让人类有获得无穷无尽的能量的机会，把"死寂的未来"的悲观情绪一扫而空。

类似于焦耳测定功热当量1／J＝0.24卡／焦，根据爱因斯坦的质能方程E＝CCm，立即可以得到质能当量1千克＝9 X10的16次方（焦）。10的16次方是什么概念呢？就是一亿个一亿。

一块砖头就有两三个一千克的物质。

但是，"生与死"的问题仍然困扰着人类。不管科学如何发达，人类每天都面对着大量"生与死"的问题。所以唯物论和唯心论"谁也不能消灭谁"。这就是宪法规定，公民有信仰自由的原因。

大约，唯物论和唯心论之间的争斗，只能到人类灭亡之后，才能停止。

既然如此，何不抛开这些争斗，活着就享受生活，同时面对所有苦难？

『捌』 用热力学第二定律解释，当今地球生态和环境遭到巨大破坏的原因

热力学第2定律：1。不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引起其他能量形式专的变化。
2。不可能从单一属热源吸收能量并把能量全部用来做功，而不引起其他形式的变化。

我认为地球生态和环境的破坏要用热力学定律来解释有些牵强。表面上似乎没什么关系，如果真要用定律解释，也许可以这样叙述：由于人类无法从低温物体得到能量，切不付出其他代价，于是人类只能不断的将自然界中的化学能通过种种方式使他们放出能量，如：燃烧产生热能；核能等等。人类对能量的渴求使他们不断从自然界索取，便对生态造成了巨大的资源空洞（环境破坏）。
这是我认为能够勉强解释题目的一种说法，有些不成熟，楼主如果利用最好修改下。

『玖』 生态化的定义是什么

生态化是指按照生态规律进行“末端治理”。这包括几层含义：一是更好地运用版“相生相克”的权生态规律，进行湖泊富营养化治理。随着生活和农业面源污染问题的日益突出，我国水体富营养化问题的治理显得十分迫切。按照热力学第二定律，农药、化肥等物质稀释到湖水中是熵增过程，而富集起来则是逆熵，因而需要能量投入。另一方面，水葫芦等水生植物具有富集水中营养元素的能力。因此，可以通过发展“水葫芦”产业，解决湖泊水体的富营养化问题。将水葫芦收集起来生产有机肥，上海已有成功的实践，可以推广。二是用生态方法，包括氧化塘、土壤渗透等，进行一般污水的处理。三是垃圾处理、水处理产业的生态化。垃圾和水处理还会带来二次污染问题，如水处理后的大量污泥问题必须进行综合治理。总之，通过采取综合性措施治理污染，以最小的经济投入收到尽可能好的环境保护绩效。

『拾』 请大神分析一下热力学第一定律和热力学第二定律在生态工程中的重要性

1。 ΔU所述对象可以增加用Q表示的对象所吸收的热的量，W表示由外部物体所做的专工作，然属后ΔU= Q + W

2。热力学第二定律的，单向的能量转移的原则（隔离系统的熵增加）的表达。该定律指出的能量传输是自发的方向，即，虽然能量可双向传输，但仅在一个方向通，是自发的，即，没有外界的帮助。

开尔文文本表示是不可能从单一热源，这些热量为动力，以吸取热量，而不会造成其他影响，表达的一个方式之间的转换能量和功率;
BR />克劳修斯表述，热可以自发地通过从较热的的冷却器对象的对象，但不能自发地从较冷的物体较热的物体，表达之间的内部能量的单向传递;
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效果是相同的，也就是说，能量传递和转换的单向（熵来表达，是一个孤立的系统，系统从外界是完全隔离的，它的熵增加）