【正文】 原理及其應(yīng)用 ? 本章的問題： 什么是生態(tài)系統(tǒng)？什么是生態(tài)平衡？什么是生態(tài)農(nóng)業(yè)？ 生態(tài)農(nóng)業(yè)的幾種實(shí)用技術(shù)是什么？ 生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中是如何應(yīng)用的？ 第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng) ? 一、相關(guān)概念 ? （一）生態(tài)系統(tǒng)的含義、特性 含義 生態(tài)系統(tǒng)就是在一定空間中共同棲居著所有生物與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動而形成的的統(tǒng)一整體，即一個生態(tài)學(xué)功能單位。包括兩方面：區(qū)域物種多樣性與生態(tài)多樣性。 《 生物多樣性公約 》 （ 1992）：對人類具有實(shí)際和潛在用途或價值的遺傳資源、生物體或其部分、生物群體或生態(tài)系統(tǒng)中任何其他生物組成部分。 沙化土地是地表呈現(xiàn)出以沙物質(zhì)為主的土地。 河川徑流地區(qū)間分布不均； 降水時間分布不均； 降水量地區(qū)分布不均； 各流域人均資源量分布不均。所有的物質(zhì)和能源要這個不斷進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)循環(huán)中行到合理和持久利用，把經(jīng)濟(jì)活動對自然環(huán)境的影響降低到最小程度。 自然資源的變動性 由各種資源組成的生態(tài)系統(tǒng)通常處于一種動態(tài)的、穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，多數(shù)自然資源在緩慢、漸進(jìn)的變化，不易為人所覺察。 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（ 1972）：所謂自然資源，是指在一定條件下，能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價值以提高人類當(dāng)前和未來福利的自然因素的部和。 鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城或縣級市是目前我國廣大農(nóng)村具有城市化或半城市化的城鎮(zhèn)環(huán)境。典型的院落環(huán)境的主要功能建筑由居室、畜禽舍、豬舍、廁所和倉室等組成。 我國土地資源類型復(fù)雜多樣。在環(huán)境學(xué)中，水體不僅包括水本身，還包括了水中的懸浮物、溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)、底質(zhì) (泥 )和水生生物等。 農(nóng)業(yè)環(huán)境也可以由農(nóng)業(yè)的自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)的社會環(huán)境兩部分組成。 第一章 緒論 ? 本章的問題： 什么是環(huán)境？什么是農(nóng)業(yè)環(huán)境？ 農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系如何？ 我國農(nóng)業(yè)環(huán)境的現(xiàn)狀和存在的問題是什么？ 第一節(jié) 農(nóng)村農(nóng)業(yè)與環(huán)境 ? 一、環(huán)境概述 ? 環(huán)境 (environment)是指某一特定生物體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。 ? 在環(huán)境科學(xué)中，人類是主體，環(huán)境是指圍繞著人群的空間以及其中可以直接或間接影響人類生活和發(fā)展的各種因素的總體。并以農(nóng)業(yè)的自然環(huán)境為主。 水是生物賴以生存的寶貴資源。從赤道帶、熱帶、亞熱帶、暖穩(wěn)帶、溫帶直到寒帶，有濕潤、半濕潤、半干旱、干旱四個氣候區(qū)，組合成農(nóng)、林、牧、副和漁業(yè)的分布。 生態(tài)戶：集居所、生產(chǎn)、資源利用和環(huán)境保護(hù)為一體。 城鎮(zhèn)環(huán)境具現(xiàn)代化的一般性特點(diǎn)，同時也存在各自的環(huán)境問題。 ? 二、自然資源的分類（ P11） 自然資源也可分成農(nóng)業(yè)資源、礦產(chǎn)資源、工業(yè)資源等。由于人類的活動，可使自然資源良性發(fā)展，也可使自然資源惡性發(fā)展。 原則 循環(huán)經(jīng)濟(jì)三大原則： 3R 減量化（ Reduce） 再利用（ Reuse） 再循環(huán)（ Recycle） 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三種模式 第一種是傳統(tǒng)模式，是一種“資源－產(chǎn)品－污染排放”的單向線性開放式經(jīng)濟(jì)過程，它強(qiáng)調(diào)對環(huán)境的征服，缺乏保護(hù)環(huán)境的意識。 ? 二、我國水資源開發(fā)利用中存在的主要問題 ? （一）宏觀上存在的問題（ P19） 洪水泛濫 水資源短缺 水污染日益嚴(yán)重 ? （二）微觀層面上存在的問題（ P19） 供需矛盾突出 資源型缺水程度加劇 水污染加重，水質(zhì)型缺水范圍不斷擴(kuò)大 因浪費(fèi)缺水（水龍頭） 城市缺水、農(nóng)業(yè)缺水、生態(tài)缺水 飲水安全形勢嚴(yán)峻 ? 三、緩解水資源緊缺的對策 給洪水以出路 建設(shè)節(jié)水型社會 依靠大自然的自我修復(fù)能力 發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，嚴(yán)格排污管理 第三節(jié) 土地資源的利用和保護(hù) ? 一、相關(guān)概念 土地資源 土地是人類生活和生產(chǎn)勞動的場所。 ? 我國荒漠化問題（ P24） 荒漠化面積不斷擴(kuò)大（沙化在擴(kuò)大、水土流失嚴(yán)重） 荒漠化地區(qū)分布 ? 荒漠化原因 荒漠化除氣候因素外，更主要的是不合理的人為活動。 ? 二、生物資源的特征 生物資源的可更新性 地球上的生命形式從低級到高級、從簡單到復(fù)雜，都具有自我復(fù)制、繁衍再生的能力。 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性，各種生態(tài)過程的多樣性、生境的多樣性、生物群落。（一滴水到整個地球） 生態(tài)系統(tǒng) =生物 +無機(jī)環(huán)境 生態(tài)系統(tǒng)的特性 （“ +”的特性） （ 1）生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)上的一個主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。 （ 2） 生產(chǎn)者 （ producers） 主要指綠色植物，也包括藍(lán)綠藻和一些光合細(xì)菌，是能利用簡單的無機(jī)物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物。 在生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的取食和被取食的關(guān)系錯綜復(fù)雜，這種聯(lián)系象是一個無形的網(wǎng)把所有生物都包括在內(nèi)，使它們彼此之間都有著某種直接或間接的關(guān)系，這就是 食物網(wǎng) （ food web）。 ? 二、生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)具有三大功能：能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞。 自然生態(tài)系統(tǒng)中，平衡表現(xiàn)為生物種類和數(shù)量的相對穩(wěn)定。 包括農(nóng)業(yè)防治技術(shù)、生物防治技術(shù)、化學(xué)防治技術(shù)、物理防治技術(shù)。 ? （二）生態(tài)農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與自然資源永續(xù)利用的最佳手段。結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，自凈能力越強(qiáng)。它一般比所模擬的真實(shí)生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模較小，時間較短，以突出環(huán)境污染因素的作用。 ? 三、農(nóng)村能源特點(diǎn)（ P58） （一）需求量大而分散 （二）經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改變了傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu) （三）農(nóng)村能源建設(shè)成績顯著 （四）農(nóng)村能源存在的問題（ P59） 農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)性污染互為因果 農(nóng)村能源利用效率低 資金不足 第二節(jié) 生物質(zhì)能源的燃燒利用 ? 生物質(zhì)：是指在有機(jī)物中，除石化燃料外的所有動植物物質(zhì)。 直接燃燒法的改良方法主要有兩種：省柴灶與成型燃燒 （二）省柴灶 省柴灶是熱利用效率較高的直接燃燒灶或爐具，設(shè)計要求為：單體灶 ﹥ 25%，炕連灶 ﹥ 20%，實(shí)際平均可達(dá) 30%，最好可達(dá) 50%。 （一）沼氣的組成 主要成分：甲烷占 60－ 70%，二氧化碳占 30－40%。 ? 四、沼氣發(fā)酵的工藝條件（ P65） 厭氧環(huán)境 溫度 營養(yǎng)平衡 攪拌 干物質(zhì)濃度 接種物（五種微生物菌群） 適當(dāng)?shù)乃釅A度（ PH＝ － ） 水料比 ? 五、厭氧發(fā)酵工藝分析（ P66） ? 六、沼氣池的分類 （一）按發(fā)酵機(jī)制對沼氣池的分類（ P66） 常規(guī)型 污泥滯留型 附著膜型 ? （二）小型沼氣池（ P67） ? （三）大中型沼氣池（ P68） ? 七、沼氣池的效益（ P72） 獲得沼氣 獲得肥料 環(huán)境效益 社會效益 第四節(jié) 新能源的開發(fā)利用 ? 我國農(nóng)村開發(fā)利用的新能源主要有：太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能。目前，人類對地?zé)崮艿睦梅浅Ｉ?，只用了極少量的地下天然蒸汽和地?zé)崴? 節(jié)能的總體目標(biāo)是獲得更高的能源利用效率。 （四）我國的節(jié)能概況（ P82） 節(jié)能方針：堅持資源開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位。 面污染源通常在不確定的時間內(nèi)，通過不確定的排放途徑，向水體排放不確定的污染物質(zhì)。 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ P87） 污水排放標(biāo)準(zhǔn)（ P87） 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：為了防止土壤、地下水和農(nóng)產(chǎn)品污染，保障人體健康，維護(hù)生態(tài)平衡而相應(yīng)建立的有關(guān)農(nóng)田灌溉水的物理、化學(xué)和生物學(xué)等方面的一系列規(guī)定和要求。 ? 一、需氧有機(jī)污染物 ? 需氧有機(jī)污染物：生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)素等在微生物作用下易于分解，最終分解為簡單的無機(jī)物 —— 二氧化碳和水。 BOD并不直接表示水中有機(jī)污染物的含量，只是通過一定時間內(nèi)細(xì)菌所氧化分解的有機(jī)污染物消耗的氧量， BOD越高表示水中有機(jī)污染物越多。如 BOD5 低，但CODCr過高，也表明水體中不被細(xì)菌降解的有機(jī)污染物多，水體污染嚴(yán)重。因占優(yōu)勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。（最重要形式） （ 3）生物遷移：指重金屬通過生物體的新陳代謝、生長、死亡等過程所進(jìn)行的遷移。血清磷降低、尿鎘增高等病理癥狀。 ? 二、污水的物理處理法（ P103） 污水的物理處理法：主要是利用物理作用來處理污水，即在處理過程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。 （四）化學(xué)沉淀法：利用沉淀劑，去除水中某離子。 （二）生物膜法 生物膜法：使廢水流過固定支承物表面的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質(zhì)交換，以降解廢水中的有機(jī)物。 （見 P111表） ? 干潔空氣在距地面 90－ 100km的高度其組成成分基本保持不變?？諝舛酁槠搅鬟\(yùn)動，清潔、干燥、無云雨現(xiàn)象。在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，大氣的大部分分子發(fā)生電離，空氣極為稀薄，由于受地心引力極小，氣體及微?？梢詮倪@層被碰撞而脫離地球重力場進(jìn)入太空逸散。分為自然源和人為源。 飄塵：能在大氣中長期飄浮的懸浮顆粒物質(zhì)，粒徑小于 10μm。月 )。 ? 一次污染物（原發(fā)性污染物） ：從污染源直接排出的原始物質(zhì)，進(jìn)入大氣后其性質(zhì)沒有發(fā)生變化。（ ISO作出的定義） 大氣污染原因： 人類活動，包括人類的生活活動、生產(chǎn)活動，是大氣污染主要原因。 ? 中間層：高度 50—— 80km。（一般水分含量不作為外來污染物） 二、大氣結(jié)構(gòu) 大氣層厚度：地球表面到 1000km1400km高空。 水的土地處理系統(tǒng)根據(jù)處理地區(qū)土壤滲濾速度的大小，可分為三種類型： 快速滲濾系統(tǒng)（ RI系統(tǒng)） 慢速滲濾系統(tǒng)（ SR系統(tǒng)） 地表漫流系統(tǒng)（ OF系統(tǒng)） 水的土地處理系統(tǒng)中去 N、去 P作用很明顯。 ? 四、污水的生物處理法 污水的生物處理法：主要是利用微生物分解有機(jī)物污染物以凈化污水。 （一）格柵：除去較粗大的懸浮物 （二）篩網(wǎng)和撈毛機(jī)：除去呈懸浮狀的細(xì)小纖維 （三）沉淀：利用重力作用，使水中懸浮物下沉，達(dá)到固液分離。 第四節(jié) 水體污染的控制與治理 一、控制水體污染的基本途徑：控制水體污染物排放及減少污染源排放的廢水量。在橫貫日本中部的富山平原有條神通川，由于排放的含鎘廢水污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農(nóng)田致使稻米含鎘。因此，水體富營養(yǎng)化亦即含氮磷營養(yǎng)鹽的富集是赤潮（或水華）的先兆，水體富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的一個不可缺少的先決條件。 水體中植物營養(yǎng)物的來源有：農(nóng)田施肥、農(nóng)業(yè)廢棄物、生活污水與某些工業(yè)廢水。但實(shí)際工作中，以 5天為生物需氧量的標(biāo)準(zhǔn)測定時間，稱為五日生化需氧量（ BOD5）。 （一）需氧有機(jī)污染物的主要指標(biāo) 溶解氧（ DO） 溶解氧：是溶于水中的自由狀態(tài)氧分了的量。這個標(biāo)準(zhǔn)適用于以地面水、地下水和處理后的城市污水水質(zhì)相近的工業(yè)廢水作為源的農(nóng)田灌溉用水，不適用醫(yī)藥、化工等行業(yè)廢水。 （三）擴(kuò)散污染源 擴(kuò)散污染源是指隨大氣擴(kuò)散的有毒、有害污染物通過重力沉降或降水過程污染水體的途徑，如酸雨、黑雪等。 水體污染：由于人類的活動或其他活動產(chǎn)生了廢水和廢物，這些物質(zhì)未經(jīng)很好處理就進(jìn)入水體，其含量超過了水體的自凈能力，導(dǎo)致水體的質(zhì)量下降，從而降低了水體的使用價值。 （二）有效能概念 有效能：在實(shí)際耗能環(huán)境中，能轉(zhuǎn)換成功的那一部分能量。 低溫地?zé)峥稍谝韵路矫孢M(jìn)行開發(fā) 直接供暖和余熱供暖 浴療保健 娛樂、旅游 種植、養(yǎng)殖 ? 三、風(fēng)能資源的開發(fā)與利用 （一）概述 太陽照射到地球表面，各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，