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文檔簡介

1、農 村 環(huán) 境 保 護童旭雷課程簡介課程簡介l本課程共十章l內容:知識點(抽象枯燥)、形式(相對滯后)。l要求:平時作業(yè)、興趣小組討論、自學、卷面考試l授課安排:本學期共4次課,根據(jù)考試大綱,圍繞知識要點,適當插入環(huán)保熱點討論。意義意義(為什么要學為什么要學)l是落實科學發(fā)展觀、構建和諧社會的必然要求必然要求l是促進農村經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、建設社會主義新農村的重大任務重大任務l是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要內重要內容容l是全面實現(xiàn)小康社會宏偉目標的必然選擇必然選擇 背景形勢(不得不學)背景形勢(不得不學):農村環(huán)境污染與經(jīng)農村環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾體濟發(fā)展的矛盾體1、農產(chǎn)品(食品提供

2、):肉、蛋、魚、菜、毛蛤2、農村城鎮(zhèn)化過程中碰到的必然課題(產(chǎn)業(yè)、城建規(guī)劃) 3、火力發(fā)電廠:環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的平衡點4、農村環(huán)境保護工作,是從事農村工作的廣大干部和技術人員的職責,也是農村群眾的職責。第一章第一章 緒論緒論l本章的問題:1、什么是環(huán)境?什么是農業(yè)環(huán)境?2、農業(yè)環(huán)境與農業(yè)生產(chǎn)的關系如何?3、我國農業(yè)環(huán)境的現(xiàn)狀和存在的問題是什么?第一節(jié)第一節(jié) 農村農業(yè)與環(huán)境農村農業(yè)與環(huán)境l一、環(huán)境概述l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。l在環(huán)境科學中,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

3、接或間接影響人類生活和發(fā)展的各種因素的總體。 廣義的環(huán)境概念:除生物圈之外的其他圈層(水圈、巖石圈、土壤圈和大氣圈)所組成的廣大生物賴以生存的自然環(huán)境。 狹義的環(huán)境概念:以人類為中心,人周圍的大氣、水、土壤、巖石、動植物等自然環(huán)境。 中華人民共和國環(huán)境保護法(試行)對環(huán)境的內涵作如下定義:大氣、水、土地、礦藏、森林、草原、野生植物、水生植物、名勝古跡、風景游覽區(qū)、溫泉、療養(yǎng)區(qū)、自然保護區(qū)和生活居住區(qū)等。環(huán)境主要是指自然環(huán)境,也涉及部分社會環(huán)境。l二、農業(yè)環(huán)境及其組成 農業(yè)環(huán)境是指影響農業(yè)生物生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體。 農業(yè)環(huán)境是以農作物為主體的周圍環(huán)境的各種要素的總

4、和,主要組成要素有:大氣環(huán)境、水體環(huán)境、土地資源環(huán)境、聚落環(huán)境。 農業(yè)環(huán)境也可以由農業(yè)的自然環(huán)境和農業(yè)的社會環(huán)境兩部分組成。并以農業(yè)的自然環(huán)境為主。 學者買永彬等(1994)對農業(yè)環(huán)境的定義:農業(yè)生物賴以生存的大氣、水源、土地、光、熱以及農業(yè)生產(chǎn)者勞動和生活的環(huán)境,包括廣大農村、農區(qū)、牧區(qū)、林區(qū)等。農業(yè)環(huán)境的主要組成要素農業(yè)環(huán)境的主要組成要素l1、大氣環(huán)境 大氣環(huán)境是指生物賴以生存的空氣的物理、化學和生物學特性。 l大氣的物理特性主要包括空氣的溫度、濕度、風速、氣壓和降水,這一切均由太陽輻射這一原動力引起。化學特性則主要為空氣的化學組成:大氣對流層中氮、氧、氫3種氣體占99.96,二氧化碳約占

5、0.03,還有一些微量雜質及含量變化較大的水汽。大氣環(huán)境的生物學特性主要是指與農作物的光合作用。 l2、水體環(huán)境l水體是指河流、湖泊、池塘、水庫、沼澤、海洋以及地下水等水的積聚體。在環(huán)境學中,水體不僅包括水本身,還包括了水中的懸浮物、溶解物質、膠體物質、底質(泥)和水生生物等。 水是生物賴以生存的寶貴資源。 淡水資源有限。缺水問題:南水北調、旱災等 水體環(huán)境的污染。污染物分為有機物污染物(如化工業(yè)、農藥施用、石油、造紙、治金等)、無機物污染物(如重金屬汞、鉛、砷等)l3、土地資源環(huán)境 土地即地球陸地的表面部分,它是人類生活和生產(chǎn)的主要空間場所。土地是由氣候、地貌巖石、土壤、植被和水文等自然要素

6、共同作用下形成的自然綜合體,也是人類生產(chǎn)勞動的產(chǎn)物。土地資源是一種“綜合”的自然資源,具有一切農業(yè)自然資源的屬性,是人類社會最基本的生產(chǎn)資料與勞動對象。 我國耕地僅占世界耕地資源總量的7%,但養(yǎng)活了世界上22%的人口。 我國土地資源類型復雜多樣。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、林、牧、副和漁業(yè)的分布。 土地資源數(shù)量正在不斷減少、質量下降。P4 (1)土地沙化 (2)水土流失 (3)土地鹽堿化 (4)土壤污染問題l4、聚落環(huán)境 聚落環(huán)境是人類聚居和活動場所的周圍環(huán)境,是與人類的工作和生活關系最密切、最直接的環(huán)境。 傳統(tǒng)的聚落環(huán)境也發(fā)

7、生深刻的變化,已不再是社會環(huán)境內容,而是不斷溶入新的生命與內涵。 聚落環(huán)境是人口集中也是各種畜禽集中的主要場所,如果管理不善,會造成環(huán)境污染。 聚落環(huán)境根據(jù)其性質、功能和規(guī)??煞譃樵郝洵h(huán)境、村落環(huán)境和城鎮(zhèn)環(huán)境等。l(1)院落環(huán)境、生態(tài)戶和庭院建設 院落環(huán)境:由一些功能不同的建筑物和與其聯(lián)系在一起的自留地、場院組成的基本環(huán)境單元。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。 生態(tài)戶:集居所、生產(chǎn)、資源利用和環(huán)境保護為一體。如農家雞豬沼氣作物生產(chǎn)的良性循環(huán)生產(chǎn)模式。 庭院建設:農戶在庭園布局和種植方式上,充分運用立體化的特點(P5)l(2)村落環(huán)境 村落是由十幾個或幾十個或

8、者更多的農戶集中分布的場所,是農業(yè)人口聚居的地方。 村落的類型多種多樣,現(xiàn)代化程度不同,既有城市化的農村,也貧困落后山村。 村落環(huán)境問題不僅僅是農業(yè)污染和生活污染,而且也包括一些新類型的污染,如噪聲、汽車尾氣、企業(yè)的“三廢”排放。 要發(fā)展生態(tài)村和生態(tài)農場。l(3)城鎮(zhèn)環(huán)境 城鎮(zhèn)環(huán)境是人類利用和改造環(huán)境而創(chuàng)造出來的高度人工化的生存環(huán)境。 鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城或縣級市是目前我國廣大農村具有城市化或半城市化的城鎮(zhèn)環(huán)境。 城鎮(zhèn)環(huán)境具現(xiàn)代化的一般性特點,同時也存在各自的環(huán)境問題。l城市化對大氣環(huán)境的影響(夜空、夏天的室外氣溫)(P6)l城市化對水環(huán)境的影響(燈芯橋的改造、長江洪災、地面下沉等)(P7)l城市化對生

9、物環(huán)境的影響(滅絕、變異、遷移如老虎嶺)(P7)l三、農村農業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境之間的關系 農業(yè)生產(chǎn)的好壞直接受制于農業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣。 農業(yè)生產(chǎn)與農業(yè)環(huán)境之間存在著相互依存的關系,二者之間構成一個良好的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng),并保持著物質和能量遷移、轉化的良好的循環(huán)過程。當其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時,會影響到整個農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的正常平衡和物質、能量的轉化。 要想進行農業(yè)理想的農業(yè)生產(chǎn),獲得具有優(yōu)質同時保證產(chǎn)量的農業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品,就必須創(chuàng)造優(yōu)質的農業(yè)環(huán)境。第二節(jié)第二節(jié) 農業(yè)環(huán)境污染與農業(yè)環(huán)境問題農業(yè)環(huán)境污染與農業(yè)環(huán)境問題l目前我國的農業(yè)環(huán)境問題主要有以下幾個方面(P8):1、污水灌溉2、土壤退化3、農藥污染4、畜禽糞便、生活

10、垃圾5、焚燒秸稈6、社區(qū)庭院垃圾7、大量施用化肥造成蔬菜硝酸鹽積累8、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染9、地膜對土壤的危害10、非農業(yè)占地 農業(yè)專家指出,要改變農業(yè)生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀,減少化肥施用量是重要方法。第二章第二章 農業(yè)自然資源的可持續(xù)利用和保護農業(yè)自然資源的可持續(xù)利用和保護l本章的問題:1、什么是自然資源?什么是農業(yè)資源?2、什么是循環(huán)經(jīng)濟?什么是資源節(jié)約型社會?3、我國的水資源、土地資源、生物資源現(xiàn)狀如何?第一節(jié)第一節(jié) 自然資源概述自然資源概述l一、自然資源的含義 自然資源一般泛指為:在自然資源中,人類賴以生存和發(fā)展所需要的全部物質和能量的總和,包括宇宙資源、地上和地下的全部資源。 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(

11、1972):所謂自然資源,是指在一定條件下,能夠產(chǎn)生經(jīng)濟價值以提高人類當前和未來福利的自然因素的部和。l二、自然資源的分類(P11) 自然資源也可分成農業(yè)資源、礦產(chǎn)資源、工業(yè)資源等。 農業(yè)資源:開發(fā)利用于農業(yè)生產(chǎn)的自然資源,包括水資源、土地資源、氣候資源等l三、自然資源特點1、自然資源的系統(tǒng)性 自然資源在一定的區(qū)域內相互依存、相互制約,形成一個資源綜合系統(tǒng),其中作一個要素變化,必然會引起其他要素的相應變化,并反饋到前一要素,如此往復不已,互相作用,共同構成一個體系。2、數(shù)量的有限性和潛力的無限性自然資源的有限性:第一、在一定空間和時間范圍內,其數(shù)量是有限的和分布不均的。第二、在一定技術條件下,

12、人們利用資源的能力和范圍有限。第三、資源可更新速率是有限的。第四、資源功能是有限的。自然資源潛力的無限性: 隨著科學技術的進步,人類在不斷擴大其利用程度和拓寬其應用范圍,相對而言,自然資源的潛力是很大的。3、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、漸進的變化,不易為人所覺察。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。4、自然資源的多用性(如一條河)5、資源的地域性和國際性l(二)我國自然資源的特點(P1213)1、資源總量大、各類齊全,堪稱資源大國2、人均占有量低,資源相對緊缺3、資源質量相差懸殊,低劣資源比重偏大4

13、、水、土資源與人口組合錯位5、能源南北差異懸殊l四、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設資源節(jié)約型社會l(一)相關概念1、循環(huán)經(jīng)濟 循環(huán)經(jīng)濟是一種生態(tài)經(jīng)濟,它模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的流動方式,以資源的循環(huán)利用和高效利用為核心,實現(xiàn)特定資源的可持續(xù)利用和總資源的永續(xù)利用,促進經(jīng)濟的生態(tài)化。2、資源節(jié)約型社會 資源節(jié)約開社會是指在生產(chǎn)、流通、消費等領域,通過采取法律、經(jīng)濟和行政等綜合措施,以提高資源利用效率,用最少的資源消耗和更低環(huán)境污染獲得最大的經(jīng)濟和社會收益,保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。l(二)循環(huán)經(jīng)濟的屬性1、本質 循環(huán)經(jīng)濟本質是一種生態(tài)經(jīng)濟,指導理論是系統(tǒng)念經(jīng)和生態(tài)學;要求運用生態(tài)學,而不是機械論規(guī)律來指導經(jīng)濟活動。

14、其價值觀是經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益統(tǒng)一,人與自然和諧。2、特征 循環(huán)經(jīng)濟特征是低開采、高利用、低排放。要求把經(jīng)濟活動組織成一個“資源產(chǎn)品再生資源”的反饋式流程。所有的物質和能源要這個不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中行到合理和持久利用,把經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響降低到最小程度。3、原則 循環(huán)經(jīng)濟三大原則:3R 減量化(Reduce) 再利用(Reuse) 再循環(huán)(Recycle)4、經(jīng)濟發(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)濟過程,它強調對環(huán)境的征服,缺乏保護環(huán)境的意識。 第二種是“過程末端治理”模式,其做法是“先污染后治理”,事實證明,這種模式的后果是導致生態(tài)環(huán)境的日益

15、惡化。 第三種是循環(huán)經(jīng)濟模式,它倡導經(jīng)濟與環(huán)境和諧,強調“清潔生產(chǎn)”,用“資源產(chǎn)品再生資源”的閉路循環(huán)反饋過程,實現(xiàn)資源使用的減量化、再利用、現(xiàn)循環(huán),最終達到“最優(yōu)生產(chǎn),最適消費、最少廢棄”的目的。l(三)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟我國政府擬將采取的策略與措施(P15)1、轉變觀念2、搞好規(guī)劃3、調整結構4、健全法制5、完善政策6、依靠科技7、示范推廣8、強化管理9、宣傳教育第二節(jié)第二節(jié) 水資源的利用和保護水資源的利用和保護l水體實際上是指地表被水覆蓋地段的自然綜合體,包括河流、湖泊、沼澤、水庫、冰川、地下水和海洋等。 l水資源是人類生存和發(fā)展的物質基礎,是不替代的自然資源,也是生態(tài)環(huán)境的基本要素之一。全球

16、水資源概況(P16)我國水資源概況(P17)l一、我國水資源的特點(P18)1、我國水資源豐富,但人均占有量低。2、水資源分布不均。 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。l二、我國水資源開發(fā)利用中存在的主要問題l(一)宏觀上存在的問題(P19) 洪水泛濫 水資源短缺 水污染日益嚴重l(二)微觀層面上存在的問題(P19)1、供需矛盾突出 資源型缺水程度加劇 水污染加重,水質型缺水范圍不斷擴大 因浪費缺水(水龍頭) 城市缺水、農業(yè)缺水、生態(tài)缺水2、飲水安全形勢嚴峻l三、緩解水資源緊缺的對策1、給洪水以出路2、建設節(jié)水型社會3、依靠大自然的自

17、我修復能力4、發(fā)展綠色經(jīng)濟,嚴格排污管理第三節(jié)第三節(jié) 土地資源的利用和保護土地資源的利用和保護l一、相關概念1、土地資源 土地是人類生活和生產(chǎn)勞動的場所。土地資源是一個綜合性的科學概念,指在地球表面的不同區(qū)域,在各種自然因素,如地質、地貌、氣候、水文、植被等的長期作用下,以及人類活動的干預下而形成的自然經(jīng)濟系統(tǒng)。這個系統(tǒng)包括耕地、林地、牧草地、建設用地、水域等不同利用方式的土地,和尚未開發(fā)利用的土地。2、土壤資源 土壤是指具有肥力并能生長植物的疏松土地。但一般用于種植的土壤、牧草用地、漁業(yè)、養(yǎng)殖用地,才稱為農業(yè)土壤資源。l二、世界土地資源狀況(P21)l三、我國土地資源現(xiàn)況(P22)l四、我國

18、土地資源特點(P22)1、土地遼闊,類型多樣2、山地多,平地少3、農業(yè)用地絕對數(shù)量多,人均占有量少4、宜林地較多,宜農地較少,后備的土地資源不足5、土地資源分布不平衡,土地生產(chǎn)力地區(qū)間差異顯著6、耕地質量較差l五、土地開發(fā)利用中的環(huán)境問題 我國土地開發(fā)利用中的主要環(huán)境問題有:土地荒漠化;耕地數(shù)量減少,質量下降;土地鹽漬化、土壤污染等。l(一)土地荒漠化l1、土地荒漠化概念 土地荒漠化是指在各種氣候條件下,由于自然和人為因素導致土地呈現(xiàn)沙質或礫質為主的地質退化。 沙化土地是地表呈現(xiàn)出以沙物質為主的土地。l2、我國荒漠化問題(P24) 荒漠化面積不斷擴大(沙化在擴大、水土流失嚴重) 荒漠化地區(qū)分布

19、l3、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。一是過牧,二是濫伐、濫挖、濫采,三是濫墾,四是濫用水資源。 l4、防治荒漠化的對策(P25) 保護現(xiàn)有植被,加強林草建設 合理調配水資源,保障生態(tài)用水 控制人口增長,實行生態(tài)移民 改變畜牧業(yè)生產(chǎn)方式,減輕對草場的破壞 調整產(chǎn)業(yè)結構 改變能源結構,解決農村能源問題 l5、防治荒漠化的主要方法和技術(1)防治荒漠化的主要方法有植物防治沙、沙地造林種草、工程治沙、綜合防沙治沙等。(2)荒漠化防治技術 目前,我國植物固定流沙技術、干旱綠洲防林技術、徑流造林技術、公路和鐵路防沙技術均達到國際先進水平。l(二)耕地數(shù)量減少,質量下降(P26

20、)l(三)土壤鹽漬化概念:土壤鹽漬化是指可溶性鹽,如鈉、鉀、鈣、鎂等的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽和重碳酸鹽等在土壤中積累,使土壤形成鹽土或堿土的過程。防治途徑:降低地下水水位,改良土壤物理化學性狀,減少蒸發(fā)等。l(四)土壤污染詳見本教材的第七章第四節(jié)第四節(jié) 生物資源的利用和保護生物資源的利用和保護l一、生物資源的概念 生物資源是指地球生物圈中植物、動物、微生物組成的生物群落的總和。 生物多樣性公約(1992):對人類具有實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。l二、生物資源的特征1、生物資源的可更新性 地球上的生命形式從低級到高級、從簡單到復雜,都

21、具有自我復制、繁衍再生的能力。生物資源是一類可更新的自然資源,但不意味著取之不盡,用之不竭的。2、生物的多樣性l三、生物多樣性的利用和保護l(一)生物多樣性的概念 生物多樣性是指在一定空間范圍內所有生物(包括植物、動物和微生物)的種類、變異及其生態(tài)系統(tǒng)的復雜程度,通常包括三個層次的相互關系的多樣性,即遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。1、遺傳多樣性 廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。(基因庫) 狹義的遺傳多樣性主要指生物種內或種群之間基因的遺傳變異。 產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因是遺傳物質的突變,遺傳物質突變有兩種類型:染色體畸變與基因突變。(P28) 基因重組也是遺

22、傳物質多樣性的一個重要原因2、物種多樣性 物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。包括兩方面:區(qū)域物種多樣性與生態(tài)多樣性。3、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。其中生境的多樣性是生態(tài)多樣性形成的基礎,生物群落的多樣性可以反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性。l(二)生物多樣性公約(P28)l(三)生物多樣性現(xiàn)狀(P28-29)1、全球概況2、我國概況 天然物種豐富 生態(tài)系統(tǒng)類型多樣 培育和馴化種豐富l(四)生物多樣性保護的意義1、利于工農業(yè)的發(fā)展2、具有醫(yī)藥價值3、穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)4、具有美學、教育、科研

23、及旅游價值l(五)對生物多樣性的威脅(P30)1、全球概況2、我國概況3、外來入侵生物種問題 外來物種入侵問題可以認為是,第一,物種必須是外來、非本土的;第二,外來物種能在當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)中定居、自行繁殖和擴散,最終明顯影響當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)環(huán)境,損害當?shù)厣锒鄻有浴?塞滿杭州錢塘江航道的水葫蘆 日本天皇貪吃引進美國魚種(大鰭鱗鰓太陽魚)外來物種入侵的危害外來物種入侵的危害l直接減少物種數(shù)量間接減少依賴于當?shù)匚锓N生存的物種的數(shù)量改變當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和景觀對火災和蟲害的控制和抵抗能力降低土壤保持和營養(yǎng)改善能力降低水分保持和水質提高能力降低生物多樣性保護能力降低l(六)生物多樣性喪失的原因(P30-31)1、

24、生境的喪失與改變2、過度開發(fā)3、單一化栽培和馴養(yǎng)4、環(huán)境污染,濫用農藥l(七)中國生物多樣性的保護對策(P31)1、制定生物多樣性保護的國家戰(zhàn)略和行動計劃2、制定保護生物多樣性的法律法規(guī)3、加強生物多樣性保護設施建設4、積極開展科學研究工作5、廣泛開展宣傳教育和人員培訓工作第五節(jié)第五節(jié) 氣候資源的利用和保護氣候資源的利用和保護l一、基本概念 氣候資源:有利于人類經(jīng)濟活動的氣候條件、是自然資源的一部分。包括太陽輻射、熱量、水分、空氣,風能等。主要是指農業(yè)氣候資源和氣候能源。 人類利用氣候資源包括兩個方面:一是能源與物質的直接利用;二是間接利用,如綠色植物的光合作用。l二、氣候資源的特點l(一)氣

25、候資源的普遍性特點(P32)1、自然性,多樣性2、氣候資源是變化中的資源 概念的變化;價值的變化3、利弊相生性l(二)我國氣候資源特點(P33)l三、氣候資源開發(fā)利用簡況(P3334)第三章第三章 生態(tài)學原理及其應用生態(tài)學原理及其應用l本章的問題:1、什么是生態(tài)系統(tǒng)?什么是生態(tài)平衡?什么是生態(tài)農業(yè)?2、生態(tài)農業(yè)的幾種實用技術是什么?3、生態(tài)學在環(huán)境保護中是如何應用的?第一節(jié)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)l一、相關概念l(一)生態(tài)系統(tǒng)的含義、特性1、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行物質循環(huán)和能量流動而形成的的統(tǒng)一整體,即一個生態(tài)學功能單位。(一滴水到整個地球)

26、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)=生物生物+無機環(huán)境無機環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的特性生態(tài)系統(tǒng)的特性(“+”的特性)的特性)(1)生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學上的一個主要結構和功能單位,屬于生態(tài)學研究的最高層次。(2)生態(tài)系統(tǒng)內部具有自我調節(jié)能力。其結構越復雜,物種數(shù)越多,自我調節(jié)能力越強。(3)能量流動、物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能。(4)生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級的數(shù)目因生產(chǎn)者固定能值所限及能流過程中能量的損失,一般不超過56個。(5)生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng),要經(jīng)歷一個從簡單到復雜、從不成熟到成熟的發(fā)育過程。l(二)生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型1、生態(tài)系統(tǒng)的組成(P37) 非生物環(huán)境 生產(chǎn)者(自養(yǎng)生物) 消費者(異養(yǎng)生物) 分解者(異養(yǎng)生物,也叫還

27、原者)(1)非生物環(huán)境 包括:氣候因子,如光、溫度、濕度、風、雨雪等;無機物質,如C、O、N、CO2及各種無機鹽等。有機物質,如蛋白質、碳水化合物、脂類和腐殖質等。(2)生產(chǎn)者(producers) 主要指綠色植物,也包括藍綠藻和一些光合細菌,是能利用簡單的無機物質制造食物的自養(yǎng)生物。在生態(tài)系統(tǒng)中起主導作用。(3)消費者(consumers) 異養(yǎng)生物,主要指以其他生物為食的各種動物,包括植食動物、肉食動物、雜食動物和寄生動物等。(4)分解者(decomposers) 異養(yǎng)生物,主要是細菌和真菌,也包括某些原生動物和蚯蚓、白蟻、禿鷲等大型腐食性動物。它們分解動植物的殘體、糞便和各種復雜的有機化

28、合物,吸收某些分解產(chǎn)物,最終能將有機物分解為簡單的無機物,而這些無機物參與物質循環(huán)后可被自養(yǎng)生物重新利用2、生態(tài)系統(tǒng)的類型 生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)地理條件的不同分為兩大類一級系統(tǒng):水生生態(tài)系統(tǒng)和陸生生態(tài)系統(tǒng)。 一級系統(tǒng)還可細分更多二級系統(tǒng),二級系統(tǒng)也可細分為三級系統(tǒng)等。l(三)食物鏈和食物網(wǎng)(P37) 生產(chǎn)者所固定的能量和物質是通過一系列取食和被食的關系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞的,各種生物按其食物關系排列的鏈狀順序為食物鏈。如草昆蟲鳥蛇鷹。 在生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的取食和被取食的關系錯綜復雜,這種聯(lián)系象是一個無形的網(wǎng)把所有生物都包括在內,使它們彼此之間都有著某種直接或間接的關系,這就是食物網(wǎng)(food web)。

29、 食物網(wǎng)越復雜,生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。 生態(tài)系統(tǒng)中一般都有兩類食物鏈:捕食食物鏈和碎屑食物鏈。l(四)營養(yǎng)級和能量金字塔 營養(yǎng)級是生態(tài)學家為了便于進行定量的能流和物質循環(huán)研究而提出的概念,一個營養(yǎng)級是指食物鏈某一環(huán)節(jié)上所有生物的總和。 如果把通過各營養(yǎng)級的能量流向由低到高繪成圖,就成為一個金字塔形,稱為能量金字塔。1/10定律、林德曼效率定律、林德曼效率 生態(tài)系統(tǒng)中的能流是單向的,通過各營養(yǎng)級的能量是逐級急劇減少的,所以食物鏈不能太長,一般只有四、五級。 營養(yǎng)級所儲存的能量只有大約10%能夠被上一營養(yǎng)級所利用,其余被呼吸作用所消耗,稱為10%定律(1/10定律、林德曼效率)。但該值只是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的

30、一個近似值,在其他生態(tài)系統(tǒng)中,高則達30%,低可小于1%。l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、物質循環(huán)、信息傳遞。l(一)能量流動(P38) 能量是生態(tài)系統(tǒng)的動力,是一切生命活動的基礎。能量輸入的根本來源是太陽能。 光合作用是植物固定太陽能的唯一有效途徑。特點:單向流動、逐級遞減(二)物質循環(huán)(二)物質循環(huán)l生態(tài)系統(tǒng)從大氣、水體和土壤等環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質,通過綠色植物吸收,進入生態(tài)系統(tǒng),被其他生物重復利用,最后,再歸于環(huán)境中,稱為物質循環(huán)(生物地球化學循環(huán))。 物質循環(huán)可分為水循環(huán)、氣體循環(huán)和沉積型循環(huán)三大類。主要物質循環(huán)有:碳循環(huán)、氮循環(huán)、磷循環(huán)、硫循環(huán)等。(P3940)l

31、(三)信息傳遞(P4041)1、物理信息2、化學信息3、營養(yǎng)信息4、行為信息l三、生態(tài)平衡及其破壞l(一)生態(tài)平衡的含義 任何一個正常、成熟的生態(tài)系統(tǒng),其結構與功能,包括其物質組成,各種群的數(shù)量和比例,以及物質與能量的輸出、輸入等方面都處于相對穩(wěn)定狀態(tài),也就是說,在一定時期內,系統(tǒng)內的生產(chǎn)者、消費者和分解者之間保持著一種動態(tài)平衡,這種平衡就叫做生態(tài)平衡。 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。 生態(tài)系統(tǒng)之所以能保持動態(tài)平衡,主要是由于其內部具有自動調節(jié)的能力。l(二)破壞生態(tài)平衡的因素1、自然因素 如火山爆發(fā)、 臺風、流行病等。2、人為因素(P4142) 物種改變引起平衡的破壞(

32、物種入侵) 環(huán)境因素改變引起的破壞(水體富營養(yǎng)化) 信息系統(tǒng)的破壞 (污染物質干擾性信息素)第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)農業(yè)生態(tài)農業(yè)l一、生態(tài)農業(yè)的概念及其特點l(一)生態(tài)農業(yè)的概念 中國的生態(tài)農業(yè)是在經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的思想指導下,在總結和吸取了各種農業(yè)實踐成功經(jīng)驗的基礎上,根據(jù)生態(tài)學原理,應用現(xiàn)代科學技術方法所建立和發(fā)展起來的一種多層次、多結構、多功能的集約經(jīng)營管理的綜合農業(yè)生產(chǎn)體系。生態(tài)農業(yè)是一種持續(xù)發(fā)展的農業(yè)模式,是一條保護生態(tài)環(huán)境的有效途徑。l(二)生態(tài)農業(yè)的特點(P4243)1、多樣性2、綜合性3、生產(chǎn)效率高4、穩(wěn)定性5、持續(xù)性6、生態(tài)性l二、生態(tài)農業(yè)建設的理論基礎(P43)1、生物與環(huán)境的

33、協(xié)同進化原理2、生物之間鏈索式的相互制約原理3、能量多級利用與物質循環(huán)再生原理4、結構穩(wěn)定性與功能協(xié)調性原理5、生態(tài)效益與經(jīng)濟效益統(tǒng)一的原理l三、生態(tài)農業(yè)的建設內容(P44)1、推進區(qū)域農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的綜合管理2、調整優(yōu)化農業(yè)結構3、提高食物生產(chǎn)和保障食物安全4、農業(yè)資源可持續(xù)利用 保護、合理利用與增殖自然資源 提高生物能的利用率和廢物循環(huán)轉化 開發(fā)農村能源 5、農業(yè)生態(tài)環(huán)境保護 防治污染,扭轉生態(tài)惡化 建立農業(yè)環(huán)境自凈體系l四、生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)的類型和模式1、生物立體共生的生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)(P45) 立體種植類型 立體養(yǎng)殖類型 立體種養(yǎng)類型2、物質循環(huán)利用的生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)(P46) 種植業(yè)內部物質循環(huán)

34、利用類型 養(yǎng)殖業(yè)內部物質循環(huán)利用類型 種、養(yǎng)業(yè)結合的物質循環(huán)利用類型 種、養(yǎng)、沼三結合的物質循環(huán)利用類型3、生物相克避害的生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)(P47) 以蟲治蟲的生態(tài)農業(yè)類型 以禽鳥治蟲的生態(tài)農業(yè)類型 以菌治蟲的生態(tài)農業(yè)類型4、主要因子調控的生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)(P47)5、區(qū)域整體規(guī)劃的生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)(P47)l五、生態(tài)農業(yè)的幾種實用技術(一)生態(tài)工程技術1、概念:所謂生態(tài)工程技術,就是綜合應用生物學、生態(tài)學、經(jīng)濟學、環(huán)境科學、農業(yè)科學、系統(tǒng)工程學的理論,運用生態(tài)系統(tǒng)的物種共生和物質循環(huán)再生等原理,結合系統(tǒng)工程方法所設計的多層次利用的工藝技術。2、生態(tài)工程技術類型(P48)(1)農業(yè)的立體種植、養(yǎng)殖技術 生

35、物最佳空間組合工程打技術:如稻、萍、魚的空間立體配置技術(2)食物鏈結構的工程技術 按照食物鏈的結構在生態(tài)系統(tǒng)中建立物質的良性循環(huán)多級利用,廢棄物在生產(chǎn)過程中得到再次或多次利用,使系統(tǒng)內形成一種穩(wěn)定的物質良性循環(huán)。l(二)能源開發(fā)技術(P48)1、沼氣的產(chǎn)生及利用技術2、太陽能的利用技術l(三)小流域綜合管理技術(P48)1、水土流失治理技術2、小流域綜合利用技術l(四)有害生物綜合防治技術 所謂綜合防治技術是根據(jù)病、蟲、草危害作物的情況,綜合地運用物理、化學、生物、農業(yè)等技術防除病、蟲、草害。 包括農業(yè)防治技術、生物防治技術、化學防治技術、物理防治技術。 所謂生物防治技術是指主要利用有害生物

36、的天敵,對有害生物進行調節(jié)、控制乃至消滅。(P49)l(五)農業(yè)廢棄物的資源利用技術(P49)l(六)農業(yè)生產(chǎn)資料的生態(tài)化改造技術 農業(yè)生產(chǎn)資料包括化肥、農藥和地膜。1、控釋肥料2、新型農藥3、降解地膜六、生態(tài)農業(yè)與農業(yè)環(huán)境保護六、生態(tài)農業(yè)與農業(yè)環(huán)境保護l(一)我國的農業(yè)環(huán)境保護問題主要表現(xiàn)在兩個方面:一是因不合理開發(fā)利用農業(yè)自然資源而導致的大面積生態(tài)破壞問題;二是工農業(yè)廢棄物和農業(yè)活動帶來的環(huán)境污染問題。l(二)生態(tài)農業(yè)是實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟的良性循環(huán),促進生態(tài)環(huán)境保護與自然資源永續(xù)利用的最佳手段。具體表現(xiàn)如下(P50)1、生態(tài)農業(yè)有利于提高綠色覆蓋,解決農村能源問題,改善農村生態(tài)環(huán)境。2、生態(tài)農

37、業(yè)有利于資源高效利用,減少廢棄物排放造成的環(huán)境污染,實現(xiàn)農業(yè)的清潔生產(chǎn)。3、生態(tài)農業(yè)有利于生物多樣性的保護和土壤肥力的提高,減輕因農藥、化肥和農業(yè)徑流所造成的農業(yè)自身污染。l(二)生態(tài)農業(yè)是實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟的良性循環(huán),促進生態(tài)環(huán)境保護與自然資源永續(xù)利用的最佳手段。具體表現(xiàn)如下(P50)1、生態(tài)農業(yè)有利于提高綠色覆蓋,解決農村能源問題,改善農村生態(tài)環(huán)境。2、生態(tài)農業(yè)有利于資源高效利用,減少廢棄物排放造成的環(huán)境污染,實現(xiàn)農業(yè)的清潔生產(chǎn)。3、生態(tài)農業(yè)有利于生物多樣性的保護和土壤肥力的提高,減輕因農藥、化肥和農業(yè)徑流所造成的農業(yè)自身污染。第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)學在環(huán)境保護中的應用生態(tài)學在環(huán)境保護中的應用l(

38、一)在環(huán)境影響評價中的應用(P51) 生態(tài)學的一個中心思想:整體和全局的概念。不僅考慮現(xiàn)在,還要考慮將來;不僅考慮本地區(qū),還要考慮有關的其他地區(qū);也就是說要在時間和空間上全面考慮,統(tǒng)籌兼顧。按照生態(tài)學的原則,我們對生態(tài)系統(tǒng)采取任何一項措施時,該措施的性質和強度不應超過生態(tài)系統(tǒng)的忍耐極限或調節(jié)復原的彈性范圍,否則就會招致生態(tài)平衡的破壞,引起不利的環(huán)境后果。l(二)在污染物凈化中的應用(P52) 生態(tài)系統(tǒng)具有不同的水平的、比較復雜的調節(jié)能力,指生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者、消費者和分解者在不斷地進行能量流動和物質循環(huán)過程中,受到自然因素或人類活動的影響時,系統(tǒng)具有保持自身相對穩(wěn)定的能力,又稱生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力

39、。結構越復雜的生態(tài)系統(tǒng),自凈能力越強。l(三)解決近代城市中的環(huán)境問題(P52)l(四)綜合利用資源和能源 以往的工農業(yè)生產(chǎn)大多是單一的過程,即沒有考慮與自然界物質循環(huán)的相互關系。解決這個問題較理想的辦法是,運用生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)原理,建立閉路循環(huán)工藝,實現(xiàn)資源和能源的綜合利用,以杜絕浪費與無謂的損耗。l閉路循環(huán)工藝:就是要求把兩個以上的流程組合成一個閉路體系,使一個過程中產(chǎn)生的廢料或副產(chǎn)品成為另一個過程的原料,從而把廢棄物減少到生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力限度以內。l生態(tài)農場:是根據(jù)生態(tài)學原理建立起來新型農業(yè)生產(chǎn)模式,是閉路循環(huán)工藝在農業(yè)中的具體應用。它可以因地制宜利用不同的技術,來提高太陽能的轉化率

40、、生物能的利用率和廢棄物的再循環(huán)率,使農、林、牧、副、漁以及加工業(yè)、交通運輸業(yè)、商業(yè)等都獲得全面發(fā)展。l(五)在環(huán)境保護其他方面的應用1、闡明污染物質在環(huán)境中的遷移轉化規(guī)律(P54)2、環(huán)境質量的生物監(jiān)測和生物評價(P54)(1)利用植物對大氣污染進行監(jiān)測和評價(2)利用水生生物監(jiān)測和評價水體污染3、為環(huán)境質量標準的制定提供依據(jù)(P55)4、人工生態(tài)系統(tǒng)及其在污染防治研究中的應用 人工生態(tài)系統(tǒng)是試驗用的一種手段,是根據(jù)自然生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能設計的、在人工控制條件下的人為生態(tài)系統(tǒng)。它的特點,主要把生態(tài)系統(tǒng)復雜的結構和功能加以簡化,構成試驗性的生態(tài)系統(tǒng),以便進行科學研究。它一般比所模擬的真實生態(tài)

41、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。第四章第四章 農村能源的開發(fā)與環(huán)境農村能源的開發(fā)與環(huán)境l本章幾個主要問題:1、什么是農村能源?目前我國的農村能源存在什么問題?2、什么是生物質能源?怎么利用生物質能源?3、什么是沼氣發(fā)酵?4、農村的新能源有哪些?第一節(jié)第一節(jié) 概述概述l一、農村能源類型(P57) 農村能源是指農村的社會經(jīng)濟活動和農村居民所消費的能源。包括商品能源如煤炭、石油制品、電力、天然氣等,還包含生物質能、太陽能和多種其他能源。l(一)農村能源分類1、按管理分類(1)間接能源:一般是指農用化學物資所包含的能,如化肥、農藥、農用塑料制品等,由化工部歸口管理。(2)直接能源:包

42、含農業(yè)生產(chǎn)用能和農村人口生活用能。生產(chǎn)用能,通常指除人力、畜力以外的商品能。在直接能源中,一部分來源于國家能源供應體系,一部分來源于就地開發(fā),如小水電、小煤窯、太陽能、風能、地熱能和生物質能等。2、按形成條件的能源分類(P58)l二、中國農村能源建設方針中國農村能源建設方針:因地制宜,多能互補,綜合利用,講求效益。l三、農村能源特點(P58)(一)需求量大而分散(二)經(jīng)濟發(fā)展,改變了傳統(tǒng)能源結構(三)農村能源建設成績顯著(四)農村能源存在的問題(P59)1、農村能源消費結構與結構性污染互為因果2、農村能源利用效率低3、資金不足第二節(jié)第二節(jié) 生物質能源的燃燒利用生物質能源的燃燒利用l生物質:是指

43、在有機物中,除石化燃料外的所有動植物物質。l生物質能:總量豐富,分布廣泛,開放利用可就地取材,是極具潛力的農村能源,主要包含在秸稈、薪材和各種有機廢棄物中。l要解決農村能源,今后仍需重視生物質能源的開發(fā)利用。(P60)l一、各種生物質能源潛力l(一)地球生物質能的能源潛力 地球生物質能源是太陽能通過光合作用而轉換和累積的能源形態(tài),也稱為“綠色能源”。地球生物質能源是產(chǎn)量巨大而穩(wěn)定的可再生能源資源。l(二)薪炭林的能源潛力 薪炭林是我國森林五大林種之一,以生產(chǎn)燃料為主要目的。1、薪炭林的營林技術 選擇優(yōu)良樹種 合理密植 認真搞好造林整地 輪伐采薪方式2、薪炭林的五種類型(P60-61)(1)短輪

44、伐期平茬采薪經(jīng)營型(2)材薪經(jīng)營型(3)薪材經(jīng)濟經(jīng)營型(4)薪草經(jīng)營型(5)頭木育薪經(jīng)營型l(三)其他高光效能源植物 高光效能源植物的選育和研究是能源植物研究中的熱點,涉及海洋植物、陸生野生植物和農作物。(P61)l(四)秸稈的能源潛力(P61)l二、生物質能的直接燃燒技術 生物質能的利用技術分兩大類:一類是生物質能的直接燃燒技術;一類是生物質能轉換技術(包括氣化、液化、固化技術)(一)燃燒效率 生物質直接燃燒,是農村常規(guī)技術,其定性式為: 有機物 + O2_ CO2 + H2O + 能量 直接燃燒法的熱轉換效率很低,不超過20%,還有不到10%的灰分可作肥料,7080%的養(yǎng)分成為揮發(fā)物,成為

45、污染物。 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,設計要求為:單體灶25%,炕連灶20%,實際平均可達30%,最好可達50%。(三)成型燃燒 生物質成型燃燒:將生物質原料切成一定粒度,在加壓下制成棒狀、粒狀、塊狀等各種成型燃料。原料成型后,燃燒性能明顯改善,便于貯存與運輸。 節(jié)煤爐的運用(P62)l三、生物質能的熱化學轉換原理 生物質熱化學轉換技術,是利用機械裝置將固體生物質換成可燃氣體、焦油、木炭等品位較高的能源產(chǎn)品的技術。 氣化原理:利用空氣中的氧氣或水蒸氣,將固體燃料中的碳氧化成可燃氣體煤氣。 氣化過程:燃料的干餾、高溫氧化

46、、還原反應。氧化層:C+ O2_ CO2 + H2O + CO + 能量還原層: CO2 + H2O + C CO + H2 能量干餾層:燃料蒸餾,揮發(fā)物混入煤氣中煤氣中的燃燒有效成為是CO 和H2,主要集中在還原層中。第三節(jié)第三節(jié) 生物質能的生物化學轉換技術生物質能的生物化學轉換技術 沼氣發(fā)酵技術沼氣發(fā)酵技術l一、沼氣的基本概念 沼氣是有機物的厭氧發(fā)酵產(chǎn)物,是一種混合的可燃性氣體。(一)沼氣的組成主要成分:甲烷占6070%,二氧化碳占3040%。少量成分:硫化氫,一氧化碳,氫。l二、厭氧發(fā)酵的基本原理沼氣發(fā)酵是個厭氧生物化學過程,包括水解發(fā)酵產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷三個階段。1、水解發(fā)酵階段:復雜有機物

47、在有關分解菌的作用下,分解成簡單有機物,如單糖、有機酸、醇等。2、產(chǎn)酸階段:簡單有機物在發(fā)酵菌、產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫菌等作用下,產(chǎn)生乙酸、氫、二氧化碳、甲醇。是生成甲烷的前體物質。3、產(chǎn)甲烷階段:甲烷菌群利用前體物質形成甲烷。l三、沼氣發(fā)酵的工藝類型1、按發(fā)酵溫度分類:高溫發(fā)酵(4560攝氏度),中溫發(fā)酵(3045攝氏度),常溫發(fā)酵(8-30攝氏度)2、按投料方式分類:連續(xù)發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵、批量發(fā)酵。l四、沼氣發(fā)酵的工藝條件(P65)1、厭氧環(huán)境2、溫度3、營養(yǎng)平衡4、攪拌5、干物質濃度6、接種物(五種微生物菌群)7、適當?shù)乃釅A度(PH6.57.5)8、水料比l五、厭氧發(fā)酵工藝分析(P66)l六、沼氣

48、池的分類(一)按發(fā)酵機制對沼氣池的分類(P66)1、常規(guī)型2、污泥滯留型3、附著膜型l(二)小型沼氣池(P67)l(三)大中型沼氣池(P68)l七、沼氣池的效益(P72)1、獲得沼氣2、獲得肥料3、環(huán)境效益4、社會效益第四節(jié)第四節(jié) 新能源的開發(fā)利用新能源的開發(fā)利用l我國農村開發(fā)利用的新能源主要有:太陽能、地熱能、風能。l一、太陽能l(一)概述 太陽能是一種巨大且對環(huán)境無污染的能源。對太陽能的利用主要是指對太陽能的直接轉化和利用,有兩種方式:熱利用與太陽光發(fā)電技術l(二)太陽能熱利用1、太陽能熱利用:通過轉換裝置把太陽輻射能轉換成熱能而利用。2、太陽能熱利用方式:光熱轉換是目前廣泛采用的太陽能利

49、用方式。按溫度分類有:低溫、中溫、高溫熱利用(P73)3、太陽能熱利用系統(tǒng):一般由集熱、貯熱和供熱三部分組成。4、太陽能熱利用裝置:太陽能熱水器、太陽灶、太陽暖房。l(三)太陽能發(fā)電技術(光伏技術)的利用1、太陽能發(fā)電具有火電、水電、核電所無法比擬的清潔性、高度的安全性、資源的廣泛性和充足性、長壽命以及免維護的優(yōu)點,光伏能源被認為是21世紀最重要的能源。2、太陽能發(fā)電技術裝置:太陽光伏電池(P75)l二、地熱資源及其開發(fā)利用(一)概述 地熱能是指地球內部可資開發(fā)的熱能。目前,人類對地熱能的利用非常少,只用了極少量的地下天然蒸汽和地熱水。(二)分類(P75)地熱資源按溫度分:高溫地熱(150度以

50、上)、中溫地熱(90150度)、低溫地熱(25-90度)(三)地熱資源的開發(fā)利用1、高溫地熱與中溫地熱主要用于發(fā)電、烘干等工業(yè)領域。2、低溫地熱可在以下方面進行開發(fā) 直接供暖和余熱供暖 浴療保健 娛樂、旅游 種植、養(yǎng)殖l三、風能資源的開發(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,從而引起大氣的對流運動便形成風。 離地主度是估算風能資源的關鍵因素之一。 全球的風能約為2.74109MW,其中可利用的風能為2109MW。 (二)風能資源優(yōu)勢1、無污染2、建設周期短3、投資規(guī)模靈活4、占地少5、運行簡單第五節(jié)第五節(jié) 能源建設與節(jié)能能源建設與節(jié)能l一、農村能源建設(一)農村能源建設

51、內容(P79) 我國農村能源建設工作主要包括三個方面:一是節(jié)能技術的開發(fā)和利用,重點在節(jié)能灶具普及和“炕連灶”改建方面;二是農業(yè)廢棄物能源轉換和資源化利用;三是開發(fā)新能源。(二)農村能源建設發(fā)展概況(P79)(三)能源生態(tài)模式建設(P80)l二、節(jié)能(一)概述 目前,國內外對節(jié)能的含義尚無一致的看法。世界能源研究報告提出節(jié)能的中心思想為:應用技術上現(xiàn)實可行、經(jīng)濟上合理、環(huán)境保護與社會上可以接受的方法來有效的利用能源資源。 節(jié)能的總體目標是獲得更高的能源利用效率。途徑有二,一是達到同樣的生產(chǎn)目標而減少能源消耗;二是達到同樣的生產(chǎn)目標而減少了原材料的消耗。(二)有效能概念 有效能:在實際耗能環(huán)境中

52、,能轉換成功的那一部分能量。任何能量都是有效能與無效能之和。 有效能有以下性質:1、是作功能力的量度;2、用有效能作能量尺度;3、有效能不僅表示能量的數(shù)量,也表示能量的質量。(三)節(jié)能原理 節(jié)能原理:有效能理論上都是可以利用的,但在能源轉換過程中必然有所損失。通過調控來可以提高有效能效率。 在評價能耗時,應采用有效能效率指標才具有可比性。(四)我國的節(jié)能概況(P82)1、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。2、立法:1998年1月1日是,施行中華人民共和國節(jié)約能源法3、節(jié)能概況(P82)第五章第五章 水污染及其防治水污染及其防治l本章的主要問題:1、什么是水體污染?什么是水質指標

53、、水質標準?2、水體污染物有哪些類型?3、水體污染對農業(yè)的影響如何?4、如何防治水體污染?第一節(jié)第一節(jié) 水污染概述水污染概述l一、水體污染及污染物來源(一)概念 水污染:水體受到人類和自然因素的影響,使水的感官性狀、物理化學性能、化學成分、生物組成及底質情況產(chǎn)生惡化。 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,這些物質未經(jīng)很好處理就進入水體,其含量超過了水體的自凈能力,導致水體的質量下降,從而降低了水體的使用價值。(二)分類(P84)1、污染源按造成水體污染的原因可分為天然污染源和人為污染源。2、污染源可按釋放的有害物種類可分為物理性(如熱和放射性物質)污染源,化學性(無機物與有機物

54、)污染源,生物性(細菌、病菌)污染源。3、污染源也可按分布和排放特征可分為:點污染源、面污染源、擴散污染源。(二)點污染源 點污染源:工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和城市生活污水,集中從排污口排入水體,從而污染水體。包含兩方面:1、生活污水(P86)2、工業(yè)廢水(P86)(三)面污染源 面污染源針對點污染源而言,又稱非點污染源,主要是指農田灌溉形成的徑流和地面水徑流,也包括農村廢水及其他污染源。 面污染源通常在不確定的時間內,通過不確定的排放途徑,向水體排放不確定的污染物質。不為人們直接控制。 (三)擴散污染源 擴散污染源是指隨大氣擴散的有毒、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、

55、黑雪等。 也有人將擴散污染源歸入面污染源(非點污染源)。 天然污染源多屬于面污染源l二、水質指標和水質標準(一)水質指標 水質:是指水和水中所含雜質共同表現(xiàn)出來的綜合特性。 水質指標:是用于表示水中雜質的成分、種類和數(shù)量。水質指標項目繁多,一般可分為物理的、化學的和生物的三大類。1、物理性水質指標(P86)感官物理性指標其他物理性指標2、化學性水質指標(P87)(1)一般的化學性水質指標:如PH值等(2)有毒的化學性水質指標:如重金屬等(3)有關氧平衡的水質指標:如溶解氧(DO)等(二)水質標準 水質標準:為了適應不同的用途和目的而相應建立的有關水的物理、化學和生物學等方面的一系列規(guī)定和要求。

56、1、地面水環(huán)境質量標準(P87)2、污水排放標準(P87)3、農田灌溉水質標準 農田灌溉水質標準:為了防止土壤、地下水和農產(chǎn)品污染,保障人體健康,維護生態(tài)平衡而相應建立的有關農田灌溉水的物理、化學和生物學等方面的一系列規(guī)定和要求。1992年國家環(huán)保局頒布農田灌溉水質標準。這個標準適用于以地面水、地下水和處理后的城市污水水質相近的工業(yè)廢水作為源的農田灌溉用水,不適用醫(yī)藥、化工等行業(yè)廢水。l三、我國水體污染現(xiàn)狀及對策(一)我國水體污染現(xiàn)狀 水體污染是我國當前主要環(huán)境問題之一。2003年對全國河流進行水質評價的結果:(P88)(二)我國水體污染防治對策(P88)我國近期水污染防治的原則和對策為:1、

57、流域或區(qū)域進行水污染綜合防治2、工礦企業(yè)造成的水污染進行積極防治3、城市污水加強治理4、農村水污染治理第二節(jié)第二節(jié) 水體中主要污染物的行為及其影響水體中主要污染物的行為及其影響l水體污染物分為四大類1、無機無毒物:主要指酸、堿及一些無機鹽和氮、磷等植物營養(yǎng)物質。2、無機有毒物:主要是指各種重金屬和氰化物、氟化物等。3、有機無毒物:主要指在水環(huán)境中比較容易分解的有機化合物。4、有機有毒物:主要是指苯酚、多環(huán)芳烴和各種人工合成的具有積累性的穩(wěn)定有機化合物,如農藥。l一、需氧有機污染物l需氧有機污染物:生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪和木質素等在微生物作用下易于分解,最終分解為

58、簡單的無機物二氧化碳和水。這些有機物質在分解過程中需要消耗水中的溶解氧,這些有機物質稱之為需氧有機污染物。(一)需氧有機污染物的主要指標1、溶解氧(DO) 溶解氧:是溶于水中的自由狀態(tài)氧分了的量。它是支配水生生物生存和有機污染物分解類型及水體自凈作用強弱的重要因素;溶解氧是水體質量好壞的重要指標。 水中溶解氧的來源有兩個方面:一是大氣中氧通過擴散方式補給(主要來源);二是水生植物的光合作用也放出氧。 水中溶解氧的消耗有三個方面:一是耗氧有機污染物在降解時耗氧;二是還原性無機物質氧化時耗氧;三是生物呼吸過程吸收氧。 水中的溶解氧含量與溫度有關,隨著溫度的升高,水中溶解氧含量迅速下降。l氧的補給與

59、消耗的狀態(tài)不同,使水質處于不同的狀態(tài)中,如:(1)補給消耗:水體溶解氧平衡,正常狀態(tài)(2)補給消耗:水體缺氧,惡化狀態(tài)(3)補給消耗:水體溶解氧呈飽和狀態(tài)2、生化需氧量(BOD) 生化需氧量(BOD):水中有機污染物被微生物分解所需的氧量,可以間接地反映出有機污染物的含量。 BOD并不直接表示水中有機污染物的含量,只是通過一定時間內細菌所氧化分解的有機污染物消耗的氧量,BOD越高表示水中有機污染物越多。生化需氧量(BOD)的測定:標準溫度:20攝氏度標準時間:一般生活污水中的有機物20天左右完成第一階段的氧化分解過程。但實際工作中,以5天為生物需氧量的標準測定時間,稱為五日生化需氧量(BOD5

60、)。BOD5值的含義:BOD5值過高表示水中有機物污染物含量多,水體污染嚴重。BOD5值低表明水體清潔,但也可能存在水體污染,具體要結合化學需氧量(COD)的值,進行進一步的評價。3、化學需氧量(COD) 化學需氧量COD:是指用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需要的氧量。 常用的氧化劑有重鉻酸鉀(其COD稱之為CODCr);有高錳酸鉀(其COD稱之為CODMn)。一般地說:(1)CODCr BOD20 BOD5 CODMn(2)CODCr BOD20的值可大致表示水中不能被微生物分解的有機物量。如BOD5 低,但CODCr過高,也表明水體中不被細菌降解的有機污染物多,水體污染嚴重。(二)水體

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