104上「環境學概論」第一次作業 @ 春來永環保健康豬式會社

104上「環境學概論」第一次作業題目

科目：環境學概論

試述人口成長之影響因素。（25%）
答:死亡率因醫藥的進步、營養的提高和衛生條件的改善等，而頻創新低，這種死亡率低的速率比出生率還要快的結果，造成地球人口數都降不下來。
   影響人口大小之因素是出生率與死亡率；而影響出生率之因素是替換層次生育率與總生育率。所謂替換層次生育率是一對夫妻取代他們本身之孩子數。總生育率是每個女人，在其可生育的年齡中（15-44歲），依其特定年齡有其特定的生育率，所估計之平均小孩存活率。簡單的說，是女人在其生育年齡中平均能生下的小孩數估計值。
    許多社會經濟和文化因素也會影響出生率與總生育率。譬如：
1.教育和富裕之程度：愈高則出生率與總生育率就愈低。
2.孩子是否為家庭勞力之來源：如果孩子是家庭勞力之來源，則出生率會增加。
3.女人受教育和就業機會：當女人受教育與就業機會愈高，出生率就會愈低。
4.嬰兒死亡率：嬰兒死亡率愈高，出生率就會愈高。
5.平均結婚年齡：平均結婚年齡愈高，則出生率就會愈低。
6.社會福利制度完善與否：制度愈完善，則出生率就會愈低。
7.有效的避孕方法：愈是有效，則出生率就會愈低。
8.宗教信仰、傳統與文化：這些觀念會影響夫妻想要許多的孩子。
    影響死亡率最主要的因素在於糧食不足、營養不良和傳染病發生率高。另外醫療設備差與經濟不富裕的地方，對於懷孕婦女和嬰兒的健康照料就差，相對死亡率就會增加。
     人口變化的另外一個原因就是受人口遷徙之影響；移入（遷入）的人口愈多，則人口的成長就增加；而移出（遷出）的人口數愈多，則該地區人口的成長就會減少。
試述生態系中的生物組成。（25%）
答：生態系生物組成，通常根據營養習慣可分成三大類，分別是生產者、消費者及分解者。
1.生產者
生產者的綠色植物，可經由光合作用製造所需要的有機養分。光合作用可簡單表示如下：
二氧化碳+水+太陽能→葡萄糖+氧
大氣中大部分的氧也是光合作用的產物。據估計地球上的光合作用有59％是發生在陸地，而剩下的41％則是在海洋和其它之水體生態系中進行。
某些特殊的細菌，也是生產者，在沒有陽光之下，能將無機化合物轉變成有機營養，此種過程稱為化學合成作用。
2.消費者
動物可由食用植物或食用以植物為主之動物以獲取養分。因此，直接或間接食用生產者以獲取所需營養和能量之生物，稱為消費者或異營生物。
依據他們食物之來源，食用活生物的消費者主要可分成三類：
一.草食性動物初級消費者，直接食用活植物的全部或部分。
二.肉食性動物次級消費者，只食用草食性動物；食用肉食性或雜食性動物之動物則為三級或更高級消費者。蜘蛛和鳥類捕食以植物為食之昆蟲，稱為次級消費者。
三.雜食性動物能夠吃動物與植物兩者，也就是任何東西都吃。
3.分解者
生態系中的許多碎屑物，特別是枯木和樹葉，進行腐敗或分解，使得複雜的有機分子被分解成含有營養元素比較簡單的無機化合物。分解者包括兩類的生物：顯微的單細胞細菌和真菌（多為黴菌和蕈類）
4.生物組成與物質循環和能量流動關係貯存於葡萄糖和其他碳水化合物之化學能，被生產者、消費者和分解者用來驅動其他生命過程，這就是流動的部分。好氣性生物藉由細胞的有氧呼吸生產者可將葡萄糖和其它物質合成比較複雜的有機物如澱粉、纖維素等，而消費者可以食用他或由分解者將其分解成二氧化碳和水：
葡萄糖+氧→二氧化碳+水+能量
任何生物個體之存活都是依靠流過其身體的質量流和能量流。而生態系生物群落之存活主要是經由物質的循環和單方向的能量流動所控制的。
請從質能定律來闡述環境資源的問題。（25%）
答：一.物質丟棄與回收的社會
1.物質丟棄的浪費社會
因為物質不滅定律和能量第二定律，資源被我們每個人使用後自動地就產生一些廢熱和廢棄物質回到環境之中。
現今高度工業化的國家是個浪費的社會，不斷地使用耗費物質能源，是從物質輸入經過生產加工變成產品並產生廢棄物的線性流程，以最大速率追求經濟上的永續成長，不但消耗更多資源也同時產生更多廢棄物。物質和能量的科學定律告訴我們，如果愈來愈多的人以增加速率的方式繼續地使用和浪費資源，那麼遲早有一天，地區性和全球性的環境涵容能力將難以承受廢棄物和廢熱之重責大任。
2.物質回收的社會
解決此問題的應急方法是從一個浪費資源的社會變成物質回收的社會。
兩個能量定律都告訴我們物質資源回收常需要高品質的能量，而這些能量不可能再被回收。資源回收應該遵守四個原則：
（1）高品質能量用完後不能被回收，但也不應該被浪費。
（2）物質資源回收常需要高品質的能量，但有效率的回收所需要之高品質能量，常比新產品的製造要少很多。
（3）欲回收之物質資源，勿將其稀釋、分散或混合。
（4）為了要促進物質資源回收，政府要對使用回收物質資源的製造商給與免稅和其他之獎勵方式，而對取用原始資源的工業則不獎勵。即使不用獎勵辦法，也要讓取用原始資源的工業與回收物質資源的工業在開放市場上競爭。
二.永續利用地球的社會
支配物質和能量變化的3個科學定律指出，解決我們環境和資源問題的長期方法是從浪費的社會變成永續利用地球的社會。它的作法如下：
（1）師法生態系的物質循環
     一個永續利用地球的社會可能是模仿自然界永續對待我們和其他物種之作法。像此一社會可能是比物質回收社會跨出了更大的一步。
（2）減少物質的使用和浪費
     永續利用地球社會的另一個目標可能是透過使用東西更耐用、易於回收、再利用和修理，來減少對物質的使用和浪費。
（3）以科學技術降低資源使用並預防汙染
     一個永續利用地球的社會可能利用引進技術來降低資源之浪費與預防汙然。
何謂生質能？使用生質燃料有什麼優缺點？（25%）
答：生質量是由光合作用利用太陽能產生有機的植物質。包括木材、農業廢棄物和垃圾。此種固態生質量是一種多用途燃料，有些可直接當燃料來燃燒，有些可將其轉變更方便的氣態或液態燃料。
生質燃料的優缺點
優點
（1）可以固、液和氣態方式，使用於空間加熱、燒水、發電和推動汽車。
（2）只要樹木和植物砍伐收穫的速度遠小於回植的速度，生質量便是可再生性的能源，但大多數地方無法達到此一要求。
（3）只要樹木和植物砍伐和燃燒的速度，與地下之有機質消失之速度不會超過它們補充之速度，那麼大氣的CO2就不會增加。
（4）每單位生質量燃料的燃燒，所排放的SO和NOx，遠低於未控制的燃煤，因此較不用汙染控制。
缺點
（1）它需要一大片土地來生產此一燃料，要有良好有效的土地管理和再栽種計畫。
（2）不當的土地利用，當大規模伐木時，則降低土壤肥力，引起土壤沖蝕、水污染、水災以及野生物棲地的破壞。
（3）生質含水分高（15〜95％），會降低其淨有用能源，增加收集生質燃料的成本。