生态熵视角下的城市“智慧园林”构建探析

近些年随着城市化的高速发展,导致城市盲目扩张,环境日益恶化.本文从人与环境一体化角度出发,引入生态熵理论,分析环境系统中生态功能的缺失及人与环境的平衡关系;提出了针对生态熵系统失衡的解决办法、构建智慧园林的设计理念及技术实施方法,用以科学地决策城市园林建设发展方向、方法,完善智慧园林体系建设,从根本上提升环境自身的生态效益,改善城市生态环境质量,使生态熵系统达到可持续协调发展的稳定平衡状态.

生态熵视角下的城市“智慧园林”构建探析

当前,城市板块的快速扩张加速了城市化的步伐,另一方面给环境带来了严重影响,打破了生态平衡,导致生态系统失衡。本文基于生态熵理论视角,对生态熵系统的失衡进行分析,针对解决生态熵系统失衡的问题提出对策,对在生态熵视角下构建城市"智慧园林"的路径进行了分析。

基于熵理论的物流园区生态方向判别研究

物流园区生态化发展是物流业发展到一定阶段的必然产物。通过对国内外物流园区生态化评价高频指标的初筛,结合问卷调查后的信度与效度分析,确定物流园区生态化影响因素指标体系;将熵理论运用于物流园区生态发展方向判别模型构建中,根据物流园区生态系统状态函数表示的物流园区生态正负熵值判别良性、恶性或临界三种生态发展方向。最后,根据判别模型实例分析A物流园区生态熵值,结果表明为恶性生态发展方向,分析相关熵增因素与提升途径。

优于单一最大熵生态位模型的混合烟粉虱生境风险评估模型

预测入侵生物的潜在地理分布、快速评估其高脆弱性区域是实现入侵生物前瞻性风险预警的重要手段。MaxEnt生态位模型是目前应用最广泛的生境风险评估方法,操作简单,预测精度较高,但模型对数据的质量和数量过分依赖。以烟粉虱Bemisia tabaci为对象,引入地理探测器显式描述评价因子的空间关联规律和贡献度,结合MaxEnt生态位模型,提出一种混合生境风险评估模型(Geo-MaxEnt),并与单一MaxEnt生态位模型进行对比。结果表明:(1)地理探测器模型显示,海拔(0.56)、土地利用(0.43)、最热月最高温度(0.36)和年平均温度(0.30),对烟粉虱的空间分布具有显著影响,各因子对烟粉虱生境的影响存在显著的差异。海拔和土地利用PD值最高,是影响烟粉虱生境的主要驱动因子。环境因子的交互作用强化了各个因子的影响力。(2)单一MaxEnt生态位和所构建的模型总体精度分别是94.86%(AUC 0.91)和98.13%(AUC 0.94),相较之下,所构建的模型精度略高,表明所构建的模型是合理的,具有高度的可靠性;(3)对于高风险区,混合模型优于MaxEnt模型,但两者在空间分布方面高度一致,主要分布在东部区域;对于非适生区,两种模型结果较为一致,MaxEnt模型的非适生区略大于混合模型。地理探测器能够解释入侵驱动因素相互作用和协同效应,能够较好地表达入侵昆虫生境适宜度与候选因子的生态学意义,在评价入侵昆虫生境风险上更为有效。

气候变化下红茴砂在中国潜在适生区的最大熵生态位模型预测

红茴砂是姜科茴香砂仁属多年生草本植物,我国仅在海南地区有自然分布,是具有很高药用价值的濒危植物。为了解红茴砂在未来气候变化下的潜在适生区及其主要环境影响因子,以期对红茴砂的保育提供科学指导,将45条红茴砂分布位点数据与20个环境因子相结合,运用最大熵生态位模型MaxEnt和ArcGIS软件模拟了当前气候和未来2050年RCP2.6和RCP8.5两种不同气候条件下红茴砂在中国的潜在分布区,并分析影响红茴砂分布的主导环境因子。结果表明:当前气候条件下,红茴砂适生区总范围在18°~32°N、27°~122°E,面积约为1.24×10^(6)km^(2),主要集中分布在海南、贵州、福建、广东、广西、云南等地;影响红茴砂地理分布的主导环境因子为最湿月降水量、最暖季度降水量、年均温度变化范围、最冷月份最低温、海拔和最热季度均温,累计贡献率达87%;在未来2050年RCP2.6和RCP8.5两种不同气候情景下,红茴砂适生区域丧失面积均达到95%以上,潜在分布区缩小到云南、四川、西藏、贵州和台湾这5个省区,新增区域主要在西藏东南部和四川中南部,同时潜在总适生区和高适生区的质心有向西北方迁移的趋势。

基于最大熵生态位元模型预测亚洲象在勐海县的潜在分布区

亚洲象到农地觅食而踩踏、取食庄稼以及伤人事件频繁发生,缓解人象冲突迫在眉睫。结合亚洲象分布数据和地形地貌、土地利用、人为活动三大类环境变量,构建最大熵生态位元模型,综合分析影响亚洲象分布的环境因子,直观和定量地预测亚洲象在勐海县的潜在分布区和适生指数。研究结果显示,勐海县东北部的勐往乡和西部的勐满镇、打洛镇和南部的布朗山乡拥有较大面积的亚洲象适宜栖息地,海拔为主要限制因子,距河流的距离次之。认为可将潜在分布区与人为活动用地重叠度高的区域作为防范亚洲象肇事的重点区域。

基于生态位理论的耕地数量相对变化研究——以焦作市为例

生态位理论是生态学重要的基础理论之一。以生态位理论为基础，提出了耕地生态元和耕地生态位的概念，并对耕地生态位的特征及其演替规律作了系统阐述。在此基础上，构建了用以量度区域耕地数量相对变化的数学模型——耕地数量生态位熵数学模型，并运用该模型对焦作市1998～2004年期间耕地数量的相对变化时空动态特征进行了分析。结果表明：（1）焦作市耕地数量生态位熵逐年减小，表明焦作市各年耕地数量生态位扩充压缩度均小于河南省耕地数量生态位扩充压缩度，即焦作市各年耕地数量减少速度均大于河南省耕地数量减少速度。（2）焦作各县（市、区）耕地数量生态位熵存在扩大、减少和波动3种情形，表明焦作各县（市、区）耕地数量变化差异性较大。

区域经济高质量发展评价体系构建——基于生态系统的视角

构建科学的区域经济高质量发展评价体系,是践行国家高质量发展战略的现实要求。基于生态系统理论,将区域经济高质量发展视为一个经济生态系统,从经济高质量发展内涵及经济生态系统出发,以创新、协调、绿色、开放、共享的五大发展理念为指导,提出了区域经济高质量发展评价框架,选取区域绿色生态、社会人文、企业发展、经济效率、开放创新、民生共享6个维度高质量支撑设计评价体系,并在此基础上构建熵值-生态位评价模型以对区域经济高质量发展展开评价。

热力学非线性区最小熵产生原理和热力学稳定性

经典的非平衡态热力学只能在热力学线性区证明最小熵产生原理,无法在非线性区证明该定理,将热力学熵平衡方程同动力学方程组结合,使最小熵产生原理能够在热力学非线性区得以证明,使之成为非平衡态热力学线性区和非线性区都成立的普遍原理,经典的非平衡态热力学超熵未包括宏观动力过程。必须引入广义动能修正超熵才能作为系统的Lyapounov稳定性函数。但是考虑了动力过程的理想流体负超熵可以直接作为系统的Lyapounov稳定性函数,而且证明导致系统不稳定的原因是流体宏观参数扰动同宏观过程相互作用的结果,对于环境流体这个Lyapounov稳定性判据是目前得到的普遍的稳定性判据。

影响鱼类分布的生态水文因子建模及分析(英文)

人类活动干扰下河流自然水势改变,导致鱼类栖息地环境变化。为准确分析影响鱼类分布的生态水文环境,该文以美国阿肯色河流域的国家级濒危小型鱼类:产漂流性卵鲤鱼(Arkansas River Shiner,Notropis girardi,ARS)为例,根据其繁殖期特有的水文条件需求,选取流域40个水文站点的日径流数据,分别计算历史时期(1950-1962年)和当前时期(1990-2010年)的3个繁殖期生态水文因子:高流量,较高流量历时及断流历时。每个生态水文因子分别结合其他25个环境因子,基于最大熵理论(Max Ent)构建物种分布模型。运用经典受试者工作曲线(receiver operating characteristic,ROC)及Parolo等提出的模型转移前后预测结果的Spearman’s rho相关系数,评价模型的自适应性(model fit)和转移能力(transferability)。3个模型在两个时期的ROC曲线与横坐标围成的面积均大于0.95,模型转移前后预测结果的Spearman’s rho相关系数均大于0.6。研究分析表明,模型具有较好的自适应性及转移性。3个生态水文因子中,高流量对模型的贡献率最大,对该种鱼类在两个时期的潜在分布影响最显著。不同的历史时期,物种的潜在适生概率随同一生态水文因子的变化呈现出了不一致的变化趋势。3个模型均预测出ARS的潜在生境有相同的空间变化趋势。该研究结果能够为中国保护河流生态系统与濒危鱼类提供借鉴经验。

基于生态位理论的福建省用水结构研究

为了进一步揭示福建省用水结构的演变规律,本文以生态位理论为基础,主要采用2种生态位数学测度模型——宽度模型和熵模型开展研究。结果表明:1998-2011年福建省农业用水生态位呈显著下降趋势,工业用水生态位呈快速上升趋势,而生活用水生态位则表现出较高的稳定性。这说明福建省工业用水在生态元竞争中具有较强的竞争优势,工业用水占有率高于全国,而农业用水与生活用水则处于较低水平,进一步优化用水结构,仍然是福建省水资源管理的重要问题。

杜仲在我国的潜在适生区估计及其生态特征分析

杜仲是我国重要的乡土经济林树种,其产业应用涉及医药、食品、保健、饲料、橡胶、化妆品及园林绿化等领域。预估杜仲在我国的潜在适生区分布,对杜仲资源保护、引种、精细化管护及可持续利用具有重要意义。利用601个杜仲地理分布点和24个环境变量数据,通过MaxEnt模型和空间分析技术预测杜仲潜在适生区分布及其生态特征,结果显示我国杜仲适生区等级可分为4级,其中高适生区38.01万km^2,集中分布在大巴山中低山谷地区、川东平行低山岭谷区、鄂西高原-大类山中低山丘陵谷地区、武陵山中低山谷地区、雪峰山中低山区、川南黔北滇东喀斯特高原中山区以及浙闽中低山丘陵谷地地区。杜仲最适宜生长条件为年平均温度介于11—16℃、年均降水量介于700—1450 mm、温度季节性变化的标准差在820以下、海拔1400 m以下、坡度24°以下。

基于多目标决策的闽江流域生态安全评价

通过PSR模型分别从生态环境压力、生态环境状态和生态环境响应3个方面选取20个指标，建立闽江流域生态安全评价指标体系，用熵权法确定各指标的权重，用基于熵权的多目标决策综合评价法算出相对贴近度，根据相对贴近度值的大小与闽江流域生态安全状况优劣之间的相关性，对闽江流域进行生态安全评价。结果表明，从2003～2009年，闽江流域生态安全状况总体上呈先升后降的趋势。根据对闽江流域生态安全评价结果提出保护闽江流域生态安全的对策。

孑遗植物滇桐在云南省的潜在适生区研究

为明确全球气候变化的背景下滇桐的潜在适生区变化及深化对其变化机制的认识,基于云南21个滇桐种群分布点和12个气候变量,运用MaxEnt模型和GIS技术模拟滇桐在云南的潜在地理分布格局,并分析主导生物气候因子。结果表明:(1)预测模型的受试者工作特征曲线面积(训练AUC值)为0.995,显示高度准确性。(2)滇桐在云南的潜在适生区面积约为23.32×104km2,主要分布在文山、普洱、保山、德宏和怒江等地。(3)影响滇桐分布的主导环境因子依次为植被类型(29.8%)、温度季节性(21.1%)、等温性(15%)和海拔(13.5%),累积贡献率达79.4%;其最适宜区间中,植被类型为栽培植被、草丛和灌丛,温度季节性为4.0~4.8℃,等温性为44%~50%,海拔为1 300~2 200 m,最冷月最低温度为1.0~6.0℃。(4)滇桐主要适生区主要植被型组包括栽培植被、阔叶林、草丛、针叶林和灌丛,其中栽培植被型面积最大,占比29.22%;主要适生区土地利用类型以灌木林为主,占比24.92%。研究结果为滇桐的引种栽培、天然分布地的长效保护、发掘和利用提供参考。

入侵植物藿香蓟在云南的分布、扩散趋势与风险分析

为明确藿香蓟在云南省的分布格局、扩散趋势和入侵危害风险,以藿香蓟研究对象,通过在云南全省范围内踏查和样地调查,获得藿香蓟发生位点,基于最大熵生态位模型(MaxEnt),预测其在云南省的分布格局和扩散趋势。并根据国家林业局“林业危害性有害生物风险分析指标体系”分析云南藿香蓟入侵危害风险。结果显示:(1)藿香蓟广泛分布在云南省内15个州(市)72个县(区),主要分布在德宏、临沧、西双版纳、普洱、红河等边境区域和怒江和金沙江干热河谷区;(2)MaxEnt预测结果显示,在气候变化条件下,藿香蓟有向滇中昆明、楚雄、玉溪、红河等高海拔区域扩散的趋势,最潮湿季节降水量、降水量季节性变化、年平均气温、年降水量共4个气候因子是影响藿香蓟未来适生区分布的主要限制因素;(3)风险分析结果表明,藿香蓟在云南属于高度危险的入侵植物。

基于最大熵生态位元模型的入侵杂草春飞蓬在中国潜在分布区的预测

春飞蓬是源自北美的外来入侵杂草,已入侵我国的上海、江苏、安徽等地,并对当地生态系统造成了危害,表现出巨大的入侵潜力.本文将最大熵生态位元(MaxEnt)模型与地理信息系统相结合,综合分析了影响春飞蓬分布的环境因素,直观和定量地预测了春飞蓬在我国的潜在分布区,并采用接受者操作特性曲线(ROC)分析法对预测结果进行验证.结果表明:春飞蓬在我国有广泛的潜在分布区,主要适生区包括上海、江苏、浙江、安徽、河南、湖北、湖南、江西等地.其目前的实际分布远未达到最大潜在分布范围,仍有可能继续扩散.ROC曲线检验结果表明,MaxEnt模型对春飞蓬在中国潜在分布区的预测精度较高,结果可信.春飞蓬潜在入侵区分布可能主要受温度和降水的影响.应高度重视春飞蓬的危害性,采取灭除已经发生的种群、严格监控向最适分布区入侵等措施阻止春飞蓬的扩散蔓延.

朝阳市用水结构与产业结构变化分析

为促进朝阳市社会经济与水资源利用的协调发展,运用耦合协调度、生态熵和生态位等模型,深入分析了朝阳市产业结构与用水结构的耦合协调状况及其生态位动态演化。研究表明:朝阳市农业用水生态熵发展趋势不同且生态位占主导地位,工业用水生态熵区域差异明显且生态位呈上升趋势,生活用水生态熵呈下降趋势且生态位波动增长;朝阳市各区、县产业结构生态熵变化变化趋势各异,第三产业生态位持续上升、第一和第二产业波动下降;朝阳市产业结构与用水结构处于失调状态,但耦合协调度发展趋势良好,其中第三产业与生活用水的从严重逐渐转向中度失调,第二产业与工业用水、第一产业与农业用水的耦合协调度波动下降。

云南省迁入型黄脊竹蝗迁飞路径及适生区分布

为明确迁入型黄脊竹蝗在云南省的迁飞路径及潜在适生区分布,基于2020年云南省黄脊竹蝗监测防治区数据结合云南省地形,利用拉格朗日混合单粒子(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory model,HYSPLIT)在线轨迹分析模型,模拟分析黄脊竹蝗在云南省的迁飞轨迹;采用云南省黄脊竹蝗的位点分布和全球气候数据库(WorldClim)历史气候数据,利用最大熵生态位模型MaxEnt,预测黄脊竹蝗在云南省的潜在适生分布情况。结果显示:黄脊竹蝗在云南特有的高山河谷地形因素的影响下和西南季风的助力下,由南部低海拔地区沿着河流及衍生地带逐渐向北迁移扩散,主要路径为勐腊和江城—宁洱—墨江—元江—新平—双柏;黄脊竹蝗可在云南大部分地区生存,高适生区主要位于滇南及主要的河谷或峡谷(怒江、澜沧江、礼社江、元江、金沙江、南盘江、云岭山脉南段)周边。结果表明:温度是影响黄脊竹蝗在云南省的适生分布的限制生态因子;云南特有高山河谷地形地貌特征及其气候因子对迁入型黄脊竹蝗迁移过程的时空分布格局产生了深刻影响,西南季风助推了迁飞型黄脊竹蝗深入云南内地。

Human Resource Ecosystem and its evolutionary rules

The paper, based on the concept and the elements of human resource ecosystem (HR Ecosystem), studies the function and structure of HR Ecosystem, introduces the entropy theory to define the content of entropy of HR Ecosystem, constructs the corresponding distinctive model to distinguish the direction of the evolution of HR Ecosystem and the evolutionary entropy model, and applies the models to demonstrate the evolutionary rules of HR Ecosystem. The study shows that the entropy theory can be well applied to the analysis on HR Ecosystem and that it opens up a new field in the research of human resource management and provides a new effective technical method.

Information Entropy of Palaeocommunity in Geological History

As an ecosystem in geological history, palaeocommunity has the essence of thermodynamics. This paper introduces the concept of entropy into the study of the evolution of palaeo-community, and proposes four parameters to represent the structure feature of palaeo-community. This theory is used to calculate the evolution mode of branchipod community of Maokou formation in Liziya area, Huaying Moumtain, Sichuan.