熵值法引入吉林市生态景观宏观规划设计的研究

论文摘要

熵及耗散结构理论源于热力学,但应用范围却非常广泛,物理、化学、生物、医学、工程技术,甚至哲学、历史和经济等等,都可以应用它的研究成果,近几年来许多学者还把其应用于生态学的相关研究。生态学家们用耗散结构理论来研究人与自然的和谐与平衡以及各种生态系统的非平衡现象和规律。在环境科学领域,不少学者运用熵增加原理,建立解决土地承载力以及区域交通系统基本问题的理论框架。近年来,随着城市化进程的加快,吉林市建设用地不断扩张,导致城市自然景观体系遭到破坏,自然生态系统的整体功能下降,生态环境恶化。这些都严重阻碍了吉林市所具有的社会、经济和环境功能的正常发挥,甚至给人们的身心健康带来很大的危害。今后10年是我国城市化高速发展的阶段,吉林市作为中国东北部的老工业基地,环境问题是否处理得好是涉及全国环境问题改善的重要方面,如何实现吉林市经济社会发展与生态环境建设的协调统一,也因此成为吉林市城市建设面临的一个重大理论和实际问题。有鉴于此,本论文应用熵和耗散结构的理论与方法对吉林市景观生态系统进行研究,认为吉林市景观生态系统是一个远离平衡态的系统,存在着一个重要的状态参数——熵。当外界条件变化达到一定的阈值时,吉林市景观生态系统会从原来的混沌状态转为一种时空上以及功能上的有序状态,整个系统资源配置到达最优,处在一种最佳状态,称为吉林市景观生态系统的耗散结构。进一步,论文阐述了吉林市景观生态系统演化的动力来自系统内部和外部条件两部分,其演化的总方向是越来越复杂,由简单进化到复杂系统。提出了吉林市景观生态系统熵的模型和测算方法,并依据系统熵模型和测算方法计算出吉林市达到系统平衡所需要的绿化量熵,以精确城市所需的绿化量指数。以期在吉林市生态景观宏观规划设计中减少资源的不必要浪费,以最少的资源配置达到最优的效果。利用熵及耗散结构理论在吉林市景观生态系统中的应用,可以探索中国城市景观生态系统理论的新途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 熵值法引入吉林市生态景观设计的相关理论支撑
• 2.1 熵的概念及相关原理
• 2.1.1 熵的概念
• 2.1.2 熵定律
• 2.1.3 熵增加原理
• 2.2 熵理论及其发展
• 2.2.1 平衡态熵理论
• 2.2.2 非平衡态熵理论
• 2.2.3 广义熵理论
• 2.3 城市生态指标的评估标准
• 2.3.1 生态城市的概念
• 2.3.2 国外城市生态可持续发展指标体系的研究进展
• 2.3.3 国内城市生态可持续发展指标体系的研究进展
• 2.3.4 国家环保总局"生态市建设指标"（试行）
• 第3章 熵值法引入吉林市生态景观设计的可行性论证及模型构建
• 3.1 吉林市景观系统的概念及相关原理
• 3.1.1 景观系统的概念
• 3.1.2 吉林市生态景观系统的概念
• 3.2 吉林市景观系统熵的存在性
• 3.2.1 吉林市景观系统的耗散结构特性
• 3.2.2 吉林市景观系统熵的概念
• 3.2.3 吉林市景观系统的熵增效应
• 3.3 熵及耗散理论对城市景观设计发展的意义
• 3.4 吉林市生态景观系统的熵流分析与判别
• 3.4.1 吉林市生态景观系统的熵流分析
• 3.4.2 吉林市生态景观系统的熵流判别
• 3.5 吉林市景观生态系统熵的模型构建
• 第4章 吉林市景观生态系统熵及在景观宏观规划设计中的应用
• 4.1 吉林市概况
• 4.1.1 吉林市的自然状况
• 4.1.2 吉林市的地理概况
• 4.1.3 吉林市的生态化建设水平
• 4.2 吉林市景观生态系统熵的测算
• 4.2.1 指标设计
• 4.2.2 案例数据与测算
• 4.3 吉林市景观生态系统绿化量的测算
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步工作的方向
• 5.2.1 在理论上有待进一步探讨的问题
• 5.2.2 在案例上有待进一步探讨的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果