[發(fā)明專利]一種基于能值分析的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指數(shù)

無效

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• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101964105A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇美蓉;陳彬;楊志峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06Q90/00
• 分類號: G06Q90/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于城市生態(tài)評價、規(guī)劃與管理領(lǐng)域，尤其涉及城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指數(shù)。本指數(shù)適用于從生物物理層面反映城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，揭示城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特征。

背景技術(shù)

城市歷來是人類社會財富的主要創(chuàng)造者、擁有者和消費者，它既是人類生存的主要場所，又是人類發(fā)展的重要基地。工業(yè)革命后，城市更是成為國家(區(qū)域)的政治中心、經(jīng)濟中心、科技中心、信息中心、文化中心等。毋庸置疑，城市對于推動人類社會進步發(fā)揮著不可替代的作用，保持城市生態(tài)系統(tǒng)健康對實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。然而，伴隨著城市化進程中的急劇經(jīng)濟增長、高度工業(yè)化、大規(guī)模資源消費和能源利用等問題，城市逐漸成為各種生態(tài)環(huán)境問題的高發(fā)區(qū)，城市生態(tài)系統(tǒng)健康受到嚴重威脅。在此情勢下，構(gòu)建適宜的指標體系以系統(tǒng)診斷城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，提出適宜的城市健康發(fā)展方向和管理措施的研究，對于緩解城市生態(tài)環(huán)境壓力、實現(xiàn)城市安全發(fā)展具有重要意義。

城市生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)，而城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能特征又可以通過各種生態(tài)流來系統(tǒng)反映。因此，如何尋求一種普適性物理量來科學度量城市生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)、能量、信息、資金、人口等各種生態(tài)流，統(tǒng)一表征城市生態(tài)系統(tǒng)復雜多樣的結(jié)構(gòu)與功能特征，探求某種共性的、本質(zhì)性的內(nèi)在驅(qū)動機制，就成為城市生態(tài)系統(tǒng)健康研究的關(guān)鍵問題。由于能值分析方法搭建了生態(tài)學與經(jīng)濟學的聯(lián)系橋梁，提供了對各種生態(tài)流進行綜合分析的統(tǒng)一平臺與標準，利用其構(gòu)建相應健康指標將有助于從物質(zhì)能量代謝層面了解城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。

目前關(guān)于城市生態(tài)系統(tǒng)健康的評價指標體系多是從城市生態(tài)系統(tǒng)所包含的各要素出發(fā)來構(gòu)建的。例如，從社會、經(jīng)濟、環(huán)境子系統(tǒng)出發(fā)，選擇能反映各個子系統(tǒng)健康狀況的指標組成評價指標體系；從生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)用地、生產(chǎn)與生活用地出發(fā)，構(gòu)建相應的指標體系；從人群健康、城市基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境質(zhì)量、家居與生活環(huán)境、社區(qū)作用及行動等方面著手建立城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系。這些評價指標雖然綜合考慮了社會、經(jīng)濟、自然等諸多因素，但歸根到底，它們從分別描述不同要素的要求出發(fā)，將在物理意義上具有本質(zhì)差異的各個指標進行綜合，來表征城市生態(tài)系統(tǒng)外在的直觀狀態(tài)。忽視不同性質(zhì)指標間的差異而將其硬性綜合在一起的做法，將對城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的科學性產(chǎn)生一定影響。以生物物理量作為統(tǒng)一度量標準，構(gòu)建由同性質(zhì)指標組成的健康評價指數(shù)，必然有助于系統(tǒng)全面地分析城市生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在特征與隱含驅(qū)動機制。但經(jīng)廣泛檢索，鮮見基于能值分析而構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指數(shù)的專利或其他公開資料。

因此，在認識到現(xiàn)有城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系在科學性、合理性方面的局限之基礎(chǔ)上，鑒于能值可作為衡量社會經(jīng)濟和自然系統(tǒng)共同尺度的特性，特引入能值分析到城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價中，建立基于能值的城市生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)(命名為城市生態(tài)系統(tǒng)健康能值指數(shù))。本指數(shù)將重點從物質(zhì)能量代謝角度揭示城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能特征及其與環(huán)境相互作用的模式，從生物物理層面反映城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，有助于城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價理論與方法體系的進一步完善。

發(fā)明內(nèi)容

能值意指“一流動或儲存的能量所包含的另一種類別能量的數(shù)量”，在實際使用過程中以太陽能值為標準來衡量不同類別不同能質(zhì)的能量的真實價值和數(shù)量關(guān)系。它突破了傳統(tǒng)能量分析中對存在質(zhì)與價值差異的不同類別能量難以加和與比較的壁壘，搭建起生態(tài)學與經(jīng)濟學之間的橋梁，提供了對生態(tài)系統(tǒng)的各種生態(tài)流進行綜合分析的統(tǒng)一標準，也使得基于生物物理視角構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指數(shù)得以實現(xiàn)。

本指數(shù)以城市生態(tài)系統(tǒng)健康要素為框架，依據(jù)能值分析意義將適宜的能值指標綜合在一起，共同構(gòu)成反映城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的評價指標體系。本指數(shù)的特征在于將城市生態(tài)系統(tǒng)視為一個能量系統(tǒng)，通過物質(zhì)能量流動將各子系統(tǒng)貫穿起來，利用能值指標描述城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能特征，適宜于從生物物理層面理解城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。與常見評價指標相比，城市生態(tài)系統(tǒng)健康能值指數(shù)具有以下優(yōu)點：

(1)通過能值分析搭建起各個城市子系統(tǒng)間的聯(lián)系橋梁，對于尋求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能特征的統(tǒng)一表征方式，以更深入地揭示城市生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在驅(qū)動機制具有重要意義；

(2)通過能值指標統(tǒng)一核算物質(zhì)、能量、信息等各種生態(tài)流，有助于探討城市生態(tài)系統(tǒng)的能量等級、環(huán)境容納能力、生態(tài)經(jīng)濟效率等狀況，深入揭示城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能特征及其與環(huán)境相互作用的模式；

(3)通過引入能值分析到城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究中，有助于促進系統(tǒng)生態(tài)學、城市生態(tài)學、生態(tài)熱力學等研究方法的整合，對推進相關(guān)學科理論的交叉、創(chuàng)新和發(fā)展具有積極作用。