[發明專利]一種基于能值分析的城市生態系統健康評價指數

無效

• 申請號: 201010297145.4
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101964105A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 蘇美蓉;陳彬;楊志峰
• 申請（專利權）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

技術領域

本發明屬于城市生態評價、規劃與管理領域，尤其涉及城市生態系統健康評價指數。本指數適用于從生物物理層面反映城市生態系統健康狀況，揭示城市生態系統的結構與功能特征。

背景技術

城市歷來是人類社會財富的主要創造者、擁有者和消費者，它既是人類生存的主要場所，又是人類發展的重要基地。工業革命后，城市更是成為國家(區域)的政治中心、經濟中心、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揮著不可替代的作用，保持城市生態系統健康對實現人類社會可持續發展至關重要。然而，伴隨著城市化進程中的急劇經濟增長、高度工業化、大規模資源消費和能源利用等問題，城市逐漸成為各種生態環境問題的高發區，城市生態系統健康受到嚴重威脅。在此情勢下，構建適宜的指標體系以系統診斷城市生態系統健康狀況，提出適宜的城市健康發展方向和管理措施的研究，對于緩解城市生態環境壓力、實現城市安全發展具有重要意義。

城市生態系統的健康狀況取決于系統結構與功能狀態，而城市生態系統結構與功能特征又可以通過各種生態流來系統反映。因此，如何尋求一種普適性物理量來科學度量城市生態系統中物質、能量、信息、資金、人口等各種生態流，統一表征城市生態系統復雜多樣的結構與功能特征，探求某種共性的、本質性的內在驅動機制，就成為城市生態系統健康研究的關鍵問題。由于能值分析方法搭建了生態學與經濟學的聯系橋梁，提供了對各種生態流進行綜合分析的統一平臺與標準，利用其構建相應健康指標將有助于從物質能量代謝層面了解城市生態系統健康狀況。

目前關于城市生態系統健康的評價指標體系多是從城市生態系統所包含的各要素出發來構建的。例如，從社會、經濟、環境子系統出發，選擇能反映各個子系統健康狀況的指標組成評價指標體系；從生態用地、農業用地、生產與生活用地出發，構建相應的指標體系；從人群健康、城市基礎設施、環境質量、家居與生活環境、社區作用及行動等方面著手建立城市生態系統健康評價指標體系。這些評價指標雖然綜合考慮了社會、經濟、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，將在物理意義上具有本質差異的各個指標進行綜合，來表征城市生態系統外在的直觀狀態。忽視不同性質指標間的差異而將其硬性綜合在一起的做法，將對城市生態系統健康評價的科學性產生一定影響。以生物物理量作為統一度量標準，構建由同性質指標組成的健康評價指數，必然有助于系統全面地分析城市生態系統的內在特征與隱含驅動機制。但經廣泛檢索，鮮見基于能值分析而構建城市生態系統健康評價指數的專利或其他公開資料。

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

發明內容

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的能量的真實價值和數量關系。它突破了傳統能量分析中對存在質與價值差異的不同類別能量難以加和與比較的壁壘，搭建起生態學與經濟學之間的橋梁，提供了對生態系統的各種生態流進行綜合分析的統一標準，也使得基于生物物理視角構建城市生態系統健康評價指數得以實現。

本指數以城市生態系統健康要素為框架，依據能值分析意義將適宜的能值指標綜合在一起，共同構成反映城市生態系統健康狀況的評價指標體系。本指數的特征在于將城市生態系統視為一個能量系統，通過物質能量流動將各子系統貫穿起來，利用能值指標描述城市生態系統結構與功能特征，適宜于從生物物理層面理解城市生態系統健康狀況。與常見評價指標相比，城市生態系統健康能值指數具有以下優點：

(1)通過能值分析搭建起各個城市子系統間的聯系橋梁，對于尋求系統結構與功能特征的統一表征方式，以更深入地揭示城市生態系統內在驅動機制具有重要意義；

(2)通過能值指標統一核算物質、能量、信息等各種生態流，有助于探討城市生態系統的能量等級、環境容納能力、生態經濟效率等狀況，深入揭示城市生態系統的結構功能特征及其與環境相互作用的模式；

(3)通過引入能值分析到城市生態系統健康評價研究中，有助于促進系統生態學、城市生態學、生態熱力學等研究方法的整合，對推進相關學科理論的交叉、創新和發展具有積極作用。