熵变视角的城市生态系统可持续发展能力评价_以长沙市为例_

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1、第２６卷第４期湖南工程学院学报Ｖｏｌ．２６．Ｎｏ．４２０１６年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１６熵变视角的城市生态系统可持续发展能力评价＊———以长沙市为例周子英，张群，张维梅（湖南工程学院管理学院，湖南湘潭４１１１０４）摘要：通过分析城市生态系统的结构、功能和特征，构建了城市生态系统可持续发展能力评价指标体系和城市生态系统可持续发展能力评价模型；结合指标信息熵，从熵变视角，对长沙市城市生态系统可持续发展能力进行评价分析，研究结果显示：长沙市社会经济生态系统的无序度缓

2、慢增大，多样性和复杂性不断提高，对自然生态系统的需求压力逐年上升；长沙市城市自然生态系统对社会经济系统的支持能力总体逐渐增大，生态环境的改善使长沙市城市生态系统的协调性和活力得到增强，城市生态系统可持续发展能力波动上升。关键词：信息熵；耗散结构系统；可持续发展；城市生态系统；长沙市中图分类号：Ｆ２９１∶Ｘ１７１．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－１１８１（２０１６）０４－０００８－０８［６］自２０世纪８０年代提出可持续发展理念以来，基于此，在总结前人研究成果的基础上，有机在世界各地引起了强烈的反响，得到了各国政府、学地结合信息熵理论

3、与熵变分析，依据耗散结构系统熵［１－２］者的一致认同。可持续发展的本质是要实现人模型，将城市生态系统内的熵流分为支持型输入熵、与自然、人与人之间的协调与和谐，在资源可以永续压力型输出熵、消费代谢型熵和还原代谢型熵，以长利用、环境得到有效保护的前提下实现社会、经济、沙市为例，对城市生态系统可持续发展能力进行评［３］生态的持续发展。城市作为人类社会经济、政治、价，为城市生态系统健康可持续发展提供参考。科技发展到一定阶段的产物，人口高度集聚，属于典型的耗散结构系统，作为一个生态脆弱性系统，其生一城市生态系统可持续发展能力评价态过程是耗竭性的

4、，为了保证系统的正常运转，需要（一）指标体系的构建人为地输入物质与能量，同时，城市中产生的大量废物，不能完全在本系统内分解，需借助其他生态系统为准确评价城市生态系统可持续发展能力，根如农田、海洋、森林、草地、湿地等生态系统的帮助才据指标选择的系统性、科学性和数据可获得性原则，能消除。［４］城市作为一类典型的“社会—经济—生依据城市生态系统的结构、功能和特征，对城市社会态”复合生态系统，是人类消耗自然资源和能源最多经济生态系统的熵流和熵产生进行分析，进行城市的地域空间与生态环境污染的重要来源，正承受着生态系统可持续发展能力评价的指标体系

5、的构［７－９］巨大的压力。［５］因此，从城市生态学的角度对城市可建。借鉴相关的研究成果，本文选取了具有代表持续发展进行评价具有现实价值与重要意义。性的指标２７个（见表一）。收稿日期：２０１５－１２－２９＊基金项目：湖南省教育厅项目“一体化背景下长株潭城市群都市农业可持续发展综合评价研究”（１５Ｃ０３４６）；湖南省社科院省情咨询课题“湖南省农业生态系统发展态势及可持续发展对策研究”（２０１３ＢＺＺ１０１）。作者简介：周子英（１９７４－），女，湖南辰溪人，博士，讲师，研究方向：土地资源管理与旅游管理。第４期周子英等：熵变视角的城市生态系统

6、可持续发展能力评价———以长沙市为例９表一城市生态系统可持续发展能力评价指标目标层准则层次准则层指标层单位城市生态系熵流支持型输入熵指标（Ａ）粮食总产量（Ａ１）×１０４ｔ统可持续发粙料产量（Ａ２）×１０４ｔ展能力评价水果总产量（Ａ３）×１０４ｔ蔬菜总产量（Ａ４）×１０４ｔ水产品总产量（Ａ５）×１０４ｔ肉类总产量（Ａ６）×１０４ｔ完成全部工业总产值（Ａ７）×１０８元压力型输出熵指标（Ｂ）人口密度（Ｂ１）人／ｋｍ２城市居民消费水平（Ｂ２）元农村居民消费水平（Ｂ３）元城市居民家庭平均每百户家用汽车拥有量（Ｂ４）辆规模以上工业企业取水总量（Ｂ

7、５）×１０４ｍ３规模以上工业企业综合能源消耗量（Ｂ６）×１０４ｔ标煤熵产生消费代谢型熵指标（Ｃ）工业废水排放量（Ｃ１）×１０４ｔ工业废气排放量（Ｃ２）×１０４标ｍ３工业粉尘排放量（Ｃ３）×１０４ｔ工业固体废物产生量（Ｃ４）×１０４ｔ二氧化硫年日平均值（Ｃ５）ｍｇ／Ｌ二氧化氮年日平均值（Ｃ６）ｍｇ／Ｌ总悬浮颗料年日平均值（Ｃ７）ｍｇ／Ｌ还原代谢型熵指标（Ｄ）城市园林绿化覆盖面积（Ｄ１）ｈｍ２城市园林绿地面积（Ｄ２）ｈｍ２自然保护区面积（Ｄ３）ｈｍ２工业废水排放达标量（Ｄ４）×１０４ｔ工业粉尘去除量（Ｄ５）×１０４ｔ工业固体废物综合利用（

8、Ｄ６）×１０４ｔ生活垃圾无害处理量（Ｄ７）×１０４ｔ从表一可知，城市生态系统可持续发展能力根据所构建的城市社会经济生态系统可持续发评价指标主要包括以下４类：（１）支持型输入熵指展能力评价指标体系，得到熵流、熵产生和总熵变