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作为生态学热点之一的城市生态系统健康研究,近年来受到很大关注,但在尺度转换时遇到了极大的阻碍。现有的生态系统健康评价多数是运用以活力-组织-恢复力指标为基础的断点式研究,使得跨越时间和空间的研究成果难以进行对比与整合,基于可持续发展的城市生态学研究内容迫切需要与社会经济学科应用视角的融合。
正是基于这样一种考虑,建立在学科交叉的基础上,本文引入诊断学方法,从城市生态系统健康的效率-稳定-活力目标出发,按建成区-农业区-自然区的功能来进行区域生态系统结构状况的健康情况分析,试图整合“活力-组织-恢复力”评价指标,利用系统的物质、能量或信息折算熵流来反映系统功能,分析判别步骤和相关辅助指标的设置,以计量系统健康水平。主要诊断步骤为:首先,对于自然生态系统,直接利用系统熵流Ex进行计算,并根据数量的大小以及与环境提供的可能性、物种数量变化等指标进行判断,分析该系统的生态结构和功能健康程度。其次,对于城市复杂系统,有详细生态系统数据的自然区域可以按上述Ex的算法,其余则按对生态系统功能的要求分别选取代表性指标,进行信息熵计算。最后,按照“达标”标准设置,分析生态系统健康状况指标得分情况,通过灰色系统法进行关联性分析,剖析城市区域生态问题的症结。
为了增强研究的科学性和针对性,确立更加适合海湾城市个性特色的健康评价标准,以广东省湛江市为例,把通常的加权求和型健康评价结果改为“健康素质”达标评价,对湛江市五区一湾进行区域功能分区,并对相关指标数据进行了统一计算,利用能流熵和信息熵相结合的方法进行湛江市城市生态系统空间结构分析。通过计算结果判断,湛江市整体健康水平合格。在湛江市内生态健康状况良好的是霞山区和湛江湾,健康状态较差的三个区为赤坎区、开发区和坡头区,生态系统为亚健康状况。其中赤坎区属于专业化城市建成区;开发区政策影响的生态系统建设响应不足;坡头区生态系统各项功能薄弱,状态不健康,亟待改善。在功能关联程度上,生产熵、经济熵、社会熵与保健熵关系均比较密切,在较小范围的生态系统功能分析中,保健熵是生态系统健康问题的核心,解决了城市绿地的建设可以较大程度地改善该子系统的基本生态功能。同时,生态系统内部、社会经济内部功能的各指标相关系数皆要大于外部,表现出子系统的自组织性。在中尺度领域的生态功能灰色关联分析中,次级景观生态层面表现出来的杂乱属性在较高层次显示出更强的规律性。
在对湛江市城市生态系统健康进行计算、分析的基础上,借鉴国内外先进经验,立足湛江实际情况,通过生态系统健康诊断方法,梳理各生态功能之间的相互补偿、替代关系,对湛江市工、农业发展与城市生态环境的矛盾和城市整体生态品牌提升等问题,提出相对独立进行生态规划、理顺生态管理体制和智能化生态调控的生态管理建议。
本研究试图建立融合城市生态目标与社会经济目标的评价方法,在生态学、诊断学等学科之间实现交叉,通过定性与定量分析,归纳和总结具有一定普遍意义的海湾城市生态系统健康评价方法,使城市生态系统健康研究成为联系自然科学与社会科学的一道有效桥梁,并为海湾城市生态建设的科学决策提供参考。