流域水资源丰富度评价的MFP模型及应用

水资源系统与许多因素有关,如各种水资源量、人口、社会经济发展指标等,它们共同组成了一个典型的复杂非线性系统。以最大流原理为基础,导出了描述水资源系统的信息动力学演化方程,建立了水资源评价的信息动力学模型,运用信息动力学模型建立了评价标准。该模型无需人为给定参数,客观性强,操作简便。最后运用理论模型对辽西沿海诸河流域水资源丰富度进行评价分析,得到各流域的丰富度状况,并与其它模型评定结果做出了比较,结果表明该方法具有较好的合理性和可操作性。由于该模型从一定程度上体现了水资源丰富度系统的演化动力学机理和水资源系统时空演变特性。因此,不仅在评价上有较大的优越性,在水资源丰富度发展变化状态的预测上也具有潜力。     

复杂性科学思维中的环境科学研究

从非线性理论和复杂性科学理论的角度探讨了环境科学的理论内涵、处理复杂环境系统问题的方法和途径。介绍了环境科学研究的几个主要内容 ,最后讨论了复杂环境系统科学研究的重要意义     

城市生态系统健康评价新模型及应用——以天津市为例

从城市生态系统的活力、组织结构、恢复力、生态系统服务功能及人群健康5个方面建立了城市生态系统健康评价的指标体系,并针对目前现有的城市生态系统健康评价模型的不足,以最大流原理为基础,以自组织特征映射神经网络(SOM)为算法实现手段,从复杂系统结构演化的角度提出了一个新的城市生态系统健康评价模型.进而使用该模型对2001-2009年天津市生态系统健康进行评价.结果表明,天津市2001-2007年城市生态系统处于亚健康状况,2008、2009年处于较健康的状况,并得出天津市生态系统健康状况处于逐年增长的趋势的判定.由于该模型从一定程度上体现了城市生态系统健康的演化动力学机理和城市生态系统时空演变特性,因此,不仅在评价上有较大的优越性,在城市生态系统健康发展变化状态的预测上也具有潜力.     

低碳生态城市发展水平评价的新模型及应用——以天津市为例

把低碳生态城市考虑成一个包含众多相互耦合的组元的非线性复杂系统,建立起一个评价低碳生态城市发展水平的最大信息熵(MIE)模型,计算了ξ参量及系统演化动力学方程,其中,ξ参量是低碳生态城市系统组元间相互耦合形成的结构模式,表征系统发展水平的高低.同时,对2007—2011年间天津市低碳生态城市发展水平进行了评价.结果表明,2007—2011年天津低碳生态城市发展水平逐渐提高,而以ξ值来度量的环比增长速度在2008年达到最大值6.96%.ξ值各分量的雷达图表明,交通系统的完善、第三产业的发展和固定资产投资规模的增大是5年间这一低碳生态城市系统发展的主要推动因素.ξ-xi的拟合结果显示,指标的实际值与理论预测值间的误差比较小,证实了MIE模型可以用于低碳生态城市发展水平的预测;与灰色预测法的比较表明,MIE模型可以更准确地对低碳生态城市的发展水平进行评价.本文最后讨论了MIE模型在低碳生态城市发展水平评价上的特点及优势.     

生态承载力水平评价的动态模型及其应用——以洞庭湖生态经济区为例

生态承载力是可持续发展研究的核心.本文基于生态承载力的内涵,从4个方面构建了生态承载力的评价指标体系,并以最大信息熵原理(MIEP)为基础,自组织特征映射神经网络(SOFM)为算法,借助MATLAB数学软件为计算平台,从复杂系统结构演化的角度提出了生态承载力评价模型,并用MIEP模型对洞庭湖生态经济区2008—2012年的生态承载力进行评价,以指导当地生态建设.结果表明,5年间该地区的生态承载力呈总体上升的趋势,其中,2008年和2009年两年生态承载力水平基本一致,2010年呈现较明显的上升,2011年的生态承载力剧烈下降后在2012年呈现大幅回升.ξ值各分量的雷达图揭示出各指标逐年贡献程度的变化,结合准则层面的分析发现,水资源发展状况对该地生态承载力整体水平影响较大.与主成分分析法的比较表明了MIEP模型对生态承载力评价的可行性,同时其能更好地体现生态承载力发展演变的动力学特性,连接权值的获取避免了人为设定的主观性,在评价中有明显优势,且在预测上有一定潜力.     

基于MIEP模型的城市生态安全评价——以宁波市为例

基于城市生态安全内涵,运用PSR(压力-状态-响应)模型建立了宁波市生态安全评价指标体系,并以最大信息熵原理(MIEP)为基础,自组织特征映射神经网络(SOFM)为算法,借助MATLAB数学软件为计算平台,从复杂系统结构演化的角度提出了城市生态安全评价模型.最后,用MIEP模型对宁波市2002—2011年的城市生态安全进行评价.结果表明,2002—2011年宁波市生态安全水平逐年提高,2002—2009年处于临界安全状态,2010、2011年处于较安全状态.由于MIEP模型能较好地体现城市生态安全的时空演变动力学特性,连接权值的获取避免了人为设定的主观性,故在城市生态安全评价中有较明显的优势,且在预测上有一定的潜力.