《表1 人居生态系统熵变评价指标体系》

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《基于信息熵的长江下游地区人居生态系统发展演化》

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人居生态系统是一个由自然、经济、社会组成的多因素、多层次的复杂系统，是一个典型的耗散结构，可采用“信息熵”手段综合分析其演化过程以及演化方向[6]。“熵”最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量，用来表示系统的无序程度，熵值越大表示系统的混乱状态越严重。如果通过某些手段引入有序熵对系统熵值进行中和，就可能使系统重新形成新的有序结构[8]。人居生态系统中的熵变化主要分为两部分:一是自然生态环境与社会经济系统之间的物质交换时的“熵流”，反映了自然系统对人居系统的支持能力；二是人类生产生活时产生的熵变，简称“熵产生”，反映了人居生态系统的代谢以及恢复能力[9]。“熵流”和“熵产生”可进一步分成四部分，分别是体现城市生态系统中生产者组分及生产能力的支持型输入熵ΔS1；体现人居生态系统中消费者组分及消费能力的压力型输出熵ΔS2；体现人类生活、生产过程中产生的污染物及其造成的负面影响的氧化型代谢熵ΔS3；体现人居生态系统中还原者组分及其代谢恢复能力的还原型代谢熵ΔS4。其中前两者是“熵流”，后两者属于“熵产生”，根据“熵流”和“熵产生”可得到系统的“总熵变”以量化系统的有序性。每种熵具体指标体系见表1。