生態(tài)熵視角下的城市“智慧園林”構(gòu)建探析

唐新梅 覃開賢

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 四川成都 610000）

熵是熱力學(xué)中的一種狀態(tài)函數(shù)，廣義上熵的物理學(xué)含義是指系統(tǒng)與環(huán)境進(jìn)行熱相互作用時不可用性的量度，狹義上熵的物理學(xué)意義是系統(tǒng)混亂程度的量度，由狹義上熵的意義引申出的量的概念后，被廣泛地應(yīng)用在其他領(lǐng)域的研究中，典型的例子則是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究，即生態(tài)熵理論。

1 園林綠化不達(dá)標(biāo)與生態(tài)熵系統(tǒng)失衡問題

生態(tài)熵理論認(rèn)為，每個生態(tài)系統(tǒng)都有著自身獨(dú)特的物質(zhì)與能量變化規(guī)律，能量均來自太陽，通過植物的光合作用，能量被逐級輸送至生物鏈中。熵的熱力學(xué)定律指出，任何事物均會由“低熵”向“高熵”轉(zhuǎn)化，而系統(tǒng)只能依靠獲取源源不斷的能量來保持其低熵的狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)是一個綜合的、開放的系統(tǒng)，要維持其穩(wěn)定與健康發(fā)展的平衡狀態(tài)，必須要使其保持低熵狀態(tài)，進(jìn)而使生態(tài)熵系統(tǒng)形成穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的平衡狀態(tài)。

然而，隨著城市化進(jìn)程速度的加快，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)熵值的變化不斷呈上升的趨勢，形成了持續(xù)的高熵狀態(tài)。與此同時，人口密度的增長、城市森林的減少及其質(zhì)量的降低以及綠化空間的不集中等眾多重因素在一定程度上加劇了熵值的增長，導(dǎo)致生態(tài)熵系統(tǒng)內(nèi)“低熵”的缺失，從而造成了生態(tài)熵系統(tǒng)的失衡狀態(tài)。圖1為2016年廣西部分城市綠化覆蓋率統(tǒng)計結(jié)果。

圖12016 年廣西部分城市綠化覆蓋率統(tǒng)計結(jié)果

由圖1可知，廣西柳州、南寧、桂林等城市的綠化覆蓋率有待進(jìn)一步提高，事實上我國北方城市的綠化覆蓋率較廣西更低，城市綠化是建設(shè)美麗中國的重要內(nèi)容。

2 關(guān)于生態(tài)熵系統(tǒng)失衡問題的對策

2.1 國家有方略，舉措接二連三

面對因城市園林綠化水平不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的生態(tài)熵失衡問題，城市管理者采取了積極的應(yīng)對措施，以開展一系列以植樹造林為主的建設(shè)活動來彌補(bǔ)生態(tài)熵系統(tǒng)內(nèi)“低熵”的缺失，其中較為典型的是森林城市建設(shè)、海綿城市建設(shè)以及園林城市建設(shè)項目。

（1）森林城市建設(shè)是為了適應(yīng)我國國情和發(fā)展階段，推進(jìn)城鄉(xiāng)生態(tài)建設(shè)的一種實踐創(chuàng)新，圍繞“讓森林走進(jìn)城市，讓城市擁抱森林”這一主題，兼顧“大地植綠”以及“心中播綠”兩方面工作，著力開展“創(chuàng)森”活動。

（2）海綿城市建設(shè)遵循生態(tài)優(yōu)先的原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，通過控制雨水徑流，促進(jìn)雨水資源的利用，實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式，推進(jìn)公園綠地建設(shè)和自然生態(tài)恢復(fù)是其中的一項重要措施。

（3）園林城市建設(shè)是由生態(tài)城市建設(shè)發(fā)展而來的，其前身是錢學(xué)森先生于92年提出的“山水城市”，強(qiáng)調(diào)城市景觀的塑造，旨在基于人為的審美視角來建設(shè)城市的一磚一瓦、一草一木。

2.2 地方有對策，建設(shè)“智慧園林”

當(dāng)前，很多地方提出建設(shè)園林城市，海綿城市，森林城市等以優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。而構(gòu)建“智慧園林”對于建成園林城市、海綿城市、森林城市等提高城市生態(tài)效益有著十分重要的意義。從理念與技術(shù)層面來看，“智慧園林”不僅遵循了生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計理念，還涵蓋了生態(tài)技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等理論，生態(tài)的設(shè)計理念提倡生態(tài)熵系統(tǒng)內(nèi)“低熵”的有效供應(yīng)，使生態(tài)熵系統(tǒng)維持低熵狀態(tài)；另一方面，生態(tài)的科學(xué)技術(shù)使這一理念轉(zhuǎn)化為實際的踐行，能夠緩解當(dāng)前生態(tài)熵系統(tǒng)的高熵狀態(tài)，扭轉(zhuǎn)生態(tài)熵系統(tǒng)的失衡狀態(tài)，使其能夠形成穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的平衡狀態(tài)。

3 生態(tài)熵理論指導(dǎo)下城市“智慧園林”的構(gòu)建

3.1 科學(xué)設(shè)計，架構(gòu)“智慧園林”系統(tǒng)

（1）“智慧園林”的系統(tǒng)構(gòu)架。“智慧園林”系統(tǒng)構(gòu)架可依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為三個層次，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。其中，應(yīng)用層用來實現(xiàn)園林信息管理、環(huán)境監(jiān)測、能源以及用水量檢測等；網(wǎng)絡(luò)層是通過有線、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)信息平臺；感知層指的是通過傳感器實時采集城市園林各方面環(huán)境參數(shù)，如風(fēng)力、溫度、濕度、光照度、土壤含水量、土壤酸堿度以及水質(zhì)等，并且依據(jù)參數(shù)對噴灌等設(shè)備進(jìn)行智能控制，另外，高清晰度攝像頭可以對待定區(qū)域植被生長情況進(jìn)行監(jiān)控，甚至可以觀察病蟲害情況。

（2）“智慧園林”的系統(tǒng)方案。這其中包括感知層及其控制系統(tǒng)方案、網(wǎng)絡(luò)層及其系統(tǒng)方案、應(yīng)用程序及其檢測系統(tǒng)方案。其中，控制系統(tǒng)包含有傳感器、噴灌控制以及遠(yuǎn)程設(shè)備供電；網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)方案一方面是利用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)廣電網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)渠道進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，另一方面使區(qū)域檢測計算機(jī)和用戶終端通過網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)；檢測系統(tǒng)方案包含有園林信息管理、環(huán)境和墑情以及水資源利用監(jiān)測、智能噴灌控制及設(shè)備監(jiān)控以及園林專家服務(wù)。

3.2 緊跟大數(shù)據(jù)時代，建設(shè)完整的移動系統(tǒng)

設(shè)立APP、微信公眾平臺等線上互動平臺，實現(xiàn)公眾的線上互動。設(shè)立公眾監(jiān)督與舉報平臺，如發(fā)現(xiàn)古樹名木等貴重園林植被生病或者遭人破壞，及時拍照傳到網(wǎng)上平臺，方便管理。利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等，對城市園林植被進(jìn)行追蹤探測，代替了傳統(tǒng)的人工巡更，更方便高效。

4 結(jié)束語

城市化的快速發(fā)展使人們的生存環(huán)境面臨生態(tài)失衡的威脅，在這種嚴(yán)峻的形勢下，以園林大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用、空間地理GIS等先進(jìn)技術(shù)，合理的規(guī)劃園林，建設(shè)智慧園林有利于改善生態(tài)環(huán)境，帶動旅游業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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[3]方丹丹，陳 博.智慧城市系統(tǒng)架構(gòu)研究[J].未來與發(fā)展，2012（12）.