城市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)調(diào)控研究

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摘要：城市生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)中最為復(fù)雜的類型，借助于先進(jìn)的科學(xué)理論對(duì)其進(jìn)行分析，是城市生態(tài)系統(tǒng)研究的發(fā)展趨勢(shì)。本文試圖將當(dāng)代科學(xué)前沿理論—自組織理論的觀點(diǎn)應(yīng)用于城市生態(tài)系統(tǒng)中，探究系統(tǒng)自組織演化的條件、動(dòng)力和途徑，以期從不同側(cè)面來(lái)探索城市生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)

　　關(guān)鍵詞：城市生態(tài)系統(tǒng)；自組織理論；競(jìng)爭(zhēng)協(xié)同；序參量；城市生態(tài)調(diào)控

　　自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，我國(guó)城市生態(tài)的研究開始進(jìn)入了系統(tǒng)研究和綜合治理的階段。從個(gè)體生態(tài)的研究走向系統(tǒng)生態(tài)的研究，從定性的描述和分析向模擬和綜合的研究方向發(fā)展已成為今后探索的主要方向，這要求科研人員要將當(dāng)代一些學(xué)科如控制論、運(yùn)籌學(xué)、決策論、自組織理論等最新理論應(yīng)用于城市生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析和模擬，尋找其最佳結(jié)構(gòu)和最優(yōu)控制，并能對(duì)復(fù)雜的城市生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)。本文試圖在城市生態(tài)系統(tǒng)研究中引入自組織的理論與方法，從另一側(cè)面研究其發(fā)展變化規(guī)律，為進(jìn)一步應(yīng)用數(shù)字化對(duì)其進(jìn)行定量研究提供參考。

　　自組織理論的引入

　　20世紀(jì)70年代以來(lái)，在當(dāng)代科學(xué)前沿出現(xiàn)了一大批像“耗散結(jié)構(gòu)理論”、“協(xié)同學(xué)”、“混沌理論”、“分形理論”、“突變論”、“超循環(huán)理論”等這樣的新興學(xué)科，研究的對(duì)象都是具有非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。在這類復(fù)雜系統(tǒng)中，自組織系統(tǒng)尤為引人注目。“協(xié)同學(xué)”創(chuàng)始人哈肯（H. Haken）曾為其下了準(zhǔn)確的定義：“如果一個(gè)體系在獲得空間的、時(shí)間的或功能的結(jié)構(gòu)過(guò)程中，沒(méi)有外界的特定干涉，我們便說(shuō)該體系是自組織的。這里的“特定”一詞，是指那種結(jié)構(gòu)或功能并非外界強(qiáng)加給體系的，而且外界是以非特定的方式作用于體系的。”

　　1.自組織概念的理解

　　要真正理解“自組織”的含義，還需區(qū)別“組織”與“非組織”、“自組織”與“被組織”的概念。“組織”是指事物內(nèi)部按一定結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系構(gòu)成的存在方式或系統(tǒng)。“組織”與“非組織”是一對(duì)相對(duì)立的概念。在組織過(guò)程中，按照事物本身的組織方式，可劃分為“自組織”和“被組織”。“自組織系統(tǒng)”無(wú)需外界指令而能自行組織、自行創(chuàng)生、自行演化，即能自主地從無(wú)序走向有序。“被組織系統(tǒng)”則不能自行組織、自行創(chuàng)生、自行演化，即不能自主地從無(wú)序走向有序，而只能在外界指令的推動(dòng)下組織和演化，從而被動(dòng)地從無(wú)序走向有序，二者雖然對(duì)立，但同屬于組織的范疇。與之相對(duì)應(yīng)，“自無(wú)序”和“被無(wú)序”則是“非組織”量級(jí)內(nèi)的一對(duì)相對(duì)概念。它們之間的關(guān)系可通過(guò)表1加以理解。

　　2.自組織的演化過(guò)程

　　自組織系統(tǒng)在其演化過(guò)程中，可經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程：第一過(guò)程，由非組織到組織，從混亂的無(wú)序狀態(tài)到有序狀態(tài)的演化，它意味著組織的起源；第二過(guò)程，在相同組織層次上由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程演化，它標(biāo)志著組織結(jié)構(gòu)與功能在相同組織層次上從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的水平增長(zhǎng)；第三過(guò)程，由組織程度低到組織程度高的過(guò)程演化，這是一個(gè)組織層次躍升的過(guò)程，是有序程度通過(guò)躍升得以提升的過(guò)程?？尚蜗蟊硎鰹閳D1的形式。這三個(gè)過(guò)程形成了組織化的連續(xù)統(tǒng)一體。在自組織系統(tǒng)的這些運(yùn)動(dòng)演化過(guò)程中涉及到系統(tǒng)演化條件與動(dòng)力的問(wèn)題，自組織理論的相關(guān)理論對(duì)其作了深刻的研究和實(shí)踐。一個(gè)系統(tǒng)要演化成為“自組織系統(tǒng)”，需要具備一定的基本條件。在自組織系統(tǒng)運(yùn)行演化過(guò)程中，其演化動(dòng)力在系統(tǒng)內(nèi)部，即系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)之間的競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同，而不是外部指令。