生態熵視角下的城市“智慧園林”構建探析

唐新梅 覃開賢

（四川農業大學 四川成都 610000）

熵是熱力學中的一種狀態函數，廣義上熵的物理學含義是指系統與環境進行熱相互作用時不可用性的量度，狹義上熵的物理學意義是系統混亂程度的量度，由狹義上熵的意義引申出的量的概念后，被廣泛地應用在其他領域的研究中，典型的例子則是環境科學領域的研究，即生態熵理論。

1 園林綠化不達標與生態熵系統失衡問題

生態熵理論認為，每個生態系統都有著自身獨特的物質與能量變化規律，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。熵的熱力學定律指出，任何事物均會由“低熵”向“高熵”轉化，而系統只能依靠獲取源源不斷的能量來保持其低熵的狀態。生態系統是一個綜合的、開放的系統，要維持其穩定與健康發展的平衡狀態，必須要使其保持低熵狀態，進而使生態熵系統形成穩定、可持續發展的平衡狀態。

然而，隨著城市化進程速度的加快，生態系統內熵值的變化不斷呈上升的趨勢，形成了持續的高熵狀態。與此同時，人口密度的增長、城市森林的減少及其質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，導致生態熵系統內“低熵”的缺失，從而造成了生態熵系統的失衡狀態。圖1為2016年廣西部分城市綠化覆蓋率統計結果。

圖12016 年廣西部分城市綠化覆蓋率統計結果

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，城市綠化是建設美麗中國的重要內容。

2 關于生態熵系統失衡問題的對策

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標導致的生態熵失衡問題，城市管理者采取了積極的應對措施，以開展一系列以植樹造林為主的建設活動來彌補生態熵系統內“低熵”的缺失，其中較為典型的是森林城市建設、海綿城市建設以及園林城市建設項目。

（1）森林城市建設是為了適應我國國情和發展階段，推進城鄉生態建設的一種實踐創新，圍繞“讓森林走進城市，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“創森”活動。

（2）海綿城市建設遵循生態優先的原則，將自然途徑與人工措施相結合，通過控制雨水徑流，促進雨水資源的利用，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式，推進公園綠地建設和自然生態恢復是其中的一項重要措施。

（3）園林城市建設是由生態城市建設發展而來的，其前身是錢學森先生于92年提出的“山水城市”，強調城市景觀的塑造，旨在基于人為的審美視角來建設城市的一磚一瓦、一草一木。

2.2 地方有對策，建設“智慧園林”

當前，很多地方提出建設園林城市，海綿城市，森林城市等以優化生態環境。而構建“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效益有著十分重要的意義。從理念與技術層面來看，“智慧園林”不僅遵循了生態系統的設計理念，還涵蓋了生態技術、環境科學等理論，生態的設計理念提倡生態熵系統內“低熵”的有效供應，使生態熵系統維持低熵狀態；另一方面，生態的科學技術使這一理念轉化為實際的踐行，能夠緩解當前生態熵系統的高熵狀態，扭轉生態熵系統的失衡狀態，使其能夠形成穩定可持續發展的平衡狀態。

3 生態熵理論指導下城市“智慧園林”的構建

3.1 科學設計，架構“智慧園林”系統

（1）“智慧園林”的系統構架。“智慧園林”系統構架可依據物聯網結構分為三個層次，即感知層、網絡層以及應用層。其中，應用層用來實現園林信息管理、環境監測、能源以及用水量檢測等；網絡層是通過有線、無線傳輸網絡把數據傳輸到數據信息平臺；感知層指的是通過傳感器實時采集城市園林各方面環境參數，如風力、溫度、濕度、光照度、土壤含水量、土壤酸堿度以及水質等，并且依據參數對噴灌等設備進行智能控制，另外，高清晰度攝像頭可以對待定區域植被生長情況進行監控，甚至可以觀察病蟲害情況。

（2）“智慧園林”的系統方案。這其中包括感知層及其控制系統方案、網絡層及其系統方案、應用程序及其檢測系統方案。其中，控制系統包含有傳感器、噴灌控制以及遠程設備供電；網絡層系統方案一方面是利用現有互聯網、電信網廣電網等通信網絡渠道進行數據通訊，另一方面使區域檢測計算機和用戶終端通過網關接入互聯網；檢測系統方案包含有園林信息管理、環境和墑情以及水資源利用監測、智能噴灌控制及設備監控以及園林專家服務。

3.2 緊跟大數據時代，建設完整的移動系統

設立APP、微信公眾平臺等線上互動平臺，實現公眾的線上互動。設立公眾監督與舉報平臺，如發現古樹名木等貴重園林植被生病或者遭人破壞，及時拍照傳到網上平臺，方便管理。利用物聯網、移動互聯網、云計算等，對城市園林植被進行追蹤探測，代替了傳統的人工巡更，更方便高效。

4 結束語

城市化的快速發展使人們的生存環境面臨生態失衡的威脅，在這種嚴峻的形勢下，以園林大數據為基礎，利用云計算、物聯網、移動應用、空間地理GIS等先進技術，合理的規劃園林，建設智慧園林有利于改善生態環境，帶動旅游業等相關產業的發展。

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[2]張曉軍.城市園林綠化數字化管理體系的構建與實現[J].中國園林，2013（12）.

[3]方丹丹，陳 博.智慧城市系統架構研究[J].未來與發展，2012（12）.