導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇環境因子的定義，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

[中圖分類號] F273 [文獻標識碼] A [文章編號] 1006-5024(2008)06-0030-03

[作者簡介] 蔣小鈺，江西省社會科學院副研究員，研究方向為生態經濟、品牌學。(江西 南昌 330077)

一、品牌生態環境的概念

1.品牌生態環境的定義(內涵)

雖然，我們可以簡單地將品牌生態環境定義為：品牌生存的時空內，一切對品牌的生長、發育、行為和分布有著直接或間接影響的要素與各種條件的總和。但是，我們認為，這種定義未免太過于寬泛、流于空洞、意義不大。還有沒有更加精準的、更加實際的、更加讓讀者一目了然的“品牌生態環境”的定義?比如說，我們能不能說上一句類似于“我們把光照、溫度、土壤、大氣、水分、食物和其他相關生物等生物生存所不可缺少的環境要素稱為生態因子”的話。進一步，我們要問，對于品牌來說，光照是什么?溫度是什么?土壤是什么?大氣是什么?水分是什么?食物是什么?相關生物又是什么?這些問題，都需要我們深入而細致地進行考量。我們不能僅僅套用一般性的“環境”定義，那樣做，沒有實際意義，而且，也是不負責任的態度。

2.品牌生態環境的種類(外延)

(1)品牌生態環境的命名。對于品牌生態環境因子，采用相關學科的已有名稱進行命名是無可厚非的。因為，品牌來源于現實，而現實中的許多事物的稱謂是一個約定成俗的問題，不是一下子改得過來的，改成別的也沒有實際意義，沒有這個必要。在命名問題上，重要的問題是，在對紛繁復雜的具體因子進行分類的基礎上，根據屬性、功能、來源、成分等進行劃分、歸納和整理為一個體系，命名就是一件水到渠成的事。所以，我們說，品牌生態環境命名的問題，本質上是分類研究的問題，是一個歸納整理的問題。

(2)品牌生態環境的類型。在沒有科學的品牌生態環境分類學研究之前，我們是否可以簡單地從品牌產品生產的角度，把品牌生態環境分為品牌內生態環境和品牌外生態環境兩大類。品牌內生態環境是指品牌產品的生產制造企業的環境，而品牌外生態環境是指品牌產品的生產制造企業以外的環境。

關于品牌內生態環境。王東民(2004)認為，單從企業內部視角來看，發展品牌至少有36個關鍵因素：市場定位、品牌輻延、馳名商標、工業設計、專利發明、新品開發、技術進步、信息網絡、市場調查、公關策略、廣告創作、CI策略、新聞宣傳、企業外腦、價格策略、銷售觀念、營銷改革、戰略聯盟以及國際市場，等等。這實際上是指品牌生態的內環境。對于內環境的研究，正如以上所說，首先是將上面這36個關鍵因素分類。

關于品牌外生態環境。同品牌內生態環境研究一樣，至今還沒有品牌生態學研究者對此有系統研究。從品牌環境的角度，多數品牌研究者(而不是品牌生態學研究者)將品牌環境描述為：資源環境、產業環境、技術環境、人口環境、自然環境、政治環境、經濟環境、法律環境等(祖月、郝松林2006)。

實際上，我們知道，還有一個對于品牌的成長特別有影響的外部環境是市場格局，特別是市場中競爭品牌的影響。從生態學的角度，我們可以將這個因素類比為“生物環境”中的“種間關系”環境。當然，我們也可學習現代生態學的構架，將“生物環境”放在“種群”和“群落”中去討論。所以，下面我們要討論的品牌生態環境是指品牌的“非生物因子”環境。

現在的問題是，在品牌環境生態學中，我們如何將其梳理成為一個有序的環境體系，并且，根據這個體系，如何簡潔明了地進行分類和命名。

二、品牌生態環境的組織與結構

1.品牌生態環境的組成成分。在本文中作為一個拋磚引玉式的探索，我們比照生態學中對于非生物因子生態環境構成的分類，把品牌的“非生物因子”生態環境分為品牌氣候因子、品牌土壤因子、品牌地形因子。并且，與相應的品牌環境因子對應起來。當然，我們還要進一步研究有無此“套用”的必要性。

(1)品牌氣候因子。在生態學中，氣候因子也稱地理因子，包括光照、溫度、水分、空氣等。那么，我們是否可以相應地將市場(需求)環境、經濟環境、政策法律環境、文化環境與光照、溫度、水分、空氣產生以下的對應關系：光照――市場(需求)環境、溫度――經濟環境、水分――政策法律環境、空氣――文化環境。

(2)品牌土壤因子。土壤泛指自然生態環境中以土壤為主體的固體成分，其中土壤是植物生長的最重要基質，也是眾多微生物和小動物的棲息場所。土壤因子對生物產生影響的方面包括土壤礦物質、土壤有機質、土壤結構性狀三個方面。那么，我們是否可以將資源環境、人口環境、基礎設施環境與土壤礦物質、土壤有機質、土壤結構性狀作如下的對應關系：土壤礦物質――資源環境、土壤有機質――人口環境、土壤結構性狀――基礎設施環境。

(3)品牌地形因子。在生態學中，地形因子主要是指地面的起伏、坡度、坡向(向陽和向陰)等。那么，我們是否可以將起伏、坡度、坡向與產業環境、技術環境、媒體通路環境做如下相應的對應：起伏――產業環境、坡度――技術環境、坡向――媒體通路。

筆者認為，怎樣的對應關系不重要，重要的是我們起碼有一個能引起討論的品牌生態環境(嚴格意義上說是品牌“外環境”中的“非品牌種群”環境，類似于生態學中的“自然環境”中的“非生物因子”環境)的結構。

2.品牌生態環境因子的關聯。類似于大自然的光照(熱能)給地球送來了溫暖，使地球表面土壤、水體變熱，引起空氣和水的流動，生態環境因子通過相互作用而關聯起來形成一個生態環境的整體，通過生態系統的能量循環和物質循環將生態環境中的各種生態因子進行關聯。在品牌生態學中，我們十分有必要研究各品牌生態因子之間的相互關聯與互動的復雜關系。

三、品牌生態環境的運動與變化

1.品牌生態環境的自然變化

正如在生態環境中，光照是引起環境變化的一個重要“自變量”。我們認為，市場需求――市場中人的需求是品牌生態環境中的一個重要的“自變量”。所以，我們也很有必要研究在品牌生態環境中，自變量是什么?因變量是什么?自變量與因變量之間的關系如何?這些研究勢必對我們調查和預測環境變化有重要的作用。

2.品牌生態環境對品牌的作用規律

(1)限制性規律(李比希最小因子定律)。生態學研究告訴我們，生物在生長發育的不同階段往往需要不同的生態因子或生態因子的不同強度。例如，低溫對冬小麥的春化階段是必不可少的，但在其后的生長階段則是有害的。那些對生物的生長、發育、繁殖、數量和分布起限制作用的關鍵性因子叫限制因子。這一規律是1840年農業化學家J.Liebig在研究營養元素與植物生長的關系時發現的，后人稱之為Liebig最小因子定律(Liebig＇s law of minimum)：植物生長并非經常受到大量需要的自然界中豐富的營養物質如水和CO2的限制，而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影響。

那么，這個定律是否也提示我們，在一個具體的品牌運作過程中，十分重要的問題是找到對于你的品牌來說的“最小因子”，并且，我們用什么樣的方法才能找到這個對于品牌成長限制最大的環境因子?實際上，有許多研究者對此早已有密切的關注，如黃知常和鄧陽(2007)。

(2)非等價規律。對生物起作用的諸多因子是非等價的，其中有1-2個是起主要作用的主導因子。主導因子的改變常會引起其他生態因子發生明顯變化或使生物的生長發育發生明顯變化，如光周期現象中的日照時間和植物春化階段的低溫因子就是主導因子。在品牌生態學中，各品牌生態環境因子的作用是否也是等價的?如果不是等價的，那么，我們是否要研究其主導因子是什么?另外，主導因子與限制因子的區別是什么呢?我們用什么研究方法進行主導因子研究呢?這一方面的研究是鮮見的。

(3)替代性規律。生態因子雖非等價，但都不可缺少，一個因子的缺失不能由另一個因子來代替，這就是生態因子的構成不可替代性。但某一因子的數量不足，有時可以由其他因子來補償，例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2濃度的增加得到補償，這就是生態因子的數量可替代性。受此規律的啟發，我們在品牌生態學中，是否要研究各種因子間的替代性呢?筆者認為是很有必要的。因為，我們在現實中有許多條件多數時候是難以滿足的，有許多時間是需要尋找替代性因子的。

四、品牌生態環境的功能與作用

正如生物有機體在不斷地同其周圍生態環境進行物質與能量的交換過程中，與環境是相互作用的一樣，品牌與其環境也是相互作用的，這一點是毋庸置疑的。

1.品牌生態環境對品牌的直接影響

(1)品牌氣候因子。前面我們已經假設，市場(需求)環境、經濟環境、政策法律環境、文化環境是品牌氣候因子。毫無疑問，這些因子，對于品牌的成長是有直接影響的。

任何品牌的運營與發展都脫離不開政治法律體制與宏觀經濟周期的影響，政治經濟體制為微觀品牌的運營與發展提供了體制基礎，它們就如同品牌經營的地理氣候因素，它們的改變同樣會對品牌經營產生重大影響。一方面，政治經濟環境作為重要的品牌運營外部環境發揮作用。一國政局的穩定與動蕩、宏觀經濟的景氣循環、金融體制的現狀與變動趨勢、法制環境的健全程度、國家對經濟的干涉程度等等無不對品牌資產運營產生重要影響。例如，我國彩電行業雖然具有市場競爭激烈的特點，但并沒有發揮市場經濟優勝劣汰的機制，全行業陷入價格戰的泥潭不能自拔。其根本原因是地方政府在國有彩電企業背后所起的關鍵作用，而地方政府目標(稅收、GDP)與企業目標(利潤、發展)往往不一致，導致彩電行業并不是一個正常的市場經濟的環境，全行業盈利能力低下，對彩電品牌的技術積累及品牌發展帶來了不利影響。另一方面，政經環境通過對企業產權制度發生影響，進而對品牌運營環境產生作用。郎咸平2004年挑起的對海爾、TCL、科龍改制的質疑，掀起了一場國有資產改革大辯論，這場辯論的階段性結果及對政府決策的影響必將對相關的國內品牌運營環境產生重大影響。目前，中國國內的著名品牌如海爾、娃哈哈、海信、長虹等都遇到了產權制度改革這道坎，能否解決好這個問題直接決定了這些著名品牌的未來演進和走向。

(2)品牌地形因子。我們假設的品牌地形因子是產業環境、技術環境、媒體通路。顯然，這些對于品牌來說，影響也是很大的。

如媒體通路。中國有句古語：“近朱者赤，近墨者黑”，是說在好的環境中，一個人會跟著學好，而在一個壞的環境中，這個人則可能變壞。所以，孟母擇鄰而居有三遷之舉，就是希望孟子在優良的環境中取得更大的成就。品牌形象的傳播需要傳播的方法和路徑，也就是品牌傳播的通路。品牌傳播就像“買房子，選鄰居”，在哪種媒體、哪個時段、哪個地方傳播什么樣的信息必須要有嚴格的分析和思考，這樣才能使品牌走對地方，傳播也才有效。

技術環境也是品牌經營所面臨的最具變革性的環境因素之一。一方面，近年來信息技術的飛速發展極大地改變了品牌所面臨的經營環境，任何品牌的發展都不能僅僅將信息技術當作簡單的工具，而是必須在戰略上與根本商業模式上對這一環境的變化做出反映；另一方面，產業內技術環境的突變同樣對品牌經營產生重大的影響。

(3)品牌土壤因子。資源環境、人口環境、基礎設施環境三項是我們假設的品牌土壤因子。這三個因子對于品牌的影響應該是土壤與植物的關系。顯然，人口環境是從三個方面的變化對品牌經營產生影響：一是人口統計因素的變化；二是人們的觀念與理念、風俗文化的變化；三是消費時尚與潮流的變化。

一個國家的地理位置、礦藏儲量、民族風俗要受環境因素的制約，企業要根據資源打造品牌，謀求發展。特別是在集團性品牌組合中，需要我們研究各個品牌資源的不同配置，需要對不同品牌采取不同的策略進行深入的研究。

2.品牌對品牌生態環境的適應性變化

(1)趨同策略。趨同適應是指不同種類的生物，由于長期生活在相同或相似的生態環境條件下，通過變異、選擇和適應，在形態、生理、發育以及適應方式和途徑等方面表現出相似性的現象。蝙蝠與鳥類，鯨與魚類等是動物趨同適應的典型例子。蝙蝠和鯨同屬哺乳動物，但是，蝙蝠的前肢不同于一般的獸類，而形同于鳥類的翅膀，適應行活動；鯨由于長期生活在水生態環境中，體形呈紡錘形，它們的前肢也發育成類似魚類的胸鰭。

類似的在品牌競爭中，為了適應環境，我們是否需要采取趨同策略呢?這和差異化策略是否是矛盾的呢?矛盾在哪里?不矛盾又是因為什么?實際上，我們是否可以從品牌的本地化來理解品牌對環境的生態適應――趨同策略。

(2)趨異策略。趨異適應是指親緣關系相近的同種生物，長期生活在不同的生態環境條件下，形成了不同的形態結構、生理特性、適應方式和途徑等。趨異適應的結果是使同一類群的生物產生多樣化，以占據和適應不同的空間，減少競爭，充分利用生態環境資源。如，根據引起生態型分化的主導因素，可把生態型劃分為氣候生態型、土壤生態型和品牌生態型等。

參考文獻：

[1]蔣小鈺.品牌種群生態學研究構架初探[J].企業經濟，2008，(3).

篇2

1植物主要葉性狀及其生態功能

葉性狀是植物的重要特性之一，屬植物功能性狀的二級性狀［20］，直接影響到植物的基本行為和功能，能夠反映植物適應環境變化所形成的生存對策［6］。近年來，對植物葉性狀的研究較多，研究所采用的葉性狀因子指標也較多。綜合歸納目前研究較多的葉性狀因子，概括為兩大類，分別為結構型性狀和功能型性狀。結構型性狀是指植物葉片的生物化學結構特征，在特定環境下保持相對穩定，主要包括葉壽命（leaflife－span，LLS）、SLA、葉干物質含量（leafdrymattercontent，LDMC）和葉氮含量（Leafnitrogencontent，LNC）、葉磷含量（Leafphosphoruscontent，LPC）、葉氮磷比（Leafnitro－gen／phosphorusratio，N／P）、葉片碳含量（LeafCarboncontent，LCC），葉碳氮比（LeafCarbon／ni－trogenratio，C／N），單位面積葉質量（Leafmassperarea，LMA），葉厚度（leafthickness，TH）等。功能型性狀則體現了葉片的生長代謝指標，隨時間和空間的變化程度相對較大，主要包括光合速率、呼吸速率、氣孔導度等。植物的這些葉性狀共同體現了植物為了獲得最大化碳收獲所采取的生存適應策略［9，21］。其中SLA、LDMC、LNC和LPC由于易于測定，被廣泛應用于不同尺度葉性狀研究中。例如，LNC、LPC、N／P常用來評估植被組成，群落水平植被的生態功能及養分制約的指標；N／P小于14一般指示植物受氮素制約，大于16指示受磷制約［22］；在大尺度研究中，常用的指標有SLA和LNC等。

1．1結構型葉性狀指示的生態功能

1．1．1LLSLLS是一個反映植物行為和功能的綜合性指標，并被認為是植物在長期適應過程中為獲得最大光合生產以及維持高效養分利用所形成的適應策略，綜合反映了植物對各種脅迫因子（光、溫、水、營養、大氣污染、草食動物的攝食等）的生態適應性［5，10，23］。

1．1．2SLA：等于葉片面積／葉片干重SLA與潛在相對生長速率及單位質量光合速率正相關，是反映植物碳收獲策略的關鍵葉性狀之一［24］，通常與LLS呈負相關，與單位重量的葉氮含量LNCmass呈正相關關系，即具有較高SLA的植物種類，平均LLS較低，但其葉片的光捕獲面積、單位重量LNC卻較高，并由此導致較高的凈光合速率［23，25］。1．1．3LDMC：等于葉片干重／葉片飽和鮮重LDMC與潛在相對生長速率負相關，與LLS正相關，與葉厚度也具顯著相關性［26］，被認為是資源獲取軸上比較穩定的預測指標［27］。1．1．4LNCLNC指的是包括核酮糖－1，5－二磷酸羧化酶（Rubisco）在內的所有光合器官所含蛋白質中的氮含量，包括單位質量葉氮含量（Leafnitrogencon－tentpermass，LNCmass）和單位面積葉氮含量（Leafnitrogencontentperarea，LNCarea），LNC與單位質量光合速率具顯著相關性。葉磷含量［28－29］一般指葉片內核酸、脂肪膜、生物能量分子如ATP等組織中存在的磷含量，受環境中土壤礦物質元素的影響，多數由植物從大氣中獲取［30］。N／P指的是葉片氮含量與磷含量的比值，可用于評估群落水平植被的生態功能及養分制約。1．1．5δ13C和δ15Nδ13C和δ15N反映的是植物的水分利用效率。植物具有較高的δ13C值，說明其具有較高的水分利用效率［31－33］。

1．2功能型葉性狀指示的生態功能

最大光合速率（Amax），指在光飽合、土壤養分和CO2含量等環境因子適宜的情況下測定的植物光合速率，受氣孔導度和葉片內CO2濃度影響［11］。可反映植物的碳收獲策略。

2不同研究尺度葉性狀的研究

國內外有關植物葉片性狀的研究主要集中于通過對大量植物的比較研究，探討葉性狀的生態功能，揭示葉性狀的分異規律、不同葉性狀之間及葉性狀與環境因子的相關關系，研究的尺度可分為個體尺度、功能群尺度、群落尺度及區域和全球尺度。

2．1個體尺度

在個體尺度研究中，比較常用的葉性狀指標有SLA、LDMC、Amax、LNC和LPC等，Philip對10種地中海植物的9種葉性狀（包括SLA、LDMC、葉面積、干重、鮮重、厚度、葉密度、葉體積和LNC）進行篩選比較，得出SLA與LDMC是最優的兩個指標，兩者可以解釋90％以上植物葉性狀隨取環境不同而發生的變異，可以用來定量化研究葉性狀與生態系統功能之間的關系，而且與較難測定的Amax一樣，可應用于更大尺度上的研究［34］。為了尋找葉性狀的分異規律及其與各種環境因子之間關系，個體尺度葉性狀的研究著重于定量化研究單個或多個植物種葉性狀對不同環境因子的響應［35］。目前關于植物個體葉性狀對環境因子的響應研究較多，環境因子主要包括溫度、土壤養分、土壤水分、光照等非生物環境因子，也包括人類活動等生物環境因子。例如，溫度低的小麥葉片比溫度高的小麥葉片具有更高的葉綠素含量和凈光合速率，而且溫度低的小麥具有結構更復雜的冠層［31］。養分的添加可以增加土壤硝態氮的積累，提高土壤中植物可利用氮素［36］，隨養分的增加兩種草原優勢植物羊草（Leymuschinensis）與大針茅（Stipagrandis）的LNC顯著增加，C／N呈減小趨勢［37］。干旱環境中植物的SLA和葉片面積較低，而相應的LDMC、LNC和Amax較高，這些特征被解釋為植物為了適應干旱生境的保水對策，具體表現為植物水分利用率和氮素利用率之間的權衡［38］。地形對葉性狀的影響是多種因素的綜合作用，包括海拔、坡度、坡向等的變化引起的光照、溫度、養分和水分的梯度變化。在北京東靈山地區遼東櫟海拔分布范圍（1000～1800m）內，葉性狀的變化規律具體表現為：遼東櫟氣孔密度、氣孔長度和葉面積隨海拔的升高呈現曲線變化形式，葉綠素含量和單位干重葉氮、磷和鉀含量沿海拔梯度呈上升趨勢，同時葉綠素含量和LNC有較弱的正相關［39］。人類活動是比較特殊的環境因子，具有主動性和選擇性。可直接影響植物性狀，也能通過改變土地利用方式來改變植物的生境條件從而影響植物性狀，如人類的放牧活動引起植物的SLA、LDMC、葉面積、葉重量等發生改變，隨著放牧強度的增加，植物群落結構、土壤種子庫等發生改變［39－40］，只有具有適應性狀的物種才能存活，且存活的植物其SLA呈增加趨勢，LDMC呈減小趨勢，以適應逐漸惡化的環境［41－42］。土地利用對植物生長和繁殖的影響顯著，如開墾草原，耕作等導致土壤養分、水分、土壤團聚體等環境因子發生改變，引起植物葉性狀的改變以適應新的生境條件［43］。對黃土高原不同退耕年限坡地植物SLA與養分含量的關系的研究表明，立地和物種水平植物SLA存在顯著差異，SLA變化范圍各不相同，植物LCC、LNC和LPC以及C／N、N／P和C／P在不同退耕年限坡地間不具有一致的變化，這表明不同植物種的葉性因子隨生境的改變其變化較為復雜［43］。目前在個體尺度，針對個體對各種環境因子響應的研究較多，然而并沒有建立機理性的模型解釋葉性狀對各環境因子的響應，只有少數半經驗模型，缺少定量化模型。目前比較有代表性的半經驗模型有Evans－Poorter的模型，該模型可以解釋SLA在干旱環境下的變異趨勢［44－45］：干物質比決定單位面積氮含量，植物通過協調其SLA和單位干重氮含量的關系來平衡葉片單位質量有機氮的含量以達到最大化其凈光合速率的目的。為達到這一點，植物必須同時調整其TH和LDMC，而二者又都能決定SLA和單位干重氮含量，植物這類形態學上的特性和單位干重氮含量本質上的變異無關，但與Amax有關。

2．2功能群尺度

植物功能群（Functionalgroup）實際上等同于植物功能型（Functionaltype），它是對某一特征因子有相似響應或具有某些相似性狀的物種集合，劃分的性狀一般是個體生態學性狀，不一定是分類學性狀［46］。相同功能群植物的葉性狀對某類環境因子的響應具有一定程度的相似性。利用功能群這一概念有利于定義植被屬性和揭示植被對環境因子的響應，有利于不同研究尺度上更復雜定量模型的實現［3］。雖然植物功能群的劃分方法較多（表1），然而當前的研究在劃分功能群時，大多是選擇定性的指標，較少依據定量的形狀進行劃分，這是目前研究的不足之處。功能群尺度葉性狀的主要研究內容可簡單的概括為指一組（幾個或者較多）物種葉性狀之間的比較。由于功能群是幾個物種個體的組合，因此，個體尺度葉性狀研究中常用的指標也被高頻率的沿用，如LNC、SLA、LDMC與Amax等。在功能群內部，植物性狀存在很寬的變異范圍，而在不同功能群之間葉性狀經常也存在較大的差異。例如，在被子植物中，植物LNC由低到高，大致順序為：木質化灌木＜單子葉草本植物＜雙子葉草本植物＜木質化藤本植物，這些差異可能是自然選擇的結果。不同功能群之間特定的植物性狀的分異表明，對特定功能群而言存在選擇壓力（如低氮），但在功能群內部，植物性狀的選擇壓力較弱［3］。以生活型把植物分為雜草類和喬木植物，雜草類植物LNC和LPC高于喬木，落葉植物LNC和LPC高于常綠植物［47］。對明尼蘇達州34種草本植物的養分添加實驗表明，禾本科植物、C3和C4植物這3類不同功能群植物的Amax對養分添加的響應具有顯著差異［3］。Reich等［2］把其研究的物種分為針葉、闊葉、禾本科和灌木植物等4類功能群，結果發現，不同功能群之間的平均SLA、LNC與Amax之間的關系具有差異，禾本科植物具有最高的SLA和Amax，常綠植物最低。Kikuzawa等［21］在綜合考慮了葉的建成消耗和其他器官的呼吸消耗后，完善了其建立的單葉模型，按生活型把植物分為不同的功能群植物，得出LLS的排序結果如下：水生植物的浮葉＜一年生草本植物＜多年生草本植物＜落葉植物＜常綠植物。原因是葉壽命與植物的根、莖等非光合器官的維持消耗密切相關，就這部分消耗而言，水生浮葉植物非常小（幾乎沒有支撐結構）；一年生草本植物在冬天全部死亡，所以冬天的維持消耗為零；多年生草本植物在冬天僅地下部分能存活，其維持消耗顯然大于一年生草本植物；落葉樹種的根、莖器官在冬天需消耗大量有機物質，而常綠樹種則除了這部分消耗，還要維持葉子的呼吸消耗，所以必須具備長的葉壽命來彌補這些消耗。

2．3群落尺度

在群落尺度，植物葉性狀與群落的物種組成、生態功能及生長狀況聯系緊密，因此，該尺度的研究重點是用葉性狀指示群落的生態功能等。例如，植被生態學家常用LNC、LPC、N／P比值來評估植被組成，群落水平植被的生態功能及養分制約的指標；當植被的葉氮磷比小于14，一般指示植物受氮素制約，大于16指示受磷制約［22］。在群落尺度上，SLA與物種豐富度顯著相關，可以預測群落物種組成的變化，而LDMC則與生態系統演替過程中物種組成變化聯系緊密［48－49］。葉性狀作為個體表性可塑性的指示值得到了廣泛的認同［50］，然而在植物種相互作用及相互作用引起的植物群落構建（Communityassembly）的變化過程中，植物性狀的生態功能仍不清楚［51］。葉性狀可反映不同植物的適應對策，可用來指示物種組成的變化和演替進程的改變，然而目前葉性狀與群落物種組成與演替的相關性尚未得出一致的結論。長時間尺度上，群落發生演替，植物葉性狀隨之發生變化，在演替早期生境中占據優勢的物種其植物種具有較低LLS，較高的SLA和LPC，對光及土壤養分的利用效率較低，養分循環速度較快［52－53］，這些性狀有利于植物種適應演替早期較貧瘠的環境（中國沙漠）。在演替過程中，先鋒種對群落結構的更新和演替也具有重要的作用，由于先鋒種比演替中后期的植物物種在生理特征和葉性狀特征上具有優勢［54－55］，更能適應演替早期的環境，因此，能占據演替早期生態位。一般認為先鋒物種比非先鋒物種具有更低的LMA和LNC［56］。在熱帶山地雨林生態系統中，先鋒樹種的單位干重的Amax和單位干重暗呼吸速率顯著大于非先鋒樹種［57］。演替后期生境條件有所改善，土壤養分、土壤水分含量提高，群落結構更加穩定。由于植物葉性狀與植物的最適生境有關［58］，因此，生境條件的改變必然會引起植物葉性狀的改變。在演替的后期或優越環境條件下較強保持體內養分型的植物種占據優勢生態位［53］。具有較低SLA、較高LDMC及葉片C／N比的植物將會是演替后期的優勢種，在長時間尺度上，群落中優勢種的SLA和土壤C／N含量成正相關關系，而非優勢種成負相關［59］，如在法國南部地區，演替后期的植物具有較高的養分保持能力和較長的LLS［53］。在演替的后期植物種的生活型以多年生草本或喬木為主，這類植物具有較長的LLS和較高的葉建成消耗［60］。外來物種的入侵也能導致群落結構發生改變，從而影響演替進程。在群落水平上，外來物種能成功的入侵新的生境，并在群落中占據較有利的生態位，與其具有迅速獲取資源的適應對策有關，葉性狀可以指示這一適應對策［61］，外來物種通常具有較大的SLA、較高的單位質量LNC和較短的LLS等性狀［62］。對悉尼地區外來物種的葉性狀進行了群落水平的比較研究，得出處于擾動生境中的外來物種其SLA、LNC、LPC和N／P顯著高于原生生境中的鄉土物種［14］。不同植物群落之間的葉性狀均值也不盡相同，表示不同的植物群落其指示的生態功能也具有差異。例如，常綠植物群落的SLA明顯低于落葉植物群落，加利福尼亞海灣地中海氣候區內的22種常綠闊葉灌叢物種在群落水平此種差異趨勢顯著［1］。對歐洲中部次生草地不同植物群落的葉性狀研究表明，隨著群落物種豐富度的增加，SLA呈減小的趨勢，單位面積LNC呈下降趨勢［50］。

2．4區域與全球尺度

區域和全球尺度葉性狀的研究重點是定量化研究植物關鍵葉性狀沿氣候梯度變化的規律和機理［62］。比較常用的指標是LNC、SLA、LPC，原因之一是由于上述指標簡單易測，易于在大尺度、多物種水平上進行研究。長期試驗發現，上述葉性狀可以在一定程度上指示區域的養分、水分分布格局［62－63］。植物功能性狀在不同的氣候帶、不同的景觀內和不同的樣點類型間有差異，與植物對環境的適應對策及植物自身的適應對策有關［7］。在區域尺度上，氣溫、降雨和土壤養分等存在區域分布差異，那么在區域尺度上，植物葉性狀是否存在一定的生物地理格局？Reich等［64］在全球年均溫為5～10℃的區域內，依據生物地理和氣候梯度，分析了植物的LNC，提出幾個關于葉性狀分異規律的假說，其中包括溫度－植物生理假說（temperature－plantphysio－logicalhypothesis）和生物地球化學假說（biogeo－chemicalhypothesis）。溫度－植物生理假說指的是LNC隨溫度的升高而下降，因為溫度越低，葉片的生理活性和酶活性減弱，使得葉片內的LNC較高。與此相反，生物地球化學假說指的是低的年均溫通過降低有機物的分解和礦化速率來降低氮素的可利用性，而且低溫條件下，植物根吸收效率下降導致LNC降低。Han等［65］依據中國753種植物種的葉氮磷含量進行綜合分析表明，植物LNC和LPC隨海拔的升高而增加，N／P與海拔無顯著相關性，中國植被的N／P較全球平均值高，但中國各個植被功能群之間的氮、磷含量及N／P與全球水平較一致，這些性狀在中國植被中存在一定的生物地理格局。與之相對應的是，He等［66－67］在分析了中國北方草地199個樣點213種植物的葉氮磷后指出，雖然中國植被的N／P高于全球平均值，然而生物地球化學假說不適用于年均溫很低的區域，指出在中國北方草原區葉氮磷含量并沒有形成生物地理格局，LNC在中國北方草地并沒有隨溫度形成明顯的地理格局，氣候與植物的LPC和N／P相關性很小，而取樣點之間和樣地內植物之間的葉性狀差異顯著。

植物各葉性狀因子之間相互關聯，不同植物區系間可能存在相似的性狀格局。大尺度上，葉性狀的分異規律及其與環境因子的相關關系已被廣泛研究，成為解釋生態系統功能的關鍵指標［8］。Wright等［11］基于全球175個樣點（涉及從極地凍原到熱帶雨林，從草地到荒漠）的各類植被類型的2548種植物的葉性狀分析，首次在全球尺度上闡述了這些關鍵葉性因子間的普遍相關規律以及與環境因子之間的關系，是對這方面研究工作的一個階段性總結。各葉性狀因子之間存在相關性，揭示了各個性狀之間存在內在的聯系以及葉性狀因子在不同環境壓力下趨同進化的特征。研究表明，LNCmass與Amax存在密切正相關，而SLA與植物生產單位葉面積的物質成本呈負相關，二者又隨LLS的增加而降低，這種相互關系幾乎在所有植物種群和群落中都普遍存在，是進一步理解生態系統行為特征的基礎［68－69］。定量化研究不同物種、不同生境相同物種的葉性狀因子之間的相關性，有助于找出氣候、土壤養分等環境因子對葉性狀的影響［61］。目前，已經在全球尺度上初步定量化闡明了6種關鍵葉性因子（SLA、LDMC、LNC、LPC、LLS等）之間存在的普遍相關規律［70］，在區域尺度上，植物葉性狀之間的關系進一步證實了全球尺度的研究結果。對澳大利亞258種不同生境中的建群種喬木的葉性狀分析顯示，SLA、Amax、暗呼吸速率、LNC和LPC之間存在相互的正相關性；而LLS與以上幾種葉性狀因子成顯著負相關，且與單位面積葉質量成正相關［11］。

3研究展望

3．1中國的葉性狀研究

國內對植物葉性狀的研究開始的較早，最早可以追溯到1959年侯學煜先生撰寫的《中國150種植物化學成分及其分析方法》［71］。雖然，植物葉性狀的研究在早期生態學各領域的研究中均有所涉及，然而明確系統地提出植物葉性狀（plantleaftraits）的研究卻是在最近十年［72］。目前，中國的植物葉性狀研究尚屬剛剛起步。具有代表性的研究有：在青藏高原，Luo等［73］從區域尺度上解釋了植物葉性狀對海拔的響應，隨海拔高度增加，冠層平均葉壽命、基于面積的葉氮含量、葉面積指數、葉氮庫都相應增加，而冠層平均比葉面積、基于質量的葉氮含量都下降。驅動因子主要是溫度和降水，土壤有機碳和總氮含量也有重要作用。在科爾沁沙地，李玉霖等［37］調查了不同類型沙丘生境中分布的20種物種，得出SLA和LDMC在不同物種間差異顯著。對草原區建群物種羊草進行養分添加實驗［74］，結果表明，羊草通過提高SLA、單位質量葉片的葉綠素含量和含氮量，使單位面積葉片含氮量和葉綠素含量均呈線性提高。Han等［65］在綜合分析中國753種植物種的葉氮磷含量，指出中國植物葉氮磷含量分布存在一定的生物地理格局。然而，中國在中尺度（群落尺度）、大尺度（區域和全球尺度）的研究還較欠缺，只在中國東北樣帶草原植物性狀與降雨梯度的相關性，葉氮含量的地理格局以及青藏高原植物葉性狀生態功能的研究方面開展了一些嘗試性的工作［51，66－67］。然而由于中國有著特殊的氣候、植被條件，又有著長期的人為干擾和土地利用歷史，使得中國的植物葉性狀研究有別于其他國家。在未來的研究中，需要加強大尺度上植物葉性狀對環境因子響應的定量化研究。嘗試建立一些區域性的模型，有助于從機理上解釋植物葉性狀隨環境變化的分異規律。

3．2存在問題與展望

盡管目前葉性狀的研究很多，針對植物葉性狀的分異規律及其與環境因子之間的相關關系做了許多工作，取得了較大進展［11，71］，但仍有很多問題未能闡釋清楚：

（1）生態學家強調植物對生境的梯度變化具有不同的、復雜的適應對策。具體是什么原因或者是哪類環境因子在多大程度上引起葉性狀的變異？目前的研究大多只是驗證一些假設，沒有從機理上闡述清楚［3］。Ackerly等［74］提出通過分子標記法，對變異的性狀進行標記，找出與特定植物性狀變異相關的候補基因，一旦確定了此類基因，將會給植物性狀的研究帶來突破性的進展。

（2）自然環境是復雜多變的，某個環境因子對植物的影響往往和其他環境因子耦合在一起，存在交互作用，且大多數物種都具有影響生態系統的獨特性狀組合，單一性狀或者單一功能群無法代替這些性狀組合的作用，也不能預測不同物種表現出來的多種功能［75］。因此，需要加強針對某幾個環境因子及環境因子之間的交互作用開展的控制試驗，以定量化研究葉性狀與多環境因子之間的關系。

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1引言

世界經濟的全球化發展，以及世界各國間文化的交融，使得“地球村”的概念應運而生。不同文化、不同膚色、不同語言的人們相互間的交往變得越來越密切。準確、恰當地與世界各國的人們交流，這是大學英語教學中所面臨的難點，因為交流不僅僅是語言本身的問題，更重要的是文化內涵的對接，從而通過語言作為載體表達出來。所以國際間的交流要求兩點：一方面是語言表達準確，另一方面是社會文化的熟練掌握。后者往往是前者達到更高境界的鋪墊。很多大學教學往往是語言技巧性訓練過多，而著重培養學生跨文化意識的很少，我們認為培養大學生的語言背后的文化框架是學好語言的更有效的途徑，是具有更為長遠而深刻意義的訓練。

2文獻回顧與理論基礎

2．1語言與文化

關于文化的定義很多，Kroeber和Kluckhohn(1952)列出了關于文化的164種定義。對文化較為權威的定義是EdwardTylor(1920)所提出的人類學領域中的概念，文化是知識、信仰、藝術、道德、法律、風俗習慣等所構成的有機體，這個有機體組成了人類社會。Sapir(1921)給出了語言學中的文化定義，文化是指社會所做的和所思考的。HuWenzhong(1998)認為文化是一個特定社會背景下社會成員有代表性的行為模式的集合。Samovar和Po~er(2000)認為文化包括了知識、經驗、信仰、價值觀、行為方式、態度、宗教等等，從宗教到精神的所有領域。

語言反映文化，語言和文化是相互聯系的(Samovar&Po~er，1982)。DaiWeidong(1989)認為語言是文化傳播中的主要手段和途徑，靠它來表達信仰、價值觀和道德準則，并且語言為人我們提供了一個了解其他人文化和思維方式的途徑。語言是文化中非常重要的一個組成部分，根植于文化，一些學者認為是最主要的部分，如果離開了語言，文化的傳承是難以實現的；語言是一個群體最有效的代表，它包括了歷史、文化背景以及人們的生活、行為方式和思維的方式。

2．2跨文化意識培養與語言教學

跨文化意識(IA)是深入了解各國文化的動機先導，是辨析各種文化相似與差別的前提(Chen&Starosta，1997)。跨文化意識是一種直覺，對交流中文化因素的意識反應，以及兩種語言所存差異的敏感。這是一種無形的但可以被感受得到的。跨文化意識不僅僅是一種意識，而且還是一種洞悉交流信息的能力。Hall＆To11(1999)將IA定義為識別、理解和區分本國及目標國的社會背景的能力。

對大學英語教學中的跨文化意識培養產生影響的因素，綜合起來主要有教師因子、環境因子、學生因子、教材因子等四大因素。其中教師因子包括教學內容、教學方法、教學設計、教師意識；環境因子包括語言環境、傳播交流設備、文化交流環境與機會；學生因子包括學習自主程度、文化交流頻次、接受意愿與能力；教材因子包括：教材整體內容設計、教材的難易度、教材中的文化體現。

3樣本收集與分析

本研究調查收據主要采取現場發放問卷的形式，發放對象為高職院校在校大學生，共發放問卷200份，共收回有效問卷l79份。其中英語專業學生占75．6％，非英語專業占24．4％；男生占32．1％，女生占66．9％；大一學生占43．8％，大二學生占52．3％，大三學生占4．9％。

樣本的信度和效度是衡量樣本數據的兩大標準。信度主要檢測結果穩定的可靠性。我們采用Cronbach’sAlpha值檢驗各因子的內部一致性。效度衡量問卷是否達到了預定的目的，是否測量了要測量內容。我們采用KMO值進行分析。

注：采用主成分分析法；旋轉方法為最大方差最大正交旋轉法；旋轉經3步迭代得到

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1.1生態

生態是指生物圈（動物、植物和微生物等）及其周圍環境系統的總稱。生態系統是一個復雜的系統，由大量的物種構成，它們直接或間接地連接在一起，形成一個復雜的生態網絡。其復雜性是指生態系統結構和功能的多樣性、自組織性及有序性。

1.2生態恢復

生態恢復是指停止人為干擾，解除生態系統所承受的超負荷壓力，依靠生態本身的自動適應、自組織和自調控能力，按生態系統自身規律演替，通過其休養生息的漫長過程，使生態系統向自然狀態演化。恢復原有生態的功能和演變規律，依靠大自然本身的推進過程生態修復（Restoration）是指根據生態學原理，通過一定的生物、生態以及工程的技術與方法，人為地改變或切斷生態系統退化的主導因子或過程，調整、配置和優化系統內部及其與外界的物質、能量和信息的流動過程及其時空秩序，使生態系統的結構、功能和生態學潛力盡快成功地恢復到一定的或原有的乃至更高的水平。修復與恢復是有區別的，更不同于生態重建。生態修復的提出，就是要調整生態重建思路，擺正人與自然的關系，以自然演化為主，進行人為引導，加速自然演替過程，遏制生態系統的進一步退化，加速恢復受損的生態系統。生態重建是對被破壞的生態系統進行規劃、設計，建設生態工程，加強生態系統管理，維護和恢復其健康，創建和諧、高效的可持續發展環境。對于生態修復，國際上已有相應的科學理論支撐體系，對生態系統退化機理及其恢復途徑已有所研究，并被日本、美國及歐洲所應用，取得了良好的效果。

1.3生態修復概念的國內外發展

Harpe（r1987）認為，生態恢復就是關于組裝并試驗群落和生態系統如何工作的過程。Diamond（1987）認為，生態恢復就是再造一個自然群落，或再造一個自我維持、并保持后代具持續性的群落，他比較側重于植被的恢復。Jordan（1995）認為，使生態系統回復到先前或歷史上（自然的或非自然的）狀態即為生態恢復。Cairns（1995）認為，生態恢復是使受損生態系統的結構和功能回復到受干擾前狀態的過程。Egan（1996）認為，生態恢復是重建某區域歷史上有的植物和動物群落，而且保持生態系統和人類的傳統文化功能的持續性的過程。美國自然資源委員會（TheUSNaturalResourceCouncil，1995）把生態恢復定義為：使一個生態系統回復到較接近于受干擾前狀態的過程。國際恢復生態學（SocietyforEcologicalRestoration，1995）先后提出三個定義：生態恢復是修復被人類損害的原生生態系統的多樣性及動態的過程（1994）；生態恢復是維持生態系統健康及更新的過程（1995）；生態恢復是幫助研究生態整合性的恢復和管理過程的科學，生態系統整合性包括生物多樣性、生態過程和結構、區域及歷史情況、可持續的社會時間等廣泛的范圍（1995）。

另外，焦居仁（2003）認為，生態修復指停止人為干擾，解除生態系統所承受的超負荷壓力，依靠生態系統自身規律演替，通過其修養生息的漫長過程，使生態系統向自然狀態演化。焦居仁認為恢復原有生態的功能和演變規律，完全可以依靠大自然本身的推進過程，在其界定的定義中，生態恢復僅依靠生態系統本身的自組織和自調控能力。關于“生態修復”，日本學者多認為，生態修復是指外界力量受損生態系統得到恢復、重建和改進（不一定是與原來的相同）。這與歐美學者“生態恢復”的概念的內涵類似。焦居仁（2003）認為，為了加速被破壞生態系統的恢復，還可以輔助人工措施，為生態系統健康運轉服務，而加快恢復則被稱為生態修復。該概念強調生態修復應該以生態系統本身的自組織和自調控能力為主，而以外界人工調控能力為輔。

2生態修復質量評價

2.1生態修復質量評價的進程

美國是較早開展生態修復評價的國家。從上世紀70年代開始，為了更好的評價跟預測，美國的研究者開發了多種生態系統評價方法，最常用的是生態環境評價系統（HES—HabitatEvaluationsSystem)（LarryW.Can-ter，1996）和生態環境評價程序（HEP—HabitatEvalua-tionsProgram），HES主要用于河流地區的洼地森林生境的評價，而HEP則被廣泛接受用于區域生態影響的評價（徐鶴,賈純榮,朱坦,戴樹桂，1999）。80年代初美國環保局（簡稱:U.S.EPA）提出的環境監測和評價項目（EMAP），從區域和國家尺度評價生態資源狀況并對發展趨勢進行長期預測，以后該項目又發展成州域和小流域環境監測和評價（R—EMAP）。Reitti以滲透理論為基礎，提出了一種新的生態修復評價法，即生態質量的安全與否與斑塊的間距、擴散能力、干擾能力等相關，安全度也是生態評價中應解決的問題。生態環境質量評價的指標體系研究中，1990年經濟合作與發展組織（OECD）首創了“壓力一狀態一響應”（PSR）模型的概念框架，該模型是衡量生態環境承受的壓力，這種壓力給生態環境帶來的影響及社會對這些影響所做出的響應等。隨后人們對該模型進行推廣，建立了針對不同問題的PSR模型。ThomasM.Quigley等對哥倫比亞河流域的生態安全性進行了評估。分別用不同的指標評價森林、草地、水域子系統的生態安全（ThomasM.Quigley，2001）。Steven.M.Bartell等采用綜合水生系統模型在加拿大魁北克省對有毒化學品給河流、湖泊和水庫造成的生態風險進行了評估（StevenM.Bartell，1999）。還有RaPport.D.J、W.GWhitford、ZhanxueZhu、美國環境保護局等提出了針對生態系統健康及其適宜性、生態系統服務功能等的評價指標體系（Whitford，W.G,Rapport.D.J，DeSoyza.A.G，1995）。

2.2生態修復質量評價方法

2.2.1列表清單法

列表清單法是little等人于1971年提出的一種定性分析方法。該法的特點是簡單明了，針對性強。主要應用于影響識別和評價因子篩選;進行生態環境因子相關性分析(行、列均為生態因子);進行開發建設活動對生態環境因子的影響分析等。列表清單法的基本做法是:將擬建實施的開發建設活動的影響因素與可能受影響的環境因子分別列在同一張表格的行與列內，逐點進行分析，并以正負符號、數字以及其他符號表示影響的性質、強度等，由此分析開發建設活動的生態環境影響。

2.2.2綜合指數法

綜合指數法，是通過對每個環境因子性質及變化規律的研究與分析，相對于環境質量從好到差分別賦予由高到低的分值，再根據各個因子對生態環境的重要性不同，分別賦予不同的權重，然后綜合權重和分值，得出生態環境的現狀值。用同樣的方法，取同樣的權重，可預測項目建成后的生態環境預測值。比較現狀值和預測值的差別，便可知項目建成前后生態環境變化的程度。采用的公式為EI=∑=Wi×IiEI=∑（Ea－Eb）×Wi式中：EI—生態環境質量綜合評價數值；n—指標個數；Wi—各指標權重值；Ii—各指標的數值；EI—開發建設活動前后生態環境質量變化值；Ea—開發建設活動后指標i因子的質量指標；Eb—開發建設活動前指標i因子的質量指標。#p#分頁標題#e#

2.2.3圖形疊置法

圖形疊置法是把兩個以上的生態信息疊合到一張圖上，構成復合圖，用以表示生態環境變化的方向和程度。本法的特點是直觀、形象，簡單明了，但不能做精確的定量評價。生態圖法主要用于區域環境修復影響評價;具有區域性影響的特大型建設項目評價中，如大型水利樞紐工程、新能源基地建設、鐵路建設等以及土地利用規劃和農業開發規劃中（吳小萍，楊曉宇，冉茂平，2004）。

2.2.4生態系統綜合評價法

生態系統是由多因子(生物因子和非生物因子)組成的多層次的復雜體系和開放系統，系統內部各因子和系統外部環境之間有著千絲萬縷、密不可分的相互聯系和相互作用。認識和評價這樣的復雜系統必須采用定性與定量相結合的方法，層次分析法是目前最常見的評價方法，它是一種對復雜現象的決策思維過程進行系統化、模型化、數量化的方法（趙煥臣等，1986）。生態系統綜合評價法的主要工作程序是：（1）明確問題確定評價范圍和評價目的、對象；進行影響識別和評價因子篩選，確定評價內容或因子；進行生態因子相關性分析，明確各因子之間的相互關系。（2）建立層次結構根據對評價系統的初步分析，將評價系統按其組成層次構筑成一個樹狀層次結構。在層次分析中，一般可分為3個層次:目標層、指標層、策略層。（3）標度在進行多因素、多目標的生態環境評價中，既有定性因素，又有定量因素，還有很多模糊因素。各因素的重要程度各不相同，聯系程度各異。在層次分析中針對這些特點，對其重要度作出定義。（4）構造判斷矩陣采用的導出權重的方法是兩兩比較的方法。同過兩兩比較，構造判斷矩陣。（5）層次排序計算和一致性檢驗一權重計算排序計算的實質是計算判斷矩陣的最大特征根值及相應的特征向量。此外，在構造判斷矩陣時一，因專家在認識上的不一致，須考慮層次分析所得的結果是否基本合理，需要對判斷矩陣進行一致性檢驗，經過檢驗后得到的結果即可認為是可行的。（6）選擇評價標準：通過上述5個步驟，確定了區域生態系統綜合評價的指標體系、層次結構及各層間的權重，接著應確定相對于指標體系的評價標準體系。（7）采用指數方法進行評價。其評價模型如下：=（j=1，2，…n）式中：Yj為態修復綜合評價，wi為各指標的權重值，xj為各屬性值。

2.2.5BP神經網絡法

生態環境系統是由大量的系統組分按照非線性方式組合的，因此，生態環境質量與生態環境指數之間的非線性關系要求生態環境質量提取模型具備非線性函數擬合的功能。人工神經網絡方法能很好地處理多變量之間的非線性關系，能較好地解決生態環境質量信息提取所面臨的問題。人工神經網絡（ArtlficiaiNeu司Networks，簡稱ANN）是20世紀40-50年代產生，80年展起來的模擬人腦生物過程的人工智能技術。它是由大量的、簡單的神經元廣泛互連形成的復雜的非線性系統。它不需要任何先驗公式，就能從己有數據中自動地歸納規則，獲得這些數據的內在規律，具有自學習性、自組織性、自適應性和很強的非線性映射能力，特別適合于因果關系復雜的非確定性推理、判斷、識別和分類等問題（甘敬等，2007）。BP（BackPropagation）網絡是目前ANN技術中應用最為廣泛的一種網絡類型，是一種是由非線性傳遞函數神經元構成的前饋網絡，其權值的調整采用反向傳播學習算法，體現了神經網絡理論中最為精華的部分（Anderson，TA.，1995）。它是一種包含有輸入層、隱含層和輸出層的中向傳播的多層前向網絡。

2.2.6主成分分析法

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一、國內外相關研究

2003年，英國能源白皮書《我們能源的未來：創建低碳經濟》中首次明確提出了“低碳經濟”的概念，即通過更少的自然資源消耗和能源污染，獲得更多的經濟產出：通過創造更高的生活標準、更好的生活質量和機會，為發展、應用和輸出先進技術創新的上級和更多的就業機會。Treffers 等學者 （2005） 認為到2050年，在1990年的基礎上減少溫室氣體（GHG）排放量與德國的經濟強勁增長可以共同實現。董琦、甄峰（2010）認為，低碳城市是城市循環經濟的一種形態，以低能耗、低污染、低排放、高能率、高效益、高循環為主要特征。孫菲等（2014） 利用層次分析法和加權指數法對大慶市2006―2010年的低碳生態城市建設進行了評價。逐步實現低碳經濟發展，不僅是應對全球氣候變暖等生態環境惡化的客觀需要，更是推動可持續發展的必然選擇。

二、低碳經濟發展評價指標建立

（一）建立指標體系及數據。本研究借鑒任福兵、吳青芳、郭強等國內外相關文獻的選取指標方案，選擇18個評價指標，對上海市2003-2012年上海快速發展的十年進行相關數據研究，數據來源于上海統計網中2004-2013年統計年鑒的數據，分析軟件為SPSS22.0。

（二）因子分析過程。根據選定的數據，結合因子分析法，可以得到總方差分解表（表1），得到了相關矩陣的全部特征值。

表1 因子解釋原有指數方差的情況（Total Variance Explained）

從表1可以看出，提取三個公共因子可以很好地解釋原有指標的大部分信息（93.245%），因此提取三個公共因子是合適的。

由表1可知，相關系數矩陣中三個最大的特征值分別為10.738，3.041，1.140，而且累計貢獻率已達到93.245%，故提取3個公共因子F1、F2、F3。

（三） 因子解釋。將因子載荷矩陣進一步旋轉得到旋轉后的因子載荷矩陣（見表2），可以發現：

第一公共因子的方差貢獻率最大，為65.758%，并且在“人均生活用電量”“工業總產值”、“市轄區第二產業占GDP比重”、“固定資產投資額”等指標上載荷大，因此該因子可定義為經濟因子。第二公共因子的方差貢獻率為19.268%，在“人均生活用水量”、“液化石油氣家庭用量”“工業固體綜合利用率”等指標上載荷大，因此該因子可定義為居民生活因子。第三公共因子的方差貢獻率為8.219%，在“工業煙塵去除量”、“工業固體綜合利用率”等指標上載荷大，因此該因子可定義為基礎環境因子。

表2 旋轉后的因子載荷矩陣（ Rotated Component Matrixa ）

綜上所述，影響上海市低碳經濟的要素可分為經濟因子、居民生活因子和基礎環境因子，進一步明晰了低碳經濟發展水平的構成要素，保證了實證評價的科學合理。

三、建議

通過對上海市低碳經濟發展指標體系的建立和經濟意義的綜合分析，可以得出上海市未來在低碳經濟發展方面應從以下三個方面來著手實施：

一是優化升級產業格局。由統計數據可以看出，上海市轄區第二產業占GDP比重逐年降低，而第三產業占GDP比重逐年上升。到2012年，上海市轄區第三產業占GDP比重已經達到60.4%。可見，上海正在逐步優化產業格局，并且已經初見成效。因此，在此基礎上，上海應進一步完善產業格局，通過引導的方式實現高耗能、高排放的企業逐步實現低碳化發展，鼓勵可再生資源投資，從內部優化第二產業結構。與此同時，拉動內需，推動第三產業發展，逐步完成產業結構升級，更大程度上實現碳減排。二是低碳經濟生活化。低碳經濟城市化歸根結底要實現全民化，國際全球變化人文因素計劃中國委員會（CNC-I

HDP）秘書處曾在 2007 年開展了全面節能減排潛力量化指標研究，該研究表明，如果全民參與節能減排行動，遵循其 36 項日常生活行為指標，則年節能總量約為 7700 萬噸標準煤，相當于減排 2 億噸二氧化碳。因此要引導全民樹立綠色低碳生活觀念，提倡從生活的方方面面節約能源，可通過輿論宣傳低碳交通、低碳消費等生活新理念，并出臺相應獎勵政策激勵民眾，逐步實現節能減排生活化。三是加大基礎環境投入力度。在城市化和新興工業化快速發展的大背景下，對能源的需求仍很旺盛，在短時間內改變能源結構從根源上控制碳排放量還很困難。那么就需要擴大綠化水平，加強對二氧化碳的吸收，因此應提高公園植被覆蓋率，擴大道路、居民區等地的綠化帶面積，提高空氣質量，促進城市低碳化發展。

四、小結

低碳經濟城市化建設是我國實現經濟轉型和節能減排的必然選擇，但是現在建立低碳城還處于起步階段，可在建立試點城市的基礎上實現全面推廣。上海市作為中國的經濟發展中心之一，更應該做好“領頭羊”，通過產業結構升級、推廣低碳生活、加大基礎環境建設等方式加快低碳經濟發展步伐，逐步探索出一條“雙贏之路”，從而處理好經濟發展、居民生活和環境保護之間的關系，真正實現可持續發展。

篇6

由于嵌入式軟件自身具有諸多優勢，因此在社會的各個領域得到了廣泛應用，但是，如何根據嵌入式軟件的基本特征，建立起可靠模型是目前研究工作的核心問題。在一些涉及國防以及國家安全的領域，例如航空航海導航軟件，必須保證其安全可靠的運行，因此通過構建嵌入式軟件可靠性模型來提高軟件系統的穩定性是研究的重點問題。

一、軟件可靠性模型概述

軟件可靠性模型最初在上個世紀七十年代出現，在這個階段，出現了很多比較具有研究意義的軟件可靠性模型，對于其發展有深刻的影響。在最早的時候，軟件可靠性就是指特定的軟件可以準確無誤地實現其基本功能，最大程度降低誤差。美國的標準化研究院最初采納“軟件可靠性”的定義作為相關概念的國家標準。我國于1989年采用了這個定義，即軟件可靠性指在特定的條件下，在要求的時間限度內，軟件不發生失效的概率，這是概率中的一種函數，進行系統數據的輸入以及使用，同時也是軟件中自身存在的缺陷函數。系統的數據輸入會確定能否遇到已經存在的缺陷。

二、軟件可靠性模型的分類

1.根據建模對象進行分類

（1）靜態模型

根據建模對象進行分類，當建模對象與運行的時間毫無關聯時，這時候產生的數據以及信息，就被稱為靜態模型，例如軟件復雜的參數。靜態模型的基本特點是可以直接對軟件的缺陷進行估計，而省去了進行軟件測試的程序，這種模型主要應用于最初的軟件開發時期。當軟件可靠性設計逐步成為研究的熱點，靜態模型的優勢也凸現出來。

（2）動態模型

建模對象是與運行時間有關聯的數據以及信息，這種模型成為動態模型。例如Shooman模型和Schick-Wolverton模型。

2.根據模型假設進行分類

（1）隨機過程模型

隨機過程模型主要內容為馬爾科夫過程模型。所謂馬爾科夫過程，就是代指一個軟件系統失去功效的過程，其代表模型為Jelinski-Moranda模型以及Schick-Wolverton模型。其次是非齊次泊松過程模型，通過對于時間的間隔劃分，每個間隔內的數值變化即為隨機變量。除了以上的兩種，典型的隨機過程模型還有MUSA時間改寫模型，通過對于CPU時間為衡量標準，建立不同時間，并實現軟件程序的可靠性以及測試的整個過程。

（2）非隨機過程模型

非隨機過程模型主要包括了lv模型為典型的貝葉斯雷模型，以及在特定的軟件中，設置固定數值的缺陷值，并通過之間的數量關系來估測軟件的缺陷范圍的種子法模型，包括NELSON模型，都是屬于非隨機過程的模型。

三、嵌入式軟件可靠性模型研究

關于嵌入式軟件可靠性的研究，至今還沒有專門的模型，在各個領域中應用的仍然是目前以及開發出來的模型，即選擇特點最趨近于嵌入式軟件的基本特征的模型。因此，在嵌入式軟件可靠性模型研究中，要從以下方面展開。

1.基于假設條件的嵌入式軟件可靠性模型

嵌入式軟件區別于其他類型的軟件最大的特征就在于測試環境以及運行環境。嵌入式軟件模型的相關內容研究發展比較晚，但是由于在現實生活中的需求比較迫切，因此也逐步研究出一些可行的方法。

首先是通過環境因子來改變軟件的測試環境以及運行環境，以此來最大程度提高軟件可靠性評估的準確性，利用一種與環境因子聯系比較密切的軟件可靠性模型，將環境因子設為一個不確定的變量，由此觀測在軟件模型運行的各個階段，對運行產生影響的各種因素。

除此之外，還有一種方式，通過對于加速因子的測試，來調解測試環境和運行環境之間的差異性，并將測試環境和運行環境因為各種因素而失效的具體數值記為一個有效參數，在這個方法中，需要將測試加速因子視為與時間沒有關聯的常數量。

第三種方式是通過移動點技術，來分段評估嵌入式軟件的可靠性。這種方法在測試中，極其容易受到各種因素的影響，其中包括軟件運行環境、測試的方式以及內部資源的配置等等。無論哪個因素發生變化，都會導致軟件的可靠性改變。由此可見，移動點方法的核心就是通過對于數據變化的分析，來進行數據的分段整合。

2.基于智能算法的嵌入式軟件可靠性模型

經上文敘述，可見嵌入式軟件可靠性的意義十分重大，因此對于可靠性的預測需要達到一個比較精確的標準。在上個世紀九十年代，有學者成功利用神經網絡，來整合多個數據集合的嵌入式測試軟件，并極大地提高了可靠性。在這項研究中，他們在對于軟件的可靠性進行測試的整個過程里，通過神經網絡的相關理論來建立的嵌入式軟件可靠性模型的預測精確度，明顯高于其他類型的的模型。因此，在基于條件假設的嵌入式軟件可靠性模式研究，逐步與神經網絡相結合，共同來提升軟件的可靠性。目前，神經網絡已經應用在各個領域，解決預測相關問題，其中包括預測銷售、預測有價證券變化、預測市場行情等等。因此，在嵌入式軟件可靠性模型的研究中，結合神經網絡技術來進行模型構建以及可靠性提升，具有廣闊的發展空間。

結束語

軟件可靠性模型可以有效實現對于軟件的可靠性評估與管理，而嵌入式軟件因為自身具有比較高的安全性以及實時性，尤其在比較典型的基于假設條件的嵌入式軟件可靠性模型和基于智能算法的嵌入式軟件可靠性模型中，通過改變軟件的運行環境、測試環境、移動點技術，而且結合了神經網絡技術進行預測，多方面提升了嵌入式軟件模型的可靠性，具有廣闊的發展空間。

參考文獻

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[2]王洪鵬.基于UML的嵌入式軟件可靠性和安全性研究[D].華東理工大學，2010，12.

[3]劉斌，高小鵬，陸民燕，阮鐮.嵌入式軟件可靠性仿真測試系統研究[J].北京航空航天大學學報，2010，08（30）.

[4]王熒.嵌入式軟件可靠性測試工具的研究與實現[D].電子科技大學，2009，04.

篇7

二十一世紀的化學將是研究和創建綠色化原理與技術的科學，就化學的外延而言，與生命、材料、環境等領域的交叉也將受到高度關注。毫無疑問，隨著可持續發展戰略的實施，“循環經濟”、“和諧社會”等概念的提出會更大地促進綠色化學在中國的發展。綠色化學這一“預防化學污染的新觀點”逐步深入人心，綠色化學教育已經成為大勢所趨。

化學教師要樹立可持續發展的觀念，將綠色化學的思想貫穿于整個化學教育的全過程，在課堂教學中要時時結合教學內容，滲透綠色化學理念。滲透式教學就是把綠色化學的基本思想、原理、工藝和技術等知識分散并滲透到現有的課程中。

1.結合課本內容，滲透綠色化學理念

實施綠色化學教育的任務應該是每個化學教師必須履行的義務和責任，目的是培養學生能自發產生防止環境污染的行為和意識，讓學生認識到只有切斷污染的根源，才能真正實現綠色化學。化學教師綠色意識的樹立是綠色化學走向課堂的前提，教師的觀念會在教學過程中潛移默化地傳遞給學生。因此，結合課本的教學內容，在課堂教學中有效地滲透綠色化學理念就顯得極其重要。

例如在講氯氣的性質和用途時，可以對比過氧化氫和臭氧。在造紙工業中對于紙漿的漂白，過氧化氫、臭氧等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。因為使用過氧化氫和臭氧做漂白劑，不會產生二英和其他有機氯化物等有毒致癌物。再如講到CO溫室效應及其引起的全球氣候變暖，威肋著人類的生存和發展，就可以啟發學生思考：如何解決溫室效應呢？學生通過查閱大量的資料，親身去經歷，去了解當今社會發展的新動態，會激發學習興趣，他們會發現解決溫室效應實際就是減少CO的排放或將CO消除，將CO注入深海中消除CO的危害是當今世界最新的方法［1］。

又如在學生觀看鋼鐵的冶煉等工業生產錄像時，可以介紹最近美國匹茲堡大學新開發出一種無鉛環保型“綠色鋼材”。這種鋼材是用錫代替鉛，減少了含鉛鋼材制造過程中的環保監測費用，降低了生產成本，且與含鉛鋼材同樣具有良好的機械加工性能。接觸法制硫酸，黃鐵礦的粉碎和鼓入過量空氣，以及SO等原料氣的“二次轉化二次吸收”，等等，是從提高原料利用率出發設計工藝；而無氰電鍍等則是從采用無毒原料出發來設計工藝，均體現了“綠色化學”特點的設計思想。通過教學，學生懂得，科學技術本身就具有生態價值，包含綠色化學在內的綠色科技，將使人類與自然在高層次上和諧共處。

再如固氮工程：（1）人工化學固氮（氨的工業制法）；（2）豆科植物和苜蓿根部根瘤菌的生物固氮；（3）雷雨時的閃電固氮。人工化學固氮能耗高且工藝復雜，在生產過程中易產生大量“三廢”而嚴重污染環境。故研究如何像植物根瘤菌一樣不消耗能源，不需大量廠房和機械設備并對環境無污染的生物固氮，是化學家們不懈追求的“綠色化學”目標。

2.結合綠色化工原理，滲透綠色化學理念

綠色化學的“原子經濟性”是指，在化學品合成過程中，合成方法和工藝能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多地轉化到最終產物中。化學反應的“原子經濟性”概念是綠色化學的核心內容之一，最早由美國斯坦福大學的B.M.Trost教授提出［2］。原子利用率不同于產率，原子利用率=期望產品的摩爾質量÷反應中按計量所得物質的摩爾質量×100%。

評價綠色化工的另一重要依據是“環境因子”，它是近幾年受到關注的評價指標，它比原子利用率更便于評價某種工藝指標。環境因子可定義為：在一個化學反應過程中，所生成廢物質量占目標產物質量的比值。相對于每一種化工產品而言，目標產物以外的任何物質都是廢物；對于原子利用率為100%的原子經濟性反應，環境因子為零。培養學生的綠色化工意識，引導學生根據綠色化學的原則，反思其原理的可行性與綠色性［3，4］，是實行可持續發展的基本要求。

例如，治療胃酸過多的藥物胃舒平的主要成分是Al（OH），引導學生用鋁、稀硫酸、燒堿為原料，設計出制備Al（OH）的三種途徑［5］：①2Al+3HSO=Al（SO）+3H，Al（SO）+6NaOH=3NaSO+2Al（OH）；②2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H，2NaAlO+HSO+2HO=2Al（OH）+NaSO；③2Al+3HSO=Al（SO）+3H，2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H，Al（SO）3+6NaAlO+12HO=8Al（OH）+3NaSO。

分析、計算以上反應方程式中各個量列表如下：

由此可以看出，理論上制備相同量的目標產物Al（OH），方案①所用原料（HSO和NaOH）最多，產生的副產物（NaSO）最多，環境因子最大，方案最差。而方案③所用原料最少，產生的副產物最少，所以環境因子最小，因此，③是其中的最佳方案。

3.利用綠色化學習題，強化綠色化學意識

在化學教學中，培養學生的綠色意識，是社會可持續發展的基本要求。因此我們應有意識地選擇體現綠色化學教育的試題，讓學生通過解題潛移默化，逐步建立綠色意識。例題如下：

（1）據了解，我國興建的三峽工程，將提供水力發電功率相當于2240萬千瓦的火力發電站。因此三峽工程的建設將有助于控制（?搖）。

A.溫室效應?搖B.城市污水的任意排放

C.白色污染?搖D.長江上游的洪澇災害

（2）已知1克炭粉在氧氣中完全燃燒放出熱量32.8kJ（與1克原煤相當）。試寫出相關的熱化學方程式：?搖。

（3）若以火力發電，要達到2240萬千瓦的功率，每年至少需耗原煤多少萬噸?（每年按365天計，1千瓦小時=3.6×10焦）

本題既有選擇，又有填空，還有計算，題型多樣；既有化學知識，又有物理知識，綜合性強。用水發電來節約煤炭資源，體現了綠色化學思想，圍繞三峽工程提出問題，內容新穎，有時代感，能吸引學生的興趣，有利于提高學生的綜合素質，引導開創新能源的思考。

4.結語

綠色化學理念的滲透涉及到化學教育的許多方面，需要化學工作者不斷付出艱辛的勞動，不斷探索，不斷完善，使綠色化學教育逐漸成為現實。化學教師必須重視這一問題，在積極整治污染的同時，大力開展綠色化學教育。當新一代人的綠色化學意識提高時，綠色化學的理念將充分地滲透，綠色化學的理論和成果將獲得充分的發展。

參考文獻：

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［2］朱清時.綠色化學［J］.化學進展，2000，（4）：410-414.

［3］曾小華，王方，徐方野等.反思型教師的自我培養［J］.藥學教育，2009，25，（5）：17-18.

［4］曾小華，王紅梅.淺議多媒體課件制作中的教學規律［J］.中國高等醫學教育，2009，（11）：9-10.

篇8

1 概述

隨著傳感器檢測技術、無線數據傳輸等技術的不斷發展，用于農田信息采集的技術與設備也日趨完善，同時由于各種原因導致的水資源短缺問題不斷加劇，利用植物生長過程中的缺水信息來指導實施精準灌溉，已經成為了精準農業發展中的一項重要內容。

1981年，Idso等人通過研究影響植物冠層溫度變化的主要環境因子空氣濕度，提出了植物水分脅迫指數[1]（Crop Water Stress Index，簡稱CWSI），定義如下：

目前，基于植物冠層溫度來測定植物生長過程中的水分狀況的研究在國內外已經得到了廣泛的研究，并有了實際的應用[2]。

針對水資源的日益短缺，實現植物生長過程中的精準灌溉越來越重要。本文提出一種便攜式植物生長水分脅迫檢測儀，采用嵌入式微處理器（STM32）和嵌入式操作系統（μC/OS-II）構建的軟硬件平臺，如圖1所示。按照人機交互的需要，系統配置4.3寸觸摸屏，并在GUI-Builder等開發軟件的支持下，設計人機交互界面（GUI）管理程序；同時根據數據傳輸的要求，配置短距離無線模塊接口、RS-485通信接口、SD卡接口，制定數據傳輸協議并開發相應的驅動程序等。

2 系統硬件設計

本系統的硬件設計實現便攜式植物生長水分脅迫檢測儀的設計，主要包含ARM處理器模塊、多種傳感器、觸摸顯示模塊、無線通信模塊、SD卡數據存儲模塊以及電源模塊等，其硬件設計原理圖如圖2所示：

針對系統要實現的功能，以ARM微處理器STM32為核心，搭配多種傳感器，以此測量影響植物生長過程中水分狀況變化的多個參數，其中植物葉層溫濕度通過8路模擬開關連接，采用I2C通信方式測量；冠層溫度采用SPI通信方式測量；植物生長環境土壤溫度、土壤水分，由于輸出的是模擬電壓信號，直接與STM32處理器的12位A/D轉換器相連完成數據的采集。

2.1 處理器模塊

本便攜式水分脅迫檢測儀的處理器模塊采用嵌入式ARM STM32處理器：STM32F103VET6，STM32系列處理器采用高性能的Cortex-M3內核作為處理機制，工作頻率最高可達72 MHz，具有豐富的增強I/O 端口和外設[3]。

2.2 傳感器模塊

傳感器模塊包括植物冠層溫度傳感器、大氣環境溫濕度傳感器、光照度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器等，用于采集植物生長過程中的微環境參數。

2.3 無線通信ZigBee模塊

本便攜式水分脅迫檢測儀的無線通信ZigBee模塊采用ZigBee新一代無線射頻芯片CC2530，CC2530通過串口與STM32處理器進行數據傳輸，具有功耗低、信號強度大、價格較低等特點[4]。

3 系統軟件設計

便攜式植物生長水分脅迫檢測儀包括硬件系統和軟件系統兩部分，兩者缺一不可，軟件系統建立在硬件系統基礎之上，兩者結合在一起，共同完成相應的功能。本設計中的軟件系統根據硬件系統的配置采用模塊化的設計思想，整個軟件系統主要包括底層驅動的設計、嵌入式操作系統μC/OS-II、嵌入式圖形系統μC/GUI以及應用程序的設計。

4 結束語

本文便攜式植物生長水分脅迫檢測儀的設計，通過分析國內外植物生長缺水信息檢測技術的研究歷史和發展現狀，仔細分析了基于冠層溫度的植物生長缺水信息檢測技術，設計并開發了便攜式植物生長水分脅迫檢測儀。論文在查閱關于植物生長缺水信息檢測技術相關資料的基礎上，明確本系統的基本設計功能，首先確定了植物生長缺水信息檢測系統的整體設計方案，為后續工作的開展提供技術基礎支持。通過多種植物生長缺水信息檢測技術的比較分析，選擇以冠層溫度為主，以大氣溫濕度、土壤溫度、土壤含水量等影響植物生長水分虧缺的環境因素為輔，共同完成植物生長水分狀況的檢測。

參考文獻

[1]肖冠云，于海業，李國臣.基于葉氣溫差的溫室作物水分脅迫指數的試驗研究[J].西北農業學報，2006，15（6）：100-103.

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中圖分類號：x859 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150932006

引言

我國是一個生產和消費水果蔬菜等農產品的大國，對農產品、特別是水果和蔬菜的需求呈逐年上升的態勢。據農業部統計，2012年我國水果產量達2.41億噸，水果種植面積同比增加1.2%，產量同比增加5.7%；2012年，我國蔬菜總產量達到7.09億噸，較上年凈增加2953萬噸。如此規模和上升勢頭的果蔬產業，亟需先進的儲藏系統和設備確保果蔬的品質與長時間保存，而由于儲藏技術不過關，每年我國果品腐爛1200萬噸之多，蔬菜腐壞更是高達1.3億噸，每年損耗金額達1000億元以上。

果蔬儲藏環境具有多因子性、多變性和非線性的特征。需要監控的環境因子有溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度等，監控系統的任務就在于測量影響因子的數值，根據既定的控制算法確定出被控量的控制量值，通過實時合理的調節環境因子，改善儲藏環境，達到長時間保鮮儲藏的目的。果蔬儲藏環境的監控有3個不同的層次：人工監控、自動監控和智能監控[1]。3種方式中，人工監控屬于最初階段的方式，由于其諸多缺點，現已較少采用；自動監控是我國應用最多的果蔬儲藏環境監控方式；智能監控方式處于研究水平的較多，實際投入實踐的較少，但智能監控勢必是未來的發展趨勢，因其能更合理、精確與智能地對果蔬儲藏環境實施監督和控制，使得儲藏效果更好[2]。

1 果蔬儲藏環境監控系統模式

1.1基于單片機的監控模式

整個系統以單片機為核心，按照信息流向和控制模塊組成劃分為：前向輸入通道、控制面板和后向輸出控制3部分，如圖1所示。工作過程為：前端傳感器采集儲藏環境信息，經數模轉換芯片傳給單片機處理中心，單片機中存儲了某種或某幾種果蔬必需的儲藏環境因子數值，將其與傳感器實時采集的環境因子參數數值進行比較運算，輸出的結果控制各個執行機構的動作[14]。單片機監控模式是集中式控制結構，單片機承擔了所有的控制要求，一旦單片機出現故障，整個系統就會失去控制，因此對單片機性能要求較高。

單片機監控系統可以實現果蔬儲藏環境的全局管理，操作簡單、成本低廉，但可靠性較差、精度不高、故障率高，且自動化水平較低。

1.2基于PLC的監控模式

基于PLC，即可編程控制器的果蔬儲藏環境監控模式由上位機、PLC、數據采集單元及驅動執行機構組成，模式框圖如圖2所示。上位機作為全系統的管理監控中心，負責統一管理；PLC作為控制核心，通過擴展模塊，接受來自傳感器的環境因子參數信息，實時處理數據并發送指令，經驅動執行機構調控儲藏環境小氣候，實現儲藏環境的自動化監控。

PLC作為系統的控制核心，融合了計算機控制技術、通信技術、傳感器技術和傳統繼電器技術，具有控制能力強、操作靈活方便、可靠性高和適宜長期連續工作的特點。

1.3 基于CAN現場總線的系統模式

CAN（Controller Area Network），即控制器局域網，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，由德國博世公司于20世紀80年代中期開發。CAN總線的通信速率最高可達1Mbps，通信距離最遠可達10km，總線上可掛接的節點數達110個，總線接口芯片支持8位、16位CPU。CAN總線通信介質為雙絞線，用戶接口簡單，編程方便，可采取點對點、點對多點和全局廣播的方式傳送數據。

基于CAN現場總線的系統模式由上位機監控中心、現場控制器、傳感器和執行機構組成，組網簡單，成本適中，宜于進行大規模、多儲藏室的監控，系統框圖如圖3所示。

1.4 基于網絡的監控系統模式

基于網絡的監控系統模式包括無線通信網絡和Internet互聯網絡，無線通信網絡可采用GPRS、3G、微波等方式實現遠距離儲藏環境參數數據的傳輸，Internet網絡使得管理人員可以通過遠程登錄的方式在異地就可完成對儲藏現場的操控，只要有Internet網絡覆蓋就可隨時隨地掌控果蔬儲藏的情況。

該系統模式分解成五層結構，最底層為現場層，由控制器、傳感器和驅動執行機構組成，采用總線拓撲結構，傳感器負責采集環境因子參數數據，驅動電路芯片驅動執行機構調節環境參數，控制器接受控制指令完成控制操作；第二層為無線通信網絡層，負責現場層采集的數據和上層發送的控制指令的傳輸；第三層是監控層，完成下層傳輸上來的數據的存儲、顯示、處理和控制決策的制定；第四層是Internet網絡層，實現遠程登錄；第五層為Web客戶層，通過瀏覽器遠程訪問監控現場，系統框圖如圖1.4所示。通過網絡技術、無線通信技術實現的儲藏環境監控系統管理的儲藏室規模大、范圍廣，易于統籌，通過遠程登錄的方式能方便的了解到現場的實際情況，利于決策的制定。但是，此系統所需的軟硬件多、技術要求高、成本高，實現起來有一定難度也是其不足之處。

1.5 基于Zigbee無線技術的系統模式

Zigbee是一種短距離、低速率無線網絡技術，主要用于近距離無線連接。在2.4G Hz輸出功率和良好信道環境下，傳輸距離可達100米，數據傳輸率可達250kbps，具有功耗低、可靠性高、可擴展性好等優點[5]。

基于Zigbee網絡的系統模式由5部分組成：上位機監控管理部分、控制器部分、傳感器節點、協調器網關節點和驅動執行部分，系統框圖如圖5所示[3]。

2 果蔬儲藏環境監控系統控制算法

監控系統的硬件核心可以說是控制器，性能優良的控制器不僅能夠出色完成預定的控制任務，而且還要消耗較少的能量，具有實時性好、效率高等特點。與此同時，系統還有一個軟件核心，是人為設置的控制策略，即算法。好的算法可使得控制精度高，系統時延小，甚至具有智能。

2.1 模糊控制算法

儲藏環境系統是一個受多變量影響的大慣性非線性系統，且有交連、時延現象，很難對這類系統建立精確地數學模型，也就不適宜用經典控制方法和現代控制方法實現控制。模糊控制不需要建立被控對象的精確數學模型，它是通過計算機執行人類用自然語言描述的規則，綜合考慮各種環境參數完成控制任務。

模糊控制的基本思想是把專家對特定被控對象和過程的控制策略總結成一系列控制規則，通過模糊推理得到控制作用集，作用于被控對象和過程。模糊控制的一般步驟如下：

定義模糊子集，建立模糊控制規則；

由基本論域轉變為模糊集合論域；

模糊關系矩陣運算；

模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集；

進行逆模糊運算，判決，得到精確控制量。

模糊控制的一般結構如圖6所示。

2.2 神經網絡控制算法

神經網路是由簡單處理單元，被稱為“神經元”，構成的大規模并行分布式處理器，具有存儲經驗知識并使之可用的特性，特別適合于具有較高非線性和難于建立精確數學模型的系統的控制。神經網絡通過學習過程，通常采用多組樣本值進行訓練的方式，從外界環境中獲取知識，互聯神經元的連接強度，即突觸權值，用于存儲獲取的知識，經過多次有序的改變網絡的突觸權值，達到想要的設計目標。

神經元是神經網絡的基本信息處理單位，由三種基本要素組成：突觸、加法器和激活函數。每一個突觸由其權值或強度作為特征，每個輸入信號和權值相乘送往加法器；加法器用于求輸入信號被神經元的相應突觸加權的和；激活函數用來限制神經元輸出的振幅，神經元模型圖如圖7所示。

2.3 模糊神經網絡控制算法

模糊算法與神經網絡算法的共同點在于處理和解決問題時都不需要對象的精確數學模型。但一般來說，神經網絡不能直接處理結構化的知識，它需用大量的訓練數據，通過自己學習的過程，并借助其并行分布式結構來估計輸入輸出的映射關系。模糊算法可以直接處理結構化的知識，也就是由專家給出的“規則”，因其引入了“隸屬度”的概念，使得“規則”可以數值化。模糊算法與神經網絡算法的結合，能將神經網絡的學習機制引入模糊控制中，使模糊控制也具有自學習、自適應的能力，使神經網絡借助大規模的并行分布式處理結構完成模糊的推理過程，構建一個帶有人類感覺和認知成分的自適應系統。神經網絡結合模糊控制，它“不知不覺“中向訓練數據學習，產生、修正并高度概括輸入輸出之間的模糊規則，并利用神經網絡自適應的產生和精煉這些規則，然后根據輸出模糊集合的幾何分布及由過去經驗產生的模糊規則推理得出結論。神經網絡與模糊控制的融合方式如圖8所示。

2.4 模糊PID控制算法

常規PID算法具有原理簡單、實現方便的優點，廣泛應用于過程控制領域， PID算法適于簡單的單輸入、單輸出線性系統的控制，穩態性能好，但動態性能較差，且容易產生超調，抗干擾能力差，對于非線性、時變、大滯后和參數難以實現在線整定的系統有難以克服的局限性。模糊控制算法魯棒性和動態性能較好，自適應性強，對參數變化不敏感，能較大范圍適應參數變化，對于非線性時變滯后系統而言，有較好的控制效果，考慮到果蔬儲藏環境條件的多變性，可將二者控制算法結合實現穩定、高效、可靠地監控。

模糊PID算法的實現由模糊參數調節器和標準PID控制器共同完成。模糊參數調節器以誤差e和誤差變化率 作為輸入，PID參數KP、KI、KD作為輸出，利用模糊控制規則在線對PID參數進行修改，運行過程中不斷檢測e和，不斷對三個參數進行修改，從而達到良好的控制性能。模糊PID原理圖如圖9所示。

3 結語

針對目前我國果蔬儲藏業的現狀，本文綜述了可應用于果蔬儲藏環境監控的五種系統模式和四種控制算法，用于改善果蔬儲藏的條件，較少儲藏損失，提高儲藏品質。五種系統模式各具特點，適用不同的應用場合，實現的難易程度不同，成本有高有低，根據我國現狀可實現多元化的選擇，形成多元化的應用格局。四種控制算法相較常規控制方法，有其獨特的一面，一定程度上使得控制的可靠性和精確性更高，但實現上有其難度，需要綜合考慮，謹慎選擇。總之，對果蔬儲藏環境監控系統及控制算法的研究，會越來越向著智能化和網絡化兩個方向發展，人為干預程度越低，自動化程度越高，則監控效果會更好。

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篇10

【 abstract 】 this paper from the viewpoint of ecology in China was summarized, the highway slope greening technology problems, and puts forward the slope greening should be followed by the ecology theory, which introduces some of the ecology of the application of the theory in the slope greening.

【 key words 】 highways; and Slope greening; Ecological environment

中圖分類號： U412.36+6 文獻標識碼：A文章編號：

1．引言

作為環境保護重要組成部分的高速公路邊坡綠化越來越受到重視，成為公路建設不可缺少的一個組成部分。受傳統硬質結構工程防護的長期影響以及我國高等級公路的特殊性，使得高等級公路的邊坡綠化研究發展很慢，且無規范可言。現階段在一些高等級公路(含高速公路)的景觀與綠化設計中過分追求形式美，沒有考慮以恢復自然景觀為主，選用的植物品種單調，不能形成生物群落，使得植被的防御能力弱，以致沿線的生態環境質量下降。在環境污染日益嚴重的今天，公路綠化應當按照生態學的原則進行設計，貫徹生態理念。作者結合高等級公路綠化設計建設的科研和實踐，擬從生態學的相關理論出發，為高等級公路邊坡綠化提供建議。

2．坡綠化應遵循的生態學理論

生態學是研究生物與環境之間相互關系的科學，它所概括的原理普遍適合所有生命形式，包括人在內。路坡、山體邊坡及類似裸地的綠化工程，實質上是一種生態工程，是應用生態系統中物質共生與物質再生原理，結構與功能協調原則，并利用分析、調整、決策、規劃、模擬、預測、設計實施、管理和評價等系統工程技術，對生態系統進行設計和管理的技術。眾所周知，生態系統的大小可以根據研究目的的不同而加以確定，大至生物圈，小到一個細胞都可稱為生態系統。因此，由不同植物構成的路坡或邊坡綠地系統也必然構成一個生態系統，故邊坡綠化應當遵循一些基本的生態學原理。在公路綠化設計中，適用的生態學原理主要有以下幾點。

2．1適宜性

每個物種的生長、繁衍都是需要一定的適宜的環境因子的，這些因子在量上或質上的不足或過量，都會使該物種的生存、生長和繁衍受到影響，嚴重時還會導致該物種在當地生態系統的消失。也就是說每個物種在生理上對環境因子的需求都有一個最大值和最小值，兩個值之間的幅度為該物種的生存限度，即生態幅。而某一物種的生存受多因子的共同作用，物種對多因子的生態幅即為生存域，邊坡植物的選擇必須考慮當地的環境因子是否在備選物種的生存域內，要考慮物種對當地的適宜性。

2．2生物多樣性

生物多樣性包括遺傳多樣性、物袍多樣性、生態多樣性和景觀多樣性，定義為“生物中的多樣性和變異性以及物種環境、群落及生態過程的多樣性。生物多樣性程度越高，其生物組成種類繁多而均衡，食物網縱橫交織，其中某一種群偶爾增加與減少，其他種群就可能及時抑制和補償，從而保證系統具有很強的組織功能，生態平衡也就越穩定。

2．3 群落

自然界任何一個物種都不可能離開其他物種而單獨生存，物種是在相生相克中生存的，以此產生群落。生物群落是指一定時間內，居住在一定區域或生境內的各種生物種群相互聯系、相互影響的有規律的一種結構單元。植物群落是指某一地段上全部植物的總和，它具有一定的種類組成和種間比例，一定的結構和外貌，一定的生境條件，執行著一定的功能，是綠地的基本單位。植物群落存在著演替，當達到頂極群落時是演替的最高階段，表現為高度的復雜性和穩定性，這是恢復生態系統追求的目標。理想的植物群落是混交林，其綠量最高，其次是喬灌草多層結合，最次為單一地被植物。

3．態學原理在邊坡綠化中的應用

3．1遵循物種適宜性原理選擇邊坡綠化植物

從生物適應規律方面來說，各種生物都有一定的適宜生存、生長、繁衍的外在環境，當生物與環境相互適應，就會相互促進，形成良性循環，表現出最佳的生態生產力，達到最好的生態效應。中國地域廣，氣候、地形復雜，而且公路是一種長距離的結構，各區域地段內立地條件不同，相差很大，進行綠化設計時，必須先認真調查各段立地條件，做到綠化品種與環境的相適應。

3．2遵循生態位原理

研究備選物種在相應自然條件下的生態學特點，確定其在環境中的表現和生態位，根據各個物種的相互關系，實現植物種群的有效和最佳匹配。在進行物種搭配時，一方面要充分考慮種間的相互影響，盡量避免相克的物種混播，防止種間的相互抑制作用，鼓勵互利物種的搭配。另一方面，還要考慮物種的生態位的重疊程度，一個生態系統中生態位的重疊程度越大，種間對環境資源的競爭就越激烈，生態位完全相同的種是不會在同一生境的群落中長期存在的，因此在進行物種搭配時，要避免同樣生態位的物種共存。

3．3遵循生物多樣性原則

植物多樣性是公路綠地自然化的基礎，是提高綠地生態系統功能的前提，也是生態系統穩定的前提。一個物種往往不能滿足各方面的要求，如狗牙根是一理想的護坡草種，但綠色期短；白三葉覆蓋好，能自養，但苗期生長坦，護坡效果不理想。如果一個生態系統包括的物種、生物成分和功能多樣性豐富的話，那么在理論上它遭到破壞后就比較容易恢復，如果物種在它們的特性上有差異，那么生物多樣性更豐富的系統將更穩定或更具有抵御外界的干擾，另外多樣性的物種共存于同一生態系統中，也有利于更好地利用生態系統中不同生態位中的可利用資源，強化了生態系統功能和過程的穩定性一。

4．結語

邊坡綠化生態工程是高等級公路建設的一個重要環節。在邊坡綠化中，我們必須要尊重生態學原則，樹立正確的理性觀念，作好施工前的考察工作，充分了解當地氣候、土壤概況、邊坡結構和原生植被狀況，針對性地對物種進行篩選，充分考慮喬、灌、藤、草的結合配比，加強建植后的養護管理，使之形成具有良好生態效益和社會效益的植物群落景觀。

參 考 文 獻