环境因子的定义模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇环境因子的定义，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

[中图分类号] F273 [文献标识码] A [文章编号] 1006-5024(2008)06-0030-03

[作者简介] 蒋小钰，江西省社会科学院副研究员，研究方向为生态经济、品牌学。(江西 南昌 330077)

一、品牌生态环境的概念

1.品牌生态环境的定义(内涵)

虽然，我们可以简单地将品牌生态环境定义为：品牌生存的时空内，一切对品牌的生长、发育、行为和分布有着直接或间接影响的要素与各种条件的总和。但是，我们认为，这种定义未免太过于宽泛、流于空洞、意义不大。还有没有更加精准的、更加实际的、更加让读者一目了然的“品牌生态环境”的定义?比如说，我们能不能说上一句类似于“我们把光照、温度、土壤、大气、水分、食物和其他相关生物等生物生存所不可缺少的环境要素称为生态因子”的话。进一步，我们要问，对于品牌来说，光照是什么?温度是什么?土壤是什么?大气是什么?水分是什么?食物是什么?相关生物又是什么?这些问题，都需要我们深入而细致地进行考量。我们不能仅仅套用一般性的“环境”定义，那样做，没有实际意义，而且，也是不负责任的态度。

2.品牌生态环境的种类(外延)

(1)品牌生态环境的命名。对于品牌生态环境因子，采用相关学科的已有名称进行命名是无可厚非的。因为，品牌来源于现实，而现实中的许多事物的称谓是一个约定成俗的问题，不是一下子改得过来的，改成别的也没有实际意义，没有这个必要。在命名问题上，重要的问题是，在对纷繁复杂的具体因子进行分类的基础上，根据属性、功能、来源、成分等进行划分、归纳和整理为一个体系，命名就是一件水到渠成的事。所以，我们说，品牌生态环境命名的问题，本质上是分类研究的问题，是一个归纳整理的问题。

(2)品牌生态环境的类型。在没有科学的品牌生态环境分类学研究之前，我们是否可以简单地从品牌产品生产的角度，把品牌生态环境分为品牌内生态环境和品牌外生态环境两大类。品牌内生态环境是指品牌产品的生产制造企业的环境，而品牌外生态环境是指品牌产品的生产制造企业以外的环境。

关于品牌内生态环境。王东民(2004)认为，单从企业内部视角来看，发展品牌至少有36个关键因素：市场定位、品牌辐延、驰名商标、工业设计、专利发明、新品开发、技术进步、信息网络、市场调查、公关策略、广告创作、CI策略、新闻宣传、企业外脑、价格策略、销售观念、营销改革、战略联盟以及国际市场，等等。这实际上是指品牌生态的内环境。对于内环境的研究，正如以上所说，首先是将上面这36个关键因素分类。

关于品牌外生态环境。同品牌内生态环境研究一样，至今还没有品牌生态学研究者对此有系统研究。从品牌环境的角度，多数品牌研究者(而不是品牌生态学研究者)将品牌环境描述为：资源环境、产业环境、技术环境、人口环境、自然环境、政治环境、经济环境、法律环境等(祖月、郝松林2006)。

实际上，我们知道，还有一个对于品牌的成长特别有影响的外部环境是市场格局，特别是市场中竞争品牌的影响。从生态学的角度，我们可以将这个因素类比为“生物环境”中的“种间关系”环境。当然，我们也可学习现代生态学的构架，将“生物环境”放在“种群”和“群落”中去讨论。所以，下面我们要讨论的品牌生态环境是指品牌的“非生物因子”环境。

现在的问题是，在品牌环境生态学中，我们如何将其梳理成为一个有序的环境体系，并且，根据这个体系，如何简洁明了地进行分类和命名。

二、品牌生态环境的组织与结构

1.品牌生态环境的组成成分。在本文中作为一个抛砖引玉式的探索，我们比照生态学中对于非生物因子生态环境构成的分类，把品牌的“非生物因子”生态环境分为品牌气候因子、品牌土壤因子、品牌地形因子。并且，与相应的品牌环境因子对应起来。当然，我们还要进一步研究有无此“套用”的必要性。

(1)品牌气候因子。在生态学中，气候因子也称地理因子，包括光照、温度、水分、空气等。那么，我们是否可以相应地将市场(需求)环境、经济环境、政策法律环境、文化环境与光照、温度、水分、空气产生以下的对应关系：光照――市场(需求)环境、温度――经济环境、水分――政策法律环境、空气――文化环境。

(2)品牌土壤因子。土壤泛指自然生态环境中以土壤为主体的固体成分，其中土壤是植物生长的最重要基质，也是众多微生物和小动物的栖息场所。土壤因子对生物产生影响的方面包括土壤矿物质、土壤有机质、土壤结构性状三个方面。那么，我们是否可以将资源环境、人口环境、基础设施环境与土壤矿物质、土壤有机质、土壤结构性状作如下的对应关系：土壤矿物质――资源环境、土壤有机质――人口环境、土壤结构性状――基础设施环境。

(3)品牌地形因子。在生态学中，地形因子主要是指地面的起伏、坡度、坡向(向阳和向阴)等。那么，我们是否可以将起伏、坡度、坡向与产业环境、技术环境、媒体通路环境做如下相应的对应：起伏――产业环境、坡度――技术环境、坡向――媒体通路。

笔者认为，怎样的对应关系不重要，重要的是我们起码有一个能引起讨论的品牌生态环境(严格意义上说是品牌“外环境”中的“非品牌种群”环境，类似于生态学中的“自然环境”中的“非生物因子”环境)的结构。

2.品牌生态环境因子的关联。类似于大自然的光照(热能)给地球送来了温暖，使地球表面土壤、水体变热，引起空气和水的流动，生态环境因子通过相互作用而关联起来形成一个生态环境的整体，通过生态系统的能量循环和物质循环将生态环境中的各种生态因子进行关联。在品牌生态学中，我们十分有必要研究各品牌生态因子之间的相互关联与互动的复杂关系。

三、品牌生态环境的运动与变化

1.品牌生态环境的自然变化

正如在生态环境中，光照是引起环境变化的一个重要“自变量”。我们认为，市场需求――市场中人的需求是品牌生态环境中的一个重要的“自变量”。所以，我们也很有必要研究在品牌生态环境中，自变量是什么?因变量是什么?自变量与因变量之间的关系如何?这些研究势必对我们调查和预测环境变化有重要的作用。

2.品牌生态环境对品牌的作用规律

(1)限制性规律(李比希最小因子定律)。生态学研究告诉我们，生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。例如，低温对冬小麦的春化阶段是必不可少的，但在其后的生长阶段则是有害的。那些对生物的生长、发育、繁殖、数量和分布起限制作用的关键性因子叫限制因子。这一规律是1840年农业化学家J.Liebig在研究营养元素与植物生长的关系时发现的，后人称之为Liebig最小因子定律(Liebig＇s law of minimum)：植物生长并非经常受到大量需要的自然界中丰富的营养物质如水和CO2的限制，而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影响。

那么，这个定律是否也提示我们，在一个具体的品牌运作过程中，十分重要的问题是找到对于你的品牌来说的“最小因子”，并且，我们用什么样的方法才能找到这个对于品牌成长限制最大的环境因子?实际上，有许多研究者对此早已有密切的关注，如黄知常和邓阳(2007)。

(2)非等价规律。对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中有1-2个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化，如光周期现象中的日照时间和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。在品牌生态学中，各品牌生态环境因子的作用是否也是等价的?如果不是等价的，那么，我们是否要研究其主导因子是什么?另外，主导因子与限制因子的区别是什么呢?我们用什么研究方法进行主导因子研究呢?这一方面的研究是鲜见的。

(3)替代性规律。生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来代替，这就是生态因子的构成不可替代性。但某一因子的数量不足，有时可以由其他因子来补偿，例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2浓度的增加得到补偿，这就是生态因子的数量可替代性。受此规律的启发，我们在品牌生态学中，是否要研究各种因子间的替代性呢?笔者认为是很有必要的。因为，我们在现实中有许多条件多数时候是难以满足的，有许多时间是需要寻找替代性因子的。

四、品牌生态环境的功能与作用

正如生物有机体在不断地同其周围生态环境进行物质与能量的交换过程中，与环境是相互作用的一样，品牌与其环境也是相互作用的，这一点是毋庸置疑的。

1.品牌生态环境对品牌的直接影响

(1)品牌气候因子。前面我们已经假设，市场(需求)环境、经济环境、政策法律环境、文化环境是品牌气候因子。毫无疑问，这些因子，对于品牌的成长是有直接影响的。

任何品牌的运营与发展都脱离不开政治法律体制与宏观经济周期的影响，政治经济体制为微观品牌的运营与发展提供了体制基础，它们就如同品牌经营的地理气候因素，它们的改变同样会对品牌经营产生重大影响。一方面，政治经济环境作为重要的品牌运营外部环境发挥作用。一国政局的稳定与动荡、宏观经济的景气循环、金融体制的现状与变动趋势、法制环境的健全程度、国家对经济的干涉程度等等无不对品牌资产运营产生重要影响。例如，我国彩电行业虽然具有市场竞争激烈的特点，但并没有发挥市场经济优胜劣汰的机制，全行业陷入价格战的泥潭不能自拔。其根本原因是地方政府在国有彩电企业背后所起的关键作用，而地方政府目标(税收、GDP)与企业目标(利润、发展)往往不一致，导致彩电行业并不是一个正常的市场经济的环境，全行业盈利能力低下，对彩电品牌的技术积累及品牌发展带来了不利影响。另一方面，政经环境通过对企业产权制度发生影响，进而对品牌运营环境产生作用。郎咸平2004年挑起的对海尔、TCL、科龙改制的质疑，掀起了一场国有资产改革大辩论，这场辩论的阶段性结果及对政府决策的影响必将对相关的国内品牌运营环境产生重大影响。目前，中国国内的著名品牌如海尔、娃哈哈、海信、长虹等都遇到了产权制度改革这道坎，能否解决好这个问题直接决定了这些著名品牌的未来演进和走向。

(2)品牌地形因子。我们假设的品牌地形因子是产业环境、技术环境、媒体通路。显然，这些对于品牌来说，影响也是很大的。

如媒体通路。中国有句古语：“近朱者赤，近墨者黑”，是说在好的环境中，一个人会跟着学好，而在一个坏的环境中，这个人则可能变坏。所以，孟母择邻而居有三迁之举，就是希望孟子在优良的环境中取得更大的成就。品牌形象的传播需要传播的方法和路径，也就是品牌传播的通路。品牌传播就像“买房子，选邻居”，在哪种媒体、哪个时段、哪个地方传播什么样的信息必须要有严格的分析和思考，这样才能使品牌走对地方，传播也才有效。

技术环境也是品牌经营所面临的最具变革性的环境因素之一。一方面，近年来信息技术的飞速发展极大地改变了品牌所面临的经营环境，任何品牌的发展都不能仅仅将信息技术当作简单的工具，而是必须在战略上与根本商业模式上对这一环境的变化做出反映；另一方面，产业内技术环境的突变同样对品牌经营产生重大的影响。

(3)品牌土壤因子。资源环境、人口环境、基础设施环境三项是我们假设的品牌土壤因子。这三个因子对于品牌的影响应该是土壤与植物的关系。显然，人口环境是从三个方面的变化对品牌经营产生影响：一是人口统计因素的变化；二是人们的观念与理念、风俗文化的变化；三是消费时尚与潮流的变化。

一个国家的地理位置、矿藏储量、民族风俗要受环境因素的制约，企业要根据资源打造品牌，谋求发展。特别是在集团性品牌组合中，需要我们研究各个品牌资源的不同配置，需要对不同品牌采取不同的策略进行深入的研究。

2.品牌对品牌生态环境的适应性变化

(1)趋同策略。趋同适应是指不同种类的生物，由于长期生活在相同或相似的生态环境条件下，通过变异、选择和适应，在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。蝙蝠与鸟类，鲸与鱼类等是动物趋同适应的典型例子。蝙蝠和鲸同属哺乳动物，但是，蝙蝠的前肢不同于一般的兽类，而形同于鸟类的翅膀，适应行活动；鲸由于长期生活在水生态环境中，体形呈纺锤形，它们的前肢也发育成类似鱼类的胸鳍。

类似的在品牌竞争中，为了适应环境，我们是否需要采取趋同策略呢?这和差异化策略是否是矛盾的呢?矛盾在哪里?不矛盾又是因为什么?实际上，我们是否可以从品牌的本地化来理解品牌对环境的生态适应――趋同策略。

(2)趋异策略。趋异适应是指亲缘关系相近的同种生物，长期生活在不同的生态环境条件下，形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。趋异适应的结果是使同一类群的生物产生多样化，以占据和适应不同的空间，减少竞争，充分利用生态环境资源。如，根据引起生态型分化的主导因素，可把生态型划分为气候生态型、土壤生态型和品牌生态型等。

参考文献：

[1]蒋小钰.品牌种群生态学研究构架初探[J].企业经济，2008，(3).

篇2

1植物主要叶性状及其生态功能

叶性状是植物的重要特性之一，属植物功能性状的二级性状［20］，直接影响到植物的基本行为和功能，能够反映植物适应环境变化所形成的生存对策［6］。近年来，对植物叶性状的研究较多，研究所采用的叶性状因子指标也较多。综合归纳目前研究较多的叶性状因子，概括为两大类，分别为结构型性状和功能型性状。结构型性状是指植物叶片的生物化学结构特征，在特定环境下保持相对稳定，主要包括叶寿命（leaflife－span，LLS）、SLA、叶干物质含量（leafdrymattercontent，LDMC）和叶氮含量（Leafnitrogencontent，LNC）、叶磷含量（Leafphosphoruscontent，LPC）、叶氮磷比（Leafnitro－gen／phosphorusratio，N／P）、叶片碳含量（LeafCarboncontent，LCC），叶碳氮比（LeafCarbon／ni－trogenratio，C／N），单位面积叶质量（Leafmassperarea，LMA），叶厚度（leafthickness，TH）等。功能型性状则体现了叶片的生长代谢指标，随时间和空间的变化程度相对较大，主要包括光合速率、呼吸速率、气孔导度等。植物的这些叶性状共同体现了植物为了获得最大化碳收获所采取的生存适应策略［9，21］。其中SLA、LDMC、LNC和LPC由于易于测定，被广泛应用于不同尺度叶性状研究中。例如，LNC、LPC、N／P常用来评估植被组成，群落水平植被的生态功能及养分制约的指标；N／P小于14一般指示植物受氮素制约，大于16指示受磷制约［22］；在大尺度研究中，常用的指标有SLA和LNC等。

1．1结构型叶性状指示的生态功能

1．1．1LLSLLS是一个反映植物行为和功能的综合性指标，并被认为是植物在长期适应过程中为获得最大光合生产以及维持高效养分利用所形成的适应策略，综合反映了植物对各种胁迫因子（光、温、水、营养、大气污染、草食动物的摄食等）的生态适应性［5，10，23］。

1．1．2SLA：等于叶片面积／叶片干重SLA与潜在相对生长速率及单位质量光合速率正相关，是反映植物碳收获策略的关键叶性状之一［24］，通常与LLS呈负相关，与单位重量的叶氮含量LNCmass呈正相关关系，即具有较高SLA的植物种类，平均LLS较低，但其叶片的光捕获面积、单位重量LNC却较高，并由此导致较高的净光合速率［23，25］。1．1．3LDMC：等于叶片干重／叶片饱和鲜重LDMC与潜在相对生长速率负相关，与LLS正相关，与叶厚度也具显著相关性［26］，被认为是资源获取轴上比较稳定的预测指标［27］。1．1．4LNCLNC指的是包括核酮糖－1，5－二磷酸羧化酶（Rubisco）在内的所有光合器官所含蛋白质中的氮含量，包括单位质量叶氮含量（Leafnitrogencon－tentpermass，LNCmass）和单位面积叶氮含量（Leafnitrogencontentperarea，LNCarea），LNC与单位质量光合速率具显著相关性。叶磷含量［28－29］一般指叶片内核酸、脂肪膜、生物能量分子如ATP等组织中存在的磷含量，受环境中土壤矿物质元素的影响，多数由植物从大气中获取［30］。N／P指的是叶片氮含量与磷含量的比值，可用于评估群落水平植被的生态功能及养分制约。1．1．5δ13C和δ15Nδ13C和δ15N反映的是植物的水分利用效率。植物具有较高的δ13C值，说明其具有较高的水分利用效率［31－33］。

1．2功能型叶性状指示的生态功能

最大光合速率（Amax），指在光饱合、土壤养分和CO2含量等环境因子适宜的情况下测定的植物光合速率，受气孔导度和叶片内CO2浓度影响［11］。可反映植物的碳收获策略。

2不同研究尺度叶性状的研究

国内外有关植物叶片性状的研究主要集中于通过对大量植物的比较研究，探讨叶性状的生态功能，揭示叶性状的分异规律、不同叶性状之间及叶性状与环境因子的相关关系，研究的尺度可分为个体尺度、功能群尺度、群落尺度及区域和全球尺度。

2．1个体尺度

在个体尺度研究中，比较常用的叶性状指标有SLA、LDMC、Amax、LNC和LPC等，Philip对10种地中海植物的9种叶性状（包括SLA、LDMC、叶面积、干重、鲜重、厚度、叶密度、叶体积和LNC）进行筛选比较，得出SLA与LDMC是最优的两个指标，两者可以解释90％以上植物叶性状随取环境不同而发生的变异，可以用来定量化研究叶性状与生态系统功能之间的关系，而且与较难测定的Amax一样，可应用于更大尺度上的研究［34］。为了寻找叶性状的分异规律及其与各种环境因子之间关系，个体尺度叶性状的研究着重于定量化研究单个或多个植物种叶性状对不同环境因子的响应［35］。目前关于植物个体叶性状对环境因子的响应研究较多，环境因子主要包括温度、土壤养分、土壤水分、光照等非生物环境因子，也包括人类活动等生物环境因子。例如，温度低的小麦叶片比温度高的小麦叶片具有更高的叶绿素含量和净光合速率，而且温度低的小麦具有结构更复杂的冠层［31］。养分的添加可以增加土壤硝态氮的积累，提高土壤中植物可利用氮素［36］，随养分的增加两种草原优势植物羊草（Leymuschinensis）与大针茅（Stipagrandis）的LNC显著增加，C／N呈减小趋势［37］。干旱环境中植物的SLA和叶片面积较低，而相应的LDMC、LNC和Amax较高，这些特征被解释为植物为了适应干旱生境的保水对策，具体表现为植物水分利用率和氮素利用率之间的权衡［38］。地形对叶性状的影响是多种因素的综合作用，包括海拔、坡度、坡向等的变化引起的光照、温度、养分和水分的梯度变化。在北京东灵山地区辽东栎海拔分布范围（1000～1800m）内，叶性状的变化规律具体表现为：辽东栎气孔密度、气孔长度和叶面积随海拔的升高呈现曲线变化形式，叶绿素含量和单位干重叶氮、磷和钾含量沿海拔梯度呈上升趋势，同时叶绿素含量和LNC有较弱的正相关［39］。人类活动是比较特殊的环境因子，具有主动性和选择性。可直接影响植物性状，也能通过改变土地利用方式来改变植物的生境条件从而影响植物性状，如人类的放牧活动引起植物的SLA、LDMC、叶面积、叶重量等发生改变，随着放牧强度的增加，植物群落结构、土壤种子库等发生改变［39－40］，只有具有适应性状的物种才能存活，且存活的植物其SLA呈增加趋势，LDMC呈减小趋势，以适应逐渐恶化的环境［41－42］。土地利用对植物生长和繁殖的影响显著，如开垦草原，耕作等导致土壤养分、水分、土壤团聚体等环境因子发生改变，引起植物叶性状的改变以适应新的生境条件［43］。对黄土高原不同退耕年限坡地植物SLA与养分含量的关系的研究表明，立地和物种水平植物SLA存在显著差异，SLA变化范围各不相同，植物LCC、LNC和LPC以及C／N、N／P和C／P在不同退耕年限坡地间不具有一致的变化，这表明不同植物种的叶性因子随生境的改变其变化较为复杂［43］。目前在个体尺度，针对个体对各种环境因子响应的研究较多，然而并没有建立机理性的模型解释叶性状对各环境因子的响应，只有少数半经验模型，缺少定量化模型。目前比较有代表性的半经验模型有Evans－Poorter的模型，该模型可以解释SLA在干旱环境下的变异趋势［44－45］：干物质比决定单位面积氮含量，植物通过协调其SLA和单位干重氮含量的关系来平衡叶片单位质量有机氮的含量以达到最大化其净光合速率的目的。为达到这一点，植物必须同时调整其TH和LDMC，而二者又都能决定SLA和单位干重氮含量，植物这类形态学上的特性和单位干重氮含量本质上的变异无关，但与Amax有关。

2．2功能群尺度

植物功能群（Functionalgroup）实际上等同于植物功能型（Functionaltype），它是对某一特征因子有相似响应或具有某些相似性状的物种集合，划分的性状一般是个体生态学性状，不一定是分类学性状［46］。相同功能群植物的叶性状对某类环境因子的响应具有一定程度的相似性。利用功能群这一概念有利于定义植被属性和揭示植被对环境因子的响应，有利于不同研究尺度上更复杂定量模型的实现［3］。虽然植物功能群的划分方法较多（表1），然而当前的研究在划分功能群时，大多是选择定性的指标，较少依据定量的形状进行划分，这是目前研究的不足之处。功能群尺度叶性状的主要研究内容可简单的概括为指一组（几个或者较多）物种叶性状之间的比较。由于功能群是几个物种个体的组合，因此，个体尺度叶性状研究中常用的指标也被高频率的沿用，如LNC、SLA、LDMC与Amax等。在功能群内部，植物性状存在很宽的变异范围，而在不同功能群之间叶性状经常也存在较大的差异。例如，在被子植物中，植物LNC由低到高，大致顺序为：木质化灌木＜单子叶草本植物＜双子叶草本植物＜木质化藤本植物，这些差异可能是自然选择的结果。不同功能群之间特定的植物性状的分异表明，对特定功能群而言存在选择压力（如低氮），但在功能群内部，植物性状的选择压力较弱［3］。以生活型把植物分为杂草类和乔木植物，杂草类植物LNC和LPC高于乔木，落叶植物LNC和LPC高于常绿植物［47］。对明尼苏达州34种草本植物的养分添加实验表明，禾本科植物、C3和C4植物这3类不同功能群植物的Amax对养分添加的响应具有显著差异［3］。Reich等［2］把其研究的物种分为针叶、阔叶、禾本科和灌木植物等4类功能群，结果发现，不同功能群之间的平均SLA、LNC与Amax之间的关系具有差异，禾本科植物具有最高的SLA和Amax，常绿植物最低。Kikuzawa等［21］在综合考虑了叶的建成消耗和其他器官的呼吸消耗后，完善了其建立的单叶模型，按生活型把植物分为不同的功能群植物，得出LLS的排序结果如下：水生植物的浮叶＜一年生草本植物＜多年生草本植物＜落叶植物＜常绿植物。原因是叶寿命与植物的根、茎等非光合器官的维持消耗密切相关，就这部分消耗而言，水生浮叶植物非常小（几乎没有支撑结构）；一年生草本植物在冬天全部死亡，所以冬天的维持消耗为零；多年生草本植物在冬天仅地下部分能存活，其维持消耗显然大于一年生草本植物；落叶树种的根、茎器官在冬天需消耗大量有机物质，而常绿树种则除了这部分消耗，还要维持叶子的呼吸消耗，所以必须具备长的叶寿命来弥补这些消耗。

2．3群落尺度

在群落尺度，植物叶性状与群落的物种组成、生态功能及生长状况联系紧密，因此，该尺度的研究重点是用叶性状指示群落的生态功能等。例如，植被生态学家常用LNC、LPC、N／P比值来评估植被组成，群落水平植被的生态功能及养分制约的指标；当植被的叶氮磷比小于14，一般指示植物受氮素制约，大于16指示受磷制约［22］。在群落尺度上，SLA与物种丰富度显著相关，可以预测群落物种组成的变化，而LDMC则与生态系统演替过程中物种组成变化联系紧密［48－49］。叶性状作为个体表性可塑性的指示值得到了广泛的认同［50］，然而在植物种相互作用及相互作用引起的植物群落构建（Communityassembly）的变化过程中，植物性状的生态功能仍不清楚［51］。叶性状可反映不同植物的适应对策，可用来指示物种组成的变化和演替进程的改变，然而目前叶性状与群落物种组成与演替的相关性尚未得出一致的结论。长时间尺度上，群落发生演替，植物叶性状随之发生变化，在演替早期生境中占据优势的物种其植物种具有较低LLS，较高的SLA和LPC，对光及土壤养分的利用效率较低，养分循环速度较快［52－53］，这些性状有利于植物种适应演替早期较贫瘠的环境（中国沙漠）。在演替过程中，先锋种对群落结构的更新和演替也具有重要的作用，由于先锋种比演替中后期的植物物种在生理特征和叶性状特征上具有优势［54－55］，更能适应演替早期的环境，因此，能占据演替早期生态位。一般认为先锋物种比非先锋物种具有更低的LMA和LNC［56］。在热带山地雨林生态系统中，先锋树种的单位干重的Amax和单位干重暗呼吸速率显著大于非先锋树种［57］。演替后期生境条件有所改善，土壤养分、土壤水分含量提高，群落结构更加稳定。由于植物叶性状与植物的最适生境有关［58］，因此，生境条件的改变必然会引起植物叶性状的改变。在演替的后期或优越环境条件下较强保持体内养分型的植物种占据优势生态位［53］。具有较低SLA、较高LDMC及叶片C／N比的植物将会是演替后期的优势种，在长时间尺度上，群落中优势种的SLA和土壤C／N含量成正相关关系，而非优势种成负相关［59］，如在法国南部地区，演替后期的植物具有较高的养分保持能力和较长的LLS［53］。在演替的后期植物种的生活型以多年生草本或乔木为主，这类植物具有较长的LLS和较高的叶建成消耗［60］。外来物种的入侵也能导致群落结构发生改变，从而影响演替进程。在群落水平上，外来物种能成功的入侵新的生境，并在群落中占据较有利的生态位，与其具有迅速获取资源的适应对策有关，叶性状可以指示这一适应对策［61］，外来物种通常具有较大的SLA、较高的单位质量LNC和较短的LLS等性状［62］。对悉尼地区外来物种的叶性状进行了群落水平的比较研究，得出处于扰动生境中的外来物种其SLA、LNC、LPC和N／P显著高于原生生境中的乡土物种［14］。不同植物群落之间的叶性状均值也不尽相同，表示不同的植物群落其指示的生态功能也具有差异。例如，常绿植物群落的SLA明显低于落叶植物群落，加利福尼亚海湾地中海气候区内的22种常绿阔叶灌丛物种在群落水平此种差异趋势显著［1］。对欧洲中部次生草地不同植物群落的叶性状研究表明，随着群落物种丰富度的增加，SLA呈减小的趋势，单位面积LNC呈下降趋势［50］。

2．4区域与全球尺度

区域和全球尺度叶性状的研究重点是定量化研究植物关键叶性状沿气候梯度变化的规律和机理［62］。比较常用的指标是LNC、SLA、LPC，原因之一是由于上述指标简单易测，易于在大尺度、多物种水平上进行研究。长期试验发现，上述叶性状可以在一定程度上指示区域的养分、水分分布格局［62－63］。植物功能性状在不同的气候带、不同的景观内和不同的样点类型间有差异，与植物对环境的适应对策及植物自身的适应对策有关［7］。在区域尺度上，气温、降雨和土壤养分等存在区域分布差异，那么在区域尺度上，植物叶性状是否存在一定的生物地理格局？Reich等［64］在全球年均温为5～10℃的区域内，依据生物地理和气候梯度，分析了植物的LNC，提出几个关于叶性状分异规律的假说，其中包括温度－植物生理假说（temperature－plantphysio－logicalhypothesis）和生物地球化学假说（biogeo－chemicalhypothesis）。温度－植物生理假说指的是LNC随温度的升高而下降，因为温度越低，叶片的生理活性和酶活性减弱，使得叶片内的LNC较高。与此相反，生物地球化学假说指的是低的年均温通过降低有机物的分解和矿化速率来降低氮素的可利用性，而且低温条件下，植物根吸收效率下降导致LNC降低。Han等［65］依据中国753种植物种的叶氮磷含量进行综合分析表明，植物LNC和LPC随海拔的升高而增加，N／P与海拔无显著相关性，中国植被的N／P较全球平均值高，但中国各个植被功能群之间的氮、磷含量及N／P与全球水平较一致，这些性状在中国植被中存在一定的生物地理格局。与之相对应的是，He等［66－67］在分析了中国北方草地199个样点213种植物的叶氮磷后指出，虽然中国植被的N／P高于全球平均值，然而生物地球化学假说不适用于年均温很低的区域，指出在中国北方草原区叶氮磷含量并没有形成生物地理格局，LNC在中国北方草地并没有随温度形成明显的地理格局，气候与植物的LPC和N／P相关性很小，而取样点之间和样地内植物之间的叶性状差异显著。

植物各叶性状因子之间相互关联，不同植物区系间可能存在相似的性状格局。大尺度上，叶性状的分异规律及其与环境因子的相关关系已被广泛研究，成为解释生态系统功能的关键指标［8］。Wright等［11］基于全球175个样点（涉及从极地冻原到热带雨林，从草地到荒漠）的各类植被类型的2548种植物的叶性状分析，首次在全球尺度上阐述了这些关键叶性因子间的普遍相关规律以及与环境因子之间的关系，是对这方面研究工作的一个阶段性总结。各叶性状因子之间存在相关性，揭示了各个性状之间存在内在的联系以及叶性状因子在不同环境压力下趋同进化的特征。研究表明，LNCmass与Amax存在密切正相关，而SLA与植物生产单位叶面积的物质成本呈负相关，二者又随LLS的增加而降低，这种相互关系几乎在所有植物种群和群落中都普遍存在，是进一步理解生态系统行为特征的基础［68－69］。定量化研究不同物种、不同生境相同物种的叶性状因子之间的相关性，有助于找出气候、土壤养分等环境因子对叶性状的影响［61］。目前，已经在全球尺度上初步定量化阐明了6种关键叶性因子（SLA、LDMC、LNC、LPC、LLS等）之间存在的普遍相关规律［70］，在区域尺度上，植物叶性状之间的关系进一步证实了全球尺度的研究结果。对澳大利亚258种不同生境中的建群种乔木的叶性状分析显示，SLA、Amax、暗呼吸速率、LNC和LPC之间存在相互的正相关性；而LLS与以上几种叶性状因子成显著负相关，且与单位面积叶质量成正相关［11］。

3研究展望

3．1中国的叶性状研究

国内对植物叶性状的研究开始的较早，最早可以追溯到1959年侯学煜先生撰写的《中国150种植物化学成分及其分析方法》［71］。虽然，植物叶性状的研究在早期生态学各领域的研究中均有所涉及，然而明确系统地提出植物叶性状（plantleaftraits）的研究却是在最近十年［72］。目前，中国的植物叶性状研究尚属刚刚起步。具有代表性的研究有：在青藏高原，Luo等［73］从区域尺度上解释了植物叶性状对海拔的响应，随海拔高度增加，冠层平均叶寿命、基于面积的叶氮含量、叶面积指数、叶氮库都相应增加，而冠层平均比叶面积、基于质量的叶氮含量都下降。驱动因子主要是温度和降水，土壤有机碳和总氮含量也有重要作用。在科尔沁沙地，李玉霖等［37］调查了不同类型沙丘生境中分布的20种物种，得出SLA和LDMC在不同物种间差异显著。对草原区建群物种羊草进行养分添加实验［74］，结果表明，羊草通过提高SLA、单位质量叶片的叶绿素含量和含氮量，使单位面积叶片含氮量和叶绿素含量均呈线性提高。Han等［65］在综合分析中国753种植物种的叶氮磷含量，指出中国植物叶氮磷含量分布存在一定的生物地理格局。然而，中国在中尺度（群落尺度）、大尺度（区域和全球尺度）的研究还较欠缺，只在中国东北样带草原植物性状与降雨梯度的相关性，叶氮含量的地理格局以及青藏高原植物叶性状生态功能的研究方面开展了一些尝试性的工作［51，66－67］。然而由于中国有着特殊的气候、植被条件，又有着长期的人为干扰和土地利用历史，使得中国的植物叶性状研究有别于其他国家。在未来的研究中，需要加强大尺度上植物叶性状对环境因子响应的定量化研究。尝试建立一些区域性的模型，有助于从机理上解释植物叶性状随环境变化的分异规律。

3．2存在问题与展望

尽管目前叶性状的研究很多，针对植物叶性状的分异规律及其与环境因子之间的相关关系做了许多工作，取得了较大进展［11，71］，但仍有很多问题未能阐释清楚：

（1）生态学家强调植物对生境的梯度变化具有不同的、复杂的适应对策。具体是什么原因或者是哪类环境因子在多大程度上引起叶性状的变异？目前的研究大多只是验证一些假设，没有从机理上阐述清楚［3］。Ackerly等［74］提出通过分子标记法，对变异的性状进行标记，找出与特定植物性状变异相关的候补基因，一旦确定了此类基因，将会给植物性状的研究带来突破性的进展。

（2）自然环境是复杂多变的，某个环境因子对植物的影响往往和其他环境因子耦合在一起，存在交互作用，且大多数物种都具有影响生态系统的独特性状组合，单一性状或者单一功能群无法代替这些性状组合的作用，也不能预测不同物种表现出来的多种功能［75］。因此，需要加强针对某几个环境因子及环境因子之间的交互作用开展的控制试验，以定量化研究叶性状与多环境因子之间的关系。

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1引言

世界经济的全球化发展，以及世界各国间文化的交融，使得“地球村”的概念应运而生。不同文化、不同肤色、不同语言的人们相互间的交往变得越来越密切。准确、恰当地与世界各国的人们交流，这是大学英语教学中所面临的难点，因为交流不仅仅是语言本身的问题，更重要的是文化内涵的对接，从而通过语言作为载体表达出来。所以国际间的交流要求两点：一方面是语言表达准确，另一方面是社会文化的熟练掌握。后者往往是前者达到更高境界的铺垫。很多大学教学往往是语言技巧性训练过多，而着重培养学生跨文化意识的很少，我们认为培养大学生的语言背后的文化框架是学好语言的更有效的途径，是具有更为长远而深刻意义的训练。

2文献回顾与理论基础

2．1语言与文化

关于文化的定义很多，Kroeber和Kluckhohn(1952)列出了关于文化的164种定义。对文化较为权威的定义是EdwardTylor(1920)所提出的人类学领域中的概念，文化是知识、信仰、艺术、道德、法律、风俗习惯等所构成的有机体，这个有机体组成了人类社会。Sapir(1921)给出了语言学中的文化定义，文化是指社会所做的和所思考的。HuWenzhong(1998)认为文化是一个特定社会背景下社会成员有代表性的行为模式的集合。Samovar和Po~er(2000)认为文化包括了知识、经验、信仰、价值观、行为方式、态度、宗教等等，从宗教到精神的所有领域。

语言反映文化，语言和文化是相互联系的(Samovar&Po~er，1982)。DaiWeidong(1989)认为语言是文化传播中的主要手段和途径，靠它来表达信仰、价值观和道德准则，并且语言为人我们提供了一个了解其他人文化和思维方式的途径。语言是文化中非常重要的一个组成部分，根植于文化，一些学者认为是最主要的部分，如果离开了语言，文化的传承是难以实现的；语言是一个群体最有效的代表，它包括了历史、文化背景以及人们的生活、行为方式和思维的方式。

2．2跨文化意识培养与语言教学

跨文化意识(IA)是深入了解各国文化的动机先导，是辨析各种文化相似与差别的前提(Chen&Starosta，1997)。跨文化意识是一种直觉，对交流中文化因素的意识反应，以及两种语言所存差异的敏感。这是一种无形的但可以被感受得到的。跨文化意识不仅仅是一种意识，而且还是一种洞悉交流信息的能力。Hall＆To11(1999)将IA定义为识别、理解和区分本国及目标国的社会背景的能力。

对大学英语教学中的跨文化意识培养产生影响的因素，综合起来主要有教师因子、环境因子、学生因子、教材因子等四大因素。其中教师因子包括教学内容、教学方法、教学设计、教师意识；环境因子包括语言环境、传播交流设备、文化交流环境与机会；学生因子包括学习自主程度、文化交流频次、接受意愿与能力；教材因子包括：教材整体内容设计、教材的难易度、教材中的文化体现。

3样本收集与分析

本研究调查收据主要采取现场发放问卷的形式，发放对象为高职院校在校大学生，共发放问卷200份，共收回有效问卷l79份。其中英语专业学生占75．6％，非英语专业占24．4％；男生占32．1％，女生占66．9％；大一学生占43．8％，大二学生占52．3％，大三学生占4．9％。

样本的信度和效度是衡量样本数据的两大标准。信度主要检测结果稳定的可靠性。我们采用Cronbach’sAlpha值检验各因子的内部一致性。效度衡量问卷是否达到了预定的目的，是否测量了要测量内容。我们采用KMO值进行分析。

注：采用主成分分析法；旋转方法为最大方差最大正交旋转法；旋转经3步迭代得到

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1.1生态

生态是指生物圈（动物、植物和微生物等）及其周围环境系统的总称。生态系统是一个复杂的系统，由大量的物种构成，它们直接或间接地连接在一起，形成一个复杂的生态网络。其复杂性是指生态系统结构和功能的多样性、自组织性及有序性。

1.2生态恢复

生态恢复是指停止人为干扰，解除生态系统所承受的超负荷压力，依靠生态本身的自动适应、自组织和自调控能力，按生态系统自身规律演替，通过其休养生息的漫长过程，使生态系统向自然状态演化。恢复原有生态的功能和演变规律，依靠大自然本身的推进过程生态修复（Restoration）是指根据生态学原理，通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法，人为地改变或切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平。修复与恢复是有区别的，更不同于生态重建。生态修复的提出，就是要调整生态重建思路，摆正人与自然的关系，以自然演化为主，进行人为引导，加速自然演替过程，遏制生态系统的进一步退化，加速恢复受损的生态系统。生态重建是对被破坏的生态系统进行规划、设计，建设生态工程，加强生态系统管理，维护和恢复其健康，创建和谐、高效的可持续发展环境。对于生态修复，国际上已有相应的科学理论支撑体系，对生态系统退化机理及其恢复途径已有所研究，并被日本、美国及欧洲所应用，取得了良好的效果。

1.3生态修复概念的国内外发展

Harpe（r1987）认为，生态恢复就是关于组装并试验群落和生态系统如何工作的过程。Diamond（1987）认为，生态恢复就是再造一个自然群落，或再造一个自我维持、并保持后代具持续性的群落，他比较侧重于植被的恢复。Jordan（1995）认为，使生态系统回复到先前或历史上（自然的或非自然的）状态即为生态恢复。Cairns（1995）认为，生态恢复是使受损生态系统的结构和功能回复到受干扰前状态的过程。Egan（1996）认为，生态恢复是重建某区域历史上有的植物和动物群落，而且保持生态系统和人类的传统文化功能的持续性的过程。美国自然资源委员会（TheUSNaturalResourceCouncil，1995）把生态恢复定义为：使一个生态系统回复到较接近于受干扰前状态的过程。国际恢复生态学（SocietyforEcologicalRestoration，1995）先后提出三个定义：生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程（1994）；生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程（1995）；生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学，生态系统整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会时间等广泛的范围（1995）。

另外，焦居仁（2003）认为，生态修复指停止人为干扰，解除生态系统所承受的超负荷压力，依靠生态系统自身规律演替，通过其修养生息的漫长过程，使生态系统向自然状态演化。焦居仁认为恢复原有生态的功能和演变规律，完全可以依靠大自然本身的推进过程，在其界定的定义中，生态恢复仅依靠生态系统本身的自组织和自调控能力。关于“生态修复”，日本学者多认为，生态修复是指外界力量受损生态系统得到恢复、重建和改进（不一定是与原来的相同）。这与欧美学者“生态恢复”的概念的内涵类似。焦居仁（2003）认为，为了加速被破坏生态系统的恢复，还可以辅助人工措施，为生态系统健康运转服务，而加快恢复则被称为生态修复。该概念强调生态修复应该以生态系统本身的自组织和自调控能力为主，而以外界人工调控能力为辅。

2生态修复质量评价

2.1生态修复质量评价的进程

美国是较早开展生态修复评价的国家。从上世纪70年代开始，为了更好的评价跟预测，美国的研究者开发了多种生态系统评价方法，最常用的是生态环境评价系统（HES—HabitatEvaluationsSystem)（LarryW.Can-ter，1996）和生态环境评价程序（HEP—HabitatEvalua-tionsProgram），HES主要用于河流地区的洼地森林生境的评价，而HEP则被广泛接受用于区域生态影响的评价（徐鹤,贾纯荣,朱坦,戴树桂，1999）。80年代初美国环保局（简称:U.S.EPA）提出的环境监测和评价项目（EMAP），从区域和国家尺度评价生态资源状况并对发展趋势进行长期预测，以后该项目又发展成州域和小流域环境监测和评价（R—EMAP）。Reitti以渗透理论为基础，提出了一种新的生态修复评价法，即生态质量的安全与否与斑块的间距、扩散能力、干扰能力等相关，安全度也是生态评价中应解决的问题。生态环境质量评价的指标体系研究中，1990年经济合作与发展组织（OECD）首创了“压力一状态一响应”（PSR）模型的概念框架，该模型是衡量生态环境承受的压力，这种压力给生态环境带来的影响及社会对这些影响所做出的响应等。随后人们对该模型进行推广，建立了针对不同问题的PSR模型。ThomasM.Quigley等对哥伦比亚河流域的生态安全性进行了评估。分别用不同的指标评价森林、草地、水域子系统的生态安全（ThomasM.Quigley，2001）。Steven.M.Bartell等采用综合水生系统模型在加拿大魁北克省对有毒化学品给河流、湖泊和水库造成的生态风险进行了评估（StevenM.Bartell，1999）。还有RaPport.D.J、W.GWhitford、ZhanxueZhu、美国环境保护局等提出了针对生态系统健康及其适宜性、生态系统服务功能等的评价指标体系（Whitford，W.G,Rapport.D.J，DeSoyza.A.G，1995）。

2.2生态修复质量评价方法

2.2.1列表清单法

列表清单法是little等人于1971年提出的一种定性分析方法。该法的特点是简单明了，针对性强。主要应用于影响识别和评价因子筛选;进行生态环境因子相关性分析(行、列均为生态因子);进行开发建设活动对生态环境因子的影响分析等。列表清单法的基本做法是:将拟建实施的开发建设活动的影响因素与可能受影响的环境因子分别列在同一张表格的行与列内，逐点进行分析，并以正负符号、数字以及其他符号表示影响的性质、强度等，由此分析开发建设活动的生态环境影响。

2.2.2综合指数法

综合指数法，是通过对每个环境因子性质及变化规律的研究与分析，相对于环境质量从好到差分别赋予由高到低的分值，再根据各个因子对生态环境的重要性不同，分别赋予不同的权重，然后综合权重和分值，得出生态环境的现状值。用同样的方法，取同样的权重，可预测项目建成后的生态环境预测值。比较现状值和预测值的差别，便可知项目建成前后生态环境变化的程度。采用的公式为EI=∑=Wi×IiEI=∑（Ea－Eb）×Wi式中：EI—生态环境质量综合评价数值；n—指标个数；Wi—各指标权重值；Ii—各指标的数值；EI—开发建设活动前后生态环境质量变化值；Ea—开发建设活动后指标i因子的质量指标；Eb—开发建设活动前指标i因子的质量指标。#p#分页标题#e#

2.2.3图形叠置法

图形叠置法是把两个以上的生态信息叠合到一张图上，构成复合图，用以表示生态环境变化的方向和程度。本法的特点是直观、形象，简单明了，但不能做精确的定量评价。生态图法主要用于区域环境修复影响评价;具有区域性影响的特大型建设项目评价中，如大型水利枢纽工程、新能源基地建设、铁路建设等以及土地利用规划和农业开发规划中（吴小萍，杨晓宇，冉茂平，2004）。

2.2.4生态系统综合评价法

生态系统是由多因子(生物因子和非生物因子)组成的多层次的复杂体系和开放系统，系统内部各因子和系统外部环境之间有着千丝万缕、密不可分的相互联系和相互作用。认识和评价这样的复杂系统必须采用定性与定量相结合的方法，层次分析法是目前最常见的评价方法，它是一种对复杂现象的决策思维过程进行系统化、模型化、数量化的方法（赵焕臣等，1986）。生态系统综合评价法的主要工作程序是：（1）明确问题确定评价范围和评价目的、对象；进行影响识别和评价因子筛选，确定评价内容或因子；进行生态因子相关性分析，明确各因子之间的相互关系。（2）建立层次结构根据对评价系统的初步分析，将评价系统按其组成层次构筑成一个树状层次结构。在层次分析中，一般可分为3个层次:目标层、指标层、策略层。（3）标度在进行多因素、多目标的生态环境评价中，既有定性因素，又有定量因素，还有很多模糊因素。各因素的重要程度各不相同，联系程度各异。在层次分析中针对这些特点，对其重要度作出定义。（4）构造判断矩阵采用的导出权重的方法是两两比较的方法。同过两两比较，构造判断矩阵。（5）层次排序计算和一致性检验一权重计算排序计算的实质是计算判断矩阵的最大特征根值及相应的特征向量。此外，在构造判断矩阵时一，因专家在认识上的不一致，须考虑层次分析所得的结果是否基本合理，需要对判断矩阵进行一致性检验，经过检验后得到的结果即可认为是可行的。（6）选择评价标准：通过上述5个步骤，确定了区域生态系统综合评价的指标体系、层次结构及各层间的权重，接着应确定相对于指标体系的评价标准体系。（7）采用指数方法进行评价。其评价模型如下：=（j=1，2，…n）式中：Yj为态修复综合评价，wi为各指标的权重值，xj为各属性值。

2.2.5BP神经网络法

生态环境系统是由大量的系统组分按照非线性方式组合的，因此，生态环境质量与生态环境指数之间的非线性关系要求生态环境质量提取模型具备非线性函数拟合的功能。人工神经网络方法能很好地处理多变量之间的非线性关系，能较好地解决生态环境质量信息提取所面临的问题。人工神经网络（ArtlficiaiNeu司Networks，简称ANN）是20世纪40-50年代产生，80年展起来的模拟人脑生物过程的人工智能技术。它是由大量的、简单的神经元广泛互连形成的复杂的非线性系统。它不需要任何先验公式，就能从己有数据中自动地归纳规则，获得这些数据的内在规律，具有自学习性、自组织性、自适应性和很强的非线性映射能力，特别适合于因果关系复杂的非确定性推理、判断、识别和分类等问题（甘敬等，2007）。BP（BackPropagation）网络是目前ANN技术中应用最为广泛的一种网络类型，是一种是由非线性传递函数神经元构成的前馈网络，其权值的调整采用反向传播学习算法，体现了神经网络理论中最为精华的部分（Anderson，TA.，1995）。它是一种包含有输入层、隐含层和输出层的中向传播的多层前向网络。

2.2.6主成分分析法

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一、国内外相关研究

2003年，英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中首次明确提出了“低碳经济”的概念，即通过更少的自然资源消耗和能源污染，获得更多的经济产出：通过创造更高的生活标准、更好的生活质量和机会，为发展、应用和输出先进技术创新的上级和更多的就业机会。Treffers 等学者 （2005） 认为到2050年，在1990年的基础上减少温室气体（GHG）排放量与德国的经济强劲增长可以共同实现。董琦、甄峰（2010）认为，低碳城市是城市循环经济的一种形态，以低能耗、低污染、低排放、高能率、高效益、高循环为主要特征。孙菲等（2014） 利用层次分析法和加权指数法对大庆市2006―2010年的低碳生态城市建设进行了评价。逐步实现低碳经济发展，不仅是应对全球气候变暖等生态环境恶化的客观需要，更是推动可持续发展的必然选择。

二、低碳经济发展评价指标建立

（一）建立指标体系及数据。本研究借鉴任福兵、吴青芳、郭强等国内外相关文献的选取指标方案，选择18个评价指标，对上海市2003-2012年上海快速发展的十年进行相关数据研究，数据来源于上海统计网中2004-2013年统计年鉴的数据，分析软件为SPSS22.0。

（二）因子分析过程。根据选定的数据，结合因子分析法，可以得到总方差分解表（表1），得到了相关矩阵的全部特征值。

表1 因子解释原有指数方差的情况（Total Variance Explained）

从表1可以看出，提取三个公共因子可以很好地解释原有指标的大部分信息（93.245%），因此提取三个公共因子是合适的。

由表1可知，相关系数矩阵中三个最大的特征值分别为10.738，3.041，1.140，而且累计贡献率已达到93.245%，故提取3个公共因子F1、F2、F3。

（三） 因子解释。将因子载荷矩阵进一步旋转得到旋转后的因子载荷矩阵（见表2），可以发现：

第一公共因子的方差贡献率最大，为65.758%，并且在“人均生活用电量”“工业总产值”、“市辖区第二产业占GDP比重”、“固定资产投资额”等指标上载荷大，因此该因子可定义为经济因子。第二公共因子的方差贡献率为19.268%，在“人均生活用水量”、“液化石油气家庭用量”“工业固体综合利用率”等指标上载荷大，因此该因子可定义为居民生活因子。第三公共因子的方差贡献率为8.219%，在“工业烟尘去除量”、“工业固体综合利用率”等指标上载荷大，因此该因子可定义为基础环境因子。

表2 旋转后的因子载荷矩阵（ Rotated Component Matrixa ）

综上所述，影响上海市低碳经济的要素可分为经济因子、居民生活因子和基础环境因子，进一步明晰了低碳经济发展水平的构成要素，保证了实证评价的科学合理。

三、建议

通过对上海市低碳经济发展指标体系的建立和经济意义的综合分析，可以得出上海市未来在低碳经济发展方面应从以下三个方面来着手实施：

一是优化升级产业格局。由统计数据可以看出，上海市辖区第二产业占GDP比重逐年降低，而第三产业占GDP比重逐年上升。到2012年，上海市辖区第三产业占GDP比重已经达到60.4%。可见，上海正在逐步优化产业格局，并且已经初见成效。因此，在此基础上，上海应进一步完善产业格局，通过引导的方式实现高耗能、高排放的企业逐步实现低碳化发展，鼓励可再生资源投资，从内部优化第二产业结构。与此同时，拉动内需，推动第三产业发展，逐步完成产业结构升级，更大程度上实现碳减排。二是低碳经济生活化。低碳经济城市化归根结底要实现全民化，国际全球变化人文因素计划中国委员会（CNC-I

HDP）秘书处曾在 2007 年开展了全面节能减排潜力量化指标研究，该研究表明，如果全民参与节能减排行动，遵循其 36 项日常生活行为指标，则年节能总量约为 7700 万吨标准煤，相当于减排 2 亿吨二氧化碳。因此要引导全民树立绿色低碳生活观念，提倡从生活的方方面面节约能源，可通过舆论宣传低碳交通、低碳消费等生活新理念，并出台相应奖励政策激励民众，逐步实现节能减排生活化。三是加大基础环境投入力度。在城市化和新兴工业化快速发展的大背景下，对能源的需求仍很旺盛，在短时间内改变能源结构从根源上控制碳排放量还很困难。那么就需要扩大绿化水平，加强对二氧化碳的吸收，因此应提高公园植被覆盖率，扩大道路、居民区等地的绿化带面积，提高空气质量，促进城市低碳化发展。

四、小结

低碳经济城市化建设是我国实现经济转型和节能减排的必然选择，但是现在建立低碳城还处于起步阶段，可在建立试点城市的基础上实现全面推广。上海市作为中国的经济发展中心之一，更应该做好“领头羊”，通过产业结构升级、推广低碳生活、加大基础环境建设等方式加快低碳经济发展步伐，逐步探索出一条“双赢之路”，从而处理好经济发展、居民生活和环境保护之间的关系，真正实现可持续发展。

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由于嵌入式软件自身具有诸多优势，因此在社会的各个领域得到了广泛应用，但是，如何根据嵌入式软件的基本特征，建立起可靠模型是目前研究工作的核心问题。在一些涉及国防以及国家安全的领域，例如航空航海导航软件，必须保证其安全可靠的运行，因此通过构建嵌入式软件可靠性模型来提高软件系统的稳定性是研究的重点问题。

一、软件可靠性模型概述

软件可靠性模型最初在上个世纪七十年代出现，在这个阶段，出现了很多比较具有研究意义的软件可靠性模型，对于其发展有深刻的影响。在最早的时候，软件可靠性就是指特定的软件可以准确无误地实现其基本功能，最大程度降低误差。美国的标准化研究院最初采纳“软件可靠性”的定义作为相关概念的国家标准。我国于1989年采用了这个定义，即软件可靠性指在特定的条件下，在要求的时间限度内，软件不发生失效的概率，这是概率中的一种函数，进行系统数据的输入以及使用，同时也是软件中自身存在的缺陷函数。系统的数据输入会确定能否遇到已经存在的缺陷。

二、软件可靠性模型的分类

1.根据建模对象进行分类

（1）静态模型

根据建模对象进行分类，当建模对象与运行的时间毫无关联时，这时候产生的数据以及信息，就被称为静态模型，例如软件复杂的参数。静态模型的基本特点是可以直接对软件的缺陷进行估计，而省去了进行软件测试的程序，这种模型主要应用于最初的软件开发时期。当软件可靠性设计逐步成为研究的热点，静态模型的优势也凸现出来。

（2）动态模型

建模对象是与运行时间有关联的数据以及信息，这种模型成为动态模型。例如Shooman模型和Schick-Wolverton模型。

2.根据模型假设进行分类

（1）随机过程模型

随机过程模型主要内容为马尔科夫过程模型。所谓马尔科夫过程，就是代指一个软件系统失去功效的过程，其代表模型为Jelinski-Moranda模型以及Schick-Wolverton模型。其次是非齐次泊松过程模型，通过对于时间的间隔划分，每个间隔内的数值变化即为随机变量。除了以上的两种，典型的随机过程模型还有MUSA时间改写模型，通过对于CPU时间为衡量标准，建立不同时间，并实现软件程序的可靠性以及测试的整个过程。

（2）非随机过程模型

非随机过程模型主要包括了lv模型为典型的贝叶斯雷模型，以及在特定的软件中，设置固定数值的缺陷值，并通过之间的数量关系来估测软件的缺陷范围的种子法模型，包括NELSON模型，都是属于非随机过程的模型。

三、嵌入式软件可靠性模型研究

关于嵌入式软件可靠性的研究，至今还没有专门的模型，在各个领域中应用的仍然是目前以及开发出来的模型，即选择特点最趋近于嵌入式软件的基本特征的模型。因此，在嵌入式软件可靠性模型研究中，要从以下方面展开。

1.基于假设条件的嵌入式软件可靠性模型

嵌入式软件区别于其他类型的软件最大的特征就在于测试环境以及运行环境。嵌入式软件模型的相关内容研究发展比较晚，但是由于在现实生活中的需求比较迫切，因此也逐步研究出一些可行的方法。

首先是通过环境因子来改变软件的测试环境以及运行环境，以此来最大程度提高软件可靠性评估的准确性，利用一种与环境因子联系比较密切的软件可靠性模型，将环境因子设为一个不确定的变量，由此观测在软件模型运行的各个阶段，对运行产生影响的各种因素。

除此之外，还有一种方式，通过对于加速因子的测试，来调解测试环境和运行环境之间的差异性，并将测试环境和运行环境因为各种因素而失效的具体数值记为一个有效参数，在这个方法中，需要将测试加速因子视为与时间没有关联的常数量。

第三种方式是通过移动点技术，来分段评估嵌入式软件的可靠性。这种方法在测试中，极其容易受到各种因素的影响，其中包括软件运行环境、测试的方式以及内部资源的配置等等。无论哪个因素发生变化，都会导致软件的可靠性改变。由此可见，移动点方法的核心就是通过对于数据变化的分析，来进行数据的分段整合。

2.基于智能算法的嵌入式软件可靠性模型

经上文叙述，可见嵌入式软件可靠性的意义十分重大，因此对于可靠性的预测需要达到一个比较精确的标准。在上个世纪九十年代，有学者成功利用神经网络，来整合多个数据集合的嵌入式测试软件，并极大地提高了可靠性。在这项研究中，他们在对于软件的可靠性进行测试的整个过程里，通过神经网络的相关理论来建立的嵌入式软件可靠性模型的预测精确度，明显高于其他类型的的模型。因此，在基于条件假设的嵌入式软件可靠性模式研究，逐步与神经网络相结合，共同来提升软件的可靠性。目前，神经网络已经应用在各个领域，解决预测相关问题，其中包括预测销售、预测有价证券变化、预测市场行情等等。因此，在嵌入式软件可靠性模型的研究中，结合神经网络技术来进行模型构建以及可靠性提升，具有广阔的发展空间。

结束语

软件可靠性模型可以有效实现对于软件的可靠性评估与管理，而嵌入式软件因为自身具有比较高的安全性以及实时性，尤其在比较典型的基于假设条件的嵌入式软件可靠性模型和基于智能算法的嵌入式软件可靠性模型中，通过改变软件的运行环境、测试环境、移动点技术，而且结合了神经网络技术进行预测，多方面提升了嵌入式软件模型的可靠性，具有广阔的发展空间。

参考文献

[1]闫雪丽.嵌入式软件可靠性模型研究[D].哈尔滨工程大学，2011，12.

[2]王洪鹏.基于UML的嵌入式软件可靠性和安全性研究[D].华东理工大学，2010，12.

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[4]王荧.嵌入式软件可靠性测试工具的研究与实现[D].电子科技大学，2009，04.

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二十一世纪的化学将是研究和创建绿色化原理与技术的科学，就化学的外延而言，与生命、材料、环境等领域的交叉也将受到高度关注。毫无疑问，随着可持续发展战略的实施，“循环经济”、“和谐社会”等概念的提出会更大地促进绿色化学在中国的发展。绿色化学这一“预防化学污染的新观点”逐步深入人心，绿色化学教育已经成为大势所趋。

化学教师要树立可持续发展的观念，将绿色化学的思想贯穿于整个化学教育的全过程，在课堂教学中要时时结合教学内容，渗透绿色化学理念。渗透式教学就是把绿色化学的基本思想、原理、工艺和技术等知识分散并渗透到现有的课程中。

1.结合课本内容，渗透绿色化学理念

实施绿色化学教育的任务应该是每个化学教师必须履行的义务和责任，目的是培养学生能自发产生防止环境污染的行为和意识，让学生认识到只有切断污染的根源，才能真正实现绿色化学。化学教师绿色意识的树立是绿色化学走向课堂的前提，教师的观念会在教学过程中潜移默化地传递给学生。因此，结合课本的教学内容，在课堂教学中有效地渗透绿色化学理念就显得极其重要。

例如在讲氯气的性质和用途时，可以对比过氧化氢和臭氧。在造纸工业中对于纸浆的漂白，过氧化氢、臭氧等绿色氧化剂将逐渐取代氯气。因为使用过氧化氢和臭氧做漂白剂，不会产生二英和其他有机氯化物等有毒致癌物。再如讲到CO温室效应及其引起的全球气候变暖，威肋着人类的生存和发展，就可以启发学生思考：如何解决温室效应呢？学生通过查阅大量的资料，亲身去经历，去了解当今社会发展的新动态，会激发学习兴趣，他们会发现解决温室效应实际就是减少CO的排放或将CO消除，将CO注入深海中消除CO的危害是当今世界最新的方法［1］。

又如在学生观看钢铁的冶炼等工业生产录像时，可以介绍最近美国匹兹堡大学新开发出一种无铅环保型“绿色钢材”。这种钢材是用锡代替铅，减少了含铅钢材制造过程中的环保监测费用，降低了生产成本，且与含铅钢材同样具有良好的机械加工性能。接触法制硫酸，黄铁矿的粉碎和鼓入过量空气，以及SO等原料气的“二次转化二次吸收”，等等，是从提高原料利用率出发设计工艺；而无氰电镀等则是从采用无毒原料出发来设计工艺，均体现了“绿色化学”特点的设计思想。通过教学，学生懂得，科学技术本身就具有生态价值，包含绿色化学在内的绿色科技，将使人类与自然在高层次上和谐共处。

再如固氮工程：（1）人工化学固氮（氨的工业制法）；（2）豆科植物和苜蓿根部根瘤菌的生物固氮；（3）雷雨时的闪电固氮。人工化学固氮能耗高且工艺复杂，在生产过程中易产生大量“三废”而严重污染环境。故研究如何像植物根瘤菌一样不消耗能源，不需大量厂房和机械设备并对环境无污染的生物固氮，是化学家们不懈追求的“绿色化学”目标。

2.结合绿色化工原理，渗透绿色化学理念

绿色化学的“原子经济性”是指，在化学品合成过程中，合成方法和工艺能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多地转化到最终产物中。化学反应的“原子经济性”概念是绿色化学的核心内容之一，最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出［2］。原子利用率不同于产率，原子利用率=期望产品的摩尔质量÷反应中按计量所得物质的摩尔质量×100%。

评价绿色化工的另一重要依据是“环境因子”，它是近几年受到关注的评价指标，它比原子利用率更便于评价某种工艺指标。环境因子可定义为：在一个化学反应过程中，所生成废物质量占目标产物质量的比值。相对于每一种化工产品而言，目标产物以外的任何物质都是废物；对于原子利用率为100%的原子经济性反应，环境因子为零。培养学生的绿色化工意识，引导学生根据绿色化学的原则，反思其原理的可行性与绿色性［3，4］，是实行可持续发展的基本要求。

例如，治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分是Al（OH），引导学生用铝、稀硫酸、烧碱为原料，设计出制备Al（OH）的三种途径［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、计算以上反应方程式中各个量列表如下：

由此可以看出，理论上制备相同量的目标产物Al（OH），方案①所用原料（HSO和NaOH）最多，产生的副产物（NaSO）最多，环境因子最大，方案最差。而方案③所用原料最少，产生的副产物最少，所以环境因子最小，因此，③是其中的最佳方案。

3.利用绿色化学习题，强化绿色化学意识

在化学教学中，培养学生的绿色意识，是社会可持续发展的基本要求。因此我们应有意识地选择体现绿色化学教育的试题，让学生通过解题潜移默化，逐步建立绿色意识。例题如下：

（1）据了解，我国兴建的三峡工程，将提供水力发电功率相当于2240万千瓦的火力发电站。因此三峡工程的建设将有助于控制（?摇）。

A.温室效应?摇B.城市污水的任意排放

C.白色污染?摇D.长江上游的洪涝灾害

（2）已知1克炭粉在氧气中完全燃烧放出热量32.8kJ（与1克原煤相当）。试写出相关的热化学方程式：?摇。

（3）若以火力发电，要达到2240万千瓦的功率，每年至少需耗原煤多少万吨?（每年按365天计，1千瓦小时=3.6×10焦）

本题既有选择，又有填空，还有计算，题型多样；既有化学知识，又有物理知识，综合性强。用水发电来节约煤炭资源，体现了绿色化学思想，围绕三峡工程提出问题，内容新颖，有时代感，能吸引学生的兴趣，有利于提高学生的综合素质，引导开创新能源的思考。

4.结语

绿色化学理念的渗透涉及到化学教育的许多方面，需要化学工作者不断付出艰辛的劳动，不断探索，不断完善，使绿色化学教育逐渐成为现实。化学教师必须重视这一问题，在积极整治污染的同时，大力开展绿色化学教育。当新一代人的绿色化学意识提高时，绿色化学的理念将充分地渗透，绿色化学的理论和成果将获得充分的发展。

参考文献：

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［4］曾小华，王红梅.浅议多媒体课件制作中的教学规律［J］.中国高等医学教育，2009，（11）：9-10.

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1 概述

随着传感器检测技术、无线数据传输等技术的不断发展，用于农田信息采集的技术与设备也日趋完善，同时由于各种原因导致的水资源短缺问题不断加剧，利用植物生长过程中的缺水信息来指导实施精准灌溉，已经成为了精准农业发展中的一项重要内容。

1981年，Idso等人通过研究影响植物冠层温度变化的主要环境因子空气湿度，提出了植物水分胁迫指数[1]（Crop Water Stress Index，简称CWSI），定义如下：

目前，基于植物冠层温度来测定植物生长过程中的水分状况的研究在国内外已经得到了广泛的研究，并有了实际的应用[2]。

针对水资源的日益短缺，实现植物生长过程中的精准灌溉越来越重要。本文提出一种便携式植物生长水分胁迫检测仪，采用嵌入式微处理器（STM32）和嵌入式操作系统（μC/OS-II）构建的软硬件平台，如图1所示。按照人机交互的需要，系统配置4.3寸触摸屏，并在GUI-Builder等开发软件的支持下，设计人机交互界面（GUI）管理程序；同时根据数据传输的要求，配置短距离无线模块接口、RS-485通信接口、SD卡接口，制定数据传输协议并开发相应的驱动程序等。

2 系统硬件设计

本系统的硬件设计实现便携式植物生长水分胁迫检测仪的设计，主要包含ARM处理器模块、多种传感器、触摸显示模块、无线通信模块、SD卡数据存储模块以及电源模块等，其硬件设计原理图如图2所示：

针对系统要实现的功能，以ARM微处理器STM32为核心，搭配多种传感器，以此测量影响植物生长过程中水分状况变化的多个参数，其中植物叶层温湿度通过8路模拟开关连接，采用I2C通信方式测量；冠层温度采用SPI通信方式测量；植物生长环境土壤温度、土壤水分，由于输出的是模拟电压信号，直接与STM32处理器的12位A/D转换器相连完成数据的采集。

2.1 处理器模块

本便携式水分胁迫检测仪的处理器模块采用嵌入式ARM STM32处理器：STM32F103VET6，STM32系列处理器采用高性能的Cortex-M3内核作为处理机制，工作频率最高可达72 MHz，具有丰富的增强I/O 端口和外设[3]。

2.2 传感器模块

传感器模块包括植物冠层温度传感器、大气环境温湿度传感器、光照度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器等，用于采集植物生长过程中的微环境参数。

2.3 无线通信ZigBee模块

本便携式水分胁迫检测仪的无线通信ZigBee模块采用ZigBee新一代无线射频芯片CC2530，CC2530通过串口与STM32处理器进行数据传输，具有功耗低、信号强度大、价格较低等特点[4]。

3 系统软件设计

便携式植物生长水分胁迫检测仪包括硬件系统和软件系统两部分，两者缺一不可，软件系统建立在硬件系统基础之上，两者结合在一起，共同完成相应的功能。本设计中的软件系统根据硬件系统的配置采用模块化的设计思想，整个软件系统主要包括底层驱动的设计、嵌入式操作系统μC/OS-II、嵌入式图形系统μC/GUI以及应用程序的设计。

4 结束语

本文便携式植物生长水分胁迫检测仪的设计，通过分析国内外植物生长缺水信息检测技术的研究历史和发展现状，仔细分析了基于冠层温度的植物生长缺水信息检测技术，设计并开发了便携式植物生长水分胁迫检测仪。论文在查阅关于植物生长缺水信息检测技术相关资料的基础上，明确本系统的基本设计功能，首先确定了植物生长缺水信息检测系统的整体设计方案，为后续工作的开展提供技术基础支持。通过多种植物生长缺水信息检测技术的比较分析，选择以冠层温度为主，以大气温湿度、土壤温度、土壤含水量等影响植物生长水分亏缺的环境因素为辅，共同完成植物生长水分状况的检测。

参考文献

[1]肖冠云，于海业，李国臣.基于叶气温差的温室作物水分胁迫指数的试验研究[J].西北农业学报，2006，15（6）：100-103.

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中图分类号：x859 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150932006

引言

我国是一个生产和消费水果蔬菜等农产品的大国，对农产品、特别是水果和蔬菜的需求呈逐年上升的态势。据农业部统计，2012年我国水果产量达2.41亿吨，水果种植面积同比增加1.2%，产量同比增加5.7%；2012年，我国蔬菜总产量达到7.09亿吨，较上年净增加2953万吨。如此规模和上升势头的果蔬产业，亟需先进的储藏系统和设备确保果蔬的品质与长时间保存，而由于储藏技术不过关，每年我国果品腐烂1200万吨之多，蔬菜腐坏更是高达1.3亿吨，每年损耗金额达1000亿元以上。

果蔬储藏环境具有多因子性、多变性和非线性的特征。需要监控的环境因子有温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度等，监控系统的任务就在于测量影响因子的数值，根据既定的控制算法确定出被控量的控制量值，通过实时合理的调节环境因子，改善储藏环境，达到长时间保鲜储藏的目的。果蔬储藏环境的监控有3个不同的层次：人工监控、自动监控和智能监控[1]。3种方式中，人工监控属于最初阶段的方式，由于其诸多缺点，现已较少采用；自动监控是我国应用最多的果蔬储藏环境监控方式；智能监控方式处于研究水平的较多，实际投入实践的较少，但智能监控势必是未来的发展趋势，因其能更合理、精确与智能地对果蔬储藏环境实施监督和控制，使得储藏效果更好[2]。

1 果蔬储藏环境监控系统模式

1.1基于单片机的监控模式

整个系统以单片机为核心，按照信息流向和控制模块组成划分为：前向输入通道、控制面板和后向输出控制3部分，如图1所示。工作过程为：前端传感器采集储藏环境信息，经数模转换芯片传给单片机处理中心，单片机中存储了某种或某几种果蔬必需的储藏环境因子数值，将其与传感器实时采集的环境因子参数数值进行比较运算，输出的结果控制各个执行机构的动作[14]。单片机监控模式是集中式控制结构，单片机承担了所有的控制要求，一旦单片机出现故障，整个系统就会失去控制，因此对单片机性能要求较高。

单片机监控系统可以实现果蔬储藏环境的全局管理，操作简单、成本低廉，但可靠性较差、精度不高、故障率高，且自动化水平较低。

1.2基于PLC的监控模式

基于PLC，即可编程控制器的果蔬储藏环境监控模式由上位机、PLC、数据采集单元及驱动执行机构组成，模式框图如图2所示。上位机作为全系统的管理监控中心，负责统一管理；PLC作为控制核心，通过扩展模块，接受来自传感器的环境因子参数信息，实时处理数据并发送指令，经驱动执行机构调控储藏环境小气候，实现储藏环境的自动化监控。

PLC作为系统的控制核心，融合了计算机控制技术、通信技术、传感器技术和传统继电器技术，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高和适宜长期连续工作的特点。

1.3 基于CAN现场总线的系统模式

CAN（Controller Area Network），即控制器局域网，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，由德国博世公司于20世纪80年代中期开发。CAN总线的通信速率最高可达1Mbps，通信距离最远可达10km，总线上可挂接的节点数达110个，总线接口芯片支持8位、16位CPU。CAN总线通信介质为双绞线，用户接口简单，编程方便，可采取点对点、点对多点和全局广播的方式传送数据。

基于CAN现场总线的系统模式由上位机监控中心、现场控制器、传感器和执行机构组成，组网简单，成本适中，宜于进行大规模、多储藏室的监控，系统框图如图3所示。

1.4 基于网络的监控系统模式

基于网络的监控系统模式包括无线通信网络和Internet互联网络，无线通信网络可采用GPRS、3G、微波等方式实现远距离储藏环境参数数据的传输，Internet网络使得管理人员可以通过远程登录的方式在异地就可完成对储藏现场的操控，只要有Internet网络覆盖就可随时随地掌控果蔬储藏的情况。

该系统模式分解成五层结构，最底层为现场层，由控制器、传感器和驱动执行机构组成，采用总线拓扑结构，传感器负责采集环境因子参数数据，驱动电路芯片驱动执行机构调节环境参数，控制器接受控制指令完成控制操作；第二层为无线通信网络层，负责现场层采集的数据和上层发送的控制指令的传输；第三层是监控层，完成下层传输上来的数据的存储、显示、处理和控制决策的制定；第四层是Internet网络层，实现远程登录；第五层为Web客户层，通过浏览器远程访问监控现场，系统框图如图1.4所示。通过网络技术、无线通信技术实现的储藏环境监控系统管理的储藏室规模大、范围广，易于统筹，通过远程登录的方式能方便的了解到现场的实际情况，利于决策的制定。但是，此系统所需的软硬件多、技术要求高、成本高，实现起来有一定难度也是其不足之处。

1.5 基于Zigbee无线技术的系统模式

Zigbee是一种短距离、低速率无线网络技术，主要用于近距离无线连接。在2.4G Hz输出功率和良好信道环境下，传输距离可达100米，数据传输率可达250kbps，具有功耗低、可靠性高、可扩展性好等优点[5]。

基于Zigbee网络的系统模式由5部分组成：上位机监控管理部分、控制器部分、传感器节点、协调器网关节点和驱动执行部分，系统框图如图5所示[3]。

2 果蔬储藏环境监控系统控制算法

监控系统的硬件核心可以说是控制器，性能优良的控制器不仅能够出色完成预定的控制任务，而且还要消耗较少的能量，具有实时性好、效率高等特点。与此同时，系统还有一个软件核心，是人为设置的控制策略，即算法。好的算法可使得控制精度高，系统时延小，甚至具有智能。

2.1 模糊控制算法

储藏环境系统是一个受多变量影响的大惯性非线性系统，且有交连、时延现象，很难对这类系统建立精确地数学模型，也就不适宜用经典控制方法和现代控制方法实现控制。模糊控制不需要建立被控对象的精确数学模型，它是通过计算机执行人类用自然语言描述的规则，综合考虑各种环境参数完成控制任务。

模糊控制的基本思想是把专家对特定被控对象和过程的控制策略总结成一系列控制规则，通过模糊推理得到控制作用集，作用于被控对象和过程。模糊控制的一般步骤如下：

定义模糊子集，建立模糊控制规则；

由基本论域转变为模糊集合论域；

模糊关系矩阵运算；

模糊推理合成，求出控制输出模糊子集；

进行逆模糊运算，判决，得到精确控制量。

模糊控制的一般结构如图6所示。

2.2 神经网络控制算法

神经网路是由简单处理单元，被称为“神经元”，构成的大规模并行分布式处理器，具有存储经验知识并使之可用的特性，特别适合于具有较高非线性和难于建立精确数学模型的系统的控制。神经网络通过学习过程，通常采用多组样本值进行训练的方式，从外界环境中获取知识，互联神经元的连接强度，即突触权值，用于存储获取的知识，经过多次有序的改变网络的突触权值，达到想要的设计目标。

神经元是神经网络的基本信息处理单位，由三种基本要素组成：突触、加法器和激活函数。每一个突触由其权值或强度作为特征，每个输入信号和权值相乘送往加法器；加法器用于求输入信号被神经元的相应突触加权的和；激活函数用来限制神经元输出的振幅，神经元模型图如图7所示。

2.3 模糊神经网络控制算法

模糊算法与神经网络算法的共同点在于处理和解决问题时都不需要对象的精确数学模型。但一般来说，神经网络不能直接处理结构化的知识，它需用大量的训练数据，通过自己学习的过程，并借助其并行分布式结构来估计输入输出的映射关系。模糊算法可以直接处理结构化的知识，也就是由专家给出的“规则”，因其引入了“隶属度”的概念，使得“规则”可以数值化。模糊算法与神经网络算法的结合，能将神经网络的学习机制引入模糊控制中，使模糊控制也具有自学习、自适应的能力，使神经网络借助大规模的并行分布式处理结构完成模糊的推理过程，构建一个带有人类感觉和认知成分的自适应系统。神经网络结合模糊控制，它“不知不觉“中向训练数据学习，产生、修正并高度概括输入输出之间的模糊规则，并利用神经网络自适应的产生和精炼这些规则，然后根据输出模糊集合的几何分布及由过去经验产生的模糊规则推理得出结论。神经网络与模糊控制的融合方式如图8所示。

2.4 模糊PID控制算法

常规PID算法具有原理简单、实现方便的优点，广泛应用于过程控制领域， PID算法适于简单的单输入、单输出线性系统的控制，稳态性能好，但动态性能较差，且容易产生超调，抗干扰能力差，对于非线性、时变、大滞后和参数难以实现在线整定的系统有难以克服的局限性。模糊控制算法鲁棒性和动态性能较好，自适应性强，对参数变化不敏感，能较大范围适应参数变化，对于非线性时变滞后系统而言，有较好的控制效果，考虑到果蔬储藏环境条件的多变性，可将二者控制算法结合实现稳定、高效、可靠地监控。

模糊PID算法的实现由模糊参数调节器和标准PID控制器共同完成。模糊参数调节器以误差e和误差变化率 作为输入，PID参数KP、KI、KD作为输出，利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改，运行过程中不断检测e和，不断对三个参数进行修改，从而达到良好的控制性能。模糊PID原理图如图9所示。

3 结语

针对目前我国果蔬储藏业的现状，本文综述了可应用于果蔬储藏环境监控的五种系统模式和四种控制算法，用于改善果蔬储藏的条件，较少储藏损失，提高储藏品质。五种系统模式各具特点，适用不同的应用场合，实现的难易程度不同，成本有高有低，根据我国现状可实现多元化的选择，形成多元化的应用格局。四种控制算法相较常规控制方法，有其独特的一面，一定程度上使得控制的可靠性和精确性更高，但实现上有其难度，需要综合考虑，谨慎选择。总之，对果蔬储藏环境监控系统及控制算法的研究，会越来越向着智能化和网络化两个方向发展，人为干预程度越低，自动化程度越高，则监控效果会更好。

参考文献

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[14] 孙鹤旭，林涛. 嵌入式控制系统[M]. 北京：清华大学出版社，2004.

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

中图分类号： U412.36+6 文献标识码：A文章编号：

1．引言

作为环境保护重要组成部分的高速公路边坡绿化越来越受到重视，成为公路建设不可缺少的一个组成部分。受传统硬质结构工程防护的长期影响以及我国高等级公路的特殊性，使得高等级公路的边坡绿化研究发展很慢，且无规范可言。现阶段在一些高等级公路(含高速公路)的景观与绿化设计中过分追求形式美，没有考虑以恢复自然景观为主，选用的植物品种单调，不能形成生物群落，使得植被的防御能力弱，以致沿线的生态环境质量下降。在环境污染日益严重的今天，公路绿化应当按照生态学的原则进行设计，贯彻生态理念。作者结合高等级公路绿化设计建设的科研和实践，拟从生态学的相关理论出发，为高等级公路边坡绿化提供建议。

2．坡绿化应遵循的生态学理论

生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学，它所概括的原理普遍适合所有生命形式，包括人在内。路坡、山体边坡及类似裸地的绿化工程，实质上是一种生态工程，是应用生态系统中物质共生与物质再生原理，结构与功能协调原则，并利用分析、调整、决策、规划、模拟、预测、设计实施、管理和评价等系统工程技术，对生态系统进行设计和管理的技术。众所周知，生态系统的大小可以根据研究目的的不同而加以确定，大至生物圈，小到一个细胞都可称为生态系统。因此，由不同植物构成的路坡或边坡绿地系统也必然构成一个生态系统，故边坡绿化应当遵循一些基本的生态学原理。在公路绿化设计中，适用的生态学原理主要有以下几点。

2．1适宜性

每个物种的生长、繁衍都是需要一定的适宜的环境因子的，这些因子在量上或质上的不足或过量，都会使该物种的生存、生长和繁衍受到影响，严重时还会导致该物种在当地生态系统的消失。也就是说每个物种在生理上对环境因子的需求都有一个最大值和最小值，两个值之间的幅度为该物种的生存限度，即生态幅。而某一物种的生存受多因子的共同作用，物种对多因子的生态幅即为生存域，边坡植物的选择必须考虑当地的环境因子是否在备选物种的生存域内，要考虑物种对当地的适宜性。

2．2生物多样性

生物多样性包括遗传多样性、物袍多样性、生态多样性和景观多样性，定义为“生物中的多样性和变异性以及物种环境、群落及生态过程的多样性。生物多样性程度越高，其生物组成种类繁多而均衡，食物网纵横交织，其中某一种群偶尔增加与减少，其他种群就可能及时抑制和补偿，从而保证系统具有很强的组织功能，生态平衡也就越稳定。

2．3 群落

自然界任何一个物种都不可能离开其他物种而单独生存，物种是在相生相克中生存的，以此产生群落。生物群落是指一定时间内，居住在一定区域或生境内的各种生物种群相互联系、相互影响的有规律的一种结构单元。植物群落是指某一地段上全部植物的总和，它具有一定的种类组成和种间比例，一定的结构和外貌，一定的生境条件，执行着一定的功能，是绿地的基本单位。植物群落存在着演替，当达到顶极群落时是演替的最高阶段，表现为高度的复杂性和稳定性，这是恢复生态系统追求的目标。理想的植物群落是混交林，其绿量最高，其次是乔灌草多层结合，最次为单一地被植物。

3．态学原理在边坡绿化中的应用

3．1遵循物种适宜性原理选择边坡绿化植物

从生物适应规律方面来说，各种生物都有一定的适宜生存、生长、繁衍的外在环境，当生物与环境相互适应，就会相互促进，形成良性循环，表现出最佳的生态生产力，达到最好的生态效应。中国地域广，气候、地形复杂，而且公路是一种长距离的结构，各区域地段内立地条件不同，相差很大，进行绿化设计时，必须先认真调查各段立地条件，做到绿化品种与环境的相适应。

3．2遵循生态位原理

研究备选物种在相应自然条件下的生态学特点，确定其在环境中的表现和生态位，根据各个物种的相互关系，实现植物种群的有效和最佳匹配。在进行物种搭配时，一方面要充分考虑种间的相互影响，尽量避免相克的物种混播，防止种间的相互抑制作用，鼓励互利物种的搭配。另一方面，还要考虑物种的生态位的重叠程度，一个生态系统中生态位的重叠程度越大，种间对环境资源的竞争就越激烈，生态位完全相同的种是不会在同一生境的群落中长期存在的，因此在进行物种搭配时，要避免同样生态位的物种共存。

3．3遵循生物多样性原则

植物多样性是公路绿地自然化的基础，是提高绿地生态系统功能的前提，也是生态系统稳定的前提。一个物种往往不能满足各方面的要求，如狗牙根是一理想的护坡草种，但绿色期短；白三叶覆盖好，能自养，但苗期生长坦，护坡效果不理想。如果一个生态系统包括的物种、生物成分和功能多样性丰富的话，那么在理论上它遭到破坏后就比较容易恢复，如果物种在它们的特性上有差异，那么生物多样性更丰富的系统将更稳定或更具有抵御外界的干扰，另外多样性的物种共存于同一生态系统中，也有利于更好地利用生态系统中不同生态位中的可利用资源，强化了生态系统功能和过程的稳定性一。

4．结语

边坡绿化生态工程是高等级公路建设的一个重要环节。在边坡绿化中，我们必须要尊重生态学原则，树立正确的理性观念，作好施工前的考察工作，充分了解当地气候、土壤概况、边坡结构和原生植被状况，针对性地对物种进行筛选，充分考虑乔、灌、藤、草的结合配比，加强建植后的养护管理，使之形成具有良好生态效益和社会效益的植物群落景观。

参 考 文 献