非平衡热力学与生态系统

现代生态系统是以人类为中心的自然生态系统和社会系统的耦合系统。从热力学观点看,生态系统中生物与环境的物质、能量流动必然引起系统熵的变化。本文从非平衡热力学角度讨论生态系统的热力学本质;生态系统的信息熵;生态系统类比;生态平衡。     

农业技术系统信息熵的意义及其应用

在统计力学中 ,信息熵是概率或混乱度的度量。农业技术系统中各种技术要素的随机杂乱分布有碍生产力的提高 ,必须通过技术控制使要素分布集中到概率极小的选择上去 ,这是一个降低系统信息熵的过程 ,随之会伴随系统热力学熵的降低。在信息约定条件下 ,信息熵有评价技术系统整体性质的作用 ,并可用于系统中某些技术要素与其效果相关性的分析 ,因而有指示技术改革方向的意义。信息熵的研究也推动了人们从传统的消耗物质能量的物理农业的概念向信息农业概念的转变     

基于小波包熵的天然气管道阀门内漏分析方法北大核心

为了解决严重威胁天然气管道运行安全的阀门内漏问题,采用小波包分解和信息熵理论相结合的方法对3 in(1 in=25.4 mm)球阀不同内漏程度下的声发射信号特征进行分析。首先,通过搭建阀门内漏声发射检测试验平台开展不同内漏流量下声发射检测试验;其次,应用小波包熵方法对声发射信号各频率段信息度进行分析;最后,采用均方根值评价参数对不同频带内小波包熵值与内漏流量的相关性进行评价。结果表明:在25~37.5 kHz频带内的小波包熵值与阀门内漏流量具有最大相关性(均方根误差为0.012 6),表明小波包熵分析方法是一种输气管道阀门内漏流量量化检测的新方法。     

熵值计算及其在森林生物量分布中的应用

该文对熵的概念及熵值测度方法进行了研究,并对森林生态系统作为典型的耗散自组织系统、非平衡系统进行论述。以森林生物量分布为基础,利用熵差原理计算了华北土石山区森林生物量分布熵值,并分析了其值随林分生长及选取尺度增大的变化规律。结果表明,各标准地生物量分布熵值随着选取尺度的变大而变大;在2m×2m以及5m×5m的尺度上,人工林和天然林生物量分布熵值随林分生长有着不同的变化趋势,人工林生物量分布熵值有逐渐减小的趋势,而天然林生物量分布熵值有逐渐增大的趋势;在10m×10m的尺度上,人工林变化并无规律,而天然林生物量分布熵值随林分生长逐渐增大。随着时间的推移,人工林林木不断分化,天然林生物量分布变得逐渐均匀,天然林和人工林生物量分布有趋向于统一的趋势。     

基于信息熵的石羊河流域降雨时空变异性研究

[目的]应用信息熵研究石羊河流域的降雨时空变化,为合理开发该流域的水资源提供依据.[方法]用边际熵研究月、季和年时间序列的变化,用分配熵和强度熵分别研究降雨量和降雨日数的年内和年代(10年)分布,依据石羊河流域8个气象站1959-2008年的逐日降雨观测资料,对不同降雨时间序列的时空变异性进行分析.[结果]石羊河流域降...     

长江下游人口密集区农田生态系耗散结构——Ⅴ.扬州市农村庭营经济价值熵

本文根据耗散结构理论提出经济系统价值熵的概念,并计算了扬州市各个县的不同经济组织价值熵·庭营经济价值熵有低于非庭营组织价值熵的趋势,说明它是自组织较强的耗散结构。文中还提出了该市专业户和全社会生产的Cobb—Douglas模型,专业户经济系统的弹性系数高于全社会的,进一步说明了庭营经济的自组织性。但庭营经济具有较高的信息熵和较低的剩余度。     

火地塘林区森林群落生物多样性的熵值分析

分别用Boltzmann统计热力学熵、Shannon信息熵、联合熵分析了秦岭南坡火地塘林区几个样地的熵值。结果表明,在无过度人为干扰情况下,熵值随海拔升高而递减。熵值不仅可作为物种多样性、丰富度的评价指标,而且可以说明系统的稳定性及演替方向。     

信息熵在农业科技研究中的应用

介绍了信息熵概念的提出及发展、信息熵的意义以及熵在现代农业研究中的应用。     

两对等位基因群体连锁平衡的遗传分析

对不同程度的连锁对于两对等位基因群体的最大熵原理与Hardy—Weinberg平衡定律的一致性是否有影响,影响程度如何进行了分析。结论是：不论是否存在连锁,最大熵原理与Hardy—Weinberg平衡定律的一致性都成立。连锁只会影响一个不平衡群体在世代交替中趋向于Hardy—Weinberg平衡的速度,而不会影响平衡的结果;或者等价地说,连锁只会影响一个不平衡群体在世代交替中基因型信息熵趋向于最大值的速度,而不会影响基因型信息熵的最大值。     

性连锁群体平衡的信息模型研究

以 XY型性染色体为模型 ,运用信息论方法研究了性连锁群体平衡的熵变规律。结果表明 ,在随机交配下 ,性连锁平衡群体的熵最大 ;性连锁不平衡群体 ,其平衡过程是信息熵增大的过程 ,平衡时信息熵达到最大。     

基于耗散结构的甘孜州农业绿色发展研究

甘孜州农业资源丰富多样,具备发展农业的基底条件,甘孜州农业生态系统是由自然、经济与社会等子系统组成的复合系统。为更好地发展甘孜州的绿色农业,针对甘孜州农业资源利用与保护面临的问题,利用耗散结构理论,从新视角对甘孜州农业绿色发展进行研究。在对甘孜州农业生态系统进行耗散结构与熵流分析的基础上,提出减少熵增,引入负熵流的对策措施,促使甘孜州农业生态系统朝着有序化的方向发展,实现农业经济、社会、环境的协调发展。     

用耗散结构理论分析福建稻田土壤生态系统

应用耗散结构理论探讨福建稻田土壤生态系统平衡的实质及热力学依据,提出从环境系统引入足够的负熵是生态系统稳定有序的必要条件.通过计算福建省不同土壤类型的系统原始熵(S_0),熵变(S_1)及最佳熵变值(S′_1),分析各类稻田土壤茅统的结构特征及其转化效率,为正确评价稻田生态系统提供依据.     

盐城滨海湿地生态系统健康综合评价

在建立综合评价指标体系和确定健康等级的基础上,以2007年统计数据资料为依据,运用层次熵和模糊综合评价方法,对盐城滨海湿地生态系统的健康现状进行了综合评价,提出了生态健康恢复的对策。     

熵及其在生物学中的应用

简要介绍了熵概念的产生及熵增加原理,讨论了生命体负熵产生的机理及其在生物学中的应用。     

长江下游人口密集区农田生态系耗散结构——Ⅱ.扬中县化肥厂关闭的必要性

本文提出农业系统熵的概念,并计算了江苏省最高人口密度分布区沿江地区18个县的农业系统熵。结果表明77％的县的农业系统熵都是正值,投入能量的2—40％都处于无效耗散态,这是农田生态系能量转换效率低下的表现。能量的浪费伴随物质的浪费,以扬中县农田氮素平衡为例,该县化肥厂产量的42.9％处于无效耗散态。文中对停办该厂作了论证。     

农业生态系统的耗散结构特征探析

基于农业生态系统是一种耗散结构的认识,本文系统地分析了农业生态系统的开放性、非平衡性、非线性关系、自组织特征以及非线性动力学过程,以期为农业生态系统的调节和控制提供理论依据.分析表明,农业生态系统必须与其边界以外的自然生态系统和社会经济系统保持物质、能量、信息、资金的交换以获得自由能--负熵,来降低系统内部的熵值,并以此来维持农业生态系统的开放性、非平衡性、非线性以及自组织性.     

负绝对温度系统的相对性

从热力学系统引出负绝对温度的概念后 ,以激光器的工作原理为例 ,研究了能量 E、绝对温度 T和熵 S之间的关系 ,并在此基础上讨论了负绝对温度的相对性问题。