生态熵视角下的城市“智慧园林”构建探析

唐新梅 覃开贤

（四川农业大学 四川成都 610000）

熵是热力学中的一种状态函数，广义上熵的物理学含义是指系统与环境进行热相互作用时不可用性的量度，狭义上熵的物理学意义是系统混乱程度的量度，由狭义上熵的意义引申出的量的概念后，被广泛地应用在其他领域的研究中，典型的例子则是环境科学领域的研究，即生态熵理论。

1 园林绿化不达标与生态熵系统失衡问题

生态熵理论认为，每个生态系统都有着自身独特的物质与能量变化规律，能量均来自太阳，通过植物的光合作用，能量被逐级输送至生物链中。熵的热力学定律指出，任何事物均会由“低熵”向“高熵”转化，而系统只能依靠获取源源不断的能量来保持其低熵的状态。生态系统是一个综合的、开放的系统，要维持其稳定与健康发展的平衡状态，必须要使其保持低熵状态，进而使生态熵系统形成稳定、可持续发展的平衡状态。

然而，随着城市化进程速度的加快，生态系统内熵值的变化不断呈上升的趋势，形成了持续的高熵状态。与此同时，人口密度的增长、城市森林的减少及其质量的降低以及绿化空间的不集中等众多重因素在一定程度上加剧了熵值的增长，导致生态熵系统内“低熵”的缺失，从而造成了生态熵系统的失衡状态。图1为2016年广西部分城市绿化覆盖率统计结果。

图12016 年广西部分城市绿化覆盖率统计结果

由图1可知，广西柳州、南宁、桂林等城市的绿化覆盖率有待进一步提高，事实上我国北方城市的绿化覆盖率较广西更低，城市绿化是建设美丽中国的重要内容。

2 关于生态熵系统失衡问题的对策

2.1 国家有方略，举措接二连三

面对因城市园林绿化水平不达标导致的生态熵失衡问题，城市管理者采取了积极的应对措施，以开展一系列以植树造林为主的建设活动来弥补生态熵系统内“低熵”的缺失，其中较为典型的是森林城市建设、海绵城市建设以及园林城市建设项目。

（1）森林城市建设是为了适应我国国情和发展阶段，推进城乡生态建设的一种实践创新，围绕“让森林走进城市，让城市拥抱森林”这一主题，兼顾“大地植绿”以及“心中播绿”两方面工作，着力开展“创森”活动。

（2）海绵城市建设遵循生态优先的原则，将自然途径与人工措施相结合，通过控制雨水径流，促进雨水资源的利用，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，推进公园绿地建设和自然生态恢复是其中的一项重要措施。

（3）园林城市建设是由生态城市建设发展而来的，其前身是钱学森先生于92年提出的“山水城市”，强调城市景观的塑造，旨在基于人为的审美视角来建设城市的一砖一瓦、一草一木。

2.2 地方有对策，建设“智慧园林”

当前，很多地方提出建设园林城市，海绵城市，森林城市等以优化生态环境。而构建“智慧园林”对于建成园林城市、海绵城市、森林城市等提高城市生态效益有着十分重要的意义。从理念与技术层面来看，“智慧园林”不仅遵循了生态系统的设计理念，还涵盖了生态技术、环境科学等理论，生态的设计理念提倡生态熵系统内“低熵”的有效供应，使生态熵系统维持低熵状态；另一方面，生态的科学技术使这一理念转化为实际的践行，能够缓解当前生态熵系统的高熵状态，扭转生态熵系统的失衡状态，使其能够形成稳定可持续发展的平衡状态。

3 生态熵理论指导下城市“智慧园林”的构建

3.1 科学设计，架构“智慧园林”系统

（1）“智慧园林”的系统构架。“智慧园林”系统构架可依据物联网结构分为三个层次，即感知层、网络层以及应用层。其中，应用层用来实现园林信息管理、环境监测、能源以及用水量检测等；网络层是通过有线、无线传输网络把数据传输到数据信息平台；感知层指的是通过传感器实时采集城市园林各方面环境参数，如风力、温度、湿度、光照度、土壤含水量、土壤酸碱度以及水质等，并且依据参数对喷灌等设备进行智能控制，另外，高清晰度摄像头可以对待定区域植被生长情况进行监控，甚至可以观察病虫害情况。

（2）“智慧园林”的系统方案。这其中包括感知层及其控制系统方案、网络层及其系统方案、应用程序及其检测系统方案。其中，控制系统包含有传感器、喷灌控制以及远程设备供电；网络层系统方案一方面是利用现有互联网、电信网广电网等通信网络渠道进行数据通讯，另一方面使区域检测计算机和用户终端通过网关接入互联网；检测系统方案包含有园林信息管理、环境和墒情以及水资源利用监测、智能喷灌控制及设备监控以及园林专家服务。

3.2 紧跟大数据时代，建设完整的移动系统

设立APP、微信公众平台等线上互动平台，实现公众的线上互动。设立公众监督与举报平台，如发现古树名木等贵重园林植被生病或者遭人破坏，及时拍照传到网上平台，方便管理。利用物联网、移动互联网、云计算等，对城市园林植被进行追踪探测，代替了传统的人工巡更，更方便高效。

4 结束语

城市化的快速发展使人们的生存环境面临生态失衡的威胁，在这种严峻的形势下，以园林大数据为基础，利用云计算、物联网、移动应用、空间地理GIS等先进技术，合理的规划园林，建设智慧园林有利于改善生态环境，带动旅游业等相关产业的发展。

[1]李春友，古家军.国外智慧城市研究综述[J].软件产业与工程，2014（03）.

[2]张晓军.城市园林绿化数字化管理体系的构建与实现[J].中国园林，2013（12）.

[3]方丹丹，陈 博.智慧城市系统架构研究[J].未来与发展，2012（12）.