农林牧复合生态系统的稳定性与可持续性——以黑龙江省集贤县为例

摘要

农林牧复合生态系统由生物系统和环境系统共同组成的可人为调控系统，该生态系统是一个多物种多因素组成的复杂的网络结构。本文以生态学的理论知识为前提和系统分析的方法为基础，采用一定的数学思维研究系统各组分之间的能量流动情况，基于李雅普诺夫稳定性理论、信息理论以及能值理论，对整个农林牧复合生态系统的稳定性和可持续性进行分析，以此来提高生态系统的总体功效。
　　本文通过对物质流动的研究，建立起整个农林牧复合生态系统的结构框图，即物质能流模型，把整个生态系统分为九个分室，根据组分间能量流动与否作出系统的邻接矩阵，通过布尔代数方法考虑系统的可达性，进而对系统参数进行研究并建立起线性微分方程模型，运用李雅普诺夫稳定性理论判断系统的稳定性，并在大系统理论范畴内考虑系统的关联稳定性，利用信息理论中的聚合度和冗余度理论，考察聚合度和冗余度对参数的灵敏度，以此来判断系统的功能稳定性;选取系统中部分分室建立环模型，利用环分析理论判断系统的结构稳定性。
　　利用能值理论对农林牧复合生态系统的能量投入和产出情况进行分析，建立能值评价指标体系，作出图表观测整个系统的能流循环指数以及可持续发展指数，对集贤县该地区的农林牧复合生态系统的可持续性进行评价。分析发现集贤县高科技物资投入量比较少，经济发展对环境资源的依赖程度较高，但对环境造成的承载压力较小，环境资源未得到最有效的利用。农业发展水平不高，需提高整个农林牧复合生态系统中的农业生产效率，加大该地区对外开放的程度，加速农业生态发展，进而促进整个复合生态系统的可持续发展。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．1．1 课题研究的目的

1．1．2 课题研究的意义

1．2 国内外发展现状和动态

1．2．1 国外发展现状和动态

1．2．2 国内发展现状和动态

1．3 系统分析的内容、方法及技术路线

1．3．1 基本内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 研究的技术路线

2 系统能流模型的建立

2．1 研究区域概况

2．2 系统模型的建立

2．2．1 系统的结构框图

2．2．2 能流模型参数

2．3 系统的可达性

3 系统的稳定性分析

3．1 系统的关联稳定性分析

3．1．1 李雅普诺夫稳定性分析

3．1．2 关联稳定性的概念及定理

3．1．3 系统的关联稳定性分析

3．2 聚合度和冗余度稳定性分析

3．2．1 生态系统中信息指标的建立

3．2．2 信息指标对参数的灵敏度

3．2．3 灵敏度的计算及结果分析

3．3 系统的环稳定性分析

3．3．1 基本概念及定理

3．3．2 环分析方法判断系统的稳定性

4 系统的可持续性分析

4．1 能值理论概述

4．2 能值投入与产出分析

4．2．1 能值投入分析

4．2．2 能值产出分析

4．2．3 能值指标汇总

4．3 能流循环情况分析

4．4 可持续发展水平分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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