生态场（Ecological field）指生物所必须的生存空间或影响范围。据植物学家最近发现，当遇到敌害时，有的树木不仅能自己采取防御措施，而且还能给同伴（类）发出“报警信号”。其中柳树最为突出，当柳树叶子上出现害虫时，它们就以分泌一种化学物质的方式，给距离自己60米半径内的同类发出信息，邻近60米内的柳树收到信息后，就开始分泌同样有毒物质来防御害虫。柳树就有60米半径“生态信息场”。

王根轩根据吴新的生态场的理论，提出了生态场是生物的生命活动所引起的有关生态因子空间分布的均匀性，并由此而产生的生态效应的空间分布。随着生物的生长、发展和衰老，生态场也要随时而发生相应的变化。其可以用以下的模型来表达：

式中：E为在空间坐标（x，y，z）和时间t时的生态场强度，αi为第i个因子的生态效应系统，Fi为第i个因子在生物立地点处的相对变化值。

生态场的基本要点有；

（1）生态场是生命活动形成，包括摄取营养、呼吸、光合作用、发育、生长等过程所需的空间，每一类型的生物都有自己的生存空间/场。生态场是由有关生态因子场所组成的，包括光照、温度、水分、矿物元素及生物因子所组成的生态因子场。

（2）生态因子场是指某一生态因子在生物的生命活动的影响下所形的变化及其空间分布。每个生态因子场都需要用生态效应系数校正。

（3）生态场不仅同其他场一样，具有空间变化规律，而且随着生命过程具有时间变化规律，其维变化（x，y，z，t）可由实验得到，也可由野外实测。

生态场的基本特征：

（1）生态场的物质性：主要是受营养元素（N、P、K）、水分、CO2和O2的影响；

（2）生态场的能量性：主要受光场（阳光）、温度场、风场（空间流动场）的影响；

（3）生态场的可叠加性：许多场可以同时位于同一空间，如光场、温度场、风场等可以叠加；

（4）生态场是可以测定的，尤其对泡桐、苹果树、蚕豆、小麦等的测定效果很好。

生态场的作用：相邻两植物的立地间的距离越近，其值为负值，相邻两物竞相延伸。相邻距离合适者，其值为正值，植物间相互促进，有利于生长。植物间的距离相隔太远时，也不利生长，因为失去了彼次促进与协作等作用。

对于具有一定规模的森林来说，它的生态场效应也十分明显，与水体场效应一样，有着自己的特色产生特殊的效应。农田防护林带的建设，就是基于森林场的原理。

“化学场”或气息场：每一个动物，都散发出一种特殊的化学物质，即“气息”，而且有一定的扩散范围，所以叫“气息场”信息。狗对此有特殊的识别能力，能区别200万种不同浓度气息。

气息场，又叫化学场。在地质学中的“化探”，就是利用矿物、岩石散发的特殊化学分子，进行探测的一种较为成熟的地质勘探技术。

2．5地 球系统的全息信息与记忆信息模型

全息与记忆信息是信息的一种特殊类型，也是属于地球信息科学的基础研究之一。全息与记忆信息是地球科学中经常遇到的问题。例如，根据洪积扇的形状与组成物质的特征，推断整个流域的地质、地貌、气象、水文、植物及土地利用特征；根据某地的古土壤特征，可以知道该地区地质时期的地质、地貌、气候、植物及其他历史状况；根据住房条件，推断该地区的社会经济发展水平等。这些都是地球科学的全息和记忆信息的特征，是地球信息科学的基础认识问题。信息科学中有“holographic memory”，可见全息与记忆是密切相关的。

2．5．1 地球空间对象的全息信息特征

“全息”（Holography）这个术语最早出现在物理学中，是指能记录物体的全部信息，并在一定条件下再现原物的三维图像的照相技术，即全息摄影。后来这个术语扩大、延伸到其他许多领域，如信息科学、生物学、医学、及古生物学学科等。中医认为人体的局部，如耳朵、手掌等，能反映人体的全部健康状况的信息，故把耳朵等称为人体的全息体。张颖清认为植物也存在着全息体；陈传康又把全息概念引伸到地理科学研究；杨占生还提出了全息经济的新概念。

2．5．2 全息信息的D．夏佩尔推理

地理系统是一个相互联系、相互制约的整体。组成地理系统的各部之间存在着密切的相关性。子系统和整个系统之间，具有相互“映射”（Imaging）的功能或特征。D．夏佩尔把凡是子系统能映射整个系统特征的子系统称为系统的“全息体”。他认为地理系统的“全息体”具有多级层次性的特征。不同等级的“全息体”子系统，映射不同等级的母系统的全部或大部分信息。可以从全息体的多级层次性的具体关系分析，建立全息联系。D．夏佩尔提出了推理模式，适宜于从时、空方面去分析系统的全息联系形式。D．夏佩尔的推理模式有：

（1）结构型推理模式：按空间排列关系的周期性，或非周期性建立系统的全息联系；

（2）演化推理模式：根据事物发展规律进行推理或发展过程的时间关系建立系统的全息联系。

（3）综合推理模式：根据要素的空间排列关系与发展过程的时间差别关系建立系统的全息关系。

由此可见，D．夏佩尔是在地理系统的时、空关系形式分析的基础上，推导地理系统形成的全息规律的。

B．B．Mandelbrot也指出：在同一系统内，局部形状与整体形状的相性是普遍存在的规律。局部可以映射整体。

地理系统信息的全息特征主要有以下几个方面：

第一，“局部映射整体”特征：它是指系统的个别子系统、个别组成要素的特征，映射或反映整个系统全部或大部要素的状况或特征，这个子系统或要素称为全息体。例如：

古生物学家可以根据古生物化石的局部遗骨的特征复整个古代动物的形状；古人类学家可以根据古人类的牙齿或头部的部分残片化石恢复古人类的形状，甚至性别年龄。现代生物学家根据DNA基因工程技术复制生物等，也可认为是属于全息特征的一种形式；中医根据人的耳朵、手掌等的状况，判别整个人体的健康状况也是全息的应用。

一个小流域的洪积扇形状，包括大小、坡度、三维立体形状，以及它们的物质成分，包括岩性、砾石的大小及其比例、生物残迹及结构等，映射了流域面积的大小、地质、地貌、气候、水文、植物及土地利用等特征的信息。

一个地区的人类居住的总体状况，可以在一定程度上映射该地区的社会经济水平，甚至还可以映射气候状况等信息。

第二，局域（local）映射广域（area）特征：在某一特定的条件下，如在同一个景观区、自然区或经济区内的具有一定面积的小范围的特征信息，可以代表整个区域的特征信息。这个小范围或局域称为全息域或典型区。典型区的面积是比较小的。通过典型区的特征信息研究，获得大范围大区域的特征信息，这是地理研究的常用方法。如何选择、确定这个局域或典型小区的关键是要有代表性，通过它能获得整个大区的特征信息。

第三，“现在映射过去、现在和过去映射未来”的特征：现在的地理系统特征是在过去的基础上发展起来的，大部分地理系统都具有继承性和发展性两个特征的综合体。例如今天的地貌状况，不仅是由于今天正在起作用的内、外营力共同作用的结果，而且也受过去、历史的内、外营作用结果的影响，仍然部分保存着过去的地质史上的内、外营力作用的形迹，而且这些历史形迹对今天的地貌发展起着一定的影响。例如，今天一些温暖较干旱的地区仍保留着过去曾是炎热潮湿气候区的地貌特征，如北京附近的喀斯特地貌——石花洞，就是反映了历史时期气候的地貌特征信息。可以认为现在的喀斯特地貌特征信息是当时古地理系统的信息。

第四，四维时、空域映射统一形成过程特征：生物学的贝尔定律，即个体发育重复系统发展的一定过程。例如，所有动物的胎初期的形状都是十分相似的，证明动物具有统一的形成过程。不论整体或部分都是系统发育的产物。因而整体和部分的某一发育地段能够映射系统的发育，包括映射过去与未来，包括对发育周期与超循环性的系统演变的预测。

地理系统信息的全息特征研究的重点，应该包括全息体及全息域的确定标准及全息的影响范围与功能等问题。
　　本文标题：地球空间场的信息特征(2)
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