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簡述生態學研究的方法范文1
關鍵詞： 高中生物 “生物科學與社會”模塊 大學教學
為提高學生的科學素養，中學新課改已在全國相繼開展，這不僅要求中學教師要適應課改，同時也要求高校培養出勝任中學課改教學的教師。但是，目前高校的教育與中學的教學常存在脫節現象，為適應高中生物教學需要，必須對大學的生物學教學進行適當的調整，以使高?！吧锟茖W”專業培養的學生能夠更加適應中學教學的要求。
在新課標中，高中生物課程包括必修和選修兩大部分。必修部分體現了生物學的核心基礎，又反映了生物學迅速發展的領域。選修部分是在修完必修教材的基礎上進行選修的［1－2］。選修部分包括“生物技術實踐”、“生物科學與社會”和“現代生物科技專題”3個模塊，其中“生物科學與社會”涉獵的范圍最廣，并且與現實生活聯系緊密。“生物科學與社會”模塊共包括4個專題：生物科學與健康、生物科學與農業、生物科學與工業、生物科學與環境保護［2］。大學教學內容與其適應方面出現的問題也較多，它對大學課程設置和課程內容提出了新的要求。
1 生物科學與健康
生物科學與健康專題中，新課標要求是：簡述基因診斷和基因治療；舉例說明器官移植；簡述避孕的原理和方法；舉例說明人工受精、試管嬰兒等生殖技術；簡述抗生素的合理使用。
這一章的內容屬于醫學領域，它貼近生活，直接關系人的身體健康和生殖問題，內容涉及大學的現代分子生物學、細胞工程，基因工程等課程，對這些問題的了解將有助于人們生活質量的提高。首先，在大學的基因工程和現代分子生物學這兩門課程里，詳細闡述基因診斷、基因芯片技術在診斷中的應用。從總的內容來看，大學的課程基本涵蓋了中學的內容，并且介紹得更為深入。第二，在大學的細胞工程課程中，基于干細胞培養的技術與原理闡述了組織工程方法，組織工程化皮膚、骨骼、血管等組織工程器官。組織工程是傳統器官移植治療方式的革命。但是，大學的課程只涉及器官移植的未來發展方向，而對人體的器官移植的發展歷史和發展現狀卻沒涉及。第三，在大學的細胞工程課程中，還詳細闡述了動物的體外受精的概念、歷史和技術。但對人類的試管嬰兒并未獨立列出和闡述。所以人體的器官移植的發展歷史和現狀以及試管嬰兒的內容應該在適當課程中增補。
上述中學課標還要求簡述抗生素的合理使用，簡述避孕的原理和方法。但這些醫學衛生知識在大學的課程里卻顯得相當匱乏，幾乎沒有一個課程（包括人體解剖生理）涉及這些問題，所以在大學的教學里應積極補充這方面的內容。
2 生物科學與農業
在生物科學與健康專題中，新課標要求是：概述農業生產中的繁殖控制技術；列舉現代生物技術在育種中的應用；簡述植物病蟲害的防治原理和技術；關注動物疫病的控制；描述綠色食品的生產；舉例說明設施農業。
這一章的內容在大學里涉及了動物、植物的遺傳育種，動物醫學，植物生產學等的基本知識。首先，就大學的遺傳與育種教學來說，主要偏重于遺傳學基礎知識，其中只介紹少部分的常規育種技術，而對非常規育種介紹得非常少。中學課本涉及農業生產的繁殖技術（包括植物微型繁殖技術，人工受精技術，胚胎分割技術，克隆哺乳動物技術）和現代生物技術在育種上的應用（包括轉基因技術育種、細胞雜交育種、轉基因生物的安全性）。傳統的遺傳與育種課程已不能滿足這些需求，但細胞工程這門課程包括上述內容，可以滿足我們未來教師的需要。第二，就植物生產或相關課程來說，雖然包括病蟲害的防治原理和方法，但缺少病蟲害預測的常用方法、性信息素的作用，同時也沒有強調轉基因技術在生物防治中的作用，因此需加強以上內容闡述，把病蟲害的防治當作課程的重點。不過大學的生態學相關課程，在生態系統的信息傳遞里對闡述性信息激素概念和作用也做了闡述。另外，在現在的植物生產類的相關教材，關于智能農業的內容這一方面還相當弱，也應該給予強化。其它關于綠色食品的生產和設施農業的內容可以完全滿足需要。第三，就動物養殖的相關課程來說，同植物生產的相關課程類似，應加強或補充動物疫病方面的內容，尤其是動物疫病的類型與防治。總之，無論對動物或植物來說相關的病害或蟲害都是生產中的關鍵問題，在課堂教學中應突出這一點。
3 生物科學與工業
在“生物科學與工業”專題中，新課標要求是：舉例說出發酵與食品生產；舉例說明酶在工業生產中的應用；舉例說明生物工程技術藥物和疫苗的生產原理。
在大學的課程里這一章內容涉及微生物與發酵，酶工程、生物制藥三門課程。首先，就大學的微生物與發酵課程來說，中學課本提到的發酵工程發展歷史和發酵的生產過程是其基本的內容，不需要強化或補充。但關于現代生物技術――基因工程在生產中的應用方面的信息及發酵過程的一些細節問題還比較匱乏。對于這些不足，在大學的酶工程這一門的課程能夠等到補充和完善。因為在酶工程中，關于酶發酵生產的工藝控制對上述內容講解是非常詳盡的。另外，酶工程對酶在食品、輕工業等方面的應用介紹也非常詳盡，能夠完成培養生物教師的任務。第二，對生物制藥這門課來說，主要介紹用基因工程制藥、細胞工程制藥、酶工程制藥等制藥的基本原理、方法和應用。經過這些方面的學習，學生對基因工程制藥、細胞工程制藥的基本知識的掌握就比較全面了，但關于生物技術疫苗內容比較薄弱，這些內容只在教材中附帶的被提出來，沒有被當作一個專門問題來闡述，應在今后的教學過程給予強化或補充，或者增加免疫學課程。
4 生物科學與環境保護
在生物科學與環境保護專題中，新課標要求是：識別生物性污染；概述生物凈化的原理和方法；認同有利于環境保護的消費行為；關注生物資源的合理利用，列舉生物資源面臨的危機及原因；倡導綠色消費。
這一章的內容屬于基礎生態學方面的內容。基礎生態學主要介紹生態學的基本概念、基本原理及基本應用，但比較偏重于基本原理。中學課本里關于生物污染與預防、生物凈化的原理和方法屬于基本原理內容，在大學的課程被當作重點內容詳細闡述，所以并不需要強化與補充。關注生物資源的合理利用、列舉生物資源面臨的危機及原因，綠色消費屬于應用生態學方面的內容。從中學課標看出，生態學基本原理和應用生態知識擁有同樣的重要地位，在中學教材各占一半篇幅?，F代生態學研究已從理論研究轉向應用研究，中學課本很好地把握了這一趨勢。但大學基礎生態學課程里，應用生態學內容比較少，信息量少，比較籠統，就生物資源的合理利用里的生物資源危機來說，缺乏具體事例和數據，也沒有具體闡述生物資源的合理利用辦法，同時也沒有提到綠色消費的相關內容。這些應用生態方面的知識在大學生態學教學中應著力補充。
從以上分析我們可以看出，生物科學與社會這冊書包括的范圍廣，介紹了生物科學在工業、農業、醫療保健、環境保護等方面的應用，涉及大學的眾多課程，包括現代分子生物學、細胞工程、基因工程、酶工程、生物技術與制藥、微生物與發酵、遺傳與育種、生態學、植物生產、動物養殖、醫藥衛生。尤其醫藥衛生相關課程最為薄弱。所以大學的課程建設應關注這個問題，積極建立一門介紹基本醫藥衛生知識的課程或者把相關知識融入到相近課程，讓我們的未來教師把更多的醫療保健知識傳播給學生，提高學生的自我保健能力。另外，對于一些課程內容并不需要探究太深，其中的一些課程可以整合成一門課程。比如植物生產和動物養殖整合為一門課程，既節省學時，又使學生對農業有所了解。
面對高中課程改革，我們要做的不僅是大學專業課課程設置的調整，同時要強調講授內容要與現代生活的應用方面相聯系，要反映生物學發展的前沿。只有這樣，我們的畢業生才能適應高中生物的教學工作。
參考文獻：
簡述生態學研究的方法范文2
【論文摘要】：外來植物入侵是非土著植物通過各種方式進入并定居在一個新的生態系統，一般具有比土著植物更強的生活能力，從而對土著植物的多樣性構成威脅。文章綜述了外來入侵植物的基本生理生態特征和其入侵的一般特征，并分析了目前我國植物入侵的現狀，最后提出了防制植物入侵的一般方法。
引言
植物入侵（PlantsInvasion）是指一種植物在各種活動的影響下，從原產地進入到一個新的棲息地，并通過定居（colonizing）、建群（establishing）和擴散（diffusing）而逐漸占領該棲息地，從而對當地土著種群和生態系統造成負面影響的一種生態現象。外來植物入侵的原因很多，如動物活動，占領空的生態位等。外來植物入侵現象在當今社會十分普遍，引發了一系列的生態和經濟問題，打破了入侵區的生態系統，影響生態系統的承載力，危害人類社會經濟結構以及人類健康，造成了無法估量的損失，特別對農田、草坪、果園等人工栽培的經濟生態系統造成了極大破壞。植物入侵造成了全球植物生態系統多樣性喪失和危害人類社會經濟已經成了無可爭議的事實，研究入侵植物的生態和生理特征，準確預測植物入侵性，有效防止有害植物的入侵成了植物學家和生態學家研究工作的焦點。
1.植物入侵概念和入侵植物的特征
1.1外來入侵植物及植物入侵的概念
外來入侵植物是指在非原生態系統進化出來的植物，由于自然或人為的因素被引入新生態環境并對新生態環境或其中的物種構成一定威脅的植物。植物入侵是指一種植物在各種活動的影響下，從原產地進入到一個新的棲息地，并通過定居，建群和擴散而逐漸占領該棲息地，從而對當地土著種群和生態系統造成負面影響的一種生態現象。
1.2入侵植物的特征
外來入侵植物，特別是那些入侵性較強的外來植物，具有其相應的生理和生態等特征。比如：外來入侵植物一般多為草本植物，多為單年生或二年生，生活周期短，植株較小，種子數量巨大，種子小而輕，繁殖和傳播方式多樣化，具有靈活適應環境變化等特征。如薇甘菊廣叟果千粒重010892g，具5"脊"，先端一圈冠毛；紫莖澤蘭種子千粒重0104～01045g，廣叟果頂端有冠毛；飛機草廣叟果千粒重僅為0105g，具五縱棱,棱上有短硬毛。這些體積小、重量輕,加之具有翅、柔毛或冠物等附屬物，能通過空氣、水流、動物或人類等多種途徑進行遠距離散布。研究表明，單子葉植物比雙子葉植物更具入侵性；草本植物比木本植物更具入侵性；單年生、二年生植物比多年生植物更具入侵性。對入侵我國最嚴重的90種外來植物中草本和木本，單年生和多年生的數目分析比較也證實了這一點。
2.目前我國植物入侵現狀
據調查，目前中國共有外來入侵植物188種，其中水生植物18種、陸生植物170種，隸屬41科。種數最多的科是菊科（49種）和禾本科（33種），來自美洲的有125種，占入侵植物總種數的66.15%。這188中入侵植物中，最嚴重的為90種，對這90種外來植物的性狀和生活周期型的統計，發現草本與木本的數量比為81/9，單年生、二年生與多年生數量比約為52/38，并且，作為草本的禾本科（Graimineae）和菊科（Compositae）數量居多，分別為11種和22種。統計的結果顯示，在這90種外來植物中，草本在數量上占據絕對優勢，由于該90種外來植物在我國入侵性評價中處于最嚴重的地位，故一定程度上說明了草本植物比木本植物更具入侵性；而一、二年生與多年生相比，也占據一定優勢。我們抽樣對90種外來植物的其中蓖麻等5種植物的形狀和入侵強度列出如下：
3.有效防止和防制植物入侵的一般方法
目前對入侵植物主要采取檢疫、人工、生物、化學、農業、機械或物理防治，以及將這些方法結合起來的綜合治理措施。主要方法簡述如下。
3.1雜草檢疫防治
雜草檢疫是防治植物入侵的首要環節，也是雜草防治不可缺少的環。它是依據植物檢疫法，對輸入或輸出的動植物或動植物產品中夾帶的有毒、有害雜草的繁殖體進行檢疫的防治方法。必須提高檢疫員的素質和業務水平，同時加強宣傳、呼吁，加強科普教育，使人們有充分認識，從源頭杜絕有害外來植物的入侵。
3.2人工防治
人工防治是最原始、最簡便的方法，適于控制剛傳入,還沒有大面積擴散的入侵物種，能在短時間內將其清除，但對高繁殖力的物種則因費時費工，除草效率低。深圳曾多次進行人工拔除薇甘菊，但因效果差而放棄。人工防治是一種清潔的生態防治方法，但要注意除后殘株必須及時妥善處理，否則可能成為新的傳播源，客觀上加速外來植物的入侵。
3.3生物防治
生物防治是利用雜草的天敵，如昆蟲、病原真菌、細菌、病菌、線蟲、食草動物或其他高等植物來控制雜草的發育、生長蔓延和危害的方法。其目的不是根除雜草，而是通過干擾雜草的生長發育、形態建成、繁殖與傳播，使其種群數量和分布控制在生態和經濟危害水平之下。利用有害植物的天敵進行防治，國內外已取得了不少成果。
3.4動物治草
以蟲治草是利用昆蟲能相對專一地食取某類雜草的特性來防治雜草的方法。一般程序為：原產地考察采集天敵-安全性評價-天敵引入與檢疫-天敵生物生態學特性研究-天敵的釋放與效果評價。從20世紀中葉至90年代，以蟲治草的研究和實踐迅速發展，取得顯著成效。如1945年美國用澤蘭實蠅防治紫莖澤蘭；1978年前蘇聯利用豚草條紋葉蟲防治豚草；1987年中國利用空心蓮子草蟲（Agasicleshygrophila）防治空心蓮子草；利用專食性天敵昆蟲Neochetinaeichhorniae和N.bruchi對水葫蘆進行防治等。
目前防止和防制外來植物入侵的方法日益增多，也日益科學化，環?；陀行Щ饕w現在生物防制植物入侵的方法上。
結束語
一個外來植物在遠離原生境后要迅速占據新的生境，并不斷擴展分布范圍而成為入侵種，必然有一定的生理和生態學基礎對異質生境較強的適應對策、快速的繁殖能力、高效的種子散布方式。這些機制之間相互影響、相互作用，共同促成外來植物的成功入侵。
植物入侵打破了生態系統的穩定，影響生態系統的承載力，危害人類社會經濟結構以及人類健康，造成了無法估量的損失，已經引起了世界的高度重視，尋找有效而科學地防止和防制外來植物入侵的措施成了植物入侵研究工作的當務之急。
參考文獻
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[2]江貴波,曾任森.外來入侵植物的危害及防治.安徽農業科學,2006.
簡述生態學研究的方法范文3
論文摘要 簡述了景觀多樣性、旅游地形象建設的涵義和多樣性原理在旅游地形象建設中的意義，并指出多樣性原理在旅游地形象建設中的運用主要集中在斑塊、廊道、基質的生態設計當中。
近年來，旅游地的形象建設研究已成為國內外的一個熱門課題。隨著旅游業的蓬勃發展，越來越多的旅游研究者發現，旅游地的形象是吸引客源的一個關鍵因素。只有深入了解旅游目的地的情況，樹立正確的旅游地形象才能保證穩定的客源。當前，運用景觀多樣性原理來指導旅游地形象建設是一種倍受矚目的創新方法。
1 景觀多樣性與旅游地形象建設的涵義
1.1景觀多樣性的涵義
景觀生態學是一門應用范圍廣泛、溝通自然科學和社會科學的橋梁學科，景觀多樣性是指景觀單元在結構和功能方面的多樣性，它反映了景觀的復雜程度[1]。景觀多樣性主要研究組成景觀的斑塊在數量、大小、形狀和景觀的類型、分布及其斑塊間的連續性、連通性等結構和功能上的多樣性。景觀多樣性和景觀異質性有密切的關系。景觀異質性指景觀的變異程度，多指景觀類型的差異。
1.2旅游地形象建設的涵義
旅游地形象是指人們對該旅游地總體的、抽象的、概括的認識和評價，是對旅游地的歷史印象、現實感知和未來信念的一種理性綜合[2]。所謂旅游地形象建設，其內涵就是旅游地經營管理者為了樹立本地良好的、鮮明的旅游形象，增強旅游地的旅游吸引力和市場競爭力而進行的一系列活動的總稱。其最終的目的是使旅游者形成對該地的良
好的、突出的印象，從而招來盡可能多的游客，最終獲得更大的效益。
2 景觀多樣性原理在旅游地形象建設中的意義
旅游地的形象建設運用景觀多樣性原理和方法，合理地規劃景觀空間結構，使斑塊、基質、廊道等景觀要素的數量及空間分布合理，使信息流、物質流與能量流暢通，使旅游地的形象不僅符合景觀生態學原理和可持續發展的原則，而且具有一定的美學價值，并能達到吸引游客的目的。
（1）維持旅游地的生態穩定。即維持旅游地景觀形象的生態平衡。景觀的結構功能保持一致性和連貫性，有一定的恢復能力，對自然災害具有一定的趨避性。
（2）利于旅游地的生物多樣性建設。景觀多樣性不僅是生物多樣性的重要組成部分，景觀本身也是生物多樣性存續的重要場所。保護景觀多樣性是保護物種多樣性、遺傳多樣性的重要手段。運用景觀多樣性原理建設旅游地形象利于旅游目的地生物多樣性的保護。
（3）利于旅游地形象的特有性建設。根據景觀多樣性的原理來確定旅游地土地鑲嵌體的生態優化系列是否具有美學、生態和人類旨趣的相對重要性。
（4）利于旅游地的交通建設。斑塊間有廊道溝通、連接，交通條件易于到達。
（5）利于旅游地形象的美學建設。多種多樣的生態系統能保證旅游地的生物多樣性和遺傳多樣性，這能使旅游地景觀的美學效果達到最高水平。
景觀多樣性的存在對保護旅游地的生物多樣性、確保景觀生態系統的穩定、緩沖旅游活動對環境的干擾等有極其重要的作用。多種多樣生態系統并存，才能構成異質性的景觀格局，保障景觀功能的正常發揮。因此，景觀多樣性原理在旅游地形象建設中具有重要意義。
3 景觀多樣性原理在旅游地形象建設中的體現
旅游規劃者運用景觀生態學中的斑塊、廊道、基質這一基本模式來描述景觀結構，有的還提出了緣[3]。斑塊指在外貌上與基質有所不同的一塊相對均質的非線性地表區域。從旅游地形象方面講主要指自然景觀或以自然景觀為主的地域，如森林、湖泊等。廊道是指景觀中與相鄰兩邊環境的現狀或帶狀區域。從旅游地形象角度講，主要表現為旅游功能區之間的林帶、交通線及其兩側帶狀的樹木、草地、河流等自然要素。交通廊道有3種類型：區間廊，指旅游地與客源地及四周鄰區的各種交通方式、路線；區內廊，指旅游地內部的通道體系；斑內廊，指斑塊之間的聯絡線，如景點的參觀路線。基質是指景觀中面積最大、連接性最好的景觀要素類型，一般指旅游地的地理環境及人文社會特征。緣，又稱邊緣帶，主要指整個自然保護區的外圍保護帶或旅游斑的外圍環境，其作用集中在邊緣效應上。
景觀多樣性原理在旅游地形象建設的運用主要體現在斑塊、廊道、基質的生態設計上。
（1）斑塊的規劃設計。旅游地的斑塊設計應遵循區外集中式、區內分散式和與環境融為一體式（生態化）的原則[4]。旅游目的地斑塊的設計要與旅游地的周圍環境融為一體，人文與天然景觀共生程度高，做到人工建筑與天然的斑塊相協調。充分實現其生態化，并注意與當地的自然文化景觀的文化特征相協調一致，切忌城市化、商業化的氣息損傷生態旅游地景觀形象的原有文化內涵和特色，忌一切扭曲文化形象的景觀污染事件發生。
（2）廊道的規劃設計。旅游地的廊道設計應遵循利用現有的自然通道、道路過客量與環境容量一致和回避生態敏感區的原則。旅游地的區內廊道的設計要避開生態脆弱地帶，盡量選擇生態恢復功能較強的區域進行，并盡量利用或選擇自然環境中現存的通道，如林間小河岸、滑雪道等。并注意合理組合，互相交叉形成網絡，以便延長游客的觀賞時間；區間廊道的設計應考慮道路所通過的客流量與環境承載力的潛在關聯，盡力使道路所通過的客流與區內環境相一致。在道路施工技術上盡量利用接近自然無污染的材質如卵石、沙子、竹木等，而少用或不用水泥、礦渣、瀝青對環境存在影響的建材[5]。
（3）基質的設計。旅游地的基質設計應遵循適當注意突出背景特色和通過基質-斑塊的遞變構建新的旅游景點的原則。旅游地形象的基質設計在于以基質為背景，利用遙感技術和地理信息系統技術進行景觀空間格局分析，構建多樣性的、異質性的旅游景觀格局，從而對旅游區進行景觀功能分區和旅游生態區劃；并分地段進行主題設計，策劃旅游產品形象，以體現多樣性決定穩定性的生態原理和主題與環境相互作用的原理。
4 結語
景觀多樣性原理在旅游的形象建設中運用主要集中在斑塊、廊道和基質的生態化設計當中。在旅游地形象建設中運用景觀多樣性的原理能夠達到自然性、穩定性、多樣性、觀賞性、通達性、和諧性的目的。
5 參考文獻
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簡述生態學研究的方法范文4
關鍵詞:結構模擬;功能模擬;行為模擬;機制主義方法;人工智能統一理論
1人工智能成為信息科學技術的焦點
信息是事物存在方式和運動狀態的表象;知識是由信息提煉出來的產物,是事物存在方式和運動規律的本質表征;智能是知識和目的演繹的結果,是運用知識來認識問題和解決問題的能力。信息科學技術的研究目標不僅是為了認識和利用信息本身,更重要的是為了“利用信息、提煉知識、生成智能、解決問題”。后者,就是“人工智能”的研究。
人,是地球上所存在的最高級信息系統。人體信息系統的進化表現了一個重要的科學規律:在感覺器官、神經系統、古皮層舊皮層、行動器官成熟之后,新皮層就成為整體發展的焦點。信息技術的發展也遵循同樣的規律:在傳感(感覺器官功能的擴展)、通信(傳導神經系統功能的擴展)、計算(古皮層舊皮層功能的擴展)、控制(行動器官功能的擴展)充分發展起來之后,人工智能(新皮層功能的擴展)就成為信息技術整體發展的焦點。
進入21世紀,傳感、通信、計算、控制以及基于通信和計算的互聯網都獲得了長足的發展,智能傳感、智能通信、智能計算、智能控制、智能信息處理、智能機器人、智能信息安全、智能游戲等已經成為備受關注的方向,因而它們的共同基礎――人工智能本身的發展客觀上就成為了當代信息技術發展的焦點。
2人工智能研究現狀簡述
迄今,人工智能的研究形成了3種主流學說。
1) 1943年以來形成的模擬人腦結構的“結構模擬學說”[1-5],它的典型代表是人工神經網絡(后來與模糊邏輯及進化計算相結合,稱為計算智能)。它的特點是:通過對“信息樣本的訓練”獲得經驗知識和策略,用以解決形象思維一類智能問題。
2) 1956年以來興起的模擬人腦邏輯思維功能的“功能模擬學說”[6-10],典型代表是符號邏輯系統(如專家系統)。它的特點是:通過獲取領域相關的規范知識和運用邏輯演繹的方法獲得求解問題的策略,求解邏輯思維一類智能問題。
3) 1990年前后發展起來的模擬智能系統行為的“行為模擬學說”[11],它的典型代表是黑箱系統(如感知―動作系統)。它的特點是:需要建立刺激與響應之間的關系(表現為常識知識),于是只要識別了刺激的類型,與之相關的響應就可以自動產生。
目前的人工智能研究還存在許多問題。主要問題之一是,在“三種學說”各自取得進展的同時,卻很少互相溝通。不僅如此,互相之間還存有“孰優孰劣”的爭論,有時爭論還非常尖銳和激烈[12],表現出三者之間的不和諧,形成“鼎足三分”的格局。
這種“鼎足三分互不溝通”的狀況,不能不使人們深思,并且逐漸醒悟:看來,現有人工智能的各種研究方法還沒有真正抓住智能問題的本質,致使“三分”狀態未能實現“歸一”;為此,當務之急就是要加緊研究和發現更加深刻更加科學的研究方法。
3人工智能理論研究的新進展
3.1新進展之一:人工智能的第4方法――機制主義方法
智能是一種復雜的研究對象。智能系統的結構、功能、行為雖然都是窺探其中奧秘的重要觀察窗口,卻不是最根本的入口。
本文的研究發現:探索智能奧秘最具本質意義的途徑,應當是探尋和闡明“智能生成的機制”,回答“智能是怎樣生成的”這樣根本的問題,特別要把注意力放在“智能生成的共性核心機制”的問題上。這就是人工智能研究的第4種方法的基本理念。
按照這個新的理念,我們分析了典型的智能活動過程,考察了隱藏其中的普遍規律。
典型的智能活動過程。
無論何種場合,典型的智能活動過程一般都應當包含以下6個基本步驟:
1) 給定問題P、目標G和環境E,稱為“任務給定”。
2) 獲得關于問題、目標、環境的信息,稱為“信息獲取”,符號表示為:I(P, G, E)。
3) 把這些信息加工成為相應的知識,稱為“知識提煉”,符號表示為: = f (I)。
4) 在目標的引導下把知識和信息演繹成為解決問題的策略,稱為“策略生成”,符號表示為: = g (K, I, D)。
5) 把策略轉換為行為,求解問題,稱為“策略執行”。
6) 把求解的效果(誤差)作為新的信息反饋至2),通過2)至5)的步驟調整和優化策略,稱為“反饋優化”;逐次逼近,直至滿意。
智能活動過程的普遍規律。
考察上述典型的智能活動過程不難發現:通常,1)是由人給定的,2)至6)則可以由機器執行;而機器執行的這些步驟之中,2)至4)――信息獲取、知識提煉、策略生成是核心步驟。考慮到“策略”是智能的集中體現,所以,策略生成也可以成為智能生成。于是,這些核心步驟也可以表示為:信息獲取、知識提煉、智能生成。信息獲取、知識提煉、智能生成是逐層遞進的過程,由此可以得出結論:智能生成的共性核心機制是“信息―知識―智能轉換”。符號表示為:
= g (, I, G)(1)
其中,
= f (I (P, G, E)) (2)
公式(2)表示的是由信息到知識的轉換;公式(1)表示的是在目標制導下由信息和知識到智能的轉換;兩者的綜合表示了“信息―知識―智能”的轉換。關于公式中的轉換g和f,原則上可以認為:f 是一類由大量信息樣本提煉共性知識的“歸納算法”,而g則是在目標制導下由相關知識和信息演繹智能策略的“演繹算法”。因此,它們在原則上是可以操作和可以實現的。不過,關于g和f還需要做出如下的說明:
1) 在規范的場合,轉換g和f可能由“數學”表達式來嚴格地表示并進行運算。
2) 在更多的場合,由于智能問題的復雜性,這些轉換不一定能夠用現有的數學表達式來表示。這時,可能要借助“邏輯”來表達和推理。
3) 在許多更為復雜的情形,現有的邏輯學也無能為力。這時,可以用“算法程序”來表示和處理。
4) 在那些極為復雜的情形,甚至還要借助“人工”的方法來處置。
本文確信,在各種智能問題求解需求的強烈推動之下,各種新的數學方法、邏輯方法和算法程序必將陸續應運而生。正像經典微積分方法處理不了隨機現象的時候就誕生了概率論等統計數學方法,經典微積分和統計數學方法處理不了模糊現象的時候就催生了模糊數學方法一樣。
于是,以公式(1)和(2)表示的“信息―知識―智能轉換”就是“智能生成的共性核心機制”。只要給定了具體的問題、環境約束和目標,原則上就可以通過(1)和(2)的轉換來獲取信息、提煉知識、生成智能(策略),使問題得到滿意的解決。
3.2新進展之二:知識的生態學結構
如上所見,智能生成的共性核心機制涉及到信息、知識、智能3個層次的理論。在這三者之中,信息是現象,知識是本質,智能是能力。信息來自現實世界,能力作用于現實世界,知識則是信息與智能之間的橋梁與中介。因此,知識在“智能生成的共性核心機制”中扮演著極其重要的作用。
本文研究發現:知識并非孤立靜止的對象,相反,它是一個不斷動態生長著的復雜運動過程。在先天知識的支持下,在各種信息的激勵下,不斷生長出“欠成熟”的經驗知識,其中一些經驗知識會成長為“成熟”的規范知識,并進一步成長為“過成熟”的常識知識;后者的一部分又可能沉淀成為下一代的先天知識。如此不斷生長,不斷進化,成為一個“有始無終”的開放的生態過程。這就是“知識的生態學”,它的結構也可以由圖1表示。
圖1知識的生態學系統
如果把這個知識生態學系統看作是知識內部生長過程的規律,稱為“知識的內生態系統”,那么,前面所討論的“信息―知識―智能轉換”則可以看作是知識的“外部”生長過程的規律,稱為“知識的外生態系統”。
3.3新進展之三:人工智能的統一理論
表面上看,這里所揭示的“知識內生態系統”并沒有什么新奇而不可理解或不可接受的概念。然而,正是這個“知識內生態系統”與“知識外生態系統(即智能生成的共性核心機制)”結合在一起,卻產生了一個非常有意義的重要結果,這就是:依所用知識類型的不同,機制主義方法有A、B、C型之分;而神經網絡(結構模擬)、專家系統(功能模擬)、感知―動作系統(行為模擬)分別是A、B、C型的機制主義方法特例,如表1所示。
表1說明:機制主義方法的實現是“信息―知識―智能轉換”;當其中的知識屬于經驗知識的時候,機制模擬可以退化為“結構模擬”;當其中的知識屬于規范知識的時候,機制模擬可以退化為“功能模擬”;當其中的知識屬于常識知識的時候,機制模擬可以退化為“行為模擬”。換言之,結構模擬、功能模擬、行為模擬都是機制模擬分別在經驗知識、規范知識、常識知識條件下的特例,而根據知識的內生態結構,經驗知識可以成長為規范知識并進而可能成長為常識知識。因此,結構模擬、功能模擬、行為模擬之間構成了一種各司其職、相互支持和相輔相成的生態關系,而不存在先前那種“孰優孰劣”的矛盾。
這樣,如果令表示機制模擬方法,和分別表示“信息―知識―智能轉換”的知識和智能策略,令(S)、(F)和(B)分別表示結構模擬方法、功能模擬方法和行為模擬方法,令(E)、(R)和(C)分別表示經驗知識、規范知識和常識知識,(E)、(R)和(C)表示經驗性智能策略、規范性智能策略和常識性智能策略,那么,就分別有:
(S),若 = (E)(3)
和
(F),若 = (R) (4)
以及
(B),若 = (C) (5)
且有
(S) (F) (B) (6)
上述公式的含義和表1的含義完全等效,兩者都說明:人工智能的結構模擬方法、功能模擬方法和行為模擬方法在機制模擬方法的框架內實現了和諧的統一。
4進展的學術意義
當今社會已經進入信息時代,信息化(利用信息技術促進經濟與社會發展)正如火如荼地展開。但是,理論預測和實踐經驗都表明,信息化發展到一定程度就必須向智能化的水平提升,否則就會進入“休眠期”。因此,“智能化”正越來越強烈地成為社會各行各業共同的呼聲。這便是今天發展人工智能科學技術的意義。
由于國際上迄今所建立的結構模擬、功能模擬、行為模擬3種方法各自都具有明顯的局限性,在相當程度上制約了人工智能的發展。本文提出的“機制模擬方法”(即人工智能研究的第4方法)比已有的3種方法更加深刻地觸及了智能生成的本質機制――“信息―知識―智能轉換”,為人工智能的研究提供了更為科學的研究方法。只有方法更科學,才能使研究取得更好的進步。這是三大進展的學術意義之一。
知識生態結構理論的發現,不僅使人們理解了“知識”的生態規律,而且使人們認識到原來“鼎足三分,勢不兩立”的人工智能三種研究方法之間并非水火不容。恰恰相反,它們之間正是處在“知識生態結構”的不同部位,是可以通過一定的措施實現互相轉化的,從而可以結束以前互不認可的局面。這是本文三大進展的學術意義之二。
基于前面兩大進展,本文證明了:結構模擬方法、功能模擬方法、行為模擬方法都可以在機制模擬方法的框架內實現和諧的統一。這樣,原先看似獨立的“人工神經網絡學說”(也稱為計算智能,結構主義或者并行聯接主義)、“(狹義的)人工智能學說”(也稱為專家系統,功能主義或者符號邏輯主義)和“感知動作系統學說”(也稱為黑箱系統,行為主義)就在“機制主義方法”的基礎上形成了人工智能的統一理論?；蛘哒f,人工智能的結構主義方法、功能主義方法、行為主義方法都成為了機制主義方法的3個相輔相成的特例。3個原來不和諧的“分力”形成和諧一致的“合力”,這是本文提出的三大進展的學術
意義之三。
總之,本文獲得的三大進展――新的研究方法、新的知識理論、統一的人工智能理論將使人工智能學科的理論更為深刻、更為成熟、更為完善。因此,一方面對學科的發展具有重要意義,同時對人工智能學科的教學也具有重要意義。
5結論
本文注意到人工智能研究領域三大主流學說之間存在“互不認可”的矛盾,認識到其中的本質問題是研究方法不完善,于是筆者通過深入研究提出和建立了“機制主義方法”,進而又發現和總結了“知識內生態結構”與“知識外生態結構”。綜合以上提出的方法和兩項發現,建立了人工智能的統一理論,使整個人工智能的研究由原來“鼎足三分”的狀態轉變為“三分歸一”。這一研究成果,對于人工智能理論研究的進一步發展具有重要的意義。
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Mechanism Approach and Unified AI Theory
ZHONG Yi-xin
(Department of Intelligence Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China)
簡述生態學研究的方法范文5
關鍵詞：問題和措施；生態環境；景觀建設
市民文化和道德素質水平的高低，通過該城的景觀建設可以得到相應的體現，在現今發展中，隨著城鎮化發展進程的節奏愈來愈快，在經濟和環境和諧發展方面不斷涌現出較為突出且亟待解決的問題，舒適、高質、友好的環境質量已成為在城市景觀建設中最廣泛的呼聲。
一、生態城市體的內容與主體特征
最早是在由UNESCO組織開展的“man and biosphere”項目中提出了“生態城市”這一重要概念。生態城市從狹義上講，僅指在城市建設過程中以一定的生態學學術理論為依據，最終建成一個健康舒適、高質高效、和諧友好、科學可持續發展的宜居生態環境。結構布局合理、整體統一、區域獨立、相互協調、高質高效、科學持久、和諧友好等七大特色是生態城市體所具備的主要特征。和諧友好即指人與自然和諧共處，相互促進，自然融合；高質高效性具體為，分級、分層、有序、循環的將所有能量、資源和物質都最大程度地開發利用，提高使用效率；科學可持續發展是通過科學分配各種資源，滿足各個不同時間、空間段在發展上對能源的需求，也即解決今人和后人在發展時對資源需求的分配問題；整體統一即是生態環境、經濟發展、社會民生三位一體地和諧統一發展，不顧此不失彼，在一定科學合理的秩序下共同穩步發展；區域獨立性是指在城市化建設進程中，各城市體之間既相互存在關聯又各自功能獨立；結構布局合理則是通過科學統一規劃，統籌安排，充分利用土地資源，不浪費不過剩，同時健全各項配套基礎設施；相互協調具體指城市建設中各項因素之間的協調發展（如資源更新和使用兩者之間的協調、環境與人共同協調發展、鄉鎮與城市的協調等）。
二、現階段我國城市景觀存在的主要生態環境問題
歷時十八個月，由經合組織在2007年提交的《中國環境報告》對我國現階段發展作出如下描述：“我國與發達國家之間在經濟層面上的差距正快速縮小，然后在生態環境方面的現狀卻趨近于平窮的第三世界。”作為人口最集中區域和社會化活動高度集散地，城市化建設的過程中不僅為城市的發展提供機遇，同時在生態環境方面也會產生一些列待解決的問題。
1、環境污染
城市生態環境建設所面臨最嚴重最亟待解決的就是環境污染問題。在城市中的污染形式眾多：噪音、水體、土地、大氣和固體廢棄物等各種污染都嚴重威脅著城市生態環境的健康。通過生化反應，上述污染又會形成眾多有毒有害衍生物，造成次生污染。
2、資源利用和能源短缺
在城市工業建設和城鎮化推進的同時，也考驗著一座城市的資源儲備與對能源的合理利用。下面主要從資源短缺和污染兩方面進行討論。1.一座城市正常運作時所需的能量和資源已經大大超出了自然環境所能供給的量，也即該區域生態環境是處于超負荷狀態下持續供給城市運轉所需的能量。以水資源為例：占全國工業總產值百分之四十二的北方地區，其相應流域河流所提供的水資源流量只在全國江河流域中占比百分之十八，在黃、遼等缺水較為嚴重的下游地區，部分工業城市甚至存在地下水耗盡的危險；2.由于城市集聚各種污染物，是一個最大的污染源頭，對本已短缺的資源又會造成較大污染和破壞。以土地資源為例：在農耕生產中使用的化學物質一面提高作物產量，一面又破壞土地的生產能力，若遇上生活污水、生產排廢、酸雨等其他污染物的綜合作用，土地資源會遭到更深程度的破壞與污染。
3、居住和出行的問題
居住條件的集中程度直接決定了城市交通的工作負荷，此外，交通工具和條件的便利性也是發展改善地區居住環境的前提條件。若私家車在城市交通中占據主體地位，那么除了隨之而來的廢氣污染問題，城市中被消耗占用的資源（如土地空間、燃油能源等）也會急劇增加；地表水體循環也會因大量鋪設水泥道路而被嚴重破壞；在居住環境方面，大量建設高層住宅也會對生態環境中的水體和大氣循環起到負面作用。
三、環境保護措施和手段
1. 樹立正確的城市環境保護目標
制定相應的環境保護措施和手段，首先應考慮既定目標的合理性。同時具有分類引導、舒適宜居、協調統一等幾大特點的目標才具有合理性。協調統一具體指城市建設中各項因素之間的協調發展（如資源更新和使用兩者之間的協調、環境與人共同協調發展、鄉鎮與城市的協調等）；舒適宜居則主要是滿足市民對高質量生活的要求，注重環境改善的具體成效，同時輔以人文環境建設；分類引導要根據城市客觀條件，聯系實際，科學合理地進行城市化建設。
2. 開展節能高效、環境友好型工業建設
第三產業相對欠發達，城市整體工業水平尚停留在中期發展階段，是我國現今城市化建設的基本國情。向著高效率、低能耗方向發展我國工業現代化建設對改善城市生態環境建設起到相當正面的現實促進作用。只有從根本上妥善處理歷史遺留下來的體制問題，高效、低耗的現代化環境友好型工業建設才能順利完成，具體解決手段簡述如下：首要問題是相應縮減政府在各項資源上過于偏大的處理和分配權力，建設健全現有市場經濟體制，通過市場機制來有效調節各種資源的合理分配，政府只是在整個過程中必要時候起到引導和正確導向的作用；其次要注意轉變唯GDP數據增長論的政績評定體系，在考核官員政績時應將城市生態環境建設質量納入考察范圍；同步地還需相應改變稅收政策，生產型企業上繳稅款在國家財政收入中扮演主要角色，這會刺激地方政府重點扶持和發展稅收豐厚的重工產業，不利于生態環境建設和保護；最后則需要平衡能源消耗和現實價格之間的關系，目前尚無法通過貨幣正確量化環境建設、保護與資源使用之間的具體關系，只有以市場引導為主，政府干預為輔，才能使現實交易價格與對應資源能源相匹配，降低發達國家在生產中產生的環境保護成本轉移對國內發展的影響，促進自有“三高”環保技術型產業的
發展。
3. 積極建設生態城鎮
通過建設生態城鎮可以有效保護和改善城市的生態環境狀況，這也是城市在環境方面發展需要最終達到的目標。在建設生態城鎮的過程當中需要同時統籌兼顧保護環境健康和滿足市民生活需求兩方面的因素，以一定的生態學學術理論為依據，科學規劃、合理布局、統籌安排整個城市生態環境的建設和發展，最終建成一個健康舒適、高質高效、和諧友好、科學可持續發展的宜居生態環境。這在本質上與哲學中提出的“人、事、物相互平衡”理論相一致，對順利建成友好生態環境城市起到促進作用。
在當前城市建設中我們可以通過作出如下努力以建設好城市生態環境系統：
（1）科學規劃、合理布局、統籌安排整個城市生態環境的建設和發展。在充分考慮生態環境可承受工業發展速度的前提下，合理布局城鎮產業結構，控制投資規模，平穩較快地發展城鎮建設，根據實際情況實現資源差異化有效配置，統籌全局，調控好經濟增長與環境保護的科學可持續發展。
（2）從根本上重視生態環境體系的建設與保護，建立健全的民主監督和決策機制。增強社會各界的生態保護意識，杜絕為發展經濟而犧牲環境的社會現象發生。
（3）頒布或調整相關法律法規文件，以法律手段切實有效地引導環境建設的合理開展，引導尚存的錯誤發展思路走出誤區。
（4）著重推行科學可持續性經濟發展模式，在區域性范圍內構件經濟、資源可循環發展體系。將工業生產循環系統與居民生活圈循環系統有機銜接，構建全社會生產生活可持續循環發展利用的環境保障體系。
4. 改革城市環境治理模式
（1）理清環保機構相互之間的關系，明確環境規劃在法律層面所處地位。
應在法律上明確界定中地方和地方、中央和地方各級管理部門在環境治理上的具體權利和責任，解決部門間交叉治理、缺乏監督等現實問題。明確環境規劃在法律層面所處地位，建立健全科學合理的民主監督和決策制度，保障社會各界的看法與聲音都能參與到城市建設之中，社會經濟建設和發展規劃必須在城市環境建設與保護的可允許范圍之內。除此之外，在城鄉、城郊結合部、區域城市之間都建立良好的互動治理機制，避免在生態環境建設中產生多余消耗，提高效率。
（2）市場引導為主，政府干預為輔
相應縮減政府在各項資源上過于偏大的處理和分配權力，建設健全現有市場經濟體制，政府只是在整個過程中必要時候起到引導和正確導向的作用，政府職能角色逐漸從主體地位淡出，轉入到制定公平合理科學政策，保障生態環境建設中必需的基礎設施（如TOT、BOT等）建設；由經濟市場機制來有效調節社會各項資源，實現資源合理高效的分配和利用。
（3）向自愿型生態環境治理保護模式發展
充分調動社會各界參與到城市建設當中，鼓勵人人都成為建設中的主體角色，解決政府或者市場調節失靈的問題，緩和社會各不同團體之間在如何建設和保護生態環境上存在的分歧和對立。可以靈活運用信息公示、搭建公共平臺、大力宣傳、政策差異化等各種手段，調動個人參與建設的積極性并提高超前治理的收益性，最終發展成為自愿型生態環境治理保護模式。
五 總結
綜上所述，傳統低效高耗的工業模式、政府主導的治理模式、缺乏現實客觀考量的發展思路、以及紊亂的經濟秩序等多種因素共同造成了我國大部分城市在在生態環境方面存在的共性問題。在高發展、高消費、高推進“三高”的社會發展現實局面下，能否有效解決城市生態方面存在的問題，直接決定城市發展的前景，同時對構建和諧社會，實現國家經濟又穩又快發展也起到決定作用。
參考文獻
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簡述生態學研究的方法范文6
1簡要敘述環境工程和環境適應性的具體內容
1.1簡述環境工程的具體內容
環境的適應性主要指的是產品在使用壽命周期內應對儲藏和運輸中的各種極端環境狀態下，實現自身功能的一種性能。另一種簡單的說法就是不產生不可逆損壞和能正常工作的能力。通過環境試驗，充分反映出產品設計、研制以及材料選用等方面的環境適應性問題，并技術改進這些問題，以此提高產品的環境適應能力。
1.2簡述環境適應性的具體內容
環境工程主要的研究方向是環境的污染問題及提升環境質量的技術研究，環境工程中涉及到了很多的學科，例如生態學科、環境醫學和環境物理學、環境化學等，但是無論涉及到了多少學科，環境工程最為核心的工作重點就是對環境污染進行有效的治理。環境工程不僅研究防治環境污染和公害的措施，而且研究自然資源的保護和合理利用，探討可利用資源技術、生產工藝以及按區域環境來調整進行運作和管理，以此獲得更大的環境效果和經濟效益，這也是環境工程未來發展的方向。
2簡要敘述環境適應性和產品可靠性的差異性
環境的適應性是檢驗產品可靠性的重要方式，但是在進行檢測的過程中，環境的適應性也會對產品產生一定的影響。通常意義上講產品環境適應性不合格，說明產品不能正常使用；而產品可靠性高低，則只表示產品故障發生率的高低，從一定程度上來說，環境適應性不同于可靠性。這就是兩者之間的本質區別，看似不明顯，但是很重要。
3簡要敘述環境工程對于環境污染的有效控制
現階段的保護環境免受污染最有效的方法就是最大限度的減少可能污染環境的污染物的排放。我國目前最為嚴重的環境污染因素就是工業污染物的排放。工業污染物包括三種，它們分別是：第一種工業廢水；第二種工業廢氣；第三種工業廢渣。這三種主要的工業污染物沒有進行徹底的加工，工業的原材料和生產的產品沒有完全的進行利用，這樣的工業污染物對于環境的污染是非常嚴重的。正是因為這樣，我國現在要求工業企業在進行生產的過程中要進行嚴格的生產管理，對于生產的工業流程要進行徹底的改進和創新。在這一個方面工業企業要嚴格的按照政府的相關政策和法規進行，投入經濟和人力進行這方面的建設，改善現在的工業企業對于環境污染的程度。防止工業企業對環境進行污染的最有效的方法是要有效的對工業企業的戰略發展目標進行規范；同時要不斷的促進工業企業的技術創新和突破，只有這樣才能夠有效的緩解環境的污染。但是需要注意的是，人們的生產和生活對于環境的污染是很難給予防治的，所以環境工程最為重要的工作任務就是要有效的控制住外界對于環境的污染。環境工程中有很多的課題，但是大氣的環境污染是環境工程中最為重要的課題之一。本文就具有針對性的講述環境工程對于大氣污染的防治。環境工程對于各種范圍內的大氣的質量要求是不一樣的。環境工程中規定：相對于空曠的地域，大氣的環境質量應該是一種自然的狀態；對于城市的控制質量有著較高的要求，但是對于污染源相對集中的個別城市區域的空氣質量的要求相對較低，但是也不能夠危害周圍居民的生產和生活，更不能危害他們的身體健康。大氣污染的危害表現主要有三種：第一種表現是降塵量的增加；第二種表現是降低了周邊的能見度；第三種表現是導致周邊的樹林生長異常。但是最為嚴重的危害還是有可能威脅人們的身體健康。環境工程中對于大氣污染的污染源的認識是，礦物燃料的燃燒造成了大氣污染。燃燒使得大量的有害氣體排放，嚴重的污染了周邊的大氣環境，同時給周邊居民的身體健康造成威脅。大氣污染物主要有五種：第一種是煙塵；第二種是一氧化碳；第三種是二氧化碳；第三種是碳氫化合物；第四種是二氧化硫。大氣污染現階段的最主要防治措施有兩點：第一點是植樹造林；第二點是進行城市綠化。通過這兩方面的工作可以有效的凈化空氣。環境工程中防治塵土擴散的方法是建立防風林。但是參照現在科學技術的發展和創新程度，改善大氣污染的主要措施還應該是在新型能源上下功夫，盡量采用無污染的能源來進行使用，這樣可以有效的降低大氣污染物的排放量。同時工業企業的生產設備和生產工藝也要有一定的改變和創新。生產設備的創新有助于煙塵的排放，工業燃料的有效利用同樣也可以減少空氣污染物的排放。目前世界上已經在進行汽車燃料的創新工作，但是經過了大量的調研和研發后，這個項目目前還在研究階段。大氣污染防治的最后一個步驟是廢氣的處理。煙氣中的粉塵可以通過過濾、洗滌、靜電沉降等方法與氣流分離。去除煙氣中的二氧化硫有很多種方法：可以將石灰石粉末吹入燃燒室，與二氧化硫化合成灰分，這樣能夠降低二氧化硫氣體對大氣造成的污染；還可以用堿性物質吸收二氧化硫。本文上面簡述的內容都是關于環境工程中大氣污染的治理內容，但是要想最大限度的實現大氣的污染治理就需要將環境適應性和產品的可靠性相結合，只有這樣這三者之間的關系才能夠平衡，才能夠相互促進。
4結束語
