生态系统的信息流动——​生态系统信息流动的过程环节

发布时间:2021/9/29,浏览人次:2913

生态系统信息流动的过程环节

 

   生态系统信息流动是一个复杂过程:一方面信息流动过程总是包含着生产者、消费者和分解者亚系统,每个亚系统又包含着更多的系统;另一方面,信息在流动的过程中不断地发生着复杂的信息转换。归纳起来,信息流动可有以下一些基本的过程环节。

1.信息的产生

   系统中信息的产生过程是一种自然的过程。只要有事物存在,就会有运动,就具有运动的状态和方式的变化,这就是生态系统中的信息,属本体论的信息。

2.信息的获取

   指信息的感知和信息的识别。信息的感知是指对事物运动状态及变化方式的知觉力。当然,仅有知觉还是不够的,还要有识别能力,对信息加以分辨,它必须同时考虑到事物运动状态的形式、含义和效用三个方面因素。这就是信息科学中的“全信息”。仅计其中的形式因素的信息部分称为“语法信息”(syntax),把其中含义因素的信息部分称为“语义信息”(semantic),而把其中效用因素的信息部分称为“语用信息”(pragmatic)。换句话说,到主体人利用信息的层次就把语法信息、语义信息和语用信息都包含在内了。

   对比较高级的信息的获取常采用机械工具,机器学习从环境中自动提取。为了获取更丰富的有用信息,不仅要获取和利用语法信息因素,同时还需要语义信息和语用信息。理想的机器学习能力应当能够使人工系统自动地从环境中获取那些有利于达到它目的信息。希望机器能从环境中获取全信息。系统利用全信息的能力越强,它获取有用信息的能力亦就越强。

3.信息的传递

   信息的传递(information transfer)包括信息的发送处理、传输处理和接收处理等过程环节。发送信息不仅包括信息在空中的传递,也包括信息在时间上的传递。前者称为通信(communication),后者称为存储(storage)。通讯就是要使接收者获得与发送端尽可能相同的消息内容和特征。生态系统信息传递实质性过程都可描述为这样的模型。该模型可以分为信源、发送器官、信道、接收器官和信宿等5个主要部分。

   (1)信源。常称为信息源(source),它产生要传输的信号。

   (2)发送器官(或机械)。发送器官(sender)要把传递的消息变换成适合于信道上传输的信号。一般由编码器按照信道类型进行编码。

   (3)信道。这是连接发送端与接收端的信息媒介。传递的信号通过此媒介从一个有机体到另一个有机体;从这一种群到另一种群;从一个群落进入另一个群落。空气、水域、导线和光纤维等都是一些典型的信道(channel)。一个信息的传递有时仅通过一种信道,而有时要经过多种信道。

   (4)接收器(官)。接收器(receiver)执行与发送器官(或机械)相反的功能,把通过信道后的信号接收,或再加以变换成能被接收者所理解的消息或信号。

   (5)信宿(收信者)。信宿(sink)即为收到信息者,是信息传递的目的地。

   信息传递的目的就是要使接收端获得一个与发送端相同的复现消息,包括全部内容和特征。然而,在实际中不可避免地会产生噪声的干扰。所以,接收信息和发送信息之间总会有差别,信息传递的过程会失真,如无线电接收中的静电干扰,雨雪对电视信号的干扰,发射机的热干扰等。在环境中有距离不同、方向不同、自身或周围反射的干扰等,统称为噪声(noise)。噪声是生态系统中所有信息传递中的有限制性因素。

   研究表明,信息存储的规律和原理完全可以通过通信的规律和原理来说明。为了安全可靠地传递信息,要充分利用全信息的因素。

4.信息处理系统

   信息处理系统(information processing system)是指为了不同目的而实施的对信息进行的加工和变换。针对不同的目的和背景而进行的,如提高抗干扰性而进行纠错编码处理;为了提高效率而进行的信息压缩和信息加密处理等。一般分为浅层信息处理和深层的信息处理。前者基本上是对信息的形式化所作的处理,如匹配、压缩、纠错和加密等;而后者不仅仅利用语法信息的因素,而且要考虑全信息的因素,特别要与优化、决策等联系的信息因素等。凡是信息处理的层次越深,越是要充分利用全信息的因素。

5.信息再生

   信息再生(regeneration)是利用已有的信息来产生信息的过程,它在整个信息过程中起着十分重要的作用。信息再生表明它是一个由客观信息转变为主观信息的过程,是主体思考升华转变的过程。决策(decision making)是根据具体的环境和任务决定行动的策略,它是一个典型的信息再生过程。

6.信息施效

   使信息发挥作用是研究整个信息过程的目的。人们通过获取信息、传递信息、处理信息、再生信息、利用信息等,让信息发挥效益。其中包括控制、优化的增广智能。最终把信息和规律运用于实践中,造福人类。


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——摘自科学出版社·蔡晓明编著·《生态系统生态学》·第二篇 生态系统功能·第十章 第四节

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