（土地资源管理专业论文）云南大理白族自治州土地利用结构研究.pdf

r e s e a r c ho nt h el a n du s e s t r u c t u r ei n 砌n n a nd a l i at h e s i s s u b m i t t e di np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t f o rt h em a s t e r sd e g r e ei nm a n a g e m e n t b y l ic h u n m e i p o s t g r a d u a t ep r o g r a m c o l l e g eo fe c o n o m i c s c e n t r a lc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r ：d o n gl i m i n a c a d e m i ct i t l e ：p r o f e s s o r s i 一黯 e da p p ：曲 m a y , 2 0 1 1 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者始糊 日期：勿1 1 年f 月知日 学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅； 学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 作者签名： 日期：q 年孓月孑厶日 本人已经认真阅读“c a l l s 高校学位论文全文数据库发布章程 ，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。回童途塞握銮卮澄盾；旦圭生；旦二生；旦三生筮查! 作者糖露珈 日期：1 1 年f 月? o 目 测巾 引 月 励盯 经 伊 签 ：师期 导日 硕士学位论文 l a s t e r st h e s i s 摘要 土地利用变化和土地结构研究是目前全球化研究的热点和前沿问题，土地利用 土地覆盖变化( l u c c ) 是全球变化研究的一个重要领域，同时也是从自然和社会 经济两个方面研究全球和区域环境的突破口之一，它以解释地球环境系统与生产系 统相互作用的基本过程为研究目的。本文采用大理州1 9 9 6 年一2 0 0 8 年土地统计变更 数据和统计年鉴的相关资料，对大理州1 4 年来的土地利用的时空变化进行分析， 反映土地利用变化的情况，并对影响土地利用变化进行驱动力的主成分分析，为大 理州土地利用的持续、健康发展提供实践依据。 本文在对大理州区域自然和社会经济特征进行调查的基础上，对大理州域的各 个县市的各类土地利用状况进行详细的分析和诊断，寻求大理州土地利用存在的问 题，并构建土地利用结构信息熵模型，从三个角度：基于各个地区土地利用系统有 序性、基于各种用地类型土地利用系统有序性以及以时间为序列的最近十多年的土 地利用结构信息熵的动态演变角度对大理州土地利用的信息熵值进行分析，寻求大 理州土地利用有序性的变化规律，最后对大理州土地利用结构演变的驱动力进行主 成分分析，找出影响大理州土地利用变化的经济、社会以及环境的相关因子，得出 结论。为大理州的土地利用决策提供依据。主要结论如下： ( 1 ) 土地利用现状调查和分析表明，土地利用存在以下几个问题：第一，地 貌复杂；第二，土地利用结构不尽合理；第三，粗放式的土地开发方式，土地产出 率低：第四，自然灾害频繁，土地利用基础先天不足；第五，生态敏感空间的可持 续利用受到挑战。 ( 2 ) 基于大理州各地区土地利用结构信息熵的分析表明，大理州土地利用结 构中，大理市、宾川县、南涧县和洱源县的信息熵值比较高，漾濞县和云龙县相对 较低，土地利用系统有序度相对较高。 ( 3 ) 基于各用地类型土地利用结构信息熵的分析表明，以大理州各县市为对 象，就总体的信息熵值来说，牧草地平均熵值最大，耕地的信息熵值次之，其次为 林地、居民点及独立工矿用地及其他农用地和园地。 ( 4 ) 基于时间序列数据的对最近十多年大理州土地利用结构信息熵分析，大 理州土地利用信息熵先后呈现急剧下降快速上升缓慢上升快速上升 目前正处于波动式缓慢上升阶段。 ( 5 ) 对影响大理州土地利用结构演变进行的驱动力分析表明，有以下三种驱 动力：区域自然环境驱动力、政策与制度驱动力和经济社会发展驱动力。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 关键词：熵值法；土地利用结构；大理州；主成分分析；驱动力 h 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a b s t r a c t n l ec h a n g eo fl a n du s ea n dr e s e a r c hi nl a n ds t r u c t u r ei sc u r r e n t l yb e i n gah o ts p o t a n dt h ef o r e f r o n ti s s u e si ng l o b a l i z a t i o nr e s e a r c h , t h el a n du s e l a n dc o v e rc h a n g e s ( l u c c ) i so n eo ft h ei m p o r t a n tf i e l di ng l o b a lc h a n g er e s e a r c h i ti sa l s oo n eo ft h eb r e a k t h r o u g h s f r o mt h en a t u r a l ，s o c i a la n de c o n o m i ca s p e c t so fg l o b a la n dr e g i o n a le n v i r o n m e n t , t h e p u r p o s e so ft h er e s e a r c hi st oe x p l a i nt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ne a r t h se n v i r o n m e n ts y s t e m a n dp r o d u c t i o ns y s t e m t f l i sp a p e ra d o p t sd a l ip r e f e c t u r el a n ds t a t i s t i c sc h a n g ed a t aa n d s t a t i s t i c sy e a r b o o ko ft h er e l e v a n td a t ai n19 9 6 2 0 0 8 t oa n a l y z ed a l ip r e f e c t u r el a n d u s e c h a n g eo ft i m ei nr e c e n t14y e a r s t of i n do u tt h es i t u a t i o no fl a n d u s ec h a n g e a n du s e t h ep r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sm e t h o dt oa n a l y z el a n d u s ec h a n g ea f f e c t s ，f o rd a l i p r e f e c t u r el a n du s ep r o v i d et h es u s t a i n e da n dh e a l t h yd e v e l o p m e n tp r a c t i c a lb a s i s i nt h i sp a p e r , b a s e do nt h er e s e a r c ho nn a t u r a l ，s o c i a la n de c o n o m i cc h a r a c t e r i s t i c s o fd a l ip r e f e c t u r ed o m a i n , m a k ead e t a i l e da n a l y s i sa n dd i a g n o s i so fa l lc o u n t i e so f v a r i o u sl a n du s es t a t u s t of m do u te x i s t i n gp r o b l e m si nl a n du s ei nd a l ip r e f e c t u r e a n d c o n s t r u c ti n f o r m a t i o ne n t r o p ym o d e lo fl a n du s es t r u c t u r ef r o mt h r e ea n g l e s ：b a s e do n d e g r e eo fo r d e ro fe a c hr e g i o nl a n du s es y s t e m ；b a s e do nd e g r e eo fo r d e ro fa 1 1k i n d so f l a n dt y p e ；b a s e do nd y n a m i ce v o l u t i o no fl a n du s es t r u c t u r eo fi n f o r m a t i o ne n t r o p yi n t i m es e q u e n c eo ft h el a s tt e ny e a r s a n a l y z et h el a n du s ei n f o r m a t i o ne n t r o p yv a l u ei n d a l i ，s e e kt h ec h a n g el a wo ft h el a n du s ed e g r e eo fo r d e ri nd a l ip r e f e c t u r e ，a tl a s tu s e d p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sm e t h o d t oa n a l y z et h ea f f e c t so fl a n d - u s es t r u c t u r ec h a n g e ， t 0f i n do u tt h ee c o n o m i ca n ds o c i a la n de n v i r o n m e n t a lr e l a t e df a c t o r si n f l u e n c i n gt h e c h a n g e so fl a n du s eo fd a l ip r e f e c t u r e ，d r a wt h ec o n c l u s i o n f o rp r o v i d i n gb a s i so n m a k i n gt h el a n du s ed e c i s i o n n l em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) c u r r e n tl a n du s ei n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i ss h o w st h a t ，t h el a n du s ce x i s tt h e f o l l o w i n gi s s u e s ：f i r s t ，g e o m o r p h i cc o m p l i c a t e di nd a l i ；s e c o n d ，t h el a n du s es t r u 咖r ei s u n r e a s o n a b l e ；删，t h el a n dd e v e l o p m e n tw a yi se x t e n s i v er u n n i n g ，l a n do u t p u tl o w ： f o u r t h , f r e q u e n tn a t u r a lc a l a m i t i e s ，c o n g e n i t a ld e f i c i e n c yo nl a n du s ef o u n d a t i o n ；f i f i l l ， t h es u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o ni ne c o l o g i c a l l ys e n s i t i v es p a c ei sc h a l l e n g e d ( 2 ) b a s e do nt h el a n du s es t m c t u r ei n f o r m a t i o ne n t r o p ya n a l y s i so fv a r i o u sr e g i o n s d a l ip r e f e e t u r es h o w st h a tl a n du s es t m c t u r ei nd a l ip r e f e c t u r e t h ei n f o r m a t i o ne n t r o p y o fb i n c h u a nc o u n t y , n a n j i a nc o u n t ya n de r y u a nc o u n t ya r eh i g h e rt h a nt h eo t h e rp l a c e ， t h ei n f o r m a t i o ne n t r o p yo fy a n g b ic o u n t ya n dy u n l o n gc o u n t ya r er e l a t i v e l yl o w , l a n du s e s y s t e mo r d e r l yd e g r e e sa r er e l a t i v e l yh i g h ( 3 ) b a s e do nt h el a n du s es t r u c t u r ei n f o r m a t i o ne n t r o p ya n a l y s i so fa l lk i n d so fl a n d t y p es h o w st h a t ，a c c o r d i n gt oe a c hr e g i o no fd a l ip r e f e c t u r e ，t a k et h ew h o l ei n f o r m a t i o n i l l e n t r o p ys p e a k i n g ，g r a s s l a n da v e r a g e e n t r o p yv a l u e i st h el a r g e s t ，t h ei n f o r m a t i o ne n t r o p y o fc u l t i v a t e dl a n dt a k e ss e c o n dp l a c e ，a n dt h e nf o l l o w e db yf o r e s tl a n d ，l a n df o r r e s i d e n t i a la r e a sa n di n d e p e n d e n tm i n i n gl a n da n do t h e ra g r i c u l t u r a ll a n da n dg a r d e n l a n d ( 4 ) b a s e do nt h ea n a l y s i so fl a n du s es t r u c t u r ei n f o r m a t i o ne n t r o p yi nt i m es e r i e s d a t af o rt h el a s tt e ny e a r si nd a l ip r e f e c t u r e ，t h el a n du s ei n f o r m a t i o ne n t r o p yh a ss h a r p l y d e c l i n e r a p i dr i s e s l o wr i s e r a p i dr i s e a r ec u r r e n t l yi nf l u c t u a t i o ns l o wi n c r e a s e s t a g e ( 5 ) a n a l y s i sf o rd r i v i n gf o r c et h a ti n f l u e n c eo nt h el a n du s e s t r u c t u r ee v o l u t i o ni n d a l ip r e f e c t u r es h o w st h a t ，t h e r ea r et h r e ek i n d so fd r i v i n gf o r c e ，d r i v i n gf o r c eo fn a t u r a l e n v i r o n m e n t ，d r i v i n gf o r c eo fp o l i c ya n ds y s t e m ，d r i v i n gf o r c eo fe c o n o m i ca n ds o c i a l d e v e l o p m e n t k e y w o r d s ：e n t r o p ym e t h o d ；l a n du s es t r u c t u r e ；d a l ip r e f e c t u r e ；p r i n c i p a lc o m p o n e n t a n a l y s i s ；d r i v i n gf o r c e i v 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 a b s t r a c t 图表目录 第一章绪论 目录 i i i l i l 1 一、研究背景1 二、研究意义。2 三、国内国外研究述评3 ( 一) 国内研究述评3 ( 二) 国外研究述评7 四、研究目标和研究内容8 ( 一) 研究目标8 ( 二) 研究内容8 五、研究方法及总体技术路线9 ( 一) 研究方法9 ( 二) 总体技术路线设计一1 0 第二章基础概念界定和研究的基础理论 1 1 一、基础概念界定1 l ( 一) 土地利用结构1 l ( 二) 有序性1 l ( 三) 土地结构优化1 2 二、研究的基础理论1 3 ( 一) 区位理论13 ( 二) 生产要素理论1 3 ( 三) 熵值理论1 4 ( 四) 灰色系统理论1 4 ( 五) 主成分分析1 5 第三章云南大理白族自治州土地利用结构现状和问题分析 1 8 硕士学位论文 m a s t e r s 丁h e s i s 一、区域概况18 ( 一) 自然特征18 ( 二) 社会经济特征2 0 二、土地利用结构现状及问题分析2 l ( 一) 土地利用现状2 l ( 二) 土地利用问题分析2 8 第四章云南大理白族自治州土地利用结构模型构建和数据分析3 2 一、理论研究述评及模型构建3 2 ( 一) 熵值与灰色关联分析研究述评3 2 ( 二) 信息熵模型构建3 3 二、基于云南大理白族自治州各地区土地利用系统有序性分析3 4 ( 一) 数据获取3 4 ( - - ) 各地区土地利用系统有序性分析3 5 三、基于云南大理白族自治州各用地类型土地利用系统有序性分析4 l ( 一) 数据获取4 l ( - - ) 各用地类型土地利用系统有序性分析4 4 ( 三) 农业产值灰色关联度分析4 6 ( 四) 结论分析4 7 四、云南大理白族自治州土地利用结构信息熵的动态演变综合分析4 9 ( 一) 数据获取4 9 ( - - ) 信息熵的动态演变综合分析5 0 第五章云南大理白族自治州土地利用结构演变的驱动力分析。 5 1 一、区域自然环境驱动力5 1 二、政策与制度驱动力5 l 三、经济社会发展5 2 ( 一) 分析指标选取5 2 ( - - ) 大理州农用地变化驱动力主成分分析5 4 ( 三) 大理州建设用地变化驱动力主成分分析5 7 第六章结论建议与讨论 一、结论与建议6 2 硕士学位论文 m a s t e r + st h e s i s 二、本文可能的创新点与不足之处。6 3 三、讨论6 4 参考文献。 附录 硕士期间的主要研究成果 致谢 6 5 6 8 一7 3 7 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 图表目录 图1 1 技术路线图1o 图3 1 大理白族自治州土地利用总体规划图2 l 图3 29 0 0 8 年大理州土地利用结构图2 2 图3 3 大理州各县市耕地面积2 3 图3 4 大理州耕地利用结构图2 3 图3 5 大理州各县市园地面积2 4 图3 6 大理州园地利用结构图2 4 图3 7 大理州各县市林地面积2 4 图3 8 大理州林地利用结构图2 4 图3 9 大理州各县市牧草地面积2 5 图3 1 0 大理州牧草地利用结构图2 5 图3 1 l 大理州各县市其他农用地面积2 5 图3 1 2 大理州其他农用地利用结构图2 5 图3 13 居民点及独立工矿用地面积2 6 图3 1 4 居民点及独立工矿用地利用结构2 6 图3 1 5 大理州各县市交通用地面积2 7 图3 1 6 大理州交通用地利用结构图2 7 图3 1 7 大理州各县市水利设施用地面积2 7 图3 1 8 大理州水利设施用地利用结构图2 7 图3 1 9 大理州各县市未利用地面积2 8 图3 2 0 大理州未利用地利用结构图2 8 图3 2 1 大理州各县市其他土地面积2 8 图3 2 2 大理州其他土地利用结构图2 8 图3 2 3 大理州耕地变化3 0 图3 2 4 大理州牧草地变化。31 v i i i 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 图4 1 大理州2 0 0 8 年土地信息熵值图3 6 图4 2 大理市土地利用结构图3 7 图4 3 宾川县土地利用结构3 7 图4 4 南涧县土地利用结构3 8 图4 5 洱源县土地利用结构。3 8 图4 6 漾濞县土地利用结构3 9 图4 7 云龙县土地利用结构3 9 图4 8 大理州各县市土地利用平均熵值折线图4 6 图4 9 大理州各地土地分类熵值汇总折线图4 6 图4 1 01 9 9 6 2 0 0 8 年大理州各地区土地利用结构信息熵值4 9 表3 1 大理州2 0 0 8 年土地利用结构2 2 表4 12 0 0 8 年土地利用统计表3 5 表4 2 大理州2 0 0 8 年土地利用信息熵：3 5 表4 32 0 0 1 年( 含) 以前土地利用分类4 l 表4 42 0 0 1 年后土地利用分类表。4 1 表4 5 大理州各地区各类土地信息熵值汇总表4 5 表4 6 大理州各地区各类土地均衡度值汇总表4 6 表4 7 大理州农业产值构成表4 8 表4 81 9 9 6 2 0 0 8 年大理州各地区土地利用结构信息熵值4 9 表5 1 农用地驱动力影响因子变量体系5 2 表5 2 建设用地驱动力影响因素变量体系5 3 表5 3 农用地各因子相关关系5 4 表5 4 特征值及主要成分贡献率5 5 表5 5 旋转后主成分载荷矩阵5 5 表5 6 建设用地各影响因子相关关系5 7 表5 7 特征值及主要成分贡献率5 8 表5 8 旋转后主成分载荷矩阵 i x 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第一章绪论 土地资源是人类赖以生存和发展的最基本的自然资源，它是人类生存和发展的 物质基础，土地利用不仅仅是人类最古老和最基本的生产活动的基础，而且它是关 系到人类的生存与发展的社会问题和生态环境保护问题。随着经济社会的不断发展 和人口的快速增长、工业化和城镇化进程的加快，土地资源经济供给的稀缺性与社 会需求的日益增长呈失衡发展的态势，因此，由于土地资源的不合理利用从而引起 的自然生态环境恶化和土地生产能力下降等问题也日益突出。为此，在保持区域社 会经济持续发展的战略高度，对于如何在国民经济各部门、各产业之间合理配置有 限的土地资源，已逐渐发展成为土地资源利用研究的核心的问题。 从二十世纪8 0 年代后期至二十世纪9 0 年代以来，在全球可持续发展的战略主 题下，土地的持续利用逐渐被提到了议事日程。自1 9 9 0 年以来，具有全球影响的 两大国际研究计划国际地圈与生物圈计划( i g b p ) 和全球变化人文影响和响应计 划( i h d p ) 共同发起了全球性、综合性的研究计划“土地利用土地覆被变化科 学研究计划 并将其列为全球环境变化研究的核心项目，并且在全球环境变化研究 中，土地利用和土地覆被动态变化越来越被认为是一个关键而迫切的研究课题。 在我国土地的利用过程中，存在的问题有土地利用退化、耕地面积严重流失、 人口的发展与耕地面积的供需矛盾突出等，特别是在改革开放后，随着人口的增长、 经济和社会的发展，耕地流失和土地的过度利用现象严重，土地质量日趋下降，特 别是在农业和牧业交错的脆弱生态区，植被覆盖率下降，水土保持不足，流失严重， 加上土地荒漠化加剧，生态环境持续恶化，这些已成为土地持续利用的主要障碍， 严重制约着我国经济的发展和人们收入的提高，反过来又加剧了滥垦滥伐和过度放 牧，形成恶性循环。因此，如何合理利用土地资源，如何遏制土地退化，改善生态 环境，都属于区域土地利用变化研究的核心内容。 由于大理州地处农、林、牧交错相争地段，土地资源利用动态有了剧烈的变化， 对土地资源长期的过度开发利用造成植被遭到大面积破坏，使得土地沙漠化发展迅 速，土地退化现象极为严重。土地合理利用与保护的问题已经成为亟待解决的重大 问题，它直接关系到资源、生态环境永续利用和经济社会的持续发展。 一、研究背景 随着社会经济的不断发展，城市化进程进一步加剧，我国土地资源所承受的压 苏海霞沽源县土地利用变化及其土地利用结构调整研究【d 】硕士学位论文首都师范大学2 0 0 8 ：1 3 1 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 力巨大。第一是人口的增长对食物的需求导致形成了对耕地利用的压力；第二是社 会经济的快速发展对土地资源总量需求的压力；第三是加剧了生态建设和环境保护 对土地资源利用方式改变所形成的压力、保护和改善自然生态环境日益成为各级政 府和全社会的共识。土地资源是环境的主体，随着生态建设任务和环境保护工作力 度的空前加大，特别是以退耕还林、防治沙化、保护湿地等为主体的全国领域重大 生态环境保护建设工程的实施，给保护耕地及农用地带来新的压力。 对大理白族自治州土地利用结构的研究正是针对当前土地资源经济供给的稀 缺性以及对土地的不合理性利用过程而提出来的。因此，在新的时期，要求我们在 实行“耕地总量平衡 的总体原则下更加重新审视我们土地利用的思路，制定科学 的土地利用结构优化的方案，扭转当前我国区域土地利用的混乱局势，使土地资源 的配置既要保证我国人口的粮食供应的问题，又需要适应经济的快速发展和城镇化 加快、现代化水平不断提高的客观要求，适应社会经济可持续发展的战略方针。因 此，开展区域土地利用结构优化的系统研究，不仅成为土地利用领域的前沿课题， 而且是转变土地管理方式和实现土地集约与可持续利用的一项十分紧迫的任务。 由于土地资源的经济供给具有稀缺性，所以土地利用结构优化的目标，是在时 间和空间上把有限的土地资源分配给不同的用途：宜农则农，宜建则建，宜荒则荒， 并在微观层次上与其他经济资源如人力、资金、技术达到合理配置，以使这些有限 资源生产出更多的为社会所需要的产品和服务，又不导致生态环境质量的下降。也 就是说，土地利用结构优化的最终目标是要通过对土地利用的经济效益、社会效益 和生态环境效益这三个方面的有机结合来综合体现的，力争所有目标达到一种最优 化的社会综合效益。 二、研究意义 土地资源是人们赖以生存的重要资源之一，随着经济的发展，城市化与工业化 的进程加快，我们面临着越来越严重的人口、资源、生态环境等问题，而土地资源 短缺是造成这些问题的核心所在。我国土地资源分布不平衡，人口众多，总量不足， 土地利用结构缺乏合理性。 优化土地结构，对经济的发展，环境的治理，乃至社会的和谐进步，将起到举 足轻重的作用。土地结构优化的作用具体体现在： 第一，土地利用是我国经济发展的重要基础。土地资源是产业发展的重要载体， 不论是第一产业赖以发展的农业，还是工业和服务业，它们的发展都离不开土地资 源，都需要在土地这个载体。因此，研究土地利用结构和产业结构之间的关系，调 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 整和优化土地利用结构，才能实现经济的合理快速发展。 第二，土地结构优化是实现经济和环境友好发展的重要前提。目前大理州特别 是洱海流域，水质富营养化现象越来越严重，严重危害着周边居民生活和生产的发 展，水质的恶化，更给环境带来重要的影响。云南大理特别是洱海流域的土地利用 结构相对不合理，是造成洱海水质营养化的一个重要因素，因此，调整土地利用结 构，优化土地利用格局，对洱海水环境的综合治理，将起到举足轻重的作用。 第三，土地利用结构和产业结构协调发展，是推动社会进步的重要力量。对一 个地区而言，发展是否协调，资源能否转化为生产力，在于他们的结构是否合理。 一头重或者后者的发展以前者为前提，资源是无法得到最优化的利用的。 因此，通过实地调查云南大理州地区土地利用的情况和经济发展的情况，分析 当前土地利用的现状及存在的问题，探求其不合理的根源所在，结合当地居民的生 产和生活需要进行预测和优化调整，使之在经济和环境友好发展的基础上，更好的 为人民生活服务。 三、国内国外研究述评 ( 一) 国内研究述评 1 关于熵和信息熵 薛定谔( 2 0 0 3 ) 在生命是什么中指出，若整个系统衰退成死寂的无生气的一 团物质，就达到了一种持久不变的状态，其中不再出现可观察的事件。物理学家把 这种状态称为热力学平衡，或“最大熵 。 从物理学上来说，熵是什么? 熵是一个可以测量的物理量，在温度处于绝对零 度时( 大约是- 2 7 3 c ) ，任何物质的熵都等于零。通过缓慢的、可逆的、微小的变 化使物质进入另一种状态时( 包括改变了物质的物理学或化学性质，或者分裂为两 个或多个物理学化学性质不同的部分) ，熵增加量可以这样计算，在过程中的每一 小步中系统吸收的热量除以吸收热量时的绝对温度，然后把每- d , 步的结果加起 来，例如，当你熔解一种固体物质时，它的熵增加量就是：熔化热除以熔点温度。 从统计学意义来说，关于有序和无序的统计学概念，是熵和序之间的关系。这 个关系已经由波耳兹曼和吉布斯的统计物理学研究给出，表达式为：熵= e n d ，k 是波耳兹曼常数( k = 3 2 9 8 3 x 1 0 2 4 卡) ，d 是所讨论物体的原子无序性的定量量度。 它表示的无序，一部分是热运动的无序，另一部分是来自不同种原子或分子杂乱不 可分的随机混合。例如，糖在水中逐渐地扩散开来就增加了系统的无序性d ，从而 田( 奥) e 薛定谔著，上海外国自然科学哲学著作组译生命是什么? 呻 上海市：上海人民出版社1 9 7 3 ，7 4 - 8 2 3 增加了熵( 因为d 的对数是随着d 的而增加的) 。同样十分清楚的是，热的任何补充 都是增加热运动的混乱性，从而增加了熵。当你熔化一种晶体时，你是在破坏原子 或分子的整齐而持久不变的排列，并且把晶格变成了一种连续变化的随机分布。 陈向新，孙薇薇( 2 0 0 4 ) 在其文中表明，信息是物质存在的一种形式，可以用 来“消除随机不确定性 。利用信息的这种特性可以定义信息量，即把它作为事物 不确定性的度量。这样定义的信息量的特征是：当事件完全确定时，它应该为零， 事情的可能状态或结果越多，不确定性越大，即信息量越大。 张宁( 2 0 0 7 ) 描述转化的量和转化方向的概念，这就是熵。判断这种转变的正或 负以及转变量的大小。由于s 与能( e n e r g y ) 的相似性，克劳修斯把它命名为熵 ( e n t r o p y ) 。熵可以表示一个物质系统中能量的衰竭程度，是用以判别事物自发过 程的一个状态函数，通过比较事物不同状态下系统熵值的大小，可以辨别出系统转 化的方向。申农在通信的数学理论提出了信息熵的概念：s = - k 乏：p i 1 np i 锄。 t 2 对土地信息熵值的研究 谭永忠、吴次芳( 2 0 0 3 ) 认为，人类对土地综合体的状态所施加的扰动有正负 之分，它在不同的时空尺度上对土地利用系统的有序程度产生影响。土地利用系统 的有序度是可以用信息熵来描述和刻画的，信息熵是不确定性的度量，通过衡量信 息熵值，以确定不确定性的大小，不确定性越大越无序，所以信息熵也是无序度的 一种量度，系统向有序方向的发展必须有负熵的输入锄。 王宗明，张柏等( 2 0 0 5 ) 认为：熵可以描述系统存在的状态，熵的变化可以表征 系统的演化方向。他应用g i s 技术，从地理信息熵的角度分析松嫩平原土地利用结 构的演变规律和形成原因，将土地利用结构信息熵与土地覆盖景观多样性结合起 来，对以往研究结论进行更正，从新的角度解释了信息熵的变化与生态系统变化之 间的关系，认为土地利用结构信息熵作为无序程度的提法是不确切的，应该理解为 复杂性和多样性的量度。重新将土地结构信息熵确定为系统复杂性的量度，将其理 解为复杂程度，丰富程度的度量，在某些场合可以视为不确定程度的度量。他认为， h 是景观多样性指数，随着h 的增加，景观结构的组成成分的复杂性也趋于增加。 熵值降低，系统复杂性降低，均匀程度增加锄。 蔡进，刘秀华，丁恩俊( 2 0 0 7 ) 认为，信息熵是对系统的不确定性( 无序性) 的一 毋陈向新，孙薇薇简析信息熵 j 宜春学院学报( 自然科学) ，2 0 0 4 ，1 2 ( 6 ) ：1 2 1 3 圆张宁熵概念研究 j 北京联合大学学报( 自然科学版) ，2 0 0 7 ，2 1 ( 1 ) ：卜3 谭永忠，吴次芳区域土地利用结构的信息熵分异规律研究 j 自然资源学报，2 0 0 3 ( 1 ) ：1 1 2 1 1 7 。王宗明，张柏等基于g l s 和信息熵的松嫩平原土地利用结构演化分析弓聚论系统无序度、复杂性与多样性 j 农业系统科学与综合研究，2 0 0 5 ，2 1 ( 3 ) ：1 9 6 2 0 0 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 种量度，其演变在一定程度上可以反映区域各类土地利用类型的动态演变规律，也 可以反映区域土地的分布。 李江，郭庆胜( 2 0 0 9 ) 在文章中指出：信息熵反映城市土地利用的复杂程度，而 均衡度、优势度则描述了城市土地类型之间面积大小的差异，以及各职能类型土地 的结构格局。由于土地利用功能分区忽视了城市系统中的物质流、能量流的有机结 合，一些大城市的土地利用也在进行结构方面的调整，使功能分区的特征削弱，而 混合用地结构的特征明显增强。因此，一个良好的城市用地结构，使土地的分异应 该处于有序和混沌之间，也就是说，土地既要有功能分区，又不是绝对分异，每一 个分区用地结构虽趋于混合，但又能看出其主导职能，对于这样的结构，各功能区 的土地h 和e 肯定会小于整个城市的h 和e 圆。 3 灰色关联度理论与驱动力分析方面 国内学者以李万绪、王金等人的研究较具代表性。 李万绪( 1 9 9 0 ) 他以灰色关联分析方法为基础，把灰色关联分析方法和聚类分 析方法结合起来，以全国十八座大、中、小型水电站整体效益进行分析评价，理论 和实际相结合。1 9 9 1 年他用数学的角度分析连续过程的关联度，利用灰数生成方法 以提高信息的利用率，建立起连续过程中的灰色关联度计算公式够。 付修勇( 2 0 0 8 ) 以山东德州为例，提出了当前当地土地利用的现状和问题，重 点分析了土地利用变化的驱动力，其中以人