第二节 基于熵理论的水土资源系统复杂性研究进展

一、熵理论在水资源系统复杂性研究中的应用

王栋以黄河花园口站为研究基点，以其年径流序列、月径流序列和年最大洪峰序列为研究对象，针对其隐含的周期特性，讨论了MEM1谱分析在当中的应用^［13］；何玲等基于POME提出了一种新的水环境质量评价模型，并通过实例与灰色聚类法的评价结果进行了对比分析^［14］；张先起等将熵值理论与模糊物元模型相结合并应用于了水质综合评价中，而且验证了该模型的合理性与实用性^［15］；佟春生、黄强等在给出人类活动影响程度的基础上，运用近似熵分析了黄河径流序列的复杂性，结果表明对黄河上游实测径流变化的研究应以洪水的变化为主，对天然径流变化的分析应以干旱为主，对黄河下游实测径流变化和天然径流的研究均应以干旱为重点^［16］；周亮广等以贵阳市为例，通过主成分分析法从15个指标中选取出影响喀斯特地区水资源承载力动态变化的3个主成分，用熵值法对其赋权，计算了1998—2003年贵阳市水资源承载力的综合得分^［17］；刘政等建立了基于熵权和灰色关联度的水质综合评价模型，对邯郸的地下水水质进行了评价^［18］；王艳芳提出了基于熵权的物元可拓综合评价模型，并用实例进行了验证^［19］；孟宪萌等建立了基于熵权的集对分析水质综合评价模型，通过与其他方法进行比较后，得出了熵权的集对分析模型的评价结果合理客观的结论^［20］；焦峰等运用基于熵权的属性识别模型对延河流域不同退耕年限的土壤水分进行了综合评价，得到了较好的结果^［21］；邢军等将信息熵理论引入到模糊综合评价中，评价了石家庄地区的地下水水质^［22］。

二、熵理论在土地资源系统复杂性研究中的应用

陈清硕根据耗散结构理论提出了表征土壤肥力的土壤系统熵的概念，并讨论了它的实际应用，之后，又探讨了土壤信息熵和热力学熵的联系及其肥力意义^［23-24］；朱启疆等提出了土壤侵蚀信息熵的概念，并把侵蚀过程分为降雨因子和下垫面因子来研究，得出了侵蚀熵可以反映土壤侵蚀下垫面可侵蚀性的综合信息^［25］；谭永忠等对全国及东中西部、浙江省及各地市、杭州市所属的5个县市的土地结构的信息熵进行了计算分析，结果表明土地利用结构的信息熵可以用来反映区域土地利用系统的有序程度^［26］；赵晶等分析了近50年来上海市中心城区土地利用结构的信息熵和均衡度，研究表明该区域的信息熵和均衡度均出现逐渐增大的趋势，城市用地结构正向均衡状态发展^［27］；陈志凡等建立了基于熵权的农用地土壤健康评价模糊物元模型，并研究了上海市各区县农用地土壤的健康状况^［28］；杨芳等将基于熵权的属性识别模型应用于了土壤重金属污染评价中，并对乌鲁木齐市主要蔬菜基地的土壤环境质量进行了评价^［29］；王倩采用熵权法和综合评价法相结合的方法对兰州市耕地整理潜力进行了评价，取得了较好结果^［30］；周艳梅等以广西为例利用熵值法分析了2002—2006年广西及各市耕地集约利用水平的变化情况，并评价了其总体空间分布情况^［31］；曾毅等对西藏山南地区1998—2005年及所辖12县的土地利用结构熵分别进行了计算与分析，得到了山南地区土地利用结构熵值变化的直接动因主要是土地利用结构变化和地方政策因素的结论^［32］；秦成等以广西的14个地级市为研究对象，采用熵值法对城市紧凑度进行了综合测度，得出了城市用地状况是影响和制约当前广西城市紧凑发展的最大因素的结论^［33］；于永建等基于熵值法分析了兰州市城市土地集约度及其变化，探讨了城市土地集约度与土地利用结构之间的相关性与定量关系^［34］；周杜辉等应用熵值函数模型和灰色关联分析，对阆中市土地利用结构变化的响应机理做了定量分析，得出了政府行为和社会经济因素是影响其土地利用结构变化的两个主要驱动因子的结论^［35］；焦峰等运用基于熵权的属性识别模型对延河流域影响土壤肥力的7项不同指标进行了综合评价，取得了良好结果^［36］；林坤等通过对黄土丘陵区贺庄沟流域土壤水分各影响因子在不同土层深度下的权重分析，描述了各影响因子对土壤水分的影响程度，并进行了排序与分析^［37］。