二、地理熵在区域地理研究中的意义

地理熵是衡量地理空间、地理过程、地理系统等的有序程度或宏观状态的一个函数。1962 年，地貌学家利奥波德（L.B.Leopold）在研究地貌发育过程与热传导过程的相似性的基础上，首先指出了地貌熵的概念。在此之后， 随着熵的概念向各研究领域的不断渗透，有关地理熵的研究更加深入广泛。1966 年，沙伊德格尔（A.E.Scheidegger）等提出“最小地理熵”的理论； 威尔逊（A.G. Wilscn）在城市地理研究中提出“熵最大模型”。我国地理工作者在这方面也作了一定的探讨。牛文元曾在自然资源开发理论研究中提出了资源系统熵的概念，杨吾扬曾提出了量度地域结构合理性的地理系统信息熵的概念，艾南山曾根据斯特拉勒（A.N.Strahler）曲线对地貌系统的状态描述，建立了地貌系统的信息熵模型。最近，胡雪等人对灾害群系统信息熵进行了探讨，提出了一种灾害群风险度量的方法。实践证明，地理熵为地理系统定量研究开辟了一条途径。

地理熵在区域地理研究中的意义，可表现在以下几个方面：

（一）地理熵是区域地理系统整体性的标志

区域地理系统是复杂的开放系统，整体特征的研究对揭示其性质和规律具有重要意义。普里高律认为“熵概念的引出是对 19 世纪科学思想的非常重大的贡献。与那种只将注意力放在研究对象分解成许多小单元的发现上的情况相比，热力学反其道而行之，表现出一种可贵的进步倾向。热力学是对复杂对象作整体研究的开端”。即熵概念及熵增加理论的确立，标志着人们对复杂对象作整体研究的开始。地理熵与区域地理系统组织结构密切相关，它是系统状态的组织程度或有序程度的标记。作为开放性的区域地理系统，各要素间紧密联系是形成系统整体性的条件，具体表现即系统的有序，有序程度愈高，整体性愈强。这里的有序即指的是系统组成要素之间有规则的联系或转化。其中又包括了两个部分，结构有序（系统内部各要素相互联系的规则性）和功能有序（系统和环境间相互联系的秩序和能力）。结构有序是功能有序的基础。如本节开始所指出的那样，区域地理系统的熵可表征系统有序程度的高低，熵（S）值愈大，则系统有序性愈差；熵值愈小系统有序性愈好。开放系统熵值的降低依赖于系统外界负熵流的输入（deS＜ 0）。

熵概念正渗透到自然、社会和人类思维的各个领域，具有一般方法论的功能。地理学由于问题复杂，难于直接进行数学描述，以往的计量地理也只是数学方法的地理运用。因此，地理熵的运用，不但为地理学量化提供了“中介”，而且从方法论的角度为地理学的量化研究开辟了一条新途径。

（二）地理熵是区域地理系统演化的判据

地理熵是对区域地理系统状态的一种定量化描述，它表征着区域地理系统的组织化程度与有序程度。对于系统演化过程的每一时刻，都存在一个系统状态与之对应，因此通过地理熵的计算，可了解系统的变化情况，它表示系统当时所处的状态及稳定性，系统将向那个方向发展。由于这点，也使得同一系统的不同发展阶段，同类型的多个系统状况间产生了可比性。更确切

地说，地理熵为区域地理系统演化过程发生的条件、运行的方向和运行的限度等都提供了普遍的判断根据。

我们知道，地理熵（S）的变化取决于来自系统外界熵变（deS），若熵变为负值且负熵流强，则地理熵可减小，即 ds0；若负熵流弱或熵变为正， 地理熵也可增大，即 ds＞0。艾南山曾研究过流域地貌演化与信息熵的关系， 对于不同地貌演化阶段，其熵值不同：

表 1 信息熵与流域地貌演化

由表可见流域地貌是向着熵增的方向发展。随着熵的增大，流域地貌系统物质及表面能趋于均衡，有序性降低。这是因为流域大地貌差异的形成主要由地球内能造成，当构造活动停止时，则内能的输入减小，系统则向着熵增的方向发展。

据浦汉昕研究，地球表层系统的进化史实际上是负熵流增强的历史。从地质时期地表内能作用为主，到太阳能作用为主；从异养的细菌产生到自养的具叶绿素的蓝藻出现；从植物、动物到人类社会，进入地球表层的能量愈来愈强，太阳能在地表流通转化的途径日趋复杂。这种现象实际上是进入地球表层负熵流的增强导致系统熵减小，于是有序性增加所至。