基于改进的突变级数法在复垦区土壤恢复评价中的应用_宋小园.pdf

第37卷 第5期 Vol.37 No.5 2014年9月 ARID LAND GEOGRAPHY Sep. 2014 基于改进的突变级数法在复垦区土壤恢复评价中的应用① 宋小园 ， 朱仲元 ， 韩永明 ， 赵振亚 ， 刘艳伟 ， 焦玮1 1 2 1 3 1 （1 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018； 2 赤峰市三座店水库管理局，内蒙古 赤峰市 024039； 3 昆明理工大学现代农业工程学院，云南 昆明 650000） 摘 要： 复垦土壤质量的恢复评价研究主要借鉴土壤质量评价方面的研究。传统的土壤质量评 价方法主要有主成分分析法、层次分析法、模糊评价法、熵权法等，这些方法均需要确定权重，而且 计算量较大。在突变理论和模糊数学相结合产生出的突变级数法应用到土壤质量评价中，对张集 矿区复垦土地进行了评价，并对突变评价值偏高的问题，对其进行改进，通过数值转化的方法来降 低评价值。结果表明：经转化后的突变评价值与传统方法（主成分分析法）得到的结果基本一致。 并且突变级数法与传统方法相比，具有两个特点：（1）不需要确定权重，减少了人为的主观性问题； （2）突变级数法计算量小，应用较为简便。 关 键 词： 复垦；突变理论；土壤质量评价；突变级数法 中图分类号： X825 文献标识码：A 文章编号：1000-6060（2014）05-1012-07（1012～1018） DOI:10.13826/65-1103/x.2014.05.018 随着18～19世纪的三次工业革命的兴起和采 结合产生的突变级数法应用于复垦土壤恢复的评 矿业的迅速发展，大量的土地因城市化和工业化而 价，并根据复垦土壤恢复评价的特点对突变级数法 被占用或因藏矿开采而遭受巨大的破坏。到21世 进行了改进。该法优点在于，没有评价指标确定权 纪初，人类对土地的破坏已经远远超过了土地的自 重，但它考虑了各指标间的相对重要性，从而减少 我恢复和调节能力。伴随着土地的破坏，水土流 了主观人为性，又不失科学性和合理性，使评价和 失、土地沙漠化、盐渍化、滑坡、泥石流、大气污染、 分析更趋于实际，且计算简易准确，其应用范围广 ［16］ 水污染等自然灾害在世界范围内频繁发生。为了 阔，很值得应用和推广 。 人类自身的生存发展，人类开始对土地所受的破坏 及其引发的环境问题采取补救措施，土地复垦和生 1 研究方法 ［1-5］ 态重建应运而生，逐渐被各国所重视 。土地复垦 的定义是：对人为和自然损毁的土地，因地制宜地 1.1 突变理论 采取整治措施，使其恢复到可供利用的期望状态的 突变理论是由法国数学家托姆勒内·托姆［17］ 行动或过程。 （ReneThom）在1972提出的一门研究突变（质变）现 目前有关土地复垦的研究已经取得了一些进 象的新兴数学。它是基于拓扑动力学、分叉（bifur- 展，复垦土壤恢复评价的研究是目前的一个热点。 cation）理论和奇异性理论，以及结构稳定性等数学 ［18-24］ 复垦土壤恢复的评价研究基础主要还是土壤质量 理论 。目前所讲的突变理论一般是指托姆对非 评价方面的研究，主要有层次分析法、模糊评判法、 连续变化特征通过数学推导得出自然界7种突变形 ［5-15］ 式，比较常用的有尖点突变、燕尾突变和蝴蝶突变 物元模型、熵权法等 ，这些方法均需要确定权 重，而且计算量较大。本文将突变理论和模糊数学 （表1）。 收稿日期：2013-08