本书系统介绍了黄土高原地区农业环境地质系统的结构、应用信息熵理论构建和评价黄土高原地区农业环境地质系统状态的思路、理论、方法和步骤，主要包括：国内外研究历史与现状、农业环境地质系统与农业环境地质问题、黄土高原地区农业环境地质系统状况研究、基于信息熵理论的黄土高原地区农业环境地质系统历史状况、黄土高原地区农业环境地质系统状况评判体系构建与验证、农业环境地质学科构建研究。

本书适合于地质工程、农业水土工程、水文与水资源工程等领域的科技工作者参考使用，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生的教学参考书。

人类农业文明的兴盛与发展，也是人类农事活动不断扩大对农业地质环境要素占有的数量和占有程度的过程。这一过程中由人类农事活动和农业地质环境共同构成的农业环境地质系统也处在不断膨胀、内涵持续丰富的状态下，研究农业环境地质系统的构成，状态的特征以及演化规律的科学就是农业环境地质学。

一切农业环境地质问题，包括水资源匮乏，土壤侵蚀、土地沙化与盐渍化，农业地质灾害等均是农业环境地质系统中的两大子系统——人类农事活动子系统与农业地质环境子系统间不能协调共进的结果。从性质上分，农业环境地质问题可分为因人类农业开发过程中遭遇到不良的地质因素时产生的原生农业环境地质问题和因人类的不当农业行为诱使原有隐含未发或新生的不良地质现象发生的人为(次生)农业环境地质问题。某一区域农业环境地质系统的自在演化过程往往是从原始的自然状态向人工系统状态最终向混沌状态的变化过程。这一过程存在两个分界，第一个是农业地质环境要素被人类农事活动依据其农事适宜性合理利用，系统趋于耗散稳定的阈值点，第二个则是区域农业地质环境要素被人类农事活动过度扰动，系统趋向于崩溃和即将步人难以预知的混沌状态的极限容量阈值点。

黄土高原地区是我国北方农业文明的发祥地。本书将其农业环境地质系统的历史发展过程划分为夏商西周，春秋战国，秦及西汉，隋唐，宋，辽，西夏，金，元明以及清与民国这七个时期，回顾了各个历史时期本区农牧业的发展概况，分析了相应的农业环境地质状况演变特点。研究认为，本区农业环境地质系统的发展因循从自然条件下的稳定系统状态到半人工和人工条件下的耗散稳定系统状态的路线。此过程中系统以频数日益增大，类型日益复杂的农业环境地质问题的发生作为正向反馈的方式。系统状态越来越逼近其在一定生产力水平下的某一阈限值。

可以引入信息熵理论来表征这一状态变化的过程。基本思路：对黄土高原地区这样一个具有明确地理范围的区域来说，其农业地质环境要素及要素中的具体构成类别在选定划分方案后就是固定的。人类农事活动的扩张实质是不断增加其对要素种类、要素中具体构成类型的种类的占用过程。进占到相对容量较大的类型或对其占用比例较高时，不易产生农业环境地质问题，农业环境地质状况良好；而占用到相对容量较小的类型或其占用比例较高时，则易产生农业环境地质问题．农业环境地质系统状态恶化。由此，黄土高原农业环境地质系统的状态变化完全可以由人类农事活动(以农牧业区的分布状况为指标)对农业地质环境要素及其构成类型的进占程度来描述。进占程度实质又是在一定时期内农牧区的分布中各农业地质环境要素的具体构成类型分占的面积比例，这样经典信息熵定义就找到了完全适用的条件。同时，以农牧业的适宜性为目标，用层次分析法确定各要素中各构成类别的权数ai，由此可确定各要素系统熵新的表达式及各要素的第一、第二分界点阈限熵值求算公式。

在以上研究的基础上，选择黄土高原地区七个历史时期的农牧业分布图作为基本资料，将该区的十个地质环境要素纳入农业环境地质系统中，将其类别分布图与上述农牧业分布图进行叠加量测，结果代人要素系统熵计算公式，求得了十个农业地质环境要素在各个历史时期中的系统熵，对每个历史时期的这十个熵值求算术平均值就获得了该历史时期黄土高原地区总的农业环境地质系统熵。引入本区历史时期干旱(表征农业水资源匮乏)、黄河决溢(表征土壤侵蚀)、沙尘(表征土地沙化)和地震(表征农业地质灾害)频数作为验证资料。结果发现，各类农业环境地质问题的发生频率与所得农业环境地质系统熵具有基本一致的历史演变趋势。表明农业环境地质系统熵的计算思想和结果都是正确的，农业环境地质系统熵能够反映区域农业环境地质系统的状况。

在黄土高原地区农业环境地质系统熵历史研究的基础上，本书提出以熵差作为判定本区农业环境地质系统状态的依据，并由此初步构建了农业环境地质系统状况评判与分级的评判体系。该体系以评判区域的尺度大小作为前导，按农业制图的基本规范和要求，设计了各尺度区域评判中应采用的不同的农业地质环境要素指标，并对评判的原则和程度进行了研讨。

为进一步验证信息熵理论在黄土高原地区区域农业环境地质系统状况研究中的可行性，论证评判体系构建的正确性，以陕西省黄土高原地区七个行政区域为例，对其农业环境地质系统现状进行了评判分级，结果与农业人口人均耕地指标的对照表明，相关程度较高，评判结果符合实际。

在以上研究的基础上，提出了黄土高原地区农业环境地质问题的应对策略，认为加强农业环境地质状况调查工作，加强农业与地质学科工作者的联系，建立农业开发前的地质影响评价程序等是防治各类农业环境地质问题的根本要求。同时，迫切需要建立专门的农业环境地质学科以进一步深化和指导农业环境地质学研究。

作者认为，农业环境地质学以环境地学为学科源头，分支于已较成熟的环境工程地质学，是其一门部门学科。它以农业环境地质系统为研究对象，探讨人类农牧业生产中人与地球的相互关系。农业环境地质学与农业科学和环境科学、地质科学都有相关关系，并以它们作为自己的学科基础。农业环境地质学的研究中经常采用的有系统科学的方法、历史追溯法、图形分析法以及田间试验的方法。

前言

摘要

Abstract

第一章 综述

 §1.1 论文研究的意义和目的

1.1.1 研究意义

1.1.2 研究目的

 §1.2 国内外研究历史与现状

1.2.1 环境地质学研究

1.2.2 农业地质学研究

1.2.3 农业灾害学研究

1.2.4 农业环境学研究

 §1.3 研究内容及拟解决的问题

1.3.1 研究内容

1.3.2 拟解决的问题

 §1.4 研究方法与技术路线

1.4.1 研究方法

1.4.2 技术路线

第二章 农业环境地质系统与农业环境地质问题

 §2.1 农业环境地质系统

2.1.1 农业环境地质系统构成

2.1.2 农业环境地质系统的特征

2.1.3 农业环境地质系统的功能与反馈机制

 §2.2 农业环境地质问题的实质与类型

2.2.1 农业环境地质问题的产生

2.2.2 农业环境地质问题的实质

2.2.3 农业环境地质问题的类型

第三章 黄土高原地区农业环境地质背景

 §3.1 自然地理环境

3.1.1 地理与气候

3.1.2 黄土高原地区土壤

 §3.2 区域地质环境

3.2.1 大地构造与区域岩性

3.2.2 黄土岩性及其分布特征

3.2.3 地表水和地下水

 §3.3 社会人文环境

3.3.1 社会发展简史

3.3.2 黄土高原地区人口

3.3.3 工农业生产概况

第四章 黄土高原地区农业发展史及其对农业环境地质状况的影响

 §4.1 农业发展对环境地质状况的影响方式

4.1.1 农业文明的兴起是人类对地质环境要素进行选择适应的开端

4.1.2 农业的发展是农业环境地质系统范畴不断拓展的过程与结果

4.1.3 农业发展的扩张性导致各类农业环境地质问题产生

 §4.2 黄土高原地区农牧业发展的阶段及农业环境地质状况变化

4.2.1 农牧业发展的阶段划分

4.2.2 历史时期黄土高原地区农业环境地质状况演变

 §4.3 历史时期黄土高原地区农业环境地质问题的发生机理初探

4.3.1 黄土高原地区农业发展的区域不均衡性及其对农业环境地质状况的影响

4.3.2 历史时期黄土高原地区农业环境地质问题的发生本质

第五章 基于熵理论的黄土高原地区农业环境地质系统历史状况研究

 §5.1 研究思路

 §5.2 系统科学与熵理论

5.2.1 概述

5.2.2 信息熵及其应用

 §5.3 研究方法与步骤

5.3.1研究方法

5.3.2 研究步骤

 §5.4 黄土高原地区农业环境地质系统历史状况研究

5.4.1 农业地质环境要素的选择

5.4.2 量测面积数据

5.4.3 各要素中各类型权值的研究

5.4.4 历史时期各农业地质环境要素信息熵的计算

5.4.5 黄土高原地区农业环境地质系统历史状态研究(结果分析)

5.4.6 小结

 §5.5 本章小结

第六章 黄土高原地区农业环境地质系统状况评判体系的构建与验证研究

 §6.1 评判指标的选择

6.1.1 指标选取原则

6.1.2 评判指标的确定

 §6.2 评判体系构建

6.2.1 评判原则

6.2.2 评判程序

6.2.3 黄土高原地区区域农业环境地质状况评判结果的分级

 §6.3 黄土高原地区区域农业环境地质系统状况评判的实例验证——以陕西省黄土高原地区为例

6.3.1 验证区农业环境地质背景

6.3.2 验证区农业地质环境要素的获取

6.3.3 验证区农业环境地质要素评判值获取

6.3.4 验证区农业环境地质系统熵分析

第七章 黄土高原地区农业环境地质问题的对策研究

 §7.1 黄土高原地区农业环境地质问题的实质与农业环境地质系统耗散稳定的含义

 §7.2 黄土高原地区农业环境地质问题的防治策略

第八章 农业环境地质学学科体系研究

 §8.1 农业环境地质学的研究状况

 §8.2 农业环境地质学理论体系

8.2.1 农业环境地质系统与农业环境地质学

8.2.2 农业环境地质学的研究范畴

8.2.3 农业环境地质学的学科性质

 §8.3 农业环境地质学学科体系

8.3.1 农业环境地质学的学科地位

8.3.2 农业环境地质学的学科特点

8.3.3 农业环境地质学的学科结构

 §8.4 农业环境地质学的研究方法

8.4.1 系统科学的方法

8.4.2 自然历史分析法

8.4.3 制图方法

8.4.4 其他农业科学的方法