30
热力学定律与地积守恒定律
热力学定律包括第一定律即能量守恒定律和第二定律即墒增定律。在学习理解与实践应用热力学定律内涵的同时，引起我的思考与探索：在土地科学研究中是否存在地积（土地面积）守恒定律。
01.能量守恒定律
＂能量守恒定律＂是热力学第一定律，它认为＂自宇宙诞生以来，总能量没有发生变化。宇宙中能量总和是一个固定的常数，不能被创造，也不能被消灭，只能从一种状态转变为另一种状态＂。热力学第一定律告诉人们无法让能量＂无中生有＂，能量决不会突然冒出来，也不会消失得“无影无踪”。宇宙、地球和人类社会中一切事物都处于能量转化的过程中。一个人、一幢大楼、一辆汽车、一叶青草都体现了从一种形式转化成为另一种形式的能量。
由于自宇宙诞生以来，总能量就没有发生过变化，人们常用＂能量消耗(耗能)＂这个术语是不科学的。能量只是被利用了，但并没有被真正地消耗掉，只是把己存在的能量(如储存在煤中的化学能)，转换成对人们更加有用的不同形式。
02.熵与熵增定律
何谓＂熵＂？＂熵＂(Entropy)的概念最早于1868年由德国物理学家克劳修斯提出，用以度量一个系统＂内在的混乱程度＂。可以将熵理解为系统中的无效能量。熵是无序的量度，即一块铜的熵小于提炼这块铜的原始铜矿的熵。
＂熵增定律＂是热力学第二定律，又被认为是宇宙第一定律。热力学第一、第二定律都认为，人类历史发展动力是能源的消散、熵值的增加，而不是财富的积累、生产力的发展。它总是退化的，江河日下而不是发展与进步。所谓生产，只不过是把倉库内物品搬回家而已：而你家又是一封闭的盒子。所谓消费，只不过是把有用之物变成垃圾，把粮食变成粪便，把煤炭变成CO2和别的毒气而已。所谓科学技术，只不过是这种转化的加速器而已。
墒的增加意味着＂有效能量＂的减少、＂无效能量＂的增加。被转化成了无效状态的能量就构成人们所说的＂污染＂。汚染就是熵的同义词。。在光合作用时，只有小部分太阳能被吸收利用，其余都耗散了。植物体内熵的减少是很小的，而整个环境能量的损失是巨大的，所以说，光合作用只不过是从阳光中吸取负熵而已。常见的食物链是墒增现象。
03.地积守恒定律
＂地积守恒定律＂是作者依据＂能量守恒定律＂，结合土地利用客观过程实践发现：在土地科学研究领域里，存在着＂地积(土地面积)守恒定律＂，即就人类历史维度而言，地球上或一个国家或一个区域土地总面积是一个固定的常数，不能被创造，也不能被灭失，只能从一种利用类型(地类)转变为另一种利用类型(地类)。地类图斑是地类存在的最小单元，既便表层土壤被侵蚀或荒漠化，土地实体依然存在，没有被灭失。所以说，土地面积是人类社会的＂永恒的财富＂。
这亇＂地积守恒定律＂常常被人们所忽略，视而不见。殊不知这项定律恰恰是土地科学研究的逻辑起点与归宿，也是它有别于其他科学的底层逻辑与不可替代性的体现。
‘在土地利用实践中常常把土地看成为取之不尽、用之不竭的自然资源，殊不知，不论如何配置土地资源，一定区域内对土地各种需求面积总和是不能超过该区域的土地总面积。这是一条不以人们意志为转移的客观规律，因为人类社会和科学技术无法＂创造土地＂的。土地既不能＂无中生有＂，也无法灭失于＂无影无踪＂。甚至实践中尚存在一种惯性思维，忌谈土地面积，有时当谈及＂土地面积＂，就认为这是＂计划经济＂的残余。这种观点值得商推。无论土地计划管理，还是土地用途管制，乃至当今国土空间治理与用途管制，都离不开将＂土地面积＂数据作为其依据、底线、抓手和平台。
试问，你能离开耕地面积讨论耕地保护吗？你能离开作物抪种面积讨论粮食安全吗？不能，绝对不能！要知道，在土地利用和保护中，只有数量的存在，讨论土地的质量、空间、利用才有意义和可能。所以，耕地保护的核心要义是保护好耕地数量，在此前提下，讨论耕地质量和利用效率才有实际意义，否则，纯属空谈。
联系到国土空间规划，其核心问题乃是国土空间的分配与利用，具体体现国土空间的供给与需求问题。当前＂三区三线＂划定中，似乎也未谈及＂土地面积＂或＂国土空间面积＂，实际上区的边界所包围的空间范围即为该区的空间面积。划界是因，边界线包围的空间面积是果，这是无法回避的因果关系。勿庸置疑，最终还得以土地面积耒表征”三区三线”划定的成果。
从一定意义而言，“三区三线”中区与线具有重要且相互替代的作用。说白一些，有区必有线，有线必有区，这是无法迴避的客观事实。何况土地用途管制与国土空间用途管制，均以土地(空间)类型面积指标为依据。区的边界线一定是闭合的曲线，同时要求三条线之间＂不交叉、不重叠、不冲突＂，这条闭合曲线所包围的范围，就是相应区的面积。＂三区三线＂要求在同一张底图上同步全覆盖划定才有意义和有效。一句话，土地面积必定成为＂三区三线＂划定的最终特征指标，也是国土空间治理与用途管制的有力抓手与作用平台。(2023年12月12日）
作者：王万茂
单位：南京农业大学土地管理学院
购买方式
【天猫·中国农业出版社旗舰店】
保存下方图片，打开淘宝APP，扫码即可
王万茂学术交流网
王万茂教授的学术交流平台
长按左侧二维码关注我们
点击 “阅读原文” 购买或在线阅读！
