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第八章 自然地理環(huán)境的基本規(guī)律,1 整體性規(guī)律 2 時(shí)間演化規(guī)律 3 空間分異規(guī)律 4 自然地理環(huán)境基本規(guī)律的應(yīng)用,通常將地理環(huán)境分為:自然地理環(huán)境、生存地理環(huán)境。 自然地理環(huán)境具有整體性、時(shí)間演化、地域分異的規(guī)律性。 自然地理環(huán)境基本規(guī)律的應(yīng)用最突出的表現(xiàn)在土地利用分區(qū)和自然地理區(qū)劃。,自然地理環(huán)境一方面與其外部環(huán)境建立了復(fù)雜的相互關(guān)系,另一方面其內(nèi)部的各組成要素以及各組成部分(即各自然綜合體)之間也存在著復(fù)雜的相互聯(lián)系。 自然地理環(huán)境是一個(gè)由一些大小不同、等級(jí)有別、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度參差不一的物質(zhì)系統(tǒng),逐級(jí)鑲嵌組合而成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的整體。 1.整體性概念:是指自然地理環(huán)境各組成要素以及各組成部分之間內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律性。,第一節(jié) 整體性規(guī)律,整體性包括兩方面的含義: 一是構(gòu)成整體的各要素不是孤立存在的,而是相互聯(lián)系、相互作用、相互制約組成一個(gè)統(tǒng)一的整體; 其中某一要素會(huì)影響其他要素,某一部分會(huì)影響其他部分。 二是整體具有各孤立要素所沒(méi)有的性質(zhì)和功能,如生產(chǎn)有機(jī)物和形成土壤的功能。而且作用與結(jié)果之間不成正比數(shù)量關(guān)系,而是指數(shù)關(guān)系,具有一種放大(或縮?。┬?yīng),即系統(tǒng)整體大于(或小于)部分之和,這就叫系統(tǒng)的整體效應(yīng)。,2、自然地理環(huán)境的進(jìn)化發(fā)展 自然地理環(huán)境的進(jìn)化發(fā)展可看作三大類型耗散結(jié)構(gòu):原始自然地理系統(tǒng)、天然生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展演替過(guò)程。 46億年前,是宇宙演化階段,即天文期;46億年后,進(jìn)入地球演化階段,即地質(zhì)時(shí)期。 (1)原始自然地理系統(tǒng):原始巖石圈、水圈和大氣圈形成,標(biāo)志著原始自然地理系統(tǒng)的形成,約3720億年前,太陽(yáng)輻射成為地球表層的主要能源,三大圈層交流加強(qiáng),形成了統(tǒng)一的整體。,(2)天然生態(tài)系統(tǒng) 大約30億年前,原始自然地理系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)化,合成了生命,并逐漸發(fā)展到能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物,于是產(chǎn)生了原始的生態(tài)系統(tǒng),最后形成生物圈。光合作用使大氣成分也在改變。 在大約4億年前,水陸逐漸形成了由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成的復(fù)雜、完善的生態(tài)系統(tǒng),即天然生態(tài)系統(tǒng)。,(3)人類生態(tài)系統(tǒng) 大約距今二三百年前,人類出現(xiàn),是人類生態(tài)系統(tǒng)形成的標(biāo)志。人類從天然生態(tài)系統(tǒng)中取得食物,從自然地理系統(tǒng)中取得低熵物質(zhì),還利用地質(zhì)時(shí)期的一些潛能,形成人類生態(tài)系統(tǒng)。 三大系統(tǒng)之間相互聯(lián)系,又彼此有別。自然地理系統(tǒng)引入太陽(yáng)輻射,孕育天然生態(tài)系統(tǒng),人類從天然生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物群中脫穎而出,支配物種,形成人類生態(tài)系統(tǒng)。,第二節(jié) 時(shí)間演化規(guī)律,時(shí)間演化規(guī)律:指隨著時(shí)間的推移,自然地理環(huán)境各組成成分及其相互關(guān)系發(fā)生的變化及表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律性。又稱為自然地理環(huán)境的節(jié)律性,簡(jiǎn)稱節(jié)律性或節(jié)奏性、韻律性。節(jié)律性是自然界一種特殊的(時(shí)間)循環(huán)。顯然,它是在發(fā)展背景上的重復(fù),是遞進(jìn)中的循環(huán)。 自然地理環(huán)境的節(jié)律性可概括為三類型:一是周期性節(jié)律,二是旋回性節(jié)律;三是階段性節(jié)律。,1 周期性節(jié)律 周期性節(jié)律是自然地理過(guò)程按嚴(yán)格的時(shí)間間隔重復(fù)的變化規(guī)律。它發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)及地表光、熱、水的周期性變化基礎(chǔ)上。包括晝夜節(jié)律和季節(jié)節(jié)律。 (1)晝夜節(jié)律:地球繞地軸自轉(zhuǎn),使地表大部分地區(qū)在每天24小時(shí)中都經(jīng)歷一段光明和一段黑暗,以及相應(yīng)的一段加熱和一段冷卻的時(shí)間。自然地理環(huán)境的各種成分對(duì)此作出了積極的反響,許多自然地理過(guò)程及其現(xiàn)象都隨著晝夜更替而重復(fù)出現(xiàn)。如氣候要素、光的性質(zhì)也存在日變化、地表水體的溫度、冰川補(bǔ)給的河流、巖石的機(jī)械風(fēng)化、植物的光合作用和呼吸作用、植物含水量、晝行性動(dòng)物“日出而作,日入而息”,夜行性動(dòng)物則,相反等。值得注意的是,極地區(qū)由于出現(xiàn)極晝現(xiàn)象,使那里晝夜的節(jié)律性復(fù)雜化了。 (2)季節(jié)節(jié)律 季節(jié)節(jié)律就是地球公轉(zhuǎn)的效應(yīng)。由于公轉(zhuǎn),地球產(chǎn)生了季節(jié)更替,許多自然地理過(guò)程和現(xiàn)象隨之而出現(xiàn)以季節(jié)(年)為周期的節(jié)律變化。例如:氣候的夏熱冬冷,夏雨冬雪,季風(fēng)進(jìn)退;冰川運(yùn)動(dòng)夏快冬慢;河流水情冬封春解或夏洪冬枯;巖石熱季膨脹,冷季收縮;植物季相變化,春華秋實(shí);動(dòng)物季節(jié)移棲和冬眠(動(dòng))夏動(dòng)(眠)等等。這樣的事例在自然界中是不可勝數(shù)的。,2 旋回性節(jié)律 旋回性節(jié)律是以不等長(zhǎng)的時(shí)間間隔為重復(fù)周期的自然演化規(guī)律。比較于周期性節(jié)律,這是更高一級(jí)、更為復(fù)雜的自然節(jié)律。在自然界中,地質(zhì)旋回和氣候旋回是旋回性節(jié)律的典型范例。 (1)地質(zhì)旋回 即地質(zhì)演化具有旋回性節(jié)律。巖層的沉積層序非常鮮明地反映了地質(zhì)旋回的節(jié)律性。如巖層由老漸新反復(fù)出現(xiàn)礫巖砂巖頁(yè)巖石灰?guī)r的巖相更迭演化,就反映了從海退到海侵又到海退的旋回性節(jié)律。,(2) 氣侯旋回 6億多年來(lái)的地球氣候史是以溫暖時(shí)期和寒冷時(shí)期交替演變?yōu)槠浠咎攸c(diǎn)的。氣候旋回又可分為世紀(jì)內(nèi)旋回、超世紀(jì)旋回和冰期-間冰期旋回三種。 世紀(jì)內(nèi)旋回。是波動(dòng)周期較短的氣候旋回,其旋回周期在幾年至幾十年的范圍內(nèi)。如本世紀(jì)以來(lái)我國(guó)的冷暖干濕演變情況大致按:暖干冷濕冷干暖濕暖干的順序變化,從干到濕以 10年為周期,從暖到冷以 20年為周期,兩者結(jié)合起來(lái)從暖干再到暖干的周期是40年。,表 20世紀(jì)我國(guó)氣侯趨勢(shì),18911972年78月降水的多年變化,也發(fā)現(xiàn)有明顯的以35年為周期的三個(gè)少雨期,其中北方對(duì)應(yīng)的三個(gè)少雨期比南方落后78年。何大章(1977)在研究廣東省的干旱問(wèn)題時(shí)認(rèn)為,廣東省的干旱周期為35年,但近期有變短的趨勢(shì),其周期縮短到30年,其間還存在小的波動(dòng)周期,這些小周期為1011年。以上所舉的都是世紀(jì)內(nèi)旋回的實(shí)例。,超世紀(jì)旋回。其旋回周期在100年至 10 000年之間。目前在世界上已被確定的世界范圍內(nèi)的超世紀(jì)旋回是18001900年為周期的氣候旋回。這種旋回有兩個(gè)階段;一是寒濕氣候階段,長(zhǎng)約300500年,其間冰川擴(kuò)展,河流水量增加,湖泊水位上升;二是干熱氣候階段,長(zhǎng)在1000年以上,其間冰川退縮,河流變淺,湖泊水位下降。竺可楨指出五千年來(lái)我國(guó)氣候變遷規(guī)律具有400年、800年、1200年和1700年等四種不等的周期;段萬(wàn)倜等(1978)在研究我國(guó)第四紀(jì)氣候變遷時(shí)指出,我國(guó)自從進(jìn)入冰后期的1萬(wàn)年時(shí)間以來(lái),曾出現(xiàn)了三次寒冷期與兩次溫暖期;泄湖寒冷期仰韶溫暖期周漢寒冷期普蘭店溫暖期現(xiàn)代小冰期。這些都屬超世紀(jì)的氣候旋回。,冰期-間冰期旋回:這是波動(dòng)周期在1萬(wàn)年以上,甚至超過(guò)100萬(wàn)年的氣候旋回。最長(zhǎng)的周期可達(dá)40008000萬(wàn)年之久。近7億年來(lái)地球表面曾有幾個(gè)時(shí)期廣泛分布了冰川,氣候明顯變冷,出現(xiàn)大量冰磧物,這些時(shí)期稱為冰期。在兩個(gè)冰期之間的間冰期,冰川面積退縮,氣候轉(zhuǎn)暖。目前已經(jīng)清楚的,這7億年中出現(xiàn)過(guò)三次大冰期:震旦紀(jì)大冰期(強(qiáng)度為6級(jí))、石炭-二疊紀(jì)大冰期(強(qiáng)度為45級(jí))和第四紀(jì)大冰期(強(qiáng)度為45級(jí))。此外,在奧陶-志留紀(jì)有一個(gè)規(guī)模小一些的冰期(強(qiáng)度為3級(jí)),在侏羅紀(jì)尚有一個(gè)小寒冷期(強(qiáng)度為1級(jí))。上述冰期的強(qiáng)度是寒冷程度的一個(gè)相對(duì)定性指標(biāo),用級(jí)來(lái)表示寒冷程度。,(1)群茲亞冰期. 寒冷 群茲-明德亞間冰期. 溫暖 (2)明德亞冰期. 寒冷 明德-里斯亞間冰期. 溫暖 (3)里斯亞冰期. 寒冷 里斯-武木亞間冰期. 溫暖 (4)武木亞冰期. 寒冷 冰后期(延至現(xiàn)代) 溫暖,3 階段性節(jié)律 生物自身特性所形成的節(jié)律具有階段性的特點(diǎn)。這是指生物類群在周期性或旋回性變化的背景上,以一定階段為周期表現(xiàn)出的突變性的重復(fù)。按節(jié)律的性質(zhì)可劃分為以下兩類: 生物生長(zhǎng)節(jié)律 生物進(jìn)化節(jié)律,(1)生物生長(zhǎng)節(jié)律 每種生物的生長(zhǎng)過(guò)程總是經(jīng)歷著個(gè)體的出生、成長(zhǎng)和衰亡,而子代個(gè)體又重復(fù)這一類似的過(guò)程。這樣,一定區(qū)域的生物類群便遵循著各自的生命長(zhǎng)短呈階段性的節(jié)律變化。如一年生植物的生長(zhǎng)節(jié)律。每一個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi),其生長(zhǎng)過(guò)程符合羅吉斯蒂曲線即S形曲線,多年的記錄就反映出階段性的節(jié)律重復(fù)。 種類不同的生物其生長(zhǎng)節(jié)律周期的差異很大。但同種生物的生命周期則大致相同。不論生命周期長(zhǎng)短如何,它們無(wú)一不遵循著生物生長(zhǎng)的階段性節(jié)律。,一年生植物生長(zhǎng)節(jié)律曲線圖,(2)生物進(jìn)化節(jié)律 地球生物界的進(jìn)化不是勻速漸變的,而是表現(xiàn)為階段性的突變和躍升。生物各門類從誕生、發(fā)展、繁榮到滅絕或衰退具有明顯的階段性節(jié)律。 近6億年來(lái)古生物發(fā)展經(jīng)歷了6個(gè)大階段,間有5次大滅絕。古生代開(kāi)始是地球生物發(fā)展的一個(gè)很重要的階段。,4 自然地理環(huán)境的穩(wěn)定性 如果比較周期性(包括生物生長(zhǎng)節(jié)律)與旋回性(包括生物進(jìn)化節(jié)律)兩類節(jié)律現(xiàn)象,不難看出二者的本質(zhì)區(qū)別在于:周期性節(jié)律過(guò)程中,每一個(gè)節(jié)律重復(fù),自然地理環(huán)境保持著穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu);而在旋回性節(jié)律過(guò)程,每一個(gè)節(jié)律重復(fù),自然地理環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生巨大的改組。也就是說(shuō),自然地理環(huán)境不斷向前演化的歷史進(jìn)程中,在一段相當(dāng)長(zhǎng)的階段內(nèi)維持著相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)。在這樣的階段內(nèi),各自然地理要素之間有著平穩(wěn)的聯(lián)系,物質(zhì)及能量的輸入和輸出處于動(dòng)態(tài)平衡,自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)與功能保持著穩(wěn)定的狀態(tài);外界變動(dòng)或人為干擾所致的不穩(wěn)定影響受到自然地理環(huán)境自我調(diào)節(jié)機(jī)制的制約,使得自然地理環(huán)境總是力圖恢復(fù)原態(tài),維持穩(wěn)定。,5 自然地理環(huán)境時(shí)間演化的基本特點(diǎn) (1)演化是不可逆的前進(jìn)過(guò)程 自然地理環(huán)境的演化是不可逆的前進(jìn)過(guò)程,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從比較無(wú)序到比較有序地不斷向前發(fā)展。自然地理環(huán)境每取得一個(gè)大的飛躍,必然發(fā)生質(zhì)的變化,即產(chǎn)生新的組成,形成新的結(jié)構(gòu),具備新的功能和出現(xiàn)新的特征。在每一個(gè)新的演化階段,自然地理環(huán)境都變得更為復(fù)雜和更為高級(jí)。正如前述,地球表層隨著演化發(fā)展逐漸以同心圓的形式分異,最初形成巖石圈、大氣圈,繼而為水圈,隨后又從無(wú)機(jī)環(huán)境發(fā)展為有機(jī)環(huán)境,形成生物圈。,(2)演化是不斷重復(fù)的節(jié)律過(guò)程 與自然地理環(huán)境演化的前進(jìn)過(guò)程相輔相成的是節(jié)律過(guò)程。節(jié)律性是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的普遍特性,它在自然界的發(fā)展過(guò)程是普遍存在的。大到天體運(yùn)行,小如電子運(yùn)動(dòng),無(wú)論無(wú)機(jī)物還是有機(jī)體,都不同程度地表現(xiàn)出節(jié)律性的變化。自然地理環(huán)境的節(jié)律,在巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈中都有明顯表現(xiàn),是自然地理環(huán)境演化過(guò)程中普遍存在的一個(gè)基本特性。,(3)演化是前進(jìn)與節(jié)律的統(tǒng)一過(guò)程 自然地理環(huán)境的演化是不可逆的前進(jìn)過(guò)程,同時(shí)又伴隨著節(jié)律的不斷重復(fù),二者是對(duì)立統(tǒng)一的。 自然地理過(guò)程的節(jié)律不是該過(guò)程的完全重復(fù)。節(jié)律周期越長(zhǎng),自然要素或自然過(guò)程超離初始狀態(tài)越遠(yuǎn)。隨后的新周期是在新的起點(diǎn)、新的基礎(chǔ)上開(kāi)始的。任何自然節(jié)律都不會(huì)是封閉的,節(jié)律性過(guò)程本身包含著向前發(fā)展的方向性。節(jié)律的時(shí)間累積便體現(xiàn)出方向性。生物進(jìn)化階段性節(jié)律的長(zhǎng)期累積,就反映為地球生物演化的方向性。反過(guò)來(lái),方向性過(guò)程本身也包含著節(jié)律性,演化方向的局部波動(dòng)便是節(jié)律的體現(xiàn)。小尺度的方向性過(guò)程,相對(duì)于大尺度過(guò)程而言,只是其中的一個(gè)節(jié)律波動(dòng)。海退是具方向性的,但它又是海侵的前奏。,總之,自然地理環(huán)境隨時(shí)間的演化是一個(gè)不規(guī)則的螺旋狀發(fā)展過(guò)程。它一方面不斷地由簡(jiǎn)單向復(fù)雜、由低級(jí)向高級(jí)地向前進(jìn)化;一方面又不斷地重演著相似的事件和過(guò)程。其間在周期性節(jié)律和生物生長(zhǎng)節(jié)律過(guò)程中,自然地理環(huán)境維持穩(wěn)定的組成、結(jié)構(gòu)和功能;而在旋回性節(jié)律和生物進(jìn)化節(jié)律的始末,自然地理環(huán)境發(fā)生大規(guī)模的改組,出現(xiàn)“巨漲落”,原有的穩(wěn)定系統(tǒng)遭到破壞,而重新自我組織出一個(gè)新的穩(wěn)定系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的進(jìn)化。這就是自然地理環(huán)境演化的基本特點(diǎn),自然地理環(huán)境的地域分異:指自然地理環(huán)境各組成要素或自然綜合體在地表按一定的層次發(fā)生分化并按確定的方向發(fā)生有規(guī)律的分布的現(xiàn)象。支配這種分化現(xiàn)象的客觀規(guī)律即地域分異規(guī)律。包括單個(gè)要素的地域分異和自然綜合體的地域分異。 1 基本規(guī)律 影響自然地理環(huán)境的地域分異的基本因素有:太陽(yáng)輻射和地球內(nèi)能。兩者決定了地域分異的兩個(gè)最基本、最普遍的規(guī)律:地帶性和非地帶性。在地帶性變化中又分為緯度地帶性變化、“經(jīng)度”(地域)地帶性變化和垂直地帶性變化。,第三節(jié) 空間分異規(guī)律,(1)地帶性 由于地球作為一個(gè)行星所具有的形狀和運(yùn)動(dòng)特性,以及它在宇宙中的位置,致使太陽(yáng)輻射在地表分布不勻而引起的地域分異,稱為地帶性。 地帶性的典型表現(xiàn)是地球表面的熱量分帶。因?yàn)闊崃糠謳堑厍蚯蛐我鸬奶?yáng)輻射呈東西延伸、南北更替的分異,因此它最能反映地帶性的本質(zhì)特點(diǎn)。,表2 地球表面太陽(yáng)輻射的緯度分布,表3 熱量分帶,地球表面獲得的太陽(yáng)輻射是隨緯度的增加而減少的。,人們通常根據(jù)輻射平衡把地球表面分成熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶等幾個(gè)熱量帶。熱量分帶決定了其它要素的地帶性分異。,(2) 非地帶性 由于地球內(nèi)能作用而產(chǎn)生的海陸分布、地勢(shì)起伏、構(gòu)造活動(dòng)等區(qū)域性分異,稱為非地帶性。 非地帶性的典型表現(xiàn)是地表的構(gòu)造區(qū)域性。 由于區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史的差別,不同地區(qū)有不同的地質(zhì)構(gòu)造組合,從而得出一系列大地構(gòu)造分區(qū)。每一大地構(gòu)造分區(qū),在區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史、地質(zhì)構(gòu)造組合、巖性組合以及地貌表現(xiàn)特點(diǎn)上是共同的,即表現(xiàn)為相應(yīng)的大山系、大平原或大高原地貌,或表現(xiàn)為山脈、平原、高原等的中小級(jí)別的有規(guī)律的組合。在大地構(gòu)造-地貌分異的基礎(chǔ)上,便可形成其他自然要素或自然綜合體的非地帶性分異。,大地構(gòu)造的空間分布格局不存在熱量帶那種近乎完美的數(shù)學(xué)規(guī)則性,相反常表現(xiàn)為使地帶性發(fā)生畸變的破壞作用,使得地表熱量和水分重新分配。 地帶性的能量來(lái)自太陽(yáng)輻射,非地帶性的能量來(lái)自地球內(nèi)能,因此地帶性因素和非地帶性因素互不從屬,兩者具有矛盾性;但它們又共同作用于自然地理環(huán)境中,兩者存在著互相制約的聯(lián)系,具有統(tǒng)一性。正是這兩種基本的地域分異規(guī)律的矛盾統(tǒng)一性在不同規(guī)模的地域上發(fā)生作用,才使得自然地理環(huán)境產(chǎn)生復(fù)雜的空間分化。,2、緯向地帶性與經(jīng)向地帶性 熱量分帶和構(gòu)造分區(qū)都是基本地域分異規(guī)律的典型表現(xiàn),它們構(gòu)成了不同形式的地域分異的基礎(chǔ)。在地球表面,基本地域分異規(guī)律具體表現(xiàn)為緯向地帶性和經(jīng)向地帶性。 2.1 緯向地帶性 緯向地帶性是地帶性規(guī)律在地球表面的具體表現(xiàn),它表現(xiàn)為自然地理要素或自然綜合體大致沿緯線延伸,按緯度發(fā)生有規(guī)律的排列,而產(chǎn)生南北向的分化。,在熱量分帶的基礎(chǔ)上,各自然要素表現(xiàn)出明顯的緯向地帶性。對(duì)應(yīng)于一定的熱量帶,氣候、水文、風(fēng)化殼和土壤、生物群落、乃至外動(dòng)力所形成地貌都具有相應(yīng)于該熱量帶熱力特征的性質(zhì)。于是產(chǎn)生了各自然要素或自然綜合體沿緯度的地域分化。 緯向地帶性首先反映在大氣過(guò)程中。熱量帶影響氣壓帶和風(fēng)帶的分布,不同氣壓帶和風(fēng)帶的降水量及降水季節(jié)不同??梢?jiàn),氣溫與降水都與緯度相關(guān)(其中起主導(dǎo)作用的是氣溫),因而地球表面就存在自赤道到兩極的東西向延伸、南北向更替的氣候帶。氣候的緯向地帶性分異往往成為導(dǎo)致其他自然要素緯向地帶性分異的主導(dǎo)因素。,表4 主要景觀地帶的定量特征 (引自 A., ),續(xù)表4,2.2 經(jīng)向地帶性 經(jīng)向地帶性是非地帶性規(guī)律在地表的具體表現(xiàn)。它表現(xiàn)為自然地理要素或自然綜合體大致沿經(jīng)線方向延伸,按經(jīng)度由海向陸發(fā)生有規(guī)律的東西向分化。 產(chǎn)生經(jīng)向地帶性的具體因素主要是由于海洋和大陸兩大體系對(duì)太陽(yáng)輻射的不同反響,從而導(dǎo)致大陸東西兩岸與內(nèi)陸水熱條件及其組合的不同。在本質(zhì)上,這種差異可以歸結(jié)到干濕程度的差異,通過(guò)干濕差異而影響其他因素分異。一般來(lái)說(shuō),大陸降水由沿海向內(nèi)陸遞減,氣候也就由濕潤(rùn)到干旱遞變。與海岸平行的高亢地形,由于其對(duì)水汽輸送的屏障作用,往往加深了這種分異。而大陸東西兩岸所處大氣環(huán)流位置不同,更會(huì)引起氣候的極大差異,形成不同的氣候類型。,從全球范圍看,世界海陸基本上是東西相間排列的。在同一熱量帶內(nèi)大陸東西兩岸及內(nèi)陸水分條件不同,自然地理環(huán)境便發(fā)生明顯的經(jīng)向地帶性分化。在赤道帶和寒帶這方面的分化是不大的;在熱帶則形成了西岸信風(fēng)氣候和東岸季風(fēng)氣候的差別;在溫帶形成了西岸西風(fēng)濕潤(rùn)氣候、大陸荒漠草原氣候和東岸干濕季分明的季風(fēng)氣候的差別。相應(yīng)于氣候的東西分異,自然要素以及自然綜合體也發(fā)生了東西向的分異,表現(xiàn)出諸如森林森林草原草原半荒漠荒漠等不同景觀的規(guī)律性更替。,2.3 水平地帶分布圖式 緯向地帶性和經(jīng)向地帶性結(jié)合為水平地帶性,它有兩種表現(xiàn)形式,即帶段性和省性。 帶段性是指非地帶性單位內(nèi)的地帶性分異。如我國(guó)東亞季風(fēng)大區(qū)(非地帶性單位)內(nèi)出現(xiàn)南北方向更替的各自然地帶差異就是一種帶段性。,水平地帶的交替方式稱為地帶譜。研究世界大陸地帶譜,需要把復(fù)雜的地表自然帶的分布模式化。通常是用一個(gè)假定的理想大陸的圖式來(lái)概括各種形式的水平地帶的交替方式。 把歐亞大陸、非洲和美洲合并成為一個(gè)超大陸。此圖有意忽略影響地域分異的其他因素,而集中反映緯度因素和海陸因素對(duì)自然地帶分布的影響,表示了自然地帶排列在一個(gè)理想大陸上的一般模式,刻畫出大陸大尺度地域分異的一般特征。,理想大陸上的植被分布模式,2.4 陸地自然地帶 緯向地帶性和經(jīng)向地帶性共同作用的結(jié)果,在大陸上產(chǎn)生了水平自然地帶。由于每一陸地自然地帶的典型的和最富有表現(xiàn)力的特征是植被類型,因此,通常自然地帶就以該帶中的典型植被型的名稱命名。 通常把陸地自然地帶劃分為下列幾個(gè)類型:,(1)赤道雨林帶 本帶分布于赤道帶的濕潤(rùn)大陸地區(qū)和島嶼上,如南美的亞馬孫平原、非洲的剛果盆地和南洋群島。氣候終年炎熱潮濕,降水量超過(guò)可能蒸發(fā)量,呈現(xiàn)出過(guò)度濕潤(rùn)狀態(tài),引起稠密而經(jīng)常滿水的水文網(wǎng)發(fā)育,沼澤眾多。典型植被赤道雨林樹種繁多,層次復(fù)雜,喬木高大,常綠濃密,四時(shí)?;?,林內(nèi)藤本植物縱橫交錯(cuò),附生植物隨處可見(jiàn)。森林動(dòng)物種類豐富多樣,但茂密的森林使動(dòng)物行走不便,因而地面上幾乎沒(méi)有善于奔走和長(zhǎng)跑的動(dòng)物;卻給營(yíng)巢樹棲、攀緣生活的動(dòng)物提供了豐富的食物和居所,因而此類動(dòng)物特別繁盛,各種猿猴和鳥類常年喧鬧,使森林活躍起來(lái)。風(fēng)化過(guò)程進(jìn)行迅速,風(fēng)化層厚,淋溶過(guò)程非常強(qiáng)烈,鐵、鋁氧化物相對(duì)累積,發(fā)育著磚紅壤。,熱帶雨林板狀根,熱帶雨林景觀,(2)熱帶季雨林帶 主要分布在印度半島、中南半島及我國(guó)云南南部等地區(qū),大致與熱帶季風(fēng)氣候區(qū)相當(dāng)。這里降水量略次于赤道雨林帶,且有明顯干濕季,氣溫年較差也較大。因此熱帶季雨林季相分明:雨季時(shí)林相頗似赤道雨林,樹種也相當(dāng)復(fù)雜;干季時(shí)則多數(shù)樹種都要落葉。本帶土壤主要為磚紅壤性紅壤和紅壤。,(3)熱帶稀樹草原帶 在非洲和南美洲有廣泛分布,在澳大利亞、中美和亞洲的相應(yīng)地帶也有局部出現(xiàn)。氣候?qū)儆跓釒Ц蓾窦痉置鞯念愋?,年中有長(zhǎng)達(dá)四個(gè)月的干季。這里草本植被植株很高,在廣闊的草原上,點(diǎn)綴著散生的喬木,它們具有能儲(chǔ)存大量水分的旱生構(gòu)造。熱帶稀樹草原季相非常分明:雨季草木欣欣向榮,百花吐艷;干季草原死氣沉沉,一派黃褐色調(diào)。廣闊的草原,茂盛的草本植物,使善于疾馳的食草動(dòng)物,如長(zhǎng)頸鹿、羚羊等,在這里得到很大的發(fā)展;食草動(dòng)物的繁盛,又給食肉動(dòng)物創(chuàng)造了良好條件,所以食肉動(dòng)物也很豐富,常見(jiàn)的有獅、豹等動(dòng)物。季節(jié)性的干濕交替有利于土壤有機(jī)質(zhì)和氮的累積,形成燥紅土。,熱帶稀樹草原,(4)熱帶荒漠帶 本帶位于副熱帶高壓帶和信風(fēng)帶的背風(fēng)側(cè),在北非的撒哈拉、西南亞的阿拉伯、北美的西南部、澳大利亞中部和西部、南非和南美部分地區(qū)表現(xiàn)明顯。氣候?qū)儆谌旮稍锷儆甑臒釒Ц珊蹬c半干旱類型,可能蒸發(fā)量大大超過(guò)降水量,所以沒(méi)有地方性水文網(wǎng),只有少數(shù)“外來(lái)河”。植被貧乏,存在著大面積表土裸露地段,植物以稀疏的旱生灌木和少數(shù)草本植物以及一些雨后生長(zhǎng)的短生植物為主。動(dòng)物的種類和數(shù)量都很貧乏,占優(yōu)勢(shì)的是那些能迅速越過(guò)長(zhǎng)距離的動(dòng)物,以及一些爬蟲類和嚙齒類。成土過(guò)程進(jìn)行得十分微弱,形成荒漠土。,典型荒漠,半荒漠,撒哈拉沙漠,(5)亞熱帶荒漠草原帶 本帶位于熱帶荒漠和亞熱帶森林帶之間。在北半球很清楚地出現(xiàn)于熱帶荒漠帶的北緣,在南半球則出現(xiàn)于澳大利亞南部、南非和南美南部的部分地區(qū)。氣候?qū)儆趤啛釒Ц珊蹬c半干旱類型。隨著由熱帶荒漠向緯度較高地區(qū)的推進(jìn),年降水量有所增加,但最大降水量常在低溫時(shí)期,夏季的高溫和干旱促使強(qiáng)烈的蒸發(fā),使本帶仍是一個(gè)缺水地區(qū)。植被類型屬于荒漠草原,通常生長(zhǎng)有旱生灌木及禾本科植物,在較濕潤(rùn)的季節(jié)里有短生植物生長(zhǎng)。土壤屬于半荒漠的淡棕色土。,(6)亞熱帶森林帶 亞熱帶森林帶被大陸內(nèi)部的荒漠草原所隔開(kāi),分成大陸東岸和大陸西岸兩種類型。 大陸東岸的亞熱帶森林帶,在北半球主要分布在我國(guó)的長(zhǎng)江流域、日本的南部和美國(guó)的東部,在南半球主要分布在澳大利亞的東南部、非洲東南部以及南美的東南部。亞熱帶大陸東岸的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候和亞熱帶濕潤(rùn)氣候,這里主要形成常綠闊葉林,又稱照葉林,發(fā)育著亞熱帶的黃壤和紅壤。,亞熱帶常綠闊葉林,大陸西岸的亞熱帶森林帶又名地中海地帶,在北半球主要分布在地中海地區(qū)和北美洲加利福尼亞沿海地區(qū);在南半球主要分布在澳大利亞的西南部、非洲的西南端以及南美洲西岸的智利中部。亞熱帶大陸西岸的氣候?qū)儆趤啛釒母尚?,又名地中海式氣候,這里主要形成常綠硬葉林地帶,發(fā)育著褐色土。,澳大利亞西南角的桉樹林,沙巴拉群落的外貌,(7)溫帶荒漠帶 此帶主要分布在亞歐大陸中部和北美大陸西部的一些山間高原上,在南美大陸南部也有所出現(xiàn)。氣候?qū)儆跍貛Т箨懶愿珊殿愋?,這里植被貧乏,只有非常稀疏的草本植物和個(gè)別灌木。在溫帶荒漠的外圍和溫帶草原之間有一個(gè)過(guò)渡帶叫溫帶荒漠草原地帶,主要是蒿屬草原,還可見(jiàn)到旱生禾本科植物。溫帶荒漠帶和荒漠草原帶的土壤主要是荒漠土、棕鈣土和淡栗鈣土,在它們中間還有成斑狀分布的一些堿土及鹽土。,(8)溫帶草原帶 本帶在歐亞大陸中緯地區(qū)占有相當(dāng)面積,從東歐平原南部起呈連續(xù)的帶狀往東延伸,經(jīng)西伯利亞平原南部、蒙古高原南部,直達(dá)我國(guó)境內(nèi),構(gòu)成世界最寬廣的草原帶。在北美洲,溫帶草原帶呈南北向帶狀分布形式,也有典型的表現(xiàn)。與北半球相比,南半球草原面積要小得多,在南美、非洲南部等地有局部分布。溫帶草原帶的氣候?qū)儆跍貛Т箨懶园敫珊殿愋汀5胤叫匝a(bǔ)給的河流夏季水位低,甚至干涸,變成一串湖泊;春季積雪融化,河流滿水。植被以禾本科植物為主。土壤主要是黑鈣土及暗栗鈣土。動(dòng)物多穴居洞中,嚙齒類動(dòng)物、有蹄類動(dòng)物和一些草原肉食動(dòng)物是溫帶草原的主要?jiǎng)游铩?典型草原,荒漠草原,(9)溫帶闊葉林帶 本帶也稱夏綠闊葉林帶。主要分布在歐洲西部、亞洲東部、北美洲東部,在南半球僅分布在南美洲的巴塔哥尼亞。歐洲西部的夏綠林受溫帶海洋性氣候的影響,往往形成由單一樹種組成的純林,如山毛櫸林、櫟林等。亞洲東部夏綠林受溫帶季風(fēng)氣候的影響,這里闊葉樹種類成分較歐洲豐富,有蒙古櫟林、遼東櫟林以及槭屬、椴屬、樺屬、楊屬等組成的雜木林。北美洲夏綠林受溫帶大陸性濕潤(rùn)氣候影響,植被主要是美洲山毛櫸和糖槭組成的山毛櫸林。溫帶闊葉林帶的土壤主要為棕色森林土、灰棕壤和褐色土。動(dòng)物種類比熱帶森林為少,但個(gè)體數(shù)量較多,主要以有蹄類、鳥類、嚙齒類和一些食肉動(dòng)物為最活躍。,溫帶落葉闊葉林夏季季相,溫帶落葉闊葉林冬 季季相,(10)寒溫帶針葉林帶 本帶屬于整個(gè)溫帶森林帶的北部亞帶,它沿歐亞大陸北部及北美大陸北部連成非常廣闊的自然帶。這里氣候?qū)儆诤疁貛Т箨懶詺夂?,冬季十分寒冷,夏季溫暖潮濕,形成了由云杉、銀松、落葉松、冷杉、西伯利亞松等針葉樹種構(gòu)成的針葉林帶,發(fā)育著森林灰化土,活躍著松鼠、雪兔、狐、貂、麋、熊、猞猁等耐寒動(dòng)物。 針葉林帶以南,氣候較溫暖濕潤(rùn),漸漸出現(xiàn)闊葉樹種,形成針、闊葉混交林,是針葉林帶與闊葉林帶之間的過(guò)渡帶。,針葉林,明亮針葉林,陰暗針葉林,(11)苔原帶 苔原帶也稱凍原帶。它占據(jù)著歐亞大陸及北美大陸的最北部以及鄰近島嶼的廣大地區(qū)。苔原氣候嚴(yán)寒而濕潤(rùn),土壤凍結(jié),沼澤化現(xiàn)象普遍,這樣的環(huán)境條件極不利于樹木生長(zhǎng),因而形成以苔蘚和地衣占優(yōu)勢(shì)的、無(wú)林的地帶。本帶土壤屬于冰沼土。動(dòng)物種類不多,特有馴鹿和北極狐等,夏季有大量鳥類在陡峭的海岸上棲息,形成“鳥市”。在針葉林帶和苔原帶之間,有一個(gè)比較狹窄的過(guò)渡帶,稱森林苔原帶。,極地苔原景觀,高山苔原景觀,(12)冰原帶 冰原帶亦稱冰漠帶。它幾乎占有南極大陸的全部、格陵蘭島的大部以及極地的許多島嶼。本帶終年被冰原覆蓋,環(huán)境條件極為嚴(yán)酷,沒(méi)有水文網(wǎng)和土壤,植被罕見(jiàn),僅在突出于冰雪之外的巖崖上有某些藻類和地衣生長(zhǎng)。冰原帶動(dòng)物種類極為單一而貧乏,在南極大陸沒(méi)有陸生哺乳動(dòng)物,僅在沿岸地區(qū)分布著特有的企鵝一類海鳥,在北極諸島上主要有白熊。,2.5 海洋自然帶 與陸地相比,海洋的性質(zhì)較為均一。因而海洋自然帶較為單調(diào),自然帶的類型少,界限模湖。 海洋自然帶存在于大洋表層,約為海面以下200米深的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi),海洋與大氣對(duì)流圈、巖石圈之間進(jìn)行著能量交換和物質(zhì)循環(huán),海洋生物也主要集中在這里活動(dòng)。由于太陽(yáng)輻射按緯度方向分布不均引起了大洋表層的溫度、鹽度以及含氧量的緯向分異,海洋生物種群也相應(yīng)產(chǎn)生分異,形成了海洋自然帶。和陸地自然帶劃分一樣,生物種群的分布是劃分海洋自然帶的主要標(biāo)志。本書在世界海洋中劃分出8個(gè)自然帶:,(1)北極帶。本帶以北極為中心,分布著常年存在的北極冰叢,氣溫和上層水溫均在0以下,氣流下沉無(wú)風(fēng),生物非常貧乏。 (2)亞北極帶。即北冰洋邊緣的近陸海域。這里水面冰層發(fā)生季節(jié)性變化,冬季冰封,夏季冰層逐漸融化形成浮冰。由于近岸,海陸物理性質(zhì)不同,常有明顯的“季風(fēng)”變化,而且風(fēng)速很大。生命在短促的夏季很快發(fā)展起來(lái),沿岸有相當(dāng)豐富的浮游生物,吸引了魚類及其他動(dòng)物。雖然動(dòng)物的數(shù)量不少,種類卻不多,主要的有北極鱈、白海鯡等魚類和北極鯨、鳁鯨、海象、海豹、白熊等哺乳類以及一些形成“鳥市”的海鳥。,(3)北溫帶。包括北半球中緯度的遼闊水域,終年受極地氣團(tuán)影響,大氣活動(dòng)非常強(qiáng)烈,經(jīng)常發(fā)生大氣旋和狂風(fēng)暴雨,降水量和云量都很大。水溫為515,鹽度小,含氧量多,水團(tuán)垂直交換強(qiáng),水中飽含營(yíng)養(yǎng)鹽類,因而浮游生物很豐富(可達(dá)2 0003000毫克/立方米),魚類大量繁殖,種類豐富,世界著名的魚場(chǎng)都集中在此帶。主要魚類有太平洋鯡魚、鱈魚、大馬哈魚等,還有一些哺乳類動(dòng)物繁殖,如海狗、海獺、日本鯨、灰鯨、海豚等。,(4)北熱帶。本帶基本上與副熱帶高壓帶相吻合,強(qiáng)大而穩(wěn)定的高壓是這里天氣變化和氣候形成的基礎(chǔ)。在多數(shù)情況下,風(fēng)力微弱,風(fēng)向不定,或者風(fēng)平浪靜,空氣下沉,降水量小,蒸發(fā)量大,水面溫度在18以上,含鹽高。由于本帶受高壓控制,廣大海域水體垂直交換微弱,因此深層水的營(yíng)養(yǎng)鹽類不易上涌,加上含氧量少,故本帶浮游生物以及有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚類很少。海水清澈明凈,色彩蔚藍(lán)。,(5)赤道帶。這里氣溫很高,一般都達(dá)2730;氣溫變幅很小,不大于2;鹽分不高。年中大部分時(shí)間濃云密布、雨量充沛、風(fēng)平浪靜。由于本帶南北有赤道逆流,引起海水的垂直交換,使水中營(yíng)養(yǎng)鹽類和氧氣相當(dāng)豐富,因此赤道帶生物的種數(shù)極多,但一定種的個(gè)體數(shù)量和熱帶一樣都小于溫帶。赤道帶鯊目和鱘目魚類特別多,飛魚也很典型。溫暖的海水使珊瑚礁得以大量發(fā)育。,(6)南熱帶。本帶特征和成因與北熱帶基本相似,但在非洲大陸西南和南美洲的秘魯沿海都有上升流,海水的垂直交換較北熱帶明顯,因此這兩個(gè)海區(qū)的浮游生物大量繁殖,使上層魚類,如南非沙丁魚和秘魯鳀魚,也隨之大量生長(zhǎng),形成南半球的重要漁場(chǎng)。,(7)南溫帶。該帶位于從南亞熱帶輻合線以南一直伸展到南極輻合線(4060S)的廣大海洋,形成了一個(gè)完整的環(huán)形水域。這里天氣多變,風(fēng)暴和巨浪頻密;洋流全年受西風(fēng)漂流控制,沒(méi)有暖流影響;水溫稍低于北溫帶。但海洋生物的基本生態(tài)條件與北溫帶很相似,植物繁茂,巨藻生長(zhǎng)極好,浮游生物豐富,是南半球海洋生物最多的海區(qū),具有與北溫帶同種或相鄰幾種的巨大類群。這種兩極性分布在獸類(如海豹、海狗、鯨等)、魚類(如刀魚、小鳁魚、鰯魚、鯊魚等)以及無(wú)脊椎動(dòng)物和植物中都有典型的表現(xiàn)。,(8)南極帶。本帶從南極輻合線伸展到南極大陸邊緣,也是一個(gè)完整的環(huán)形水域。風(fēng)向及洋流也自西向東。全年水溫很低,冬季基本冰封,夏季短暫解凍。動(dòng)植物種類組成普遍貧乏,除個(gè)別種(如硅藻、磷蝦)外,缺乏廣泛分布的種群,但浮游生物很豐富。哺乳動(dòng)物中鯨類相當(dāng)豐富,其中南極鯨和侏儒鯨為特有種。海豹也占有重要地位。南極海狗和長(zhǎng)鬃海驢是這里的特有種。南極鳥類最著名的是王企鵝和白眶企鵝。南極帶魚類特別少,特殊的有南極杜父魚。南極大陸架海域全年冰封,部分水域?yàn)楸ㄕ紦?jù),形成廣闊的陸緣冰和高大的冰障。,3、垂直地帶性 3.1 垂直地帶性的概念 垂直地帶性是指自然地理要素及自然綜合體大致沿等高線方向延伸,隨地勢(shì)高度發(fā)生垂直更替的規(guī)律。它同時(shí)受到兩種基本地域分異因素作用,是疊加了地帶性影響的非地帶性在地表垂直方向的具體表現(xiàn),即垂直地帶性與緯向地帶性及經(jīng)向地帶性相互作用共同支配著自然地理環(huán)境三度空間地域分異,被合稱為“三維地帶性”。,構(gòu)造隆起和山地地形是產(chǎn)生垂直地帶的前提條件。隆起的山地達(dá)到一定高度以后,就可分化出不同的垂直地帶。而垂直更替的直接原因則是山地?zé)崃考捌渑c水分的組合隨地勢(shì)高度的變化。 首先從熱量分析,隨著海拔增高,大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的損耗相應(yīng)減少,使到達(dá)山地的太陽(yáng)總輻射隨高度遞增。而有效輻射隨山地高度的變化,受到兩個(gè)相反因素:大氣逆輻射急劇減弱及地面向上輻射的長(zhǎng)波輻射減少的影響,這導(dǎo)致有效輻射隨海拔高度的變化,取決于何種因素占主導(dǎo)地位,山地輻射平衡隨高度的變化無(wú)一致的趨勢(shì)。但可以推斷,山地與同高度自由大氣間的感熱交換和潛熱交換是山地?zé)崃繐p失的主要因素 。,可見(jiàn),山地氣溫隨海拔高度的變化除受地表輻射平衡狀況影響外,在很大程度上還要受到與周圍自由大氣熱交換的影響,其總趨勢(shì)是遞減的。 再來(lái)分析水分的變化,由于山地的抬升作用,降水量在某一高度以下是隨高度而增加的。超過(guò)這一高度以后,由于水汽含量大為減少,降水量隨高度的變化轉(zhuǎn)為遞減。因此山體中部出現(xiàn)一個(gè)最大降水帶。在高山的峰脊,地表溫度長(zhǎng)期保持在0以下,固體降水被長(zhǎng)期滯留形成冰雪帶。 綜合起來(lái),一方面是熱量和溫度隨高度的遞減,另一方面是水分隨高度遞增而后轉(zhuǎn)為遞減,兩者結(jié)合起來(lái)形成了制約植被和相應(yīng)土壤發(fā)育的氣候條件隨高度的變化,也就產(chǎn)生了山地自然帶的垂直更替。,3.2 垂直地帶譜 垂直地帶譜是山地垂直帶的更替方式。它反映了自然綜合體在山地的空間分布格局,是地域結(jié)構(gòu)的一種特殊形式。垂直地帶譜中的每一垂直地帶都不是孤立的地段,而是通過(guò)普遍存在的能量傳輸和物質(zhì)循環(huán)聯(lián)系起來(lái)的整體。垂直地帶譜的起始帶為基帶。在整個(gè)垂直地帶譜中,基帶擔(dān)當(dāng)了十分重要的角色?;鶐c所處的水平地帶的水熱條件是相適應(yīng)的,自基帶往上各垂直地帶的組合類型和排列序次也表現(xiàn)出與所在水平地帶往高緯方向的更替方式存在極大的相似性?;鶐ь愋蜎Q定了整個(gè)帶譜的性質(zhì),也決定了一個(gè)完整帶譜可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。,海洋性水平自然帶系統(tǒng)中的垂直帶理想圖式 (陳傳康等,1993),3.3 影響垂直地帶譜的基本因素 垂直地帶的形成取決于山地?zé)崃考捌渑c水分的組合。對(duì)水熱組合狀況起著深刻影響的山地位置、山體性質(zhì)(海拔、坡向、坡度、山體走向等)是決定垂直地帶譜性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的基本因素。,大陸性水平自然地帶系統(tǒng)中的垂直帶理想模式 (陳傳康等,1993),3.4 垂直地帶的特征 在外貌上垂直地帶與水平地帶有不少相似之處。與水平地帶比較,垂直地帶具有如下顯著的特征: 1.帶幅窄,遞變急劇 2.帶間聯(lián)系密切:垂直地帶由于帶幅狹窄,同時(shí)重力效應(yīng)顯著,所以帶間聯(lián)系密切。 3.水熱對(duì)比特殊 4.節(jié)律變化同步 5.微域差異顯著,4、地方性 4.1 地方性的概念 三維地帶性支配了自然地理環(huán)境大陸層次和區(qū)域?qū)哟蔚牡赜蚍之悾鼈儗儆诖?、中尺度的地域分異?guī)律。而在局部地區(qū)的小范圍內(nèi),自然界的分異則突出地受到地方性所支配。 所謂地方性,是指在地帶性和非地帶性規(guī)律共同作用的基礎(chǔ)上,自然地理環(huán)境由于局部因素引起的小范圍的地域分異規(guī)律性。,地方性分異是自然地理環(huán)境中最普遍和最低級(jí)的地域分異。一般在野外考察時(shí),所能最直接觀察到的往往就是地方性差異現(xiàn)象。因此有關(guān)地方性的研究具有更為普遍的實(shí)際意義。 4.2 地方
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