第八章自然綜合地理研究

綜合自然地理學(xué)概說綜合自然地理學(xué)是探討自然地理環(huán)境整體的綜合自然特征的自然地理學(xué)分支學(xué)科。有些學(xué)者認(rèn)為綜合自然地理學(xué)就是自然地理學(xué)，即不包括部門自然地理學(xué)的狹義自然地理學(xué)；也有人將綜合自然地理學(xué)稱為景觀地理學(xué)18世紀(jì)末至20世紀(jì)初是綜合自然地理學(xué)的萌芽階段。德國的洪堡德把自然界當(dāng)作一個統(tǒng)一的整體來探討，并留意自然界的因果聯(lián)系。他的探討成果為綜合自然地理學(xué)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)德國地理學(xué)家李?；舴覉猿趾楸さ玛P(guān)于自然界統(tǒng)一的觀點，主見地理學(xué)必需限于探討地球表層，即巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互接觸的地方。他認(rèn)為除了首先把世界看成是一個整休，還要考察地球表面更細(xì)小的片段，地球表面的任何一個區(qū)域都是多個自然要素的集合體，從而發(fā)展了洪堡德的綜合自然地理學(xué)思想俄國的道庫恰耶夫創(chuàng)立了自然地帶性學(xué)說，闡明白自然綜合體的概念，認(rèn)為地表全部的自然地理成分是相互聯(lián)系、相互作用的，并作為一個困難的物質(zhì)體系的一個組成部分而不斷發(fā)展變更。

李?；舴液偷缼烨∫蛩_創(chuàng)的綜合自然地理學(xué)方向，在德國和蘇聯(lián)都得到發(fā)展，并在二十世紀(jì)20～50年頭漸漸形成了綜合自然地理學(xué)的基本體系，這一時期是近代綜合自然地理學(xué)發(fā)展階段在德國，景觀學(xué)說往往代替自然綜合體學(xué)說。帕薩爾格就首次用景觀一詞作為自然地理學(xué)的探討對象，他認(rèn)為景觀型是一種空間體系、一種相關(guān)要素的綜合體，自然地理學(xué)應(yīng)主要從小區(qū)域或地段著手探討。蘇聯(lián)的景觀學(xué)說是以道庫恰耶夫的自然地帶學(xué)說為基礎(chǔ)，由貝爾格提出的。他認(rèn)為景觀學(xué)就是地理學(xué)。后來景觀學(xué)漸漸成為蘇聯(lián)自然地理學(xué)的主要探討方向，并形成景觀學(xué)派中國綜合自然地理學(xué)從二十世紀(jì)50年頭起先快速發(fā)展，在全國廣泛開展了綜合考察、自然區(qū)劃、土地類型調(diào)查區(qū)域規(guī)劃和國土整治等探討工作。世界其他一些國家，如美國、英國、法國等，為滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的須要，也開展了區(qū)域綜合考察、土地資源調(diào)查和綜合探討。這些探討推動了綜合自然地理學(xué)的發(fā)展二十世紀(jì)60年頭以來，是現(xiàn)代綜合自然地理學(xué)發(fā)展階段，其顯著特點是現(xiàn)代觀測和分析手段的應(yīng)用，包括航空攝影、雷達(dá)、紅外成像和衛(wèi)星圖像等新的觀測技術(shù)，以及系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用。這些技術(shù)和方法的應(yīng)用不僅從廣度和深度上擴(kuò)大了地理視野，能更多地獲得自然地理環(huán)境的綜合信息和自然現(xiàn)象的動態(tài)信息，改進(jìn)了野外調(diào)查和制圖的方法，而且使探討者從過去對現(xiàn)象的文字描述和制圖的方法，而且使探討者從過去對現(xiàn)象的文字描述和定性分析轉(zhuǎn)向抽象概括、定性與定量相結(jié)合，并借助電子計算機建立模式和模擬試驗綜合自然地理學(xué)的基本理論探討也有了較大進(jìn)展，主要是在自然綜合體概念的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了自然地理系統(tǒng)概念，從各要素分析轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀坏乩硐到y(tǒng)分析，從簡潔的因果關(guān)系進(jìn)入困難的自然地理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的探討。此外，還廣泛參與區(qū)域綜合開發(fā)和規(guī)劃、國土整治、環(huán)境預(yù)料等方面的實際應(yīng)用的探討綜合自然地理學(xué)主要探討自然地理環(huán)境各組成成分(氣候、地貌、水文、土壤、植被和動物群落等)的相互關(guān)系、彼此之間的物質(zhì)和能量相互轉(zhuǎn)化的過程；探討自然地理環(huán)境的動態(tài)，從整體上闡明它的發(fā)展變更規(guī)律，探求進(jìn)行調(diào)整和限制的途徑，預(yù)料其演化趨勢；探討自然地理環(huán)境的地域分異規(guī)律，進(jìn)行自然區(qū)劃和土地類型探討，闡明各級自然區(qū)和各種土地類型的綜合特征以及開發(fā)、利用方向；對自然條件和自然資源進(jìn)行綜合探討和評價；探討人為環(huán)境的形成機制、變更和發(fā)展趨勢，尋求合理開發(fā)、利用、治理、愛護(hù)的途徑第一節(jié)自然地理的整體性一、自然綜合體－地理環(huán)境－地理耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性—事物普遍具有的規(guī)律，在地球表層/景觀中表現(xiàn)特別猛烈。傳統(tǒng)稱為綜合性。但長期以來未能解決綜合的方法問題。系統(tǒng)科學(xué)開拓了解決綜合方法的途徑。景觀的系統(tǒng)性是地球表層系統(tǒng)各圈層相互聯(lián)系、相互作用的表現(xiàn)如：個體－種群－群落－生態(tài)系統(tǒng)－生物圈－地球、元素－礦物－巖石－圈層－地球、巨系統(tǒng)－大量類型困難的單元構(gòu)成的系統(tǒng)，是最困難的系統(tǒng)系統(tǒng)性表現(xiàn)在以下各方面整體性：基本原理—整體＞各部分的總和，整體具有各部分所不具備的功能。如整體的人＞人體各器官的總和，又如某生態(tài)系統(tǒng)由草地、土壤、牲畜組成，各組分相互聯(lián)系、相互作用，成為一個有機整體，具有各組分所不具備的功能相關(guān)性：指事物相互制約、相互依存的關(guān)系。相關(guān)性不僅存在于系統(tǒng)之間，而且存在于系統(tǒng)內(nèi)部要素之間。各要素按確定秩序排列組合，形成一種結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系結(jié)構(gòu)性：系統(tǒng)內(nèi)部的組織形式，即各要素之間相互作用的方式/秩序。一切系統(tǒng)均有結(jié)構(gòu)，大至太陽系、宇宙，小至一池沼、一個土壤剖面都有結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定了它的功能。系統(tǒng)性表現(xiàn)在以下各方面層次性：要素－子系統(tǒng)－系統(tǒng)，宏系統(tǒng)－由統(tǒng)計規(guī)律占優(yōu)勢的大量不行分的同類型單元構(gòu)成。動態(tài)性：系統(tǒng)的運動、發(fā)展與變更。地球及其子系統(tǒng)無不處于不斷變更之中，從未達(dá)到穩(wěn)態(tài)。相對而言，大氣圈最不穩(wěn)定(小時)，其次為水圈(日)、生物圈(年)，巖石圈最穩(wěn)定(10n年)。漸變：風(fēng)化、侵蝕、地貌發(fā)育…突變/災(zāi)變：火山、地震、地滑、泥石流、山崩…系統(tǒng)內(nèi)有些變更有滯后性，如氣候變更以后，植被的變更稍后，土壤變更更滯后。有時由于生物的耐受性而殘留下來，成為孑余種錢學(xué)森認(rèn)為，地球表層是一個開放的困難的巨系統(tǒng)。開放—與外界有物質(zhì)與能量的交換。輸入－太陽輻射；輸出－長波輻射。困難—系統(tǒng)內(nèi)部單元多，類型極不同一，包括自然要素與人類社會，為任何系統(tǒng)所無。地理系統(tǒng)具有平衡特性、功能特性與自組織特性其次節(jié)自然地理環(huán)境的組成與能量基礎(chǔ)地球的物質(zhì)組成能量基礎(chǔ)自然地理環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)化地球的物質(zhì)組成地殼的巖石組成地殼中：巖漿巖(95％)/沉積巖(5％)/變質(zhì)巖(少量)沉積巖中：頁巖(4％)/砂巖(0.75％)/灰?guī)r(0.25％)出露地表巖石中：沉積巖－75％

巖漿巖＋變質(zhì)巖－25％

地殼元素的組成:8大元素組成：O,Si,Al,（三種共占84.6%）Fe,Ca,Mg,Na,K(以上8種含量均>1%,共占98％)。主要成分為SiO2,Al2O3和CaO,Na2O。礦物組成:常見造巖礦物僅10余種：石英、正長石、斜長石、黑云母、白云母、角閃石、輝石、橄欖石等，其余為非造巖礦物地殼巖石類型:巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類能量基礎(chǔ)和能量轉(zhuǎn)化圈層間的能量流熱傳導(dǎo)：地下100km約1300℃，1000km約2000℃，2900km約2700℃，地核約500℃。通過熱傳導(dǎo)、熱輻射和物質(zhì)運動（熱泉、火山和巖漿活動、地幔對流等）傳輸?shù)降乇?。太陽輻射是地球表層自然地理系統(tǒng)的能量主要來源之一熱流觀測：方法：用巖芯管分別測定巖芯的溫度梯度和巖芯的導(dǎo)熱率，二者相乘求得熱流值。結(jié)果：每年地球內(nèi)部傳到地表的熱能約為8.37×1020J，平均6.28×10-6J/cm2，相當(dāng)于每年地震釋放能量的100倍圈層間物質(zhì)交換地殼－地幔物質(zhì)循環(huán)：地幔熱柱玄武巖漿從洋中脊涌出－冷卻成洋殼－擴(kuò)張至陸殼邊緣俯沖至軟流圈－被加熱熔融并入地幔。地幔－地殼－水－氣間物質(zhì)交換：幔源巖漿溢出地表伴隨氣水噴射，地幔物質(zhì)向地殼、水圈和大氣圈遷移。巖石圈物質(zhì)風(fēng)化－運移－沉積下沉－海底成巖－上升成陸或俯沖熔融。海底熱泉：洋底擴(kuò)張形成裂隙，熱泉涌出三、地理環(huán)境各要素的物質(zhì)交換二、自然地理環(huán)境的地域分異

地理環(huán)境各結(jié)構(gòu)部分沿地理坐標(biāo)確定的方向成相互交替的各組成單位的現(xiàn)象，稱為地理環(huán)境的地域分異。

如下圖所示江南東北雪地山地洛川黃土高原

三、自然地理環(huán)境地域分異規(guī)律

形成地域分異的基本因素有兩種：一是太陽輻射，一是地球內(nèi)能。他們在自然地理環(huán)境中空間上或時間上是作用都是不平衡的，其作用的效應(yīng)呈現(xiàn)出顯著的沖突性。兩者在地表自然界中的異質(zhì)的特殊作用，表確定了地域分異的兩個最基本、最普遍的規(guī)律性，即地帶性與非地帶性。地帶性和非地帶性分異規(guī)律是地域分異規(guī)律的最基本規(guī)律。(一)地帶性分異規(guī)律緯向地帶性規(guī)律：指地理環(huán)境各組成要素和它們所形成的自然綜合體，具有大致沿緯線方向東西延長成確定寬度的帶狀，而按經(jīng)線方向有規(guī)律地南北更替，循序排列的變異性，這種變異性常簡稱緯向地帶性規(guī)律。

緯向地帶性的表現(xiàn)基本上確定于地球的球形、太陽輻射對地球表面不同的入射角引起不同緯度上熱量差異。熱帶雨林溫帶草原針葉林葉落知秋

所謂非緯向地帶性是指地理環(huán)境隨地質(zhì)構(gòu)造、地形、海陸分布、洋流以及大氣環(huán)流的某些特性等非緯向地帶性因子的影響而發(fā)生變更的規(guī)律性。（二）非緯向地帶性分異規(guī)律（三）垂直地帶性

地理環(huán)境各組成要素及由它們組成的自然綜合體隨山地高度發(fā)生有規(guī)律的變更，這種規(guī)律稱為垂直地帶性規(guī)律。垂直地帶形成的根本緣由，確定于構(gòu)造過程和山地地形，但其干脆緣由是由于山地高度不同而引起熱量、水分及其對比關(guān)系的變更。臺蘚苔蘚灌木

依據(jù)地域分異的規(guī)模大小，將全球地域分異分為三種規(guī)模尺度：大尺度、中尺度、小尺度。

四、地域分異的尺度（一）大尺度分異1全球性地域分異：如海陸分異、貫穿于海陸的氣候帶；2全海洋和全大陸地域分異：陸地和海洋上的，緯向、經(jīng)向地帶性分異；3區(qū)域性地域分異：大地構(gòu)造—地貌分異，地帶性區(qū)域內(nèi)的非地帶性分異

（二）中尺度分異

區(qū)域?qū)哟蔚姆之?，包括高原、山地、平原?nèi)部的地貌。（三）小尺度分異由局地地勢起伏、小氣候差異、巖性與土質(zhì)差異、水文差異等引起的分異。（六）地域分異規(guī)律的相互關(guān)系地帶性：太陽輻射的緯度分布引起的地理現(xiàn)象。非地帶性：不以太陽輻射分布為條件的地理現(xiàn)象，如內(nèi)力作用產(chǎn)生的現(xiàn)象：山地的分布、巖漿活動、地震與火山等。地帶性規(guī)律的表現(xiàn)與尺度有關(guān)。在行星尺度上，地帶性規(guī)律(氣候帶、植被帶、土壤帶)表現(xiàn)最為明顯；但在大尺度上，地帶性規(guī)律在很多 地方被“歪曲”—被地形(非地帶性因素)“訂正”了。如內(nèi)陸與沿海的差異、大陸東岸與西岸的差異、南北半球的差異等。假如把南北半球上實際存在的景觀，依據(jù)其實際緯度轉(zhuǎn)移到一個地跨南北半球的大陸上，稱為“志向大陸”，這些差異在志向大陸上表現(xiàn)很明顯。任何較大的地區(qū)都同時受地帶性因素和非地帶性因素的影響，因而必定兼具地帶性與非地帶性的特征。如北京的暖溫帶氣候、落葉闊葉林和褐土是地帶性的表現(xiàn)，而四周山地上的溫度和寒溫帶氣候、針闊混交林、山地草甸和棕壤與山地草甸土則為非地帶性特征水平地帶與垂直帶的關(guān)系垂直變更的梯度比水平變更梯度大100倍水平地帶的干濕變更取決于大氣環(huán)流的海陸位置，山地垂直帶迎風(fēng)坡上確定高度范圍內(nèi)降水隨高度增加，背風(fēng)坡又存在雨影區(qū)。垂直帶上不存在明顯的晝夜長短差異?？諝饷芏入S高度減小，水平地帶無此差異。并非全部垂直帶都從赤道起先，因此各緯度存在不同的垂直帶譜。垂直帶有某些獨特性質(zhì)，如喜馬拉雅山南坡的冰川具海洋性，下伸到森林中，熱喀斯特發(fā)育，不同于極地冰雪帶。只有海洋性氣候下的垂直帶譜在基本上類似于水平地帶；大陸性氣候下，中緯度存在特殊的干旱、半干旱垂直帶譜，基帶為草原或荒漠，向上變?yōu)樯执怪睅В虼朔Q為草原/荒漠垂直帶譜節(jié)律性節(jié)律—在時間上周期性重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。在地理學(xué)上演繹為在時間上和空間上周期性地重復(fù)出現(xiàn)的事物/現(xiàn)象，如日出日落、潮水漲退、四季變更。以至春播夏鋤、秋收冬藏等人類生產(chǎn)活動。周期性節(jié)律：有較嚴(yán)格時間間隔出現(xiàn)的自然現(xiàn)象。周期性周而復(fù)始，是在更大的節(jié)律中前進(jìn)，如全球變冷/變暖的大趨勢中有小周期變更?；匦怨?jié)律：比周期性變更時間間隔更長的、間隔非均一的、波動式的變更，回旋性節(jié)律更是不能重復(fù)的。如氣候變更、冰川進(jìn)退等。太陽黑子的變更(周期11年)引起地球氣候同樣的旋回性變更。第三節(jié)自然區(qū)劃概念：地表自然界受不同的地帶性與非地帶性地域規(guī)律的作用,分化為不同的等級的自然區(qū).以地域分異規(guī)律學(xué)說為理論依據(jù)劃分自然區(qū),并力求反映客觀實際的方法

一、自然區(qū)劃原則(一)發(fā)生統(tǒng)一性原則:區(qū)域發(fā)展的共同性(二)相對一樣性原則:每個自然區(qū)自然地理特征具有相對一樣性;強調(diào)區(qū)內(nèi)特征的相對一樣性;自然區(qū)本身存在著一個等級系統(tǒng);不同等級自然區(qū)的一樣性有不同標(biāo)準(zhǔn)(三)空間連續(xù)性原則:劃分的區(qū)域作為個體保持空間連續(xù)性，不行分別，不行重復(fù)。這是區(qū)劃同地域類型劃分的本質(zhì)區(qū)分(四)綜合性原則與主導(dǎo)因素原則依次劃分或合并法:依次劃分(自上而下)、依次合并法(自下而上)部門區(qū)劃圖迭置法地理相關(guān)分析法主導(dǎo)標(biāo)記法二、自然區(qū)劃的方法三、自然區(qū)劃的等級系統(tǒng)地帶性區(qū)劃單位非地帶性區(qū)劃單位綜合性區(qū)劃單位地帶性屬性可以表現(xiàn)在氣候、土壤、植被、乃至區(qū)域的整體自然特征上，但很難表現(xiàn)在區(qū)域的地質(zhì)基礎(chǔ)和全部地貌特征上地帶性區(qū)劃單位帶地帶亞地帶次地帶是指作為自然綜合體的地理帶或景觀帶，全球共劃15個帶。最基本的地帶性區(qū)劃單位。通常以土類、植被型或景觀型的分類界線為依據(jù)多以土壤、植被為劃分依據(jù)非地帶性區(qū)劃單位(一)大區(qū)地區(qū)與基本地質(zhì)構(gòu)造單元相關(guān)的，具有獨特大氣環(huán)流特征和緯度地帶性結(jié)構(gòu)的“大陸的巨大部分”范圍大致相當(dāng)于二級地質(zhì)構(gòu)造單位，具有統(tǒng)一的地質(zhì)基礎(chǔ)和地質(zhì)發(fā)展共同性，大地貌特征相對一樣，邊界明顯；降水量、氣候大陸度、植被群系組合及土壤變種組合特征近似‘緯度地帶性結(jié)構(gòu)相對一樣非地帶性區(qū)劃單位(二)亞地區(qū)州地帶地區(qū)在最近地質(zhì)歷史時期中因構(gòu)造運動差異、氣候省性差異等非地帶性因素作用分化而成的。亞地區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、地貌與氣候特征均具有顯著的相對一樣性。主要以亞地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)地貌差異及由引起的其他自然條件的變更為依據(jù)中國綜合自然區(qū)劃大區(qū)地區(qū)三個自然區(qū)：東部季風(fēng)區(qū)、內(nèi)蒙古—新疆(西北)干旱區(qū)和青藏高原區(qū)干脆在熱量帶內(nèi)依據(jù)濕度差異劃分綜合性區(qū)劃單位第四節(jié)土地類型探討一、土地的含義與土地分級土地包含地球特定地域表面及其以上和以下的大氣、土壤與基礎(chǔ)地質(zhì)、水文與植物，還包含這一地域范圍內(nèi)過去和現(xiàn)在人類活動的種種結(jié)果，以及動物和人類目前和將來利用土地所施加的重要影響土地的分級:立地:景觀的最簡潔部分，其巖性、地形、土壤和 植被都一樣土地單元土地系統(tǒng)二、土地的分類立地(相)的分類土地單元(限區(qū))的分類土地系統(tǒng)(地方)的分類從人類影響程度分自然立地、衍生立地和人緣立地立地種、屬、科土地單元種、屬、科土地系統(tǒng)種、屬、科、目、綱、門三、土地評價土地評價的定義土地評價對象土地評價的原則土地評價方法在土地類型探討基礎(chǔ)上，依據(jù)特定生產(chǎn)目的對土地質(zhì)量、適用性和生產(chǎn)潛力進(jìn)行的評估土地類型及其質(zhì)量土地的適宜性和限制性；效益和投入比較；多用途比較和綜合評價；永續(xù)利用；因地制宜定性方法、定量方法、平行法和兩段法、土壤診斷–土地潛力法江蘇省土地利用現(xiàn)狀圖2000年