自然地理系統(tǒng)的整體性

自然地理系統(tǒng)的整體性第1頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)論從首創(chuàng)至今，不過幾十年的歷史，然而卻以不可替代的綜合、整體、最優(yōu)化的特性滲透于自然科學(xué)、社會科學(xué)的許多領(lǐng)域，解決了工業(yè)、交通運(yùn)輸、電力網(wǎng)、通訊網(wǎng)、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、水源利用、能源開發(fā)、社會經(jīng)濟(jì)等方面的許多難題。系統(tǒng)方法在地理科學(xué)中被廣泛應(yīng)用，已為大家所公認(rèn)。系統(tǒng)論被引進(jìn)地理學(xué)，用來研究地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)、功能及其演化，使地理思維在結(jié)構(gòu)和方法上發(fā)生了深刻的變化，將古老的地理學(xué)從定性分析和解釋引向定量分析和定性解釋相結(jié)合的階段。第2頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前雖然還未將自然地理學(xué)原理完全建立在系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上，許多關(guān)鍵性問題仍需進(jìn)行深入探討，但是，這種科學(xué)的方法論有助于更深刻地揭示自然地理環(huán)境的一般規(guī)律，在關(guān)于這些規(guī)律的傳統(tǒng)解釋基礎(chǔ)上，運(yùn)用系統(tǒng)論的基本理論作進(jìn)一步闡述，以便用其新思路來探討自然地理學(xué)的基本問題。第3頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)系統(tǒng)概述

第4頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)

概述

一、系統(tǒng)概念三、系統(tǒng)主要特征按系統(tǒng)尺度、規(guī)模和范圍分按系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系分按人與自然的關(guān)系分二、系統(tǒng)分類整體性層次性相關(guān)性穩(wěn)定性變異性第5頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)概述

一、系統(tǒng)概念

具有特定功能和結(jié)構(gòu)的元素集合，每一個系統(tǒng)都是由相互聯(lián)系、相互作用的事物和過程所組成。自然界各種事物都是以系統(tǒng)形式存在著的有機(jī)整體，整個物質(zhì)世界，大到宇宙天體、太陽系，小到原子、基本粒子，都是由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分組成。第6頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1、按系統(tǒng)尺度、規(guī)模和范圍分：宇宙系統(tǒng)——如銀河系、整個宇宙宏觀系統(tǒng)——周圍的宏觀物體，如生態(tài)系統(tǒng)、人體系統(tǒng)。微觀系統(tǒng)——如原子中電子的殼層結(jié)構(gòu)和原子核結(jié)構(gòu)系統(tǒng),細(xì)胞中的核、質(zhì)、膜都是相互聯(lián)系、相互作用的系統(tǒng)。二、系統(tǒng)分類第7頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、按系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系分：開放系統(tǒng)——系統(tǒng)與環(huán)境之間具有物質(zhì)、能量、信息的交換和流通。封閉系統(tǒng)——系統(tǒng)與環(huán)境之間只有能量的交換和流通，沒有物質(zhì)的交換。孤立系統(tǒng)——系統(tǒng)與環(huán)境不發(fā)生任何聯(lián)系和作用。系統(tǒng)分類

第8頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月3、按人與自然的關(guān)系分：自然系統(tǒng)——指未打上人工印記的各種客觀系統(tǒng)，如天然生態(tài)系統(tǒng)。人造系統(tǒng)——指人工制造的各種系統(tǒng)，是由人工生成的各種要素組成的，如生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、管理系統(tǒng)。自然與人文的復(fù)合系統(tǒng)——指人類利用自然和改造自然的各種系統(tǒng)，如水利發(fā)電系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。系統(tǒng)分類

第9頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月三、系統(tǒng)主要特征（一）整體性（二）層次性（三）相關(guān)性（四）穩(wěn)定性（五）變異性第10頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月整體性概念的發(fā)展傳統(tǒng)觀點(diǎn)的整體性

—內(nèi)在聯(lián)系性系統(tǒng)觀點(diǎn)的整體性

—結(jié)構(gòu)功能的整體性耗散結(jié)構(gòu)理論的整體性

—非平衡有序系統(tǒng)的整體性

（一）整體性系統(tǒng)的主要特征——整體性第11頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1、傳統(tǒng)觀點(diǎn)整體性：自然地理綜合體各組成要素和各組成部分之間的內(nèi)在聯(lián)系。

地球表層是由地質(zhì)、地貌、氣候、水文、土壤、動物等成分組成，這些無機(jī)自然界與有機(jī)自然界各組成成分相互聯(lián)系、相互作用，并通過自然歷史過程，形成自然地理綜合體，這個綜合體中任何一個成分或環(huán)節(jié)的變化都會影響其它成分或環(huán)節(jié)的變化甚至整體的變化。

系統(tǒng)的主要特征——整體性第12頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月比如：我們所處的是暖溫帶落葉闊葉林帶，作物為一年兩熟，如果氣候寒冷則是寒溫帶氣候，無霜期短，作物只能一年一熟，種植耐寒、生長期短的作物。同樣，地貌因素發(fā)生變化，也會引起一系列變化，再如華北平原如發(fā)生地殼運(yùn)動，抬升1000米以上，氣溫降低，降水發(fā)生相應(yīng)的變化，土壤、植被也隨之改變。傳統(tǒng)觀點(diǎn)：是以自然綜合體學(xué)說為基礎(chǔ)，用因果法則，揭示自然地理環(huán)境動態(tài)特征，一個因素變化會影響另外的因素，體現(xiàn)在自然綜合體內(nèi)各要素的內(nèi)在聯(lián)系性，傳統(tǒng)觀點(diǎn)的整體性是內(nèi)在聯(lián)系的整體性。但是傳統(tǒng)的觀點(diǎn)是定性的描述，不能定量地表達(dá)整體性原理。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和新學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，特別是系統(tǒng)論的出現(xiàn)，對整體性又有了新的認(rèn)識。系統(tǒng)的主要特征——整體性第13頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、系統(tǒng)思想——功能和結(jié)構(gòu)的整體性（1）功能整體性

是系統(tǒng)對外界和內(nèi)部所表現(xiàn)的效應(yīng)（包括物質(zhì)和能量、信息等的傳輸和轉(zhuǎn)換）。系統(tǒng)論中有一個重要原理——功能超越性原理，整體系統(tǒng)會出現(xiàn)子系統(tǒng)沒有的功能——整體大于各部分之和。整體和部分的關(guān)系，主要表現(xiàn)在三種情況：

整體=部分之和整體<部分之和整體>部分之和系統(tǒng)的主要特征——整體性第14頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月①系統(tǒng)的整體等于系統(tǒng)的各組成部分之和這是被嚴(yán)格和精確的數(shù)學(xué)多次證明的命題，幾何和代數(shù)從來就把這種關(guān)系當(dāng)作絕對正確的真理。但是這一命題只是對那些聯(lián)系不緊密的松散系統(tǒng)才成立，只適應(yīng)于由各要素機(jī)械組成的系統(tǒng)。如一筐蘋果、一堆沙粒等。②系統(tǒng)的整體小于各部分之和如果系統(tǒng)中各部分相互牽扯，相互扼制，甚至摻雜著一些寄生和壞死的要素，這樣的系統(tǒng)往往使整體的能量大大下降，出現(xiàn)“三個和尚沒水吃”的情況。③系統(tǒng)的整體大于各部分之和如果系統(tǒng)中各組成要素互相協(xié)同，彼此配合，會使系統(tǒng)出現(xiàn)新質(zhì)，即整體系統(tǒng)會出現(xiàn)各子系統(tǒng)沒有的功能。系統(tǒng)的主要特征——整體性第15頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

例如：人的雙眼視覺功能大大超過兩只單眼視覺功能簡單相加的總和。雙眼的視敏度比單眼高6～10倍，雙眼的視覺能形成立體感，而單眼卻無能為力。

又如，當(dāng)年拿破侖在埃及作戰(zhàn)時(shí)，同一少數(shù)民族——馬木留克對陣，馬木留克兵英勇善戰(zhàn)，個人搏殺技術(shù)很好。法國兵在當(dāng)時(shí)曾打過很多勝仗，但3個馬木留克兵肯定能夠戰(zhàn)勝3個法國兵；100個馬木留克兵和100個法國兵勢均力敵，而300個法國兵絕對能夠戰(zhàn)勝300個馬木留克兵。這是因?yàn)榉▏诖蟊鴪F(tuán)作戰(zhàn)中，彼此配合的很好，而馬木留克兵不善于協(xié)同作戰(zhàn)，這就是整體性起了作用，整體出現(xiàn)的功能是各部分之和所不具備的。系統(tǒng)的主要特征——整體性第16頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）結(jié)構(gòu)整體性

系統(tǒng)理論指出：系統(tǒng)的整體功能決定于各組成元素的相互結(jié)合的方式，通常所說的結(jié)構(gòu)。因此，整體功能取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從以上例子中可看出法國兵彼此配合好，結(jié)構(gòu)好，整體功能好，馬木留兵不善于協(xié)同作戰(zhàn)，結(jié)構(gòu)不好，整體功能小于部門之和。結(jié)構(gòu)——從字面上看，各組成部分的搭配和排列。結(jié)構(gòu)和功能是密切相連的，結(jié)構(gòu)是完成功能的框架和渠道。也就是說物質(zhì)、能量和信息的傳輸和轉(zhuǎn)換是通過系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的。反過來，物質(zhì)、能量、信息的傳輸和轉(zhuǎn)換則是維持結(jié)構(gòu)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)和功能是相互聯(lián)系的不可分割的兩個方面，沒有結(jié)構(gòu)的功能和沒有功能的結(jié)構(gòu)都是不存在的。系統(tǒng)的主要特征——整體性第17頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

研究整體性既要研究整體功能——認(rèn)識它的綜合效應(yīng)，又要研究這種功能是由什么樣的結(jié)構(gòu)所決定的。研究系統(tǒng)是怎樣隨結(jié)構(gòu)、功能的變化而變化的，目的是提高整體性的功能。與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)比較：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的整體性既反映了自然綜合體的內(nèi)在聯(lián)系性，又定量地反映了地球表層物質(zhì)的能量變換的關(guān)系。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)觀點(diǎn)的不足。系統(tǒng)觀點(diǎn)的整體性涉及能量流動，涉及熱力學(xué)第一定律，所以運(yùn)用熱力學(xué)第一定律探討地球表層的能量流動和轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)的主要特征——整體性第18頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

熱力學(xué)第一定律：能量守恒。能量既不能創(chuàng)造也不能消滅，這是一條普遍的規(guī)律，地球表層的能量流動也必須服從這一規(guī)律。如太陽能進(jìn)入地球表層后，轉(zhuǎn)化成熱能，地面溫度和大氣溫度增加，參與水分蒸發(fā)耗熱，地貌、土壤的形成過程，大氣環(huán)流、洋流運(yùn)動等都與熱能有關(guān)，同時(shí)地面又以長波輻射出去，將熱能輸出返回空間，完成了收支數(shù)量上的平衡，遵循著能量守恒的普遍原則。熱力學(xué)第一定律只要求能量在轉(zhuǎn)換過程中是守恒的，不限制過程所進(jìn)行的方向。熱力學(xué)第二定律則不同，是關(guān)于過程進(jìn)行的方向問題?？藙谛匏怪赋?，能量是從密度較高的地方流向密度較低的地方，直到一切都達(dá)到均勻?yàn)橹?。系統(tǒng)的主要特征——整體性第19頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

他指出：在孤立系統(tǒng)中熱量總是由高溫物體自動地傳向低溫物體，而不能作相反的傳遞，直到兩個物體達(dá)到相同溫度為止，是不可逆的自發(fā)的過程。起決定作用的是能量密度的差異和朝均勻方向的流動。

他創(chuàng)造了一個術(shù)語“熵”表示任何一種能量在空間分布上的均勻程度，用他的話來說，“能量密度的差異傾向于變成均等”，是自然界的一個普遍規(guī)律，或換句話說：“熵隨著時(shí)間而增大”，混亂程度或無序程度增加。熵越大，系統(tǒng)越混亂，反之，系統(tǒng)越有序。第20頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1：我國有句成語“涇渭分明”涇河水清，渭河水渾。涇河流入渭河時(shí)，清濁不渾，比喻界線清楚，是非分明。這種有序狀態(tài)是暫時(shí)的，他們一經(jīng)自動混合之后，就再也分不清哪種是涇河水，哪種是渭河水了。說明能量的密度差異是朝著均勻方向流動的。例2：兩個水庫，水的高度不同，一高一低，如果把他們連接起來，水會從高水位的水庫流向低水庫，直到兩個水庫的水面相同。兩例都說明了能量是趨向于均勻分布的。熵值隨著時(shí)間增大，能量完全均勻分布，熵值達(dá)最大值，也就是混亂度或無序程度最高。

系統(tǒng)的主要特征——整體性第21頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

克勞修斯把熱力學(xué)第二定律推廣到宇宙之中，根據(jù)熵增加原理，宇宙中的能量分布在不斷地均勻化。宇宙正在不斷地增大，最后必須達(dá)到最大值——平衡態(tài)。整個宇宙在走向混亂趨向無序，一切運(yùn)動都將停止，最后達(dá)到“熱寂”?？墒堑貧ぱ莼瘹v史正好相反，滄海桑田變遷，生物界——人類出現(xiàn)。都是在從簡單到復(fù)雜，從低級到高級的進(jìn)化發(fā)展。這種進(jìn)化過程與熱寂說的預(yù)言退化形成截然不同的鮮明對比。早期的熱力學(xué)只考慮系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系不考慮系統(tǒng)與外界環(huán)境的聯(lián)系。近年來新型的耗散結(jié)構(gòu)理論，成功的揭示了這一問題。

系統(tǒng)的主要特征——整體性第22頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

創(chuàng)始人：普里高津比利時(shí)人立足點(diǎn)：系統(tǒng)與外界環(huán)境的相互聯(lián)系，相互作用，彌補(bǔ)了早期熱力學(xué)的不足。（1）什么叫耗散結(jié)構(gòu)？

一個遠(yuǎn)離平衡的開放系統(tǒng)，只要通過不斷與外界交換物質(zhì)與能量，在外界條件的變化達(dá)到一定的閾值時(shí)，可能從原有的混亂無序狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間上和空間上或功能上的有序狀態(tài)，這種在遠(yuǎn)離平衡情況下形成的新的有序結(jié)構(gòu)，依靠不斷地耗散外界的物質(zhì)和能量來維持，稱為耗散結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的主要特征——整體性3、耗散結(jié)構(gòu)理論——非平衡有序系統(tǒng)的整體性第23頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月兩層意思：

①開放系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界環(huán)境有物質(zhì)和能量、信息交換

②在一定條件下，使系統(tǒng)變無序?yàn)橛行?。簡單概括為?/p>

消耗外界環(huán)境的物質(zhì)、能量來維持系統(tǒng)內(nèi)部的新的有序結(jié)構(gòu)。（2）耗散結(jié)構(gòu)理論一個開放系統(tǒng)熵的變化，通過引入外界負(fù)熵流降低系統(tǒng)總熵，使系統(tǒng)從無序轉(zhuǎn)入有序狀態(tài)，來維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。但強(qiáng)調(diào)這種穩(wěn)定是非平衡的穩(wěn)定態(tài)，所以系統(tǒng)內(nèi)部的能量總是趨于均等，熵不斷的增加，只有在外界不斷輸入負(fù)熵流的情況下，才能保持相對穩(wěn)定。一旦外界條件撤去，混亂度或無序度就會增加，系統(tǒng)就會回到無序狀態(tài)中去。第24頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月如：沙漠中的綠洲，就是不斷地從外界獲得物質(zhì)、能量有負(fù)熵流的輸入，才保持這種有序狀態(tài)。一旦斷絕了水源，很快就變成寸草不生的沙漠。

自組織現(xiàn)象：耗散結(jié)構(gòu)在與外界交換物質(zhì)、能量的同時(shí)，還有一種自組織能力，變無序?yàn)橛行虻倪^程。

如：生物有機(jī)體將光、熱、水、二氧化碳這些無序的物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)化合成為糖類，變無機(jī)為有機(jī)儲存于體內(nèi)，變無序?yàn)橛行蜻^程。

又如：詩句“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”，大火焚燒過后，第二年春天有充足的陽光和雨水的滋潤，恢復(fù)原狀。說明自然地理環(huán)境有自組織能力。系統(tǒng)的主要特征——整體性第25頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月信息：物質(zhì)、能量和信息是現(xiàn)代科學(xué)研究的三大主題，前面只介紹了耗散結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的基本情況。用信息概念認(rèn)識地球表層的整體性——新課題之一。一般理解：信息——情報(bào)、知識?，F(xiàn)在理解信息為物質(zhì)之間建立聯(lián)系的一種特殊形式。任何物質(zhì)運(yùn)動形態(tài)都能產(chǎn)生和交換信息，信息也能通過物質(zhì)現(xiàn)象而運(yùn)動傳播。

①天體發(fā)生的電磁波包含著天體的構(gòu)成、年齡、運(yùn)動等各種信息。

②化石提供了地質(zhì)時(shí)期古動物、植物和地殼演變的信息。信息是事物存在形式運(yùn)動狀態(tài)和規(guī)律的表征。人們之所以把信息理解為情報(bào)、知識，正是因?yàn)槲镔|(zhì)結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和歷史在人的大腦中的反映，經(jīng)過人類的語言、文字、符號等形式變換以后獲得的產(chǎn)物。系統(tǒng)的主要特征——整體性第26頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月信息一方面反映了物質(zhì)、能量分布和變化程度，另一方面信息在自然界和社會的物質(zhì)運(yùn)動中執(zhí)行這種聯(lián)系的職能?？梢哉f信息是指一個系統(tǒng)的有序性，信息就是負(fù)熵。生物和人都離不開信息。新陳代謝——是動物體不斷從環(huán)境中攝取所需的食物、空氣和水，通過機(jī)體的生理功能將食物消化、吸收成為機(jī)體的一部分，排掉殘?jiān)^程。一個有序系統(tǒng)是由于輸入了信息或向外界輸出了熵，如生物進(jìn)化可看成是系統(tǒng)信息量的增加或熵的減少的變化。信息既不是物質(zhì)，也不是能量，但它的傳播離不開物質(zhì)和能量，而物質(zhì)和能量是否存在？如何存在？有什么運(yùn)動規(guī)律？要想了解這些，又必須通過他們發(fā)出的信息。物質(zhì)、能量、信息是組成客觀世界的三基元系統(tǒng)的主要特征——整體性第27頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月總結(jié)：整體性概念是在發(fā)展的、逐步深化的。從傳統(tǒng)的觀點(diǎn)內(nèi)在聯(lián)系的整體性，定性描述到系統(tǒng)思想結(jié)構(gòu)和功能的整體性和耗散結(jié)構(gòu)理論非平衡有序系統(tǒng)的整體性，逐步豐富了整體性的原理，引導(dǎo)著人們從物質(zhì)流、能量流、信息流，三個相互聯(lián)系相互補(bǔ)充的客觀過程中去認(rèn)識整體性。從一個具有耗散結(jié)構(gòu)的開放有序系統(tǒng)所產(chǎn)生的整體功能中來把握整體性。整體性是物質(zhì)、能量、信息在耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的運(yùn)動、變化、發(fā)展的整體性，用這些新理論認(rèn)識地球表層還處于起步階段和探索中。要求：掌握整體性概念，包括不同觀點(diǎn)中整體性的含義。系統(tǒng)的主要特征——整體性第28頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

每一個系統(tǒng)都是由子系統(tǒng)組成的,而其本身又是一個更大系統(tǒng)的一部分。系統(tǒng)的層次可以從許多角度分析。系統(tǒng)的主要特征——層次性1、空間層次性反映系統(tǒng)范圍的包含關(guān)系，比如國家政體和人體組織的層次結(jié)構(gòu)：全國→省→市→縣→鄉(xiāng)→村個體→生理系統(tǒng)→器官→組織→細(xì)胞→分子層次性空間層次性時(shí)間層次性（二）層次性第29頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、時(shí)間層次性是由于系統(tǒng)演變具有階段性，不同發(fā)展階段的系統(tǒng)具有一些質(zhì)的不同。如人體經(jīng)歷的階段：受精卵→胎兒→嬰兒→兒童→少年→青年→中年→老年時(shí)間層次性是系統(tǒng)演變有規(guī)律的表現(xiàn)，了解系統(tǒng)發(fā)展的時(shí)間層次性也就是認(rèn)識系統(tǒng)的發(fā)展變化規(guī)律，這對人工系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計(jì)及改造都有重要意義。

系統(tǒng)論將整個客觀世界看作是一個結(jié)構(gòu)有序、多層次的統(tǒng)一體，認(rèn)為客觀世界的多樣性、統(tǒng)一性正是通過層次性表現(xiàn)出來的，所以，把認(rèn)識對象劃分為不同結(jié)構(gòu)層次來研究，使人們的認(rèn)識逐步深化。系統(tǒng)的主要特征——層次性第30頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外部環(huán)境之間存在著相互依存、相互制約的關(guān)系，這種關(guān)系就是相關(guān)性。相關(guān)性使得每一個子系統(tǒng)對系統(tǒng)整體功能都能作出貢獻(xiàn)，系統(tǒng)A——B,B——C,則C——A，這樣就形成了事物相關(guān)的因果鏈環(huán)。如果對這種相關(guān)性認(rèn)識不足，會出現(xiàn)相反的結(jié)果。如：美國亞利桑那州開巴高原上草——黑尾鹿——獅、狼的相關(guān)性：

草——鹿相關(guān)，鹿——狼相關(guān)，狼——草相關(guān)。系統(tǒng)的主要特征——相關(guān)性（三）相關(guān)性第31頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

鹿長期保持在4000頭左右，與捕食者美洲獅、狼達(dá)到了平衡。獅、狼是鹿的天敵，為了發(fā)展鹿群，采取滅天敵措施：

1907年滅天敵——獅、狼

1918年鹿——4萬頭

1925年鹿——10萬頭

1927年鹿不足4萬頭（兩年死去60%以上）

原因：只注意了狼——鹿相關(guān)性，未注意草——鹿，一定數(shù)量的獅、狼控制著鹿的數(shù)量，間接地保護(hù)了草場不被過度損耗，保護(hù)了鹿群的生存條件，也間接保護(hù)了鹿群，這就是捕食者與被捕食者之間相互依存、相互制約的相關(guān)關(guān)系。系統(tǒng)的主要特征——相關(guān)性第32頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

任何系統(tǒng)都是一個動態(tài)系統(tǒng)，都處于運(yùn)動、發(fā)展和變化之中，這種變化具有不確定性，據(jù)估算，人的皮膚表層3-5天就代謝一次，兩人幾天不見面再相見時(shí)看到的皮膚就已經(jīng)不是原來的物質(zhì)了，兩人為什么還能認(rèn)識？非常熟悉的人，自己的親戚，幾年、十幾年、甚至幾十年不見，這其間無疑發(fā)生了更大的變化，一旦重逢，會很快認(rèn)出，這是為什么？在這時(shí)刻都發(fā)生變化的同時(shí)，總還有許多東西保持著不變，我們將基本不變的狀態(tài)——穩(wěn)態(tài)，事物的性質(zhì)一般是它的穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)的性質(zhì)。穩(wěn)定狀態(tài)通常是一個范圍，當(dāng)由于某些原因使系統(tǒng)的狀態(tài)偏離穩(wěn)態(tài)時(shí)，在系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)制的作用下系統(tǒng)會自動復(fù)原，回到穩(wěn)態(tài)。系統(tǒng)的主要特征——穩(wěn)定性與變異性（四）穩(wěn)定性與變異性第33頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

穩(wěn)定性——系統(tǒng)排除干擾、恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的特性，稱為穩(wěn)定性。變易性——指系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間的推移發(fā)生變化。穩(wěn)定性使系統(tǒng)在變化的環(huán)境中保持自我，沒有穩(wěn)定性就不能認(rèn)識系統(tǒng)，沒有變異性系統(tǒng)就不能發(fā)展。系統(tǒng)的主要特征——穩(wěn)定性與變異性第34頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)自然地理系統(tǒng)的整體性第35頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月自然地理系

統(tǒng)的整體性自然地理系統(tǒng)的概念自然地理系統(tǒng)的基本特征整體特征層次性開放性穩(wěn)定性與變異性第36頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

自然地理系統(tǒng)是自然地理環(huán)境各組成成分，通過能量流、物質(zhì)流、信息流相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的整體。這些組成成分包括三個無機(jī)組成成分——固體（巖石）、液體（水）、氣體（大氣）和一個有機(jī)組成成分——生物（動物、植物、微生物，也有人主張包括人類）。一、自然地理系統(tǒng)的概念第37頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.自然地理系統(tǒng)的整體特征

指各組成要素相互聯(lián)系、相互作用，構(gòu)成一個有機(jī)整體，其中，任一要素會影響其它要素。自然地理系統(tǒng)具有各單獨(dú)組成部分不具備的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)、功能、和效應(yīng)。不是各要素單個作用的累加，而是各要素在相互作用中形成的統(tǒng)一體。二、自然地理系統(tǒng)的基本特征

第38頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.自然地理系統(tǒng)的層次性

自然地理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間結(jié)構(gòu)

自然地理系統(tǒng)功能——系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)與外界的物質(zhì)和能量循環(huán)、交換。

垂直方向：4個圈層

水平方向：

（1）陸地系統(tǒng)—區(qū)域系統(tǒng)—土地系統(tǒng)（2）海洋系統(tǒng)—海域系統(tǒng)—水團(tuán)系統(tǒng)第39頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)整體性——空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)是各組成要素的分布格局。空間結(jié)構(gòu)包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。垂直結(jié)構(gòu)包括大氣圈、水圈、巖石圈。水平結(jié)構(gòu)是各組成成分在水平方向上發(fā)生分異，如從赤道到極地分為熱帶、溫帶、寒帶。時(shí)間結(jié)構(gòu)是維持空間結(jié)構(gòu)在狀態(tài)上一系列變化的結(jié)果。時(shí)間結(jié)構(gòu)使地球表層從簡單到復(fù)雜不斷發(fā)展進(jìn)化的。自然地理系統(tǒng)的基本特征——

層次性第40頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月功能整體性物質(zhì)的循環(huán)和能量的轉(zhuǎn)換是地球表層最重要的功能。從地球表層內(nèi)部看，各組成成分之間物質(zhì)和能量交換分為兩種方式。垂直方向：巖石——地下水——地表水——土壤——空氣以及貫穿于各成分的生物。水平方向：各組成部分有物質(zhì)的機(jī)械遷移和物理過程、化學(xué)過程、生物代謝過程。

地球表面有了這些結(jié)構(gòu)和功能，才有可能把四個圈層融合成一個統(tǒng)一的動態(tài)系統(tǒng)，決定著地球表層的整體性。自然地理系統(tǒng)的基本特征——

層次性第41頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月3.自然地理系統(tǒng)的開放性

——與外界持續(xù)地進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換從地球表層的外部聯(lián)系看：地球表層與外部系統(tǒng)（高層大氣、宇宙、地幔、地核）有物質(zhì)和能量的交換、轉(zhuǎn)化。能量的輸入是太陽能、地球內(nèi)能等。能量的輸出是地面的長波輻射。物質(zhì)輸入

宇宙空間——隕石、宇宙塵埃

地球內(nèi)部——侵入巖漿、原生水物質(zhì)的輸入是以地球內(nèi)部為主，一次火山噴發(fā)，巖漿達(dá)幾十億立方米，而從宇宙中每年降到地面的隕石不過400噸，宇宙塵埃就更少。第42頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

輸出的物質(zhì)主要靠地殼的構(gòu)造運(yùn)動，在板快的邊緣處，會有巖層離開地球表層斜插入深處。輸入的能量

宇宙空間——太陽能

地球內(nèi)部——放射性元素釋放的熱能一年中地球獲得的熱量：

◆太陽能——1.3*1024卡

◆地球內(nèi)部——鈾、釷、鉀等放射性元素蛻變釋放的熱量，只占太陽能1/2億。來自宇宙其他星體的射線為太陽能1/1億。輸出的能量——地面的長波輻射自然地理系統(tǒng)的基本特征——

開放性第43頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

地球的四大循環(huán)：

大氣循環(huán)——大氣環(huán)流、全球性海陸間運(yùn)動

水分循環(huán)——大循環(huán)

生物循環(huán)——合成作用、分解作用

地質(zhì)循環(huán)——風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、構(gòu)造運(yùn)動四大循環(huán)是地球表層物質(zhì)能量輸入流通輸出的形式，使物質(zhì)和能量的輸出維持在一個相對穩(wěn)定的動態(tài)水平上。強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定是非平衡的穩(wěn)定，維持這種非平衡的穩(wěn)定必須有負(fù)熵流的輸入，以對抗系統(tǒng)走向平衡，所以只有耗散能量、新陳代謝，才能維持一定的有序性。自然地理系統(tǒng)的基本特征——開放性第44頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.自然地理系統(tǒng)的穩(wěn)定性與變異性

自然地理系統(tǒng)有一定的調(diào)節(jié)功能,使得外界干擾不致破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài),但是有一定限度,當(dāng)外界干擾超過其所能忍受的限度時(shí),系統(tǒng)就會崩潰，如湖泊中排入的污染物質(zhì)。第45頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)自然地理系統(tǒng)的

組成和結(jié)構(gòu)特征第46頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月一、自然地理系統(tǒng)的組成

物質(zhì)組成：

4個基本圈層相互作用形成的物質(zhì)體系——地貌、氣候、水文、生物、土壤。

能量組成：太陽輻射能、地球內(nèi)能二、自然地理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征

指各組成要素和組成部分之間相互結(jié)合的方式和組合形式：

分層結(jié)構(gòu)、滲透結(jié)構(gòu)、地域結(jié)構(gòu)。第47頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1.分層結(jié)構(gòu)

4個基本組成成分：空氣、水、巖石、生命有機(jī)體，由于密度不同和重力作用分異，密度小的在頂部：

大氣對流層

0.0013

水圈

1

巖石(平均)2.733個圈層在垂直方向上做層狀排列，生物圈分布在3圈交界面上——是垂直方向上分層結(jié)構(gòu)的最顯著特征。

第48頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

進(jìn)一步劃分，還可以分出低級層次的分層結(jié)構(gòu)：大氣圈——