自然地理環(huán)境的地域分異規(guī)律

自然地理環(huán)境的地域分異規(guī)律

全球自然環(huán)境是一個整體，其所有部分都存在著不同的區(qū)域差異。換言之,自然地理環(huán)境除了具有整體性外,與之相對應(yīng)的是地域性,即地域分異規(guī)律。所謂地域分異是指自然地理環(huán)境各組成要素或自然綜合體沿地表按確定的方向有規(guī)律地發(fā)生分化所引起的差異。支配這種分化現(xiàn)象的客觀規(guī)律也就稱為地域分異規(guī)律,它包括地帶性規(guī)律和非地帶性規(guī)律,生命因素(包括人)的演化規(guī)律和時間尺度的變化。1自然自然環(huán)境形成地域分異的基本因素有兩種:一是太陽輻射;二是地球的內(nèi)能。它們在自然地理環(huán)境中空間上或時間上的作用都是不平衡的,其作用的效應(yīng)呈現(xiàn)出顯著的矛盾性。兩者在地表自然界中的異質(zhì)的特殊作用,便決定了地域分異的兩個最基本的、最普遍的規(guī)律性,即地帶性與非地帶性。1.1地帶性規(guī)律與地帶性因素地帶性規(guī)律包括緯向地帶性、經(jīng)向地帶性和垂直地帶性。1.1.1緯線決定因素是由于地球的形狀和運動,以及它在宇宙中的位置,使得太陽輻射在地球表面有規(guī)律地變化(由低緯向高緯逐漸減弱),從而使得地表的熱量條件和許多自然現(xiàn)象隨緯度而呈現(xiàn)出有規(guī)律的相應(yīng)變化。換言之,一些自然地理成分沿緯線方向常具有相似的屬性和組合特征。這種呈帶狀的地域分化現(xiàn)象稱之為緯度地帶性(規(guī)律),而太陽輻射和地表的熱量條件便是促成自然地理環(huán)境發(fā)生緯度地帶性分異的主要因素,氣候帶、生物帶、土壤帶主要受其控制。緯向地帶性在陸地連續(xù)地表結(jié)構(gòu)比較簡單山脈走向為東西向的地區(qū)表現(xiàn)得更為明顯,如亞洲大陸東部的緯向變化。1.1.2緯向地帶性因素經(jīng)向地帶性是指地理環(huán)境各組成要素和自然綜合體按經(jīng)線方向由海洋向內(nèi)陸變化的規(guī)律。主要由海陸位置、低空盛行風(fēng)向(如季風(fēng))、水分狀況(干燥度)的差異,引起東西向遞變的規(guī)律。因此,海陸位置、低空盛行風(fēng)向和干燥度等是經(jīng)向地帶性因素,它們可以影響氣候帶、生物帶和土壤帶的分布。經(jīng)向地帶性在陸地連續(xù),山脈走向呈南北向的地區(qū)表現(xiàn)得更為突出,如我國的中緯地區(qū)。要指出的是,并非所有的經(jīng)向地帶性因素都必然導(dǎo)致東西向的地域分異。在局部地段,它可能加劇了緯向地帶性的作用。如,我國華南地區(qū)(南嶺以南)的地域分異中,緯向地帶性分異是鮮明的,其原因除了緯向地帶性因素起著巨大作用外,同時,諸如地勢的北高南低、山脈多為東北—西南或西北—東南走向、東部及南部瀕臨海洋等非地帶性因素,不僅沒有抹煞或減弱地帶性因素,反而起著促進(jìn)作用,加強了該地域的南北向分異。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。前者是指非地帶性單位內(nèi)的地帶性分異,后者則指地帶性單位內(nèi)的非地帶性分異。1.1.3“三維地帶性”的概念垂直地帶性規(guī)律是由于海拔高度的差異引起的自然景觀的垂直遞變規(guī)律。垂直地帶性受水平地帶性(緯向地帶性和經(jīng)向地帶性)的制約,不同的水平帶具有不同的垂直帶,其基帶、帶數(shù)、帶幅、優(yōu)勢帶等均有差異,所以說,垂直帶也體現(xiàn)出地帶性規(guī)律。具體來說,它同時受到兩種基本的地域分異因素作用,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)境三度空間的地域分異,被合稱為“三維地帶性”。任何一個地方的垂直自然帶都是緯向、經(jīng)向和高度變化因素對自然環(huán)境共同影響和作用的結(jié)果。C·Troll在20世紀(jì)中葉,在高山研究中引入了“三維地帶性”的概念,在山地自然地理研究中得到廣泛的應(yīng)用。就一個山地或高原而言,“三維地帶性”的概念包含兩方面的含義。一是“三維分異”,即任何一個地帶可以同時沿緯度、經(jīng)度和垂直梯度方向分異,其空間分異是三維的,水平地帶和垂直地帶同處于一個三維空間中;二是“三位一體”,即一個地帶所處的帶譜是緯度地帶性、經(jīng)度地帶性和垂直地帶性共同作用的產(chǎn)物。所謂三維結(jié)構(gòu),即以三維的坐標(biāo)軸來表示自然地理環(huán)境的空間分布,可以得到下列函數(shù)式:S=f(W,J,G)。即任何一個地點的自然地理環(huán)境,應(yīng)該是緯向變化因素對自然環(huán)境的影響(W),經(jīng)向變化因素對自然環(huán)境的影響(J)和高度變化因素對自然環(huán)境的影響(G)的函數(shù)。顯然,在平原地區(qū),G為常數(shù)或接近于常數(shù),函數(shù)式可簡化為S=f(W,J)。同樣的道理,在面積不大的山地,W,J可以視為常數(shù)或接近于常數(shù),函數(shù)式又可改寫為S=f(G)。絕對高度和相對高度是垂直地帶性因素。垂直地帶性在中低緯度高海拔地區(qū)(如中國的橫斷山區(qū))表現(xiàn)得更為明顯和復(fù)雜。1.2隱域性分布規(guī)律由于地球內(nèi)能作用而產(chǎn)生的海陸分布、地勢起伏等區(qū)域性分異,稱為非地帶性。非地帶性規(guī)律是自然景觀的一種隱域性分布規(guī)律,它是受隱域性因子(如地下水、巖性、特殊的地表組成物質(zhì)等)控制,在地理分布上具有地方性特點,可以呈帶狀或斑狀分布。分布區(qū)間不一定有嚴(yán)格的順序。非地帶性因素包括地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地貌單元、坡度、坡向、山脈走向和地下水等。它們也可以影響氣候、生物和土壤的類型和分布。1.2.1地表剖面變化的規(guī)律地方性分異是中尺度的地域分異。它是在地方地形、地方氣候、較大范圍地面組成物質(zhì)差異的影響下自然環(huán)境各組成成分和自然綜合體沿地勢剖面發(fā)生變化的規(guī)律。它主要表現(xiàn)為有序性和重復(fù)性。有序性指在地方地形的影響下,自然環(huán)境各組成成分和自然綜合體沿一定梯度有規(guī)律地依次更迭,可稱為生態(tài)系列,或稱為地球化學(xué)聯(lián)系。重復(fù)性即復(fù)區(qū)性,由于近期發(fā)育歷史相同,幾個小流域內(nèi)各自然單元重復(fù)出現(xiàn),組成多次重復(fù)的組合。造成地方性分異的因素主要有:地方地形的垂直分化、生物生境的差異和第四紀(jì)疏松沉積物的分布。1.2.2沼生植物群落的自然生境隱域性是疊加了地帶性影響的非地帶性表現(xiàn),是復(fù)雜化了的地域分異規(guī)律,一般也表現(xiàn)為中尺度。例如,沼澤是非地帶性的,是由長期或周期性積水生境下發(fā)育的濕生多年生草本植物所構(gòu)成的自然環(huán)境。不少沼生植物,如蘆葦、苔草等具有很強的適應(yīng)性,分布相當(dāng)廣泛。但是,不同的水平地帶的沼澤卻具有不同的特征。溫帶平原和山地積水條件下的沼澤屬溫濕性沼澤,由蘆葦和拂子茅根莖禾草層、密叢的苔草、鑣草層片組成,而與屬于熱濕—暖濕型的熱帶、亞熱帶沼澤的建群種顯著不同。大范圍的巖性差異同樣會使整個自然地理環(huán)境改變性質(zhì)。如,不易風(fēng)化的石灰?guī)r構(gòu)成雄偉陡峭的山峰,發(fā)達(dá)的喀斯特現(xiàn)象與土層很薄的石灰土;花崗巖與黃土狀物質(zhì)構(gòu)成的地形與自然環(huán)境則另具特點。1.2.3與立地條件相關(guān)的植物種類和群落微域分異是最小范圍的地域分異。地貌部位差別是最重要的微域分異。不同的小地貌部位有不同的小氣候條件、地表水排水條件、潛水的埋藏深度和流動性,甚至潛水的化學(xué)性質(zhì)等都直接或間接地與地貌部位有關(guān)。再配合巖性土質(zhì)的差異,則有不同的生物群落和土壤。地貌部位結(jié)合小氣候條件,決定了不同地貌部位的干濕狀況。由于基巖風(fēng)化殼直接影響土壤的發(fā)育,在同一地貌部位,巖性的差別可以形成不同的生境,生長不同的植物種類。如,華北的石灰?guī)r山坡,土壤呈堿性,多生長柏樹;花崗巖風(fēng)化的山坡,土壤呈酸性,多生長油松。微域分異往往具有不同的空間組合特征和形式。例如,陜北的黃土高原就具有樹枝狀溝谷鑲嵌和相間排列組合形式、塬梁組合形式、斑狀鑲嵌組合形式和陰陽坡組合形式等四種因微域分異而產(chǎn)生的空間組合形式。1.3動植物空間分布的變化地球的演變在隱生宙(太古代和元古代)和顯生宙(古生代、中生代和新生代)是完全不同的,這主要是由于生命的作用生命不僅是地球環(huán)境的重要組成部分,而且是改變地球面貌的主要力量,它使得地球充滿生氣和更具活力。在地質(zhì)時代,占統(tǒng)治地位的生物所起的作用更是難以估量。自從人類誕生以來,隨著人口的增加、科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類逐漸在地球生命環(huán)境中占據(jù)統(tǒng)治地位,人類對自然環(huán)境的影響也越來越大,以至于形成全球性的生態(tài)破壞和環(huán)境污染問題。如,全球氣候變暖、土壤侵蝕、次生鹽漬化、土地荒漠化、森林草原大量減少、天然生態(tài)系統(tǒng)的破壞、生態(tài)平衡失調(diào)、物種滅絕等。人類在生產(chǎn)和生活中排放大量污染物到水體、空氣、土壤以及生物體內(nèi),從而使得自然地理環(huán)境的組成成分發(fā)生強烈變性。從而改變了自然地理環(huán)境的地域分異。生命的生存環(huán)境是選擇最優(yōu)的空間作為其繁衍、生長、發(fā)育的場所,微生物、動物、植物和人類都是如此,其空間分布具有明顯的規(guī)律性、并依據(jù)生命的不同形式表現(xiàn)為不同的分布規(guī)律。因此,只有不斷提高人類的地球環(huán)境的整體意識,約束自己的不當(dāng)行為,地球環(huán)境才能有利于人類的生存和發(fā)展。1.4地域同構(gòu)性是旅游地帶性的重要因素任何事物的發(fā)展都是在時間(和空間)中進(jìn)行的。時間是檢驗事物發(fā)展結(jié)果的一面鏡子,地域分異也是如此,在不同的時間尺度內(nèi)具有不同的特征。這是地域分異各因素綜合作用的結(jié)果,在一定地域一定時段內(nèi)有主導(dǎo)因素,主導(dǎo)因素決定著地域發(fā)展的方向。地球表面的自然地理地帶性是復(fù)雜歷史進(jìn)程的產(chǎn)物,它具有進(jìn)展特征或殘存特征,處在不斷的變化之中。因此,地球表面任何一個地帶都有其自己的歷史和年齡。不同的歷史時期,可能形成不同的地帶。如赤道地區(qū)的熱帶雨林早在第三紀(jì)以前就已形成,而北極地區(qū)的苔原植被帶則非常年幼,在它現(xiàn)在分布的范圍內(nèi)僅出現(xiàn)在晚更新世末次冰期以后。并且,在現(xiàn)代自然地理地帶發(fā)展、形成的同時,各地帶的位置也在不斷地變化著。因此,任何自然地理環(huán)境不僅占有三度空間,還延續(xù)于整個時間過程。綜上所述,影響地域分異的因素是多方面的,它們相互影響、相互制約、共同作用,形成不同等級的自然綜合體,使得自然地理環(huán)境產(chǎn)生復(fù)雜的空間分化。這些影響主要包括上述的緯向分異、經(jīng)向分異、垂直分異、非地帶分異、生命分異和時間分異等六維時(間)、空(間)、質(zhì)(量)分異,在不同地區(qū)、不同時段內(nèi)影響因素各有側(cè)重。2自然自然環(huán)境的系統(tǒng)自然、外及外部系統(tǒng)間的聯(lián)系地域分異具有多層次多系統(tǒng)的特點,它由時間系統(tǒng)、空間系統(tǒng)和物質(zhì)系統(tǒng)組成,共同構(gòu)成一個時空質(zhì)復(fù)合系統(tǒng)。(如圖1所示)地域分異系統(tǒng)是一個復(fù)合系統(tǒng),不管這個系統(tǒng)在空間上有多大、時間上有多久;或者,在空間上有多小、時間上有多短,它都是一個復(fù)合系統(tǒng)單元,其結(jié)構(gòu)具有耗散結(jié)構(gòu)的特征,它是一個開放的有序結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)外不斷地進(jìn)行著物質(zhì)、能量和信息的交流。太陽輻射在自然地理環(huán)境中形成負(fù)熵流,使自然地理系統(tǒng)的總熵降低,從而提高地域分異系統(tǒng)的有序度。系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)外的物質(zhì)、能量、信息交流得越多越頻繁,系統(tǒng)的有序度就越高。系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)、能量、信息的阻抗是系統(tǒng)漲落的動力機(jī)制,它是系統(tǒng)功能的啟動器,系統(tǒng)的建立、發(fā)展、崩潰和再發(fā)展與其密切相關(guān)。地域分異規(guī)律一