综合自然地理学

综合自然地理学主讲人：潘玉君一、关于地理环境地理学是研究什么的科学?地理学的研究对象是什么?地理学研究的核心?地理学研究的目的?地理环境的构成自然地理环境经济地理环境社会文化环境自然地理环境的组成具有：相对独立性——部门自然地理学：研究各要素的组成、结构、时空运动和地理分布规律整体性——综合自然地理学：研究自然地理环境的综合特征区域性——区域自然地理：研究一定区域自然地理环境的某个组成要素和自然地理环境的综合特征自然地理环境的研究范围：中国多数地理学家和俄罗斯地理学家认为：自然地理环境的上界以对流层的高度为限，下界包括岩石圈的上部。山下层之间包括了大气圈的对流层、地壳沉积岩石圈、水圈和生物圈。如何深入认识自然地理环境？自然地理环境是由各自然要素组成的整体。要认识这个整体靠两个途径：分析研究和综合研究分析研究——已学过的部门自然地理课是对自然界的分析，从不同侧面认识自然环境综合研究——综合自然地理学是从整体上认识自然环境，是对各部分的综合研究地质地貌学——掌握“地貌”要素气候学与水文学——掌握“气候”、“水”要素土壤、植物地理学——掌握“土壤”、“植被”要素综合自然地理学——掌握“五大要素”之间的关系及其所形成的规律二、综合自然地理在地理科学中的位置（一）从系统论看地理学的分支研究整个地理环境综合特征——综合地理学分别研究：自然地理环境整体特征——综合自然地理学经济地理环境整体特征——综合经济地理学社会文化环境整体特征——综合文化地理学分别研究上述环境各组成要素的部门地理学——部门自然地理学、部门经济地理学、部门文化地理学部门自然地理学——地质、地貌、气候…部门经济地理学——工业、农业、交通运输…部门文化地理学——语言、宗教…分析与综合的统一；部门自然地理学是研究自然地理环境各组成部分，是分析性研究；综自是从整体上研究自然地理环境，是综合性研究；只研究部分就无法回答整体的综合特征；要研究整体就必须从各部分着手；一方面分析各部分的具体特征，另一方面研究各部分间的关系，所以部门自然地理与综合自然地理学是分析与综合的统一。（二）从地理学的发展史看地理学的分支区域学派——赫特纳人地关系学派——拉采尔景观学派——赫伯森、帕萨格三、综合自然地理学的任务综合自然地理学是一门理论性较强，理论与实践并重的学科，主要研究内容和任务是：1.研究自然地理系统的整体规律性，探讨系统的结构与功能以及各种结构的形成机制和规律，研究系统中的物质和能量的交换与循环，寻求进行控制和调节的途径。2.分析研究自然地理系统的空间分异规律——地域分异规律，根据地域分异规律的不同尺度及从属关系，划分出多种等级的地域系统和类型系统，即进行综合自然区划和土地类型、土地评价研究。3.研究各级自然地理综合体的综合特征、参与经济建设的自然条件评价，探讨合理开发利用和改造自然的方向和途径。4.揭示人类生活与自然地理系统相互作用的关系，谋求持续发展的正确途径。参考书：[1]景贵和.综合自然地理学，北京：高等教育出版社，1989[2]陈传康.综合自然地理学，北京：高等教育出版社，1993[3]蒙吉军.综合自然地理学，北京：北京大学出版社2005第一章自然地理环境的整体性自然地理环境是由许多要素如地貌、气候、水文、植被、土壤等组成的，但这些要素并不是简单的汇集在一起，而是相互制约、相互联系的情况下形成了一个特殊的自然综合体或自然地理系统，而各要素也不是孤立存在和发展的，而是作为自然地理系统这一整体的一部分发展变化的。系统是物质存在的普遍方式和属性。整个物质世界，大至宇宙天体，小至分子、原子都是以系统的方式存在，并处于整体系统的联系之中。自然地理环境作为一个复杂的物质体系也属于一个系统，具有系统的所有特点。系统概述一、系统概念三、系统主要特征按系统尺度、规模和范围分按系统与环境的关系分按人与自然的关系分二、系统分类整体性层次性相关性稳定性动态性第一节系统概述一、系统概念系统是具有特定功能和结构的元素集合，每一个系统都是由相互联系、相互作用的事物和过程所组成。自然界各种事物都是以系统形式存在着的有机整体，整个物质世界，大到宇宙天体、太阳系，小到原子、基本粒子，都是由相互联系、相互作用的若干部分组成。二、系统分类1、按系统尺度、规模和范围分：宇宙系统——如银河系、整个宇宙宏观系统——周围的宏观物体，如生态系统、人体系统。微观系统——如原子中电子的壳层结构和原子核结构系统,细胞中的核、质、膜都是相互联系、相互作用的系统。2、按系统与环境的关系分：开放系统——系统与环境之间具有物质、能量、信息的交换和流通。封闭系统——系统与环境之间只有能量的交换和流通，没有物质的交换。孤立系统——系统与环境不发生任何联系和作用。3、按人与自然的关系分：自然系统——指未打上人工印记的各种客观系统，如天然生态系统。人造系统——指人工制造的各种系统，是由人工生成的各种要素组成的，如生产、交通运输、管理系统。自然与人文的复合系统——指人类利用自然和改造自然的各种系统，如水利发电系统、农业系统。三、系统主要特征整体性层次性相关性稳定性动态性第二节自然地理环境整体性认识的发展自然综合体学说阶段—内在联系的整体性地理系统学说阶段—结构功能的整体性耗散结构理论阶段—非平衡有序系统的整体性自然地理环境整体性认识发展的总结整体性概念是在发展的、逐步深化的。从传统的观点内在联系的整体性，定性描述到系统思想结构和功能的整体性和耗散结构理论非平衡有序系统的整体性，逐步丰富了整体性的原理，引导着人们从物质流、能量流、信息流，三个相互联系相互补充的客观过程中去认识整体性。从一个具有耗散结构的开放有序系统所产生的整体功能中来把握整体性。第三节自然地理环境的其他特性一、自然地理环境的层次性每一个系统都是由子系统组成的,而其本身又是一个更大系统的一部分。系统的层次可以从许多角度分析。1、空间层次性反映系统范围的包含关系，比如国家政体和人体组织的层次结构：全国→省→市→县→乡→村个体→生理系统→器官→组织→细胞→分子2、时间层次性是由于系统演变具有阶段性，不同发展阶段的系统具有一些质的不同。如人体经历的阶段：时间层次性是系统演变有规律的表现，了解系统发展的时间层次性也就是认识系统的发展变化规律，这对人工系统的开发、设计及改造都有重要意义。系统论将整个客观世界看作是一个结构有序、多层次的统一体，认为客观世界的多样性、统一性正是通过层次性表现出来的，所以，把认识对象划分为不同结构层次来研究，使人们的认识逐步深化。3自然地理系统的层次性垂直方向：4个圈层水平方向：（1）陆地系统—区域系统—土地系统（2）海洋系统—海域系统—水团系统二、自然地理系统的相关性系统内部各子系统之间、子系统与系统之间、系统与外部环境之间存在着相互依存、相互制约的关系，这种关系就是相关性。相关性使得每一个子系统对系统整体功能都能作出贡献，系统A——B,B——C,则C——A，这样就形成了事物相关的因果链环。如果对这种相关性认识不足，会出现相反的结果。三、自然地理系统的开放性从地球表层的外部联系看：地球表层与外部系统（高层大气、宇宙、地幔、地核）有物质和能量的交换、转化。输入的能量宇宙空间——太阳能地球内部——放射性元素释放的热能一年中地球获得的热量：◆太阳能——1.3*1024卡◆地球内部——铀、钍、钾等放射性元素蜕变释放的热量，只占太阳能1/2亿。来自宇宙其他星体的射线为太阳能1/1亿。输出的能量——地面的长波辐射物质输入宇宙空间——陨石、宇宙尘埃地球内部——侵入、原生水物质的输入是以地球内部为主，一次火山喷发，岩浆达几十亿立方米，而从宇宙中每年降到地面的陨石不过400吨，宇宙尘埃就更少。输出的物质主要靠地壳的构造运动，在板快的边缘处，会有岩层离开地球表层斜插入深处。地球的四大循环：大气循环——大气环流、全球性海陆间运动水分循环——大循环生物循环——合成作用、分解作用地质循环——风化、剥蚀、搬运、沉积、构造运动四大循环是地球表层物质能量输入流通输出的形式，使物质和能量的输出维持在一个相对稳定的动态水平上。强调稳定是非平衡的稳定，维持这种非平衡的稳定必须有负熵流的输入，以对抗系统走向平衡，所以只有耗散能量、新陈代谢，才能维持一定的有序性。四、自然地理环境的稳定性与动态性稳定性——系统排除干扰、恢复到稳态的特性，称为稳定性。变易性——指系统的状态随时间的推移发生变化。稳定性使系统在变化的环境中保持自我，没有稳定性就不能认识系统，没有变异性系统就不能发展。第三节自然地理系统的组成和结构特征一、自然地理系统的组成(一)物质组成：4个基本圈层相互作用形成的物质体系——地貌、气候、水文、生物、土壤。P23(二)能量组成：太阳辐射能、地球内能(三)太阳辐射的地理分布特征P26二、自然地理系统的结构特征指各组成要素和组成部分之间相互结合的方式和组合形式：分层结构、渗透结构、地域结构这四种类型的物质循环，既代表了无机圈层之间以及生态系统内部物质流通过程，也反映了自然地理系统物质组分的“固、液、气”三种形态的转变。地质循环水分循环大气循环生物循环四大循环第四节自然地理系统的物质与能量的循环与转换一、物质的循环与转换1.地质循环2.大气循环3.水分循环4.生物循环二、自然地理系统的能量转化1.太阳能的转化2.地球内能的转化三、自然地理系统能量转化的功能太阳能对自然地理系统的作用效应是“夷平化”，地球内能的作用效应是“崎岖化”，二者综合作用的结果，形成了不同区域目前现存的自然地理系统的状况。太阳能作用于地表，并与地表物体重力势能相结合，产生了风化、侵蚀、搬运以及堆积等地质过程，其基本趋势是使地表高差减少，削高垫低，使地表趋于平坦化。这就是太阳能的“夷平化”过程。地球内能的主要作用是引起地震、火山、岩浆活动等各种构造活动，使地表起伏加大，更加崎岖不平。这就是地球内能的“崎岖化”过程。这种作用过程实质上是褶皱和断裂、隆起和沉陷等各种矛盾的统一过程。地表任一地方的自然景观都是太阳能和地球内能作用的结果，只是二者的作用强度在不同区域表现得不一样。在有些区域，以太阳能作用为主导，如平原地区；而在另外一些区域，则以地球内能的作用为主导，如高山、高原地区。能量系统还是自然地理系统内所进行的各种自然过程的基本能量源泉。自然地理系统中的自然过程，可分为：按其性质可分为：物理、化学、生物以及物理化学、生物物理和生物化学等过程。按其表现形式可分为：地质过程、大气过程、水分循环过程和生物循环过程等。按要素形式可分：大气作用过程、地貌作用过程、水分作用过程、土壤作用过程和生物作用过程等。自然地理系统的能量尤其是太阳能，对生命系统的存在及整个人类社会的运转起着极为重要的作用：首先，太阳能维持了地球上整个生物界的存在，如果没有太阳输送来的光和热，一切生物就不能生长发育和繁衍后代。正是由于生命的存在，使得自然地理系统增添了新的组成成分，从而使整个自然地理系统有了蓬勃生机，使其功能日趋完善。第四章自然地理系统的地域分异规律第一节地域分异的基本概念一、基本概念1.自然地域分异现象是指自然地理要素或组成成分以及自然地理综合体沿地理坐标所确定的方向发生分异，某较高级别的地域分异出若干次级地域的现象。这些次级地域的排列组合就构成地域谱。地带性分异因素（太阳能）——按纬度分布不均而引起的许多现象，沿纬度有规律的分布，这种地域分布因素称为地带性分异因素（或纬度地带性分异因素）。非地带性分异因素（地球内能）——决定海陆分布、地势起伏、岩浆活动和构造作用的地球内能称为非地带性因素（或非纬度地带性分异因素）。2.地域分异因素地带性分异因素——太阳能非地带性分异因素——地球内能二、对地域分异规律的认识和理解（一）地域分异的标志对同一等级的地域进行地域分异时，在地域分异标志的认识上存在着差别。同一地域的分异采用不同的“标志”会产生不同的地域分异结果。有两个相邻的区域A和B，区域A土壤类型为黑钙土亚类，区域B的土壤类型为淋溶黑钙土亚类。若以“土壤类的分布区”为地域分异标志，则区域A和区域B之