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1、综合自然地理学概说,综合自然地理学是研究自然地理环境整体的综合自然特征的自然地理学分支学科。有些学者认为综合自然地理学就是自然地理学，即不包括部门自然地理学的狭义自然地理学；也有人将综合自然地理学称为景观地理学,18世纪末至20世纪初是综合自然地理学的萌芽阶段。德国的洪堡德把自然界当作一个统一的整体来研究，并注意自然界的因果联系。他的研究成果为综合自然地理学的形成和发展奠定了基础 德国地理学家李希霍芬坚持洪堡德关于自然界统一的观点，主张地理学必须限于研究地球表层，即岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互接触的地方。他认为除了首先把世界看成是一个整休，还要考察地球表面更细小的片段，地球表面的任何一个区
2、域都是多个自然要素的集合体，从而发展了洪堡德的综合自然地理学思想,俄国的道库恰耶夫创立了自然地带性学说，阐明了自然综合体的概念，认为地表所有的自然地理成分是相互联系、相互作用的，并作为一个复杂的物质体系的一个组成部分而不断发展变化。李希霍芬和道库恰耶夫所开创的综合自然地理学方向，在德国和苏联都得到发展，并在二十世纪2050年代逐渐形成了综合自然地理学的基本体系，这一时期是近代综合自然地理学发展阶段,在德国，景观学说往往代替自然综合体学说。帕萨尔格就首次用景观一词作为自然地理学的研究对象，他认为景观型是一种空间体系、一种相关要素的综合体，自然地理学应主要从小区域或地段着手研究。苏联的景观学说是以
3、道库恰耶夫的自然地带学说为基础，由贝尔格提出的。他认为景观学就是地理学。后来景观学逐渐成为苏联自然地理学的主要研究方向，并形成景观学派,中国综合自然地理学从二十世纪50年代开始迅速发展，在全国广泛开展了综合考察、自然区划、土地类型调查区域规划和国土整治等研究工作。世界其他一些国家，如美国、英国、法国等，为满足工农业生产的需要，也开展了区域综合考察、土地资源调查和综合研究。这些研究推动了综合自然地理学的发展,二十世纪60年代以来，是现代综合自然地理学发展阶段，其显著特点是现代观测和分析手段的应用，包括航空摄影、雷达、红外成像和卫星图像等新的观测技术，以及系统科学的应用。这些技术和方法的应用不仅从
4、广度和深度上扩大了地理视野，能更多地获得自然地理环境的综合信息和自然现象的动态信息，改进了野外调查和制图的方法，而且使研究者从过去对现象的文字描述和制图的方法，而且使研究者从过去对现象的文字描述和定性分析转向抽象概括、定性与定量相结合，并借助电子计算机建立模式和模拟试验,综合自然地理学的基本理论研究也有了较大进展，主要是在自然综合体概念的基础上创立了自然地理系统概念，从各要素分析转变为自然地理系统分析，从简单的因果关系进入复杂的自然地理系统结构的研究。此外，还广泛参与区域综合开发和规划、国土整治、环境预测等方面的实际应用的研究,综合自然地理学主要研究自然地理环境各组成成分(气候、地貌、水文、土
5、壤、植被和动物群落等)的相互关系、彼此之间的物质和能量相互转化的过程；研究自然地理环境的动态，从整体上阐明它的发展变化规律，探求进行调节和控制的途径，预测其演化趋势；研究自然地理环境的地域分异规律，进行自然区划和土地类型研究，阐明各级自然区和各种土地类型的综合特征以及开发、利用方向；对自然条件和自然资源进行综合研究和评价；研究人为环境的形成机制、变化和发展趋势，寻求合理开发、利用、治理、保护的途径,第一节 自然地理的整体性,一、自然综合体地理环境地理耗散结构系统性 事物普遍具有的规律，在地球表层/景观中表现十分强烈。传统称为综合性。但长期以来未能解决综合的方法问题。系统科学开辟了解决综合方法的
6、途径。景观的系统性是地球表层系统各圈层相互联系、相互作用的表现 如：个体种群群落生态系统生物圈地球、元素矿物岩石圈层地球、巨系统大量类型复杂的单元构成的系统，是最复杂的系统,系统性表现在以下各方面,整体性：基本原理 整体各部分的总和，整体具有各部分所不具备的功能。如整体的人人体各器官的总和，又如某生态系统由草地、土壤、牲畜组成，各组分相互联系、相互作用，成为一个有机整体，具有各组分所不具备的功能相关性：指事物相互制约、相互依存的关系。相关性不仅存在于系统之间，而且存在于系统内部要素之间。各要素按一定秩序排列组合，形成一种结构上的联系 结构性：系统内部的组织形式，即各要素之间相互作用的方式/秩序
7、。一切系统均有结构，大至太阳系、宇宙，小至一池沼、一个土壤剖面都有结构。系统的结构决定了它的功能。,系统性表现在以下各方面,层次性：要素子系统系统，宏系统由统计规律占优势的大量不可分的同类型单元构成。动态性：系统的运动、发展与变化。地球及其子系统无不处于不断变化之中，从未达到稳态。相对而言，大气圈最不稳定(小时)，其次为水圈(日)、生物圈(年)，岩石圈最稳定(10n年)。渐变：风化、侵蚀、地貌发育 突变/灾变：火山、地震、地滑、泥石流、山崩系统内有些变化有滞后性，如气候变化以后，植被的变化稍后，土壤变化更滞后。有时由于生物的耐受性而残留下来，成为孑余种,钱学森认为，地球表层是一个开放的复杂的巨
8、系统。开放 与外界有物质与能量的交换。输入太阳辐射；输出长波辐射。复杂 系统内部单元多，类型极不同一，包括自然要素与人类社会，为任何系统所无。地理系统具有平衡特性、功能特性与自组织特性,第二节 自然地理环境的组成与能量基础,地球的物质组成能量基础自然地理环境中的能量转化,地球的物质组成,地壳的岩石组成地壳中：岩浆岩(95)/沉积岩(5)/变质岩(少量)沉积岩中：页岩(4)/砂岩(0.75)/灰岩(0.25)出露地表岩石中：沉积岩75 岩浆岩变质岩25,地壳元素的组成:8大元素组成：O,Si,Al,（三种共占84.6%）Fe,Ca,Mg,Na,K(以上8种含量均 1%,共占98)。主要成分为Si
9、O2,Al2O3和CaO,Na2O。矿物组成:常见造岩矿物仅10余种：石英、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其余为非造岩矿物 地壳岩石类型:岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类,能量基础和能量转化,圈层间的能量流热传导：地下100km约1300，1000km约2000，2900km约2700，地核约500。通过热传导、热辐射和物质运动（热泉、火山和岩浆活动、地幔对流等）传输到地表。太阳辐射是地球表层自然地理系统的能量主要来源之一热流观测：方法：用岩芯管分别测定岩芯的温度梯度和岩芯的导热率，二者相乘求得热流值。结果：每年地球内部传到地表的热能约为8.371020J，平均6.281
10、0-6J/cm2，相当于每年地震释放能量的100倍,圈层间物质交换 地壳地幔物质循环：地幔热柱玄武岩浆从洋中脊涌出冷却成洋壳扩张至陆壳边缘俯冲至软流圈被加热熔融并入地幔。地幔地壳水气间物质交换：幔源岩浆溢出地表伴随气水喷射，地幔物质向地壳、水圈和大气圈迁移。岩石圈物质风化运移沉积下沉海底成岩上升成陆或俯冲熔融。海底热泉：洋底扩张形成裂隙，热泉涌出,三、地理环境各要素的物质交换,二、自然地理环境的地域分异,地理环境各结构部分沿地理坐标确定 的方向成相互交替的各组成单位的现象，称为地理环境的地域分异。,如下图所示,江南,东北,雪地,山地,洛川黄土高原,三、自然地理环境地域分异规律,形成地域分异的基
11、本因素有两种：一是太阳辐射，一是地球内能。他们在自然地理环境中空间上或时间上是作用都是不平衡的，其作用的效应呈现出显著的矛盾性。两者在地表自然界中的异质的特殊作用，表决定了地域分异的两个最基本、最普遍的规律性，即地带性与非地带性。地带性和非地带性分异规律是地域分异规律的最基本规律。,(一)地带性分异规律,纬向地带性规律：指地理环境各组成要素和它们所形成的自然综合体，具有大致沿纬线方向东西延伸成一定宽度的带状，而按经线方向有规律地南北更替，循序排列的变异性，这种变异性常简称纬向地带性规律。纬向地带性的表现基本上决定于地球的球形、太阳辐射对地球表面不同的入射角引起不同纬度上热量差异。,热带雨林,温
12、带草原,针叶林,叶落知秋,所谓非纬向地带性是指地理环境随地质构造、地形、海陆分布、洋流以及大气环流的某些特性等非纬向地带性因子的影响 而发生变化的规律性。,（二）非纬向地带性分异规律,（三）垂直地带性,地理环境各组成要素及由它们组成的自然 综合体随山地高度发生有规律的变化，这 种规律称为垂直地带性规律。垂直地带形成的根本原因，决定于构造过程和山地地形，但其直接原因是由于山地高度不同而引起热量、水分及其对比关系的变化。,台藓,苔藓,灌木,根据地域分异的规模大小，将全球地域分异分为三种规模尺度：大尺度、中尺度、小尺度。,四、地域分异的尺度,（一）大尺度分异 1 全球性地域分异：如海陆分异、贯穿于海
13、陆的气候带；2 全海洋和全大陆地域分异：陆地和海洋上的，纬向、经向地带性分异；3 区域性地域分异：大地构造地貌分异，地带性区域内的非 地带性分异,（二）中尺度分异 区域层次的分异，包括高原、山地、平原内部的地貌。（三）小尺度分异 由局地地势起伏、小气候差异、岩性与土质差异、水文差异等引起的分异。,（六）地域分异规律的相互关系,地带性：太阳辐射的纬度分布引起的地理现象。非地带性：不以太阳辐射分布为条件的地理现象，如内力作用产生的现象：山地的分布、岩浆活动、地震与火山等。地带性规律的表现与尺度有关。在行星尺度上，地带性规律(气候带、植被带、土壤带)表现最为明显；但在大尺度上，地带性规律在许多地方被
14、“歪曲”被地形(非地带性因素)“纠正”了。如内陆与沿海的差异、大陆东岸与西岸的差异、南北半球的差异等。如果把南北半球上实际存在的景观，按照其实际纬度转移到一个地跨南北半球的大陆上，称为“理想大陆”，这些差异在理想大陆上表现很明显。,任何较大的地区都同时受地带性因素和非地带性因素的影响，因而必然兼具地带性与非地带性的特征。如北京的暖温带气候、落叶阔叶林和褐土是地带性的表现，而周围山地上的温度和寒温带气候、针阔混交林、山地草甸和棕壤与山地草甸土则为非地带性特征,水平地带与垂直带的关系,垂直变化的梯度比水平变化梯度大100倍 水平地带的干湿变化取决于大气环流的海陆位置，山地垂直带迎风坡上一定高度范围
15、内降水随高度增加，背风坡又存在雨影区。垂直带上不存在明显的昼夜长短差异。空气密度随高度减小，水平地带无此差异。,并非所有垂直带都从赤道开始，因此各纬度存在不同的垂直带谱。垂直带有某些独特性质，如喜马拉雅山南坡的冰川具海洋性，下伸到森林中，热喀斯特发育，不同于极地冰雪带。只有海洋性气候下的垂直带谱在基本上类似于水平地带；大陆性气候下，中纬度存在特殊的干旱、半干旱垂直带谱，基带为草原或荒漠，向上变为森林垂直带，因此称为草原/荒漠垂直带谱,节律性,节律 在时间上周期性重复出现的现象。在地理学上演绎为在时间上和空间上周期性地重复出现的事物/现象，如日出日落、潮水涨退、四季变化。以至春播夏锄、秋收冬藏等
16、人类生产活动。周期性节律：有较严格时间间隔出现的自然现象。周期性周而复始，是在更大的节律中前进，如全球变冷/变暖的大趋势中有小周期变化。回旋性节律：比周期性变化时间间隔更长的、间隔非均一的、波动式的变化，回旋性节律更是不能重复的。如气候变化、冰川进退等。太阳黑子的变化(周期11年)引起地球气候同样的旋回性变化。,第三节 自然区划,概念：地表自然界受不同的地带性与非地带性地域规律的作用,分化为不同的等级的自然区.以地域分异规律学说为理论依据划分自然区,并力求反映客观实际的方法,一、自然区划原则,(一)发生统一性原则:区域发展的共同性(二)相对一致性原则:每个自然区自然地理特征具有相对一致性;强调
17、区内特征的相对一致性;自然区本身存在着一个等级系统;不同等级自然区的一致性有不同标准(三)空间连续性原则:划分的区域作为个体保持空间连续性，不可分离，不可重复。这是区划同地域类型划分的本质区别(四)综合性原则与主导因素原则,顺序划分或合并法:顺序划分(自上而下)、顺序合并法(自下而上)部门区划图迭置法地理相关分析法主导标志法,二、自然区划的方法,三、自然区划的等级系统,地带性区划单位非地带性区划单位综合性区划单位,地带性属性可以表现在气候、土壤、植被、乃至区域的整体自然特征上，但很难表现在区域的地质基础和全部地貌特征上,地带性区划单位,带地带亚地带次地带,是指作为自然综合体的地理带或景观带，全
18、球共划15个带。最基本的地带性区划单位。通常以土类、植被型或景观型的分类界线为依据多以土壤、植被为划分依据,非地带性区划单位(一),大区地区,与基本地质构造单元相关的，具有独特大气环流特征和纬度地带性结构的“大陆的巨大部分”范围大致相当于二级地质构造单位，具有统一的地质基础和地质发展共同性，大地貌特征相对一致，边界明显；降水量、气候大陆度、植被群系组合及土壤变种组合特征近似纬度地带性结构相对一致,非地带性区划单位(二),亚地区州地带,地区在最近地质历史时期中因构造运动差异、气候省性差异等非地带性因素作用分化而成的。亚地区内地质构造、地貌与气候特征均具有显著的相对一致性。主要以亚地区内的地质地貌
19、差异及由引起的其他自然条件的变化为依据,中国综合自然区划,大区地区,三个自然区：东部季风区、内蒙古 新疆(西北)干旱区和青藏高原区直接在热量带内依据湿度差异划分,综合性区划单位,第四节 土地类型研究,一、土地的含义与土地分级土地包含地球特定地域表面及其以上和以下的大气、土壤与基础地质、水文与植物，还包含这一地域范围内过去和现在人类活动的种种结果，以及动物和人类目前和未来利用土地所施加的重要影响土地的分级:立地:景观的最简单部分，其岩性、地形、土壤和 植被都一致 土地单元 土地系统,二、土地的分类,立地(相)的分类土地单元(限区)的分类土地系统(地方)的分类,从人类影响程度分天然立地、衍生立地和
20、人缘立地 立地种、属、科土地单元种、属、科土地系统种、属、科、目、纲、门,三、土地评价,土地评价的定义土地评价对象土地评价的原则土地评价方法,在土地类型研究基础上，根据特定生产目的对土地质量、适用性和生产潜力进行的评估土地类型及其质量土地的适宜性和限制性；效益和投入比较；多用途比较和综合评价；永续利用；因地制宜定性方法、定量方法、平行法和两段法、土壤诊断 土地潜力法,第五节 人地关系研究,Global Change,and theEarth System,Human system,Ecosystem,Pools/Structure,Climate,Atmosphere,Landuse,Flux
21、es/Process,Ecosystemservices,T-H-E Drivers&processes,Earth system feedbacks,Ecosystem servicesfeedback to land use,Oceans,demographyinstitutionssocio-economy,Atmosphere,Terrestrial Ecosystems,Aquatic Ecosystems,Human Activities,Groundwater Effects,Surface waterEffects,CoastalEffects,StratosphericEffects,EnergyProduction,PM&VisibilityEffects,OzoneEffects,Agroecosystem Effects,NHx,FoodProduction,NOx,NOx,Crop,Animal,People(Food;Fiber),Soil,NO3,The Nitrogen Cascade,NH3,-Indicates denitrification potential,Norg,Forests&Grassland,Soil,OceanEffects,N2O,GHEffects,N2O,
