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1、综合自然地理学概说综合自然地理学概说l综合自然地理学是研究自然地理环境整体的综合自然特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然地理学；也有人将综合自然地理学称为景观地理学 l18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 l德国
2、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 l俄国的道库恰耶夫创立了自然地带性学说，阐明了自然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。成部分而不
3、断发展变化。l李希霍芬和道库恰耶夫所开创的综合自然地理学方向，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，并在二十世纪在德国和苏联都得到发展，并在二十世纪2050年代逐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综合自然地理学发展阶段l在德国，景观学说往往代替自然综合体学说。帕萨尔格在德国，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，自然景观型是一种空间
4、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。地理学应主要从小区域或地段着手研究。l苏联的景观学说是以道库恰耶夫的自然地带学说为基础，苏联的景观学说是以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，并形成景观学派观学派l中国综合自然地理学从二十世纪中国综合自然地理学从二十世纪50年代开始迅速发展，年代开始迅速发展，在全国广泛开展了综合考察、自然区划、土地类型调查在全国广泛开展了综合考察、自然区划、土地类型
5、调查区域规划和国土整治等研究工作。世界其他一些国家，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研究推动了综合自然地理学的发展l二十世纪二十世纪60年代以来，是现代综合自然地理学发展阶段，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，以及影
6、、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广度和系统科学的应用。这些技术和方法的应用不仅从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制图的方法，而且使研究者从过去对现象的文字描述和定图的方法，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，并借助电子性分析转向抽象概括、定性与
7、定量相结合，并借助电子计算机建立模式和模拟试验计算机建立模式和模拟试验l综合自然地理学的基本理论研究也有了较大进展，主要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，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面的实际应用的研究 l 综
8、合自然地理学主要研究自然地理环境各组成成分综合自然地理学主要研究自然地理环境各组成成分(气气候、地貌、水文、土壤、植被和动物群落等候、地貌、水文、土壤、植被和动物群落等)的相互关系、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，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
9、地类型的综合特征以及开发、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；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、保护的途径开发、利用、治理、保护的途径 第一节第一节 自然地理的整体性自然地理的整体性一、自然综合体地理环境地理耗散结构一、自然综合体地理环境地理耗散结构l系统性系统性 事物普遍具有的规律，在地球表层事物普遍具有的规律，在地球表层/景观中表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现十分强烈。传统
10、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途径。合的方法问题。系统科学开辟了解决综合方法的途径。l景观的系统性是地球表层系统各圈层相互联系、相互作景观的系统性是地球表层系统各圈层相互联系、相互作用的表现用的表现 如：个体种群群落生态系统生物圈如：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系统性表现在以下各方面 l整体性：整体性：基本原理基本原理整体各部分的总和，整体具有整体各部分的总和，整体具有各部分所
11、不具备的功能。如整体的人人体各器官的总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所不具备的功能l相关性：相关性：指事物相互制约、相互依存的关系。相关性不指事物相互制约、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要素按一定秩序排列组合，形成一种结构上的联系l结构性：结构
12、性：系统内部的组织形式，即各要素之间相互作用系统内部的组织形式，即各要素之间相互作用的方式的方式/秩序。一切系统均有结构，大至太阳系、宇宙，秩序。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。了它的功能。系统性表现在以下各方面系统性表现在以下各方面l层次性：层次性：要素子系统系统，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。型单元构成。l动态性：动态性：系统的运动、发展与变化。地球及其子系统的运动、发展与变化。地球及其子系统无不处于不
13、断变化之中，从未达到稳态。相系统无不处于不断变化之中，从未达到稳态。相对而言，大气圈最不稳定对而言，大气圈最不稳定(小时小时)，其次为水圈，其次为水圈(日日)、生物圈生物圈(年年)，岩石圈最稳定，岩石圈最稳定(10n年年)。渐变：风化、侵蚀、地貌发育渐变：风化、侵蚀、地貌发育突变突变/灾变：火山、地震、地滑、泥石流、山崩灾变：火山、地震、地滑、泥石流、山崩l系统内有些变化有系统内有些变化有滞后性滞后性，如气候变化以后，植，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，成为孑余种的耐受性而残留下来，成为孑余种l钱学森认为
14、，地球表层是一个开放的复杂的巨系统。钱学森认为，地球表层是一个开放的复杂的巨系统。l开放开放 与外界有物质与能量的交换。输入太阳辐射；与外界有物质与能量的交换。输入太阳辐射；输出长波辐射。输出长波辐射。l复杂复杂 系统内部单元多，类型极不同一，包括自然要素系统内部单元多，类型极不同一，包括自然要素与人类社会，为任何系统所无。与人类社会，为任何系统所无。l地理系统具有平衡特性、功能特性与自组织特性地理系统具有平衡特性、功能特性与自组织特性 第二节第二节 自然地理环境的组成与能量基础自然地理环境的组成与能量基础l地球的物质组成l能量基础l自然地理环境中的能量转化地球的物质组成地球的物质组成l地壳的
15、岩石组成地壳的岩石组成l地壳中：岩浆岩地壳中：岩浆岩(95)/沉积岩沉积岩(5)/变质岩变质岩(少量少量)l沉积岩中：页岩沉积岩中：页岩(4)/砂岩砂岩(0.75)/灰岩灰岩(0.25)l出露地表岩石中：沉积岩出露地表岩石中：沉积岩75岩浆岩变质岩岩浆岩变质岩25 l地壳元素的组成地壳元素的组成:8大元素组成：大元素组成：O,Si,Al,（三种共占（三种共占84.6%）Fe,Ca,Mg,Na,K(以上以上8种含量均种含量均1%,共占共占98)。主要成分为。主要成分为SiO2,Al2O3和和CaO,Na2O。l矿物组成矿物组成:常见造岩矿物仅常见造岩矿物仅10余种：石英、正长石、斜余种：石英、正
16、长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其余为非造岩矿物余为非造岩矿物l地壳岩石类型地壳岩石类型:岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类能量基础和能量转化能量基础和能量转化l圈层间的能量流圈层间的能量流l热传导：地下热传导：地下100km约约1300，1000km约约2000，2900km约约2700，地核约，地核约500。通过热传导、热辐射和。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）传输到物质运动（热泉、火山和岩浆活动、地幔对流等）传输到地表。地表。l太阳辐射是地球表层自然地理系统的能量主要来源之一太阳辐射是地球表层自然地理系统的能量主要来源之一l热流观测：方法：用岩芯管分别测定岩芯的温度梯度和岩热流观测：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传到地表的热能约为8.371020J，平均，平均6.2810-6J/cm2，相当于每年地震释放能量的相当于每年地震释放能量
