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1、第一章 绪论一、 综合自然地理学的研究对象1. 自然地理环境地理科学人类赖以生存的地理环境地球表层（earth surface）1）地理环境（geographical environment）（3） 自然地理环境：由地球表层各种自然物质和能量所组成具有地理结构特征并受自然规律控制的地理环境部分。 社会经济环境：在自然环境的基础上由人类社会形成的，主要指生产力的地域综合体，包括工业、农业、交通和城镇居民点等各种生产力实体。 社会文化环境：人类社会本身所构成的地理环境部分，包括人口、社会、国家、民族、语言、文化等方面地域分布和组合结构。2）自然地理环境（physical geographic en
2、vironment）： 天然环境（physical environment） ：只受人类间接的或轻微影响，而原有自然面貌基本上未发生明显变化的原生自然环境。如：极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区以及人类活动较少的海域等。 人为环境（artificial environment） ：经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的次生自然环境。如：农业、工业、城镇等开发利用地区。2. 研究范围边界：从物质联系、相关程度和空间的可划分性确定。厚度：按照物质的内在联系发生显著减弱处来确定。上界：以对流层的高度为限（极地上空约8km，赤道上空约17km，平均10km）；下界：岩
3、石圈上部（陆地约深5-6km，海洋深4km）。范围：对流层、沉积岩石圈、水圈以及生物圈。依据有三：一是大气对流层、陆地表面和整个水圈都直接参与太阳辐射引起的地球表面的物质循环，而且水圈的底部和对流层的顶部都有生物的生存；二是各大陆自表面到地下56km深度内，一般都保存有沉积岩，沉积岩由三个无机圈层的物质和有机物质相互作用形成；三是沉积岩层以下的热力条件是地热占优势，且已没有空气、液态水和微生物存在。3. 自然地理环境的特征（1）太阳辐射集中分布于地球表层，太阳能的转化亦主要在地球表层进行。（2）同时存在气、固、液三相物质和三相圈层的界面。（3）具有本身自我发展的形成物，通常称为表成体。（4）互
4、相渗透的各圈层间进行着复杂的物质、能量交换和循环。（5）存在复杂的内部分异，其各部分的特征差别显著。（6）人类社会发生发展的场所。二、 综合自然地理学的学科地位及特点1综合自然地理学的学科地位三分法：自然地理学、经济地理学、人文地理学三层次：部门地理学、一级综合地理学、二级综合地理学三重性：理论、应用理论、区域实践三时段：古代地理学、历史地理学和时间地理学自然地理学分为：部门自然地理学（sectorial physical geography）：研究组成自然地理环境的某一要素，即研究其组成、结构、时空运动和地理分布规律。综合自然地理学（integrated physical geography
5、）：研究自然地理环境的综合特征，即把其作为一个整体来研究，着重研究其整体的各组成要素及各组成部分的相互联系和相互作用的规律；自然地理系统（综合）子系统（部门）区域自然地理学（regional physical geography）：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，即对区域的部门情况和区域的综合情况进行研究。2综合自然地理学的学科特点（1）整体性：把地球表层不同等级秩序的自然地理单位视为统一的整体，各种现象和过程不是孤立的、偶然的堆砌，而是互相联系、互相制约。地球表层是一个有机整体，网络结构，能完成一定的整体功能，形成一个整体效应。整体性强弱取决于组分间结构的完备
6、性和功能的协调性。（2）综合性：把自然地理单位的形态与本质、结构与功能、稳定与变化、时间与空间等结合起来；把综合体各部门之间、部分与整体之间、整体与外部环境之间联系起来，进行综合、系统地考察，找出其共同性与规律性。基于系统的观点，从整体出发，将各部分联系起来全面地加以研究。（3）相关性：自然地理环境的各部分之间，部分与整体，整体与外部环境之间出现的各种现象和过程，都存在着一定的联系和中介环节。系统分析方法表明，复杂系统的因果关系和决定关系，至少包含着机械的、统计的、反馈的和模糊的多种因果关系形式和决定形式，不仅只是简单的机械形式。还有地域性、层次性及动态性。三、 综合自然地理学的发展及趋势1、
7、发展历史：古代中外地理著作中的综合思想2. 古典地理学时期的自然地理研究3. 近代自然地理学的迅速发展4. 现代综合自然地理学的发展5. 综合自然地理学在中国的展开国的展开。四、 综合自然地理学的任务及实践意义第二章 地球表层系统的整体性第一节 自然地理环境的组成自然地理系统是由各组成部分（大气、岩石、地貌、地表水、地下水、土壤、植被、动物群落等）通过能量流、物质流、信息流相互联系、相互转化组成的有一定结构能完成一定功能的整体。自然地理系统的五大组成部分：1)岩石地形复合体是基本组成部分2)大气是活跃的组成部分3）水分是起联系作用的组成部分4)自然地理系统的核心有机界5)土壤是无机界与有机界物
8、质和能量转化的关键环节。一、岩石地形复合体是自然地理系统的基本组成部分岩石地形复合体的基础性作用表现在：1.岩石地形复合体既是自然地理系统的组成成分，又是自然地理系统形成的基础。2.重要的是它通过风化作用、成土作用、岩石破坏产物的搬运及堆积作用，为自然地理系统提供疏松物质及化学元素，这不仅使自然地理系统这一“消极”成分转变为“活跃”成分，而且使太阳能、大气、水分、有机体和岩石地形复合体相互渗透相互作用更为积极。3.岩石地形复合体决定自然地理系统的下界：不同的岩石地形复合体与各组成成分间,相互作用的性质是不同的。如，花岗岩常有较厚的风化壳，而石灰岩的风化壳较薄。二、大气是地理系统的活跃的组成部分
9、大气在自然地理系统中的作用：一是通过大气的化学成分，尤其是碳、氢、氧、氮的物质循环，把自然地理系统各组成部分联结起来；二是大气作为物质和能量的“载体”，通过大气环流把大陆、海洋各部分在水平方向上联结起来。大气决定着自然地理系统的上界：大气活动的范围都是自然地理系统的重要组成部分。大气的对流层是上受宇宙因素太阳能的作用,下受行星因素地球自转的作用，这两种共同作用使得的对流层成为自然地理系统中的活跃成分。三、水分是自地系统起联系作用的组成部分1.在自然地理系统中，水是起联系作用的关键的组成成分：这是由于水是物质和化学元素的搬运者。在地理系统中，水总是把推移质、悬移质从高处带到低处，并且溶解化学元素
10、，凝结、径流等过程使能量发生转换，还通过水分循环把能量进行传输。此外，水在参加绿色植物的光合作用过程中，被分解成氢和氧，这些氢和氧又是有机体的重要组成成分。2.水的联系机制：水从外部环境进入地理系统的局部单元中，往往是以降水和径流的形式输入的，这些降水和径流成为输入变量。这些水分输入到自然地理系统的具体单元中，遭受一系列转换，进而连接了自然地理系统中的各个组成部分。四、自然地理系统的核心有机界自然地理系统核心的核心:绿色植物；绿色植物是太阳能和水的“转换器”，绿色植物把太阳能转变成化学能并把它储存在自然地理系统中，所以它又是太阳能和水的“储存器”。绿色植物还可通过光合作用把水裂解成氧和氢。生物
11、有机体尤其是绿色植物是能量和物质的积极转换者。所以应抓住自然地理系统的关键组成成分生物有机体，通过它对自然地理系统各组成成分进行协调，以达到充分利用自然的目的。正因为如此，人们常把绿色植物当做人类与自然协调的重要武器。五、土壤是无机界与有机界物质和能量转化的关键环节土壤的关键性作用表现在：反映大气、水、化学元素及岩石地形之间紧密的相互作用和综合影响；又反映植物、动物与微生物之间的相互作用；还反映生物与非生物之间的复杂联系。第二节 地球表层系统的整体性1. 系统方法论的基本原则：（1）整体性原则（2）综合性原则（3）层次性原则4）功能结构原则（5）动态性原则自然地理环境:由许多要素组成，要素并非
12、简单汇集在一起，而是相互制约、相互联系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。自然地理环境作为一个复杂的物质体系也不能例外，属于一个系统，具有系统的所有特点。2. 自然地理系统的基本属性（展开）（1）整体性（2）相关性（3）有序性（4）动态性（5）开放性自然地理系统：指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流的作用结合而成的具有一定结构、可完成一定功能的整体。要素之间和要素与环境之间不断进行物质、能量和信息的交换和传输，形成一个动态的、多等级的开放系统。自然地理整体性研究整体性：要强调着眼于整体功能，认识其综合效应
13、；要回答功能是怎样由结构决定的；系统如何随结构和功能的变化而发生变化。 整体性的强弱取决于各组分间结构的完备性和功能的协调性。 整体性强：表现为组分复杂多样，结构精巧，各组分的性能可充分发挥，物质流和能量流通畅，流量大，输入、输出和储存间的比例恰当，抗干扰能力强，稳定性好，生产效率高且质量好。整体性弱：表现为组分和结构简单，功能不协调，如水土流失严重的地区。 耗散结构理论非平衡有序系统的整体性耗散结构理论（Dissipative structure）比利时布鲁塞尔学派领导人普利高津1969年提出。耗散结构：一个远离平衡的开放系统，只要通过不断与外界交换物
14、质与能量，在外界条件的变化达到一定的阈值时，可能从原有的混沌无序状态，转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。在远离平衡情况下形成的新的有序结构，依靠不断地耗散外界的物质和能量来维持，故称耗散结构。地理耗散结构：地理系统是一个远离平衡态的开放系统，要素之间存在着非线性关系，它通过与外界不断交换物质与能量，有可能在一定条件下形成新的稳定的有序结构，即地理耗散结构。特点：具有一定的抵抗外界干扰的能力，可吸收外界环境的一般性涨落，其结构水平愈高，涨落回归能力即保持系统稳定性的能力愈强。第三节 自然地理环境的能量循环和转化1、 太阳能在无机界的转化 2. 太阳辐射能在有机界的转化第四节 自然地理
15、环境的物质交换功能：将无机界与有机界联系起来；不仅进行能量的贮存，也通过腐烂链的分解释放能量，并且以热的形式重新返回太空，完成能量的循环四种类型: 大气循环 水分循环 地质循环 生物循环第五节 化学元素迁移对自然地理环境的影响元素的地球化学迁移：随着自然地理环境中物质运动和介质环境的变化，原有的组成元素就会失去稳定状态，发生转移和重新分配，然后又在新的理化条件下以新的形式暂时固定下来。分散和富集；微观的物质循环。第三章 自然地理系统的结构与功能第一节 自然地理系统的结构自然地理系统结构(structure)的概念： 自然地理系统各组成部分的组织形态及各组成部分之间的相互联系、相互作用方式，或不同等级的自然地理单元的分布格局及各等级单元之间的相互作用方式。 一、地表景观格局 概念：指在空中从垂直方向或倾斜方向上能够观察到的自然地理系统中的事物,它是自然地理系统异质性在水平方向上的投影,也是自然地理系统的结构直观的反映。 应用：制图； 手段：遥感影像解译，立体镜解译航空（天）像片 1.地表景观格局的组成点状要素(斑块):从各角度看都非常小的组分 线状要素(廊道):一个范围相对较小的、轮廓为狭长形的组分。如树篱、道路和小河等； 面状要素(基质):面积较大的非线性组分。2.地表景观格局的表示方法：地图形式；定量化表
