第八章自然综合地理研究课件.ppt

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,20,50,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。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,SiO,2,Al,2,O,3,和,CaO,Na,2,O,。,?,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,8.37,1020J,，平均,6.28,10-6J/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,。,三、自然地理环境地域分异规律,形成地域分异的基本因素,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,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“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,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,江,苏,省,土,地,利,用,现,状,图,2000,年,第五节,人地关系研究,Global Change,and the,Human system,Ecosystem,Pools/,Structure,Climate,Atmosphere,Land,use,Fluxes/,Process,Ecosystem,services,Oceans,demography,institutions,socio-economy,Atmosphere,Terrestrial,Ecosystems,Aquatic Ecosystems,Human Activities,Groundwater,Effects,Surface water,Effects,Coastal,Effects,Stratospheric,Effects,Energy,Production,PM&,Visibility,Effects,Ozone,Effects,Agroecosystem Effects,NH,x,Food,Production,NO,x,NO,x,Crop,Animal,People,(Food;Fiber),Soil,NO,3,The Nitrogen,Cascade,NH,3,-Indicates denitrification potential,N,org,Forests&,Grassland,Soil,Ocean,Effects,N,2,O,GH,Effects,N,2,O,