自然区划绪论及第一章已修改.ppt

绪论,自然区划：按照区域的内部差异，把自然特征不相似的部分划为不同的自然区，并确定其界线，进而对各自然区的特征及其发生、发展和分布规律进行研究，按其区域从属关系，建立一定的等级系统，这种地域系统研究方法，就是自然区划。,一、自然区划的概念、理论基础与任务,自然区划理论基础：地域分异规律学说。,一、自然区划的概念、理论基础与任务,自然区划任务：揭示客观存在的地域分异状况。,自然区划因对象不同而有综合自然区划和部门自然区划之别。 综合自然区划：从自然地理环境的综合特征，即各自然地理成分相互联系的性质和特点出发，依据整体景观差异进行地域划分。 部门自然区划：只依据某一个组成要素，如地貌、气候、水文、土壤、植被等的差异进行划分（据区划目的的不同选择差异指标和标准，如美国地矿区划）。,二、自然区划的类型,两种区划类型之间的关系：自然环境是一个统一的整体，因此，部门自然区划应以环境的综合特征为背景，而综合自然区划又必须以各自然地理要素特征为依据，这两种区划应具有互补性。,二、自然区划的类型,自然区划的尺度限制：地域分异既可使大区域的自然特征发生差异，也可使小范围土地地段的自然特征发生变化。在人类的认识中，区域观念具有某种限度，即有基本单位。因此，自然区并不是无限可分，即自然区划通常有一个工作范围。一般来说，大范围的自然地域划分是自然区划的研究任务，而小范围的地域划分则是土地类型学研究的任务。,二、自然区划的类型,自然区划的目的：是为了把现实的不可理解的复杂性变为可理解的系统。以利于人们认识、利用自然，在人与自然和谐的前提下实现人类社会的可持续发展。 自然区划中应注意的关键问题：区域差异是客观存的，我们不能随心所欲、主观任意地划分自然区，而应正确反映自然的客观存在（主观和客观相符合）。,三、自然区划的目的,任何自然区划都是具有一定目的的（直接目的，如认识自然现象与认识什么自然现象是有区别的），不同的目的所采用的区划方法、内容等都不同，也可以为了一定的生产目的而进行区划，如农业自然区划、公路自然区划、建筑自然区划、自然资源区划、生态功能区划等，均可称为之应用性自然区划。,三、自然区划的目的,自然区划是自然地理学发展到一定阶段的产物，是全面认识自然环境的重要方法之一，是系统分析方法与系统综合方法在自然地理学研究中应用的典范。能正确反映客观存在的自然区划，不仅可以深化自然地理学研究理论，而且可为全面评价、合理利用自然条件和自然资源提供科学依据（引种实例：茶叶、甜菜与橡胶的引种）。因此，自然区划既被看作现代自然地理学的重要组成部分，又被视为服务国家建设的一项基础研究工作。,四、自然区划的意义,地理分异理论研究的结果，必然指向依据这一理论进行地球或某一区域的自然区划，以便使人类社会的发展符合自然规律。全世界第一个自然区划我国周秦之际的禹贡将当时的中国划分为九州，虽然当时尚未形成地域分异理论，但关于地域分异朴素认识的存在是毋庸置疑的。,五、自然区划的发展,禹贡九州土壤图,近代自然区划始于欧洲。洪堡在19世纪初首创了用等温线表示全球气候分布状况，揭示气温与纬度、海拔的关系及气候与植被分布的关系，并由此引起气候分类的研究，在一定程度上奠定了自然区划的基础。道库恰耶夫的自然地带学说使最初远不完备的自然区划的理论基础得以建立。霍迈尔具体提出4级区域名称（大区、区、地区和小区），从而真正赋予自然区域以等级意义。,五、自然区划的发展,1898年梅里安划分了美国的生命带和农作物带；1905年英国学者赫伯森首次对全球主要自然区域进行了划分，并开始注意到“主要自然区域”的综合特征与人类活动的影响。 20世纪10-40年代，与自然区划有关的许多概念相继出现于科学文献中，如景观地带、自然区、土地类型、生物气候分类、立地、地域地理单位系统、生态系统、水分平衡、温暖指数、寒冷指数、干湿度指数等，这些术语的出现标志着自然区划研究有了很大的进展出。,五、自然区划的发展,1898年梅里安划分了美国的生命带和农作物带。1905年英国学者赫伯森首次对全球主要自然区域进行了划分，并开始注意到“主要自然区域”的综合特征与人类活动的影响。 20世纪10-40年代，与自然区划有关的许多概念相继出现于科学文献中，如景观地带、自然区、土地类型、生物气候分类、立地、地域地理单位系统、生态系统、水分平衡、温暖指数、寒冷指数、干湿度指数等，这些术语的出现标志着自然区划研究有了很大的进展出。 现代西方国家的自然区划多以生态区划的形式出现。,五、自然区划的发展,中国自然区划研究起步相对较晚，但也有自然的特点，主要表现为 1）中国学者和外国学者同时参与区划工作。 2）部门自然区划尤其是气候区划方案很多。 3）建国后，由中国科学院统一领导和组织全国自然区划工作。 4）各省、自治区、直辖市立项支持管辖区域的自然区划。 5）不断出现自然区划新方案，各种区划类型相继展开，并取得丰硕成果。,五、自然区划的发展,第一章 自然地理环境的整体性,地理环境可以分为天然环境和人为环境。天然环境指那些只受到人类间接影响而自然面貌未发生根本变化的地理环境。人为环境指那些在人类影响下自然面貌已发生重大变化的地区，包括农村景观和城市景观。放牧草场及经过樵采的森林虽然保留草场和森林的外貌，但已发生相当大的变化，列入人为环境。,自然地理环境的概念,人为环境的变化程度决定于人类的干涉强度，人为环境的演变仍然受制于自然规律，因此，自然地理环境应指天然环境和人为环境两者的总和。 人类本身创造的经济环境和社会文化环境是经济地理学和文化地理学的研究对象。,自然地理环境的特征 1）太阳辐射及其转化过程集中于地球表层 2）三相物质并存和三个圈层的界面 3）有表成体的形成 4）物质、能量交换和循环 5）整体性与地域分异 6）人类生活的基本环境,第一节 自然地理环境整体性认识的发展,20世纪60年代以来，自然综合体的研究逐渐走向精确化，具体表现在（也是现代自然地理学研究的特点）：1）以定量分析代替定性描述；2）以模拟实验补充野外观察；3）以数学模型探索复杂的自然地理过程并进行预测。 1963年，索恰瓦进一步提出了地理系统的概念。所谓自然地理系统是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、可以完成一定功能的整体。,第二节 自然地理环境的组成及能量基础,一、自然地理环境的组成 1四大圈层、六大要素 地貌是地球硬表面的形态或外貌，是转化后的太阳能以外动力形式与地球内动力相互作用的结果。地貌的特征、成因、分布及演变规律均受外动力与内动力的制约，同时与其物质基础岩石有着密切的联系。地貌的差异必然引起各种自然地理过程的相应变化。因此，地貌对其他自然地理要素也有重要的影响。,气候是包括大气平均状态与极端状态的多年天气的综合表现。太阳辐射、下垫面性质和大气环流是决定气候的重要自然因子。 水文是指地理环境中各类水体的性质、形态特征、运动变化、时空分布及地域分异规律。,生物虽非原始地球所固有，但自从生物出现于地理环境中以来，其地位日趋重要。从促进太阳能的转化到改变大气和水的组成、参与风化作用、形成新的土壤圈、改造地貌、建造岩石，生物都起着不可替代的作用。因此，许多学者把生物尤其是植物视为自然景观的标志。 土壤是自然地理环境中各要素相互作用下形成的派生要素，是有机界和无机界相互联系纽带。 自然地理环境的物质成分概括为最基本的四大类：固态岩石; 液态水; 气态空气; 活质有机体,二、自然地理环境的范围和边界,边界类型与性质 边界类型：垂直边界与水平边界 边界性质：突变边界与渐变边界,自然地理环境边界界定 1把自然地理环境的界限划定在一个巨大的空间范围 2把自然地理环境的界限划定在较小的空间范围 3不作硬性规定,三、自然地理环境的能量组成,太阳辐射、地球内能（地热能及重力能）以及潮汐能等。其中以太阳辐射和地球内能为最重要，它们共同支配着自然地理环境内部的物质运动。上述各种能量均来自自然地理环境外部，构成为影响自然地理环境的外部因素。,地球内能是一种核转变能，在地理环境的发展史中，地球的内能曾经占据相当重要的地位，并与太阳能一起构成主要的能源。但在几十亿年的地质发展中，地球内部的核转变能急剧衰减，而太阳辐射能相对较少变化，以致目前地球内能对地理环境的发展仅具有局部意义。 太阳辐射是自然地理环境最重要的能量来源，它推动大气循环、水循环、生命活动及所有自然地理过程的持续发展。,地理环境还有其它的能量来源，如宇宙射线，月球和太阳重力场作用引起的潮汐能，由构造作用转化而来的势能及其在固体物质位移中转化而成的动能，由太阳辐射能通过蒸发作用转化而成的势能及其在降水、河流、洋流作用及空气流动情况下转变成的机械能。,总之，自然地理环境的各种物质成分在以太阳能和地球内能为主的各种环境能量的作用下，形成了各种自然地理组成要素。每一组成要素都按着自身的规律存在和发展着，但是，没有一个要素是孤立的。各个要素相互联系、相互作用使自然地理环境组成为一个特殊的物质体系,四、自然地理环境中能量循环和转化,自然地理环境是各种能量和各种外动力相互作用最复杂的表现场所。其中，重力在自然地理环境的物质循环和能量流动中起着重要的作用。海拔是物体在重力作用下运动的先决条件。而决定地面点高度的原始地貌基本上是构造作用的结果。因此，地表固体物质在重力作用下的运动乃是释放构造作用潜能的过程。,对气体和水体而言，接受太阳辐射的差异导致增温不均匀，进而造成密度差，只有存在密度差时重力才发生作用。因此，水体和大气对流层中的气团运动是太阳辐射能、重力、地转偏向力与水圈、大气圈物质相互作用的结果。,重力指向地心，力图使地面夷平，并按照密度来建立地理环境中物质分布的秩序，而构造力和某些生物过程、分子过程则力图破坏这种秩序。因此，它们与重力作用是对立的。,太阳能作为地理环境中的物理化学过程和生物过程最重要的能源，进入地理环境后被大气、水、地面和土壤吸收并转化为热能，在时空上进行重新分配，经过多次转化最终返回宇宙空间。,太阳能在大气圈中的转化：太阳辐射到达大气圈后，一部分被反射和散射，一部分被吸收并用于对流层的增温。已转化为大气长波辐射的太阳辐射，再次被大气中的水蒸气、二氧化碳和尘埃吸收。,太阳能在水圈中的转化：大洋反射率（7%）远低于陆面反射率（17%），而且大洋面积与陆地面积之比为2.45/1，使水圈吸收的热量大大超过陆面，其结果是不仅水圈表面温度高，且辐射平衡值相当于陆地表面的3.67倍。水体的透光性质使太阳光可穿透100m深度以上，因此水圈中的热量交换强度及产生热量交换的厚度均远大于岩石圈。海水比热高，加之洋流造成热量重新分配，所以温度变化的速度较缓慢，也较陆地均匀。水圈与大气圈之间经常进行热量交换，并通过大气圈实现与岩石圈之间的热量交换。,岩石圈表层的辐射能转化：地理纬度、地貌和植被等因素都对岩石圈表层的辐射能转化有显著影响，各地的热量平衡也因此出现差异。地表热量传送主要是通过固体微粒之间的分子传导和土壤水分、土壤空气的流通实现的，暖季和白昼热流自地表向下，冷季和夜晚自下向上并传输给大气。昼夜变化深度约70-100cm，年变化深度因纬度而异，在热带5-10m，中纬区15-20m，高纬区20-30m。这些深度即为太阳辐射进入岩石圈的下限。此层之下，热力状况决定于地球内能，温度垂直梯度始终自下部指向上部。,岩石圈表层吸收的热量主要通过与大气圈和土壤的热交换被消耗，也消耗于蒸发和冰川、积雪、冻土的消融。还有一部分因进入有机体生物化学过程而脱离循环。,有机体中的热转化：植物表面截留太阳辐射主要用于促进水分蒸腾和自身的增温，以及通过光合作用制造有机物质即固定太阳能（通常不足所获得的太阳辐射的1%）。被固定的太阳能通过食物链逐渐转化而每次转化后只能保存1/10左右的能量，这就是著名的十分之一定律。有机体中还存在分解过程，但其速度远不及合成作用。因此，时间愈久远，自然地理环境中积累的有机物质及储存在其中的太阳辐射能就愈多。,第三节 自然地理环境的结构,一、结构定义与类型,结构: 系统的部分的秩序 自然地理环境的结构:各组成要素之间以及各组成部分之间的组合格局 结构类型：空间结构、功能结构和时间结构，综合自然地理学强调自然地理环境的空间结构和时间结构,二、自然地理环境的空间结构,空间结构：时间上稳定的自然地理要素及自然综合体的分布格局,空间结构类型: 1）组成结构(垂直结构): 各组成要素相互联系所构成的格局 （1）分层结构： （2）渗透结构：,2）地域结构（水平结构） 不同自然综合体之间相互联系所构成的格局 取决于两类地域分异因素的综合作用,3）组成结构与地域结构的区别 组成结构：自然综合体内部各组成要素之间的联系 地域结构：各自然综合体之间的关系,自然地理环境的空间结构,周期与节律: 节律性：由自然地理过程随时间的推移而有规律演替的现象。节律性亦称为周期性。 周期：一个完整节律所跨时段即为周期。 节律的类型： 昼夜节律、年节律、多年节律、世纪节律、地质节律,自然综合体(及其要素)随时间的周期性变化模式,三、自然地理环境的时间结构,第四节 地理环境各要素的物质交换,物质交换的研究就从物质循环与平衡入手。 1对流层的物质交换：要弄清楚对流层与周围环境的物质交换的，首先必须弄清楚对流层的物质组成。 氧：绿色植物光合作用的产物，其他一些气体也具有生物成因。 水：大气中的部分水分是由植物通过蒸腾作用提供的。三相共存于大气中，90%的水汽集中分布于5km高度范围内。水汽是大气降水的源泉，同时它可吸收地面长波辐射，形成温室效应。,盐：从水圈进入大气。 尘埃、悬浮固体：岩石圈物质如尘埃、悬浮固体微粒由于风力吹扬、火山喷发和人类活动而进入大气圈。微粒的吸收作用减小减弱太阳辐射，同时又作为凝结核促进去的形成，增强反射，导致降温，对形成降水及全球水分循环也有重要作用。,对流层的现代组成（对流层的组成随地质历史而变化）和物理性质是大气对流层与其他自然地理要素相互作用的结果，大气环流也是这种作用的结果之一。大气环流不仅促进了地理环境中热量水分的的输送和重新分配，导致地表物质的机械移动，在水圈表层造成风浪和洋流，在岩石表面成为一种地貌形成因素，还对植物发育和迁移发生显著影响。,2水圈的物质交换：水圈的主体是世界大洋，水普遍分布于整个地理环境中，并参与大多数自然地理要素和自然地理过程。由于太阳能和重力的作用，水不断从一个地理要素转入另一个要素（水循环）。水可以深入岩石圈几千米深，水也是生物有机体的重要组成成分。,其它圈层的物质也不断进入水圈。 世界大洋每年接受相当于其蒸发量90.7%（89%）的大气降水，以及来自陆地的大约3.7*104km3地表径流，而且径流携带到大洋中的岩石圈悬移物质每年达130-150*1010t。每年由风携带到海洋中的尘埃达到100-1000*1010t。水圈由于吸收固体矿物、有机物微粒、溶解盐类和气体而不断丰富其物质组成，以致自然界完全不存在化学纯水。正是由于水圈和其他地圈的相互作用，使天然水成为极其复杂的溶液。海水中溶解物质堆积于地表厚度将达45米，堆积于陆地达150米以上。,径流是世界大洋与岩石圈之间水分循环的主要环节。重力作用下流水具有一定能量，冲刷岩石、搬运和堆积固体物质。因此，河流作用既改变了水圈和岩石圈物质组成，也改变了陆地和海底地貌。冲刷作用和可溶性盐类的溶解是同时进行的。水、固体微粒和溶解盐类一同进入大洋这一过程的地理后果，一方面表现为大洋物质组成的变化和海底沉积物的堆积，另一方面表现为岩石圈高处被切割、低处被沉积物充填、陆地夷平并逐渐扩大面积。,湖泊是水圈在陆地上的重要组成部分，仅淡水湖拥有的水量即相当于河流水量的100倍，许多湖水直接或间接来自大气降水。大部分湖泊作为有机体发育的环境，通过蒸发参与水圈与大气圈间的水循环，通过径流参与岩石圈与世界大洋的水循环。湖泊是松散沉积物的中心，其发育过程以转变成堆积平原而结束，因而对岩石圈的夷平也有促进作用。内陆湖泊则是各种天然矿物盐类的聚积地。,冰川占陆地表面的11%，冰川物质来源于大气固体降水。而固体降水正差，即积累量大于消融量是发育冰川的首要条件。冰川尤其是大陆冰盖是一种重要的环境要素和地貌营力，对大气过程有着巨大的影响，因而它与气候变化有着十分复杂的关系。冰川可以改变地貌，形成特殊堆积物，破坏土壤、植被，并影响大范围有机界的发展，影响海平面升降和海陆面积的重新分配。 总之，水的相态变化和在各地理要素间不断转移，是自然地理过程统一性、自然环境整体性的有力证据。,岩石圈的物质交换（输入与输出的分析）：岩石圈中存在着已知的一切化学元素，其中氧硅铝铁钾钠钙镁8种元素总量即占99.64%。大气的主要成分氮、氧、二氧化碳和水蒸气都可以进入沉积岩石圈深处。水由水圈经过大气降水进入岩石圈，一部分向其内部渗透。随着降水，还有一些溶于水中的离子的降落。,输出：从岩石圈进入其他地圈的物质包括风力吹扬尘埃进入大气圈和世界大洋，可溶性盐类和固体悬浮物质随径流进入世界大洋，营养元素被生物体吸收等等。这种物质交换不仅造成了各自然地理要素间物质的相互渗透，更重要的是使岩石圈的性质发生变化。即正是由于岩石圈被水圈和大气圈中的氧、二氧化碳等渗透，它才可能积极参与地理环境要素间的物质交换和循环。,其它地理环境要素对岩石圈的作用主要表现为风化、剥蚀、沉积物的堆积和成土作用。风化作用导致风化壳的形成，而后者既是形成土壤的物质基础，又是剥离和进一步形成新岩石的开端。风化物中的某些元素可进入有机体，成为其灰分成分，也以盐类、胶体、悬浮微粒、尘埃等形式参与水圈和大气圈的组成。,剥蚀是岩石圈和地理环境其他要素间相互作用最