第一节 自然环境的整体性

课前引入

“五岳归来不看山,黄山归来不看岳。”被誉为“天下第一奇山”的黄山,不仅山峰险峻、秀美,而且以奇松、怪石、云海、温泉“四绝”闻名。地质、地貌、生物、大气、水等其中一项特色突出的山,就能美名远扬,而黄山松、石、云、泉俱绝。黄山拥有“四绝”的神奇组合是偶然现象吗?你能对这种神奇组合做出解释吗?

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自然环境要素间的物质迁移和能量交换

自然环境由大气、水、土壤、生物、岩石及地貌等要素组成。这些要素在物质组成和形态特征方面差异明显。这些要素并不是彼此孤立、互不相关的,而是通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程,进行着物质迁移和能量交换,形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体(图5.2)。自然环境要素间的物质迁移和能量交换是自然环境整体性的基础。

案例:生物循环将自然环境要素联系为整体

生物循环是指生态系统中生物和环境间的物质流动过程,周而复始的生物循环改变了各环境要素的性质。

地球早期大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,没有氧和氮。现今地球大气组成,是生物循环的结果。陆地水中溶解的元素在相当程度上也受生物循环制约。生物从陆地水中选择性吸收化学元素,改变了陆地水中的元素组成。生物循环改变了陆地水的循环过程。石灰岩等沉积岩以及煤炭、石油等化石能源都是生物循环的产物。生物循环影响着岩石的风化,促进了土壤的形成。

据有关资料,自地球上有生命以来,创造的生物物质已达4×1022千克,相当于对流层大气质量的1万倍、水圈质量的30倍和沉积岩质量的16倍。自然环境中的物质已多次被生物加工。地球上生物循环的出现,将自然环境要素联系为一个整体,使地球面貌发生了根本改变,从而形成了适宜人类生存的自然环境。

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自然环境的整体功能

自然环境作为一个系统,在自然环境要素共同作用下,拥有了整体功能,如生产功能、稳定功能等。自然环境的功能既包括自然要素的功能,也包括整体功能。

自然环境具有合成有机物的生产功能。生产功能主要依赖于光合作用。在光合作用过程中,植物提供叶绿素,大气提供热量和二氧化碳,土壤及水圈、岩石圈提供水分和营养盐。生物、大气、水、土壤、岩石及地貌的组合不同,生产功能的强弱有明显差异。例如相邻的坡地与平地,不仅坡度不同,其接受的太阳辐射、水分条件、土壤肥力、风化物粗细等也不同,共同影响着土地的生产功能,即使生长同种植物,生物量也有较大差别。

自然环境要素通过物质迁移和能量交换,使自然环境具有能够自我调节、保持性质稳定的功能。例如,人类活动增加了大气中的二氧化碳含量,大气本身不具有消减二氧化碳的功能,自然环境主要通过以下两个途径来削减。其一,植物通过光合作用,把大气中的碳保存在植物体及土壤中。其二,通过海—气相互作用,大气中的二氧化碳和海水中溶解的钙相结合,形成沉淀,这是消减大气中二氧化碳含量增加的最主要途径。这样,通过自然环境要素间的碳交换,部分实现了大气中二氧化碳含量的相对稳定。

自然环境的生产功能、稳定功能等,保证了人类的生存和发展。协调人地关系,必须充分考虑不同区域自然环境生产功能和稳定功能的差异。

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案例:坡面土壤厚度的稳定性

坡面土壤表层常常发生流水侵蚀。岩石不断风化,为土壤形成提供原料。流水侵蚀和岩石风化共同控制着土壤厚度。一般来说,如果流水侵蚀强烈,土壤薄,下覆岩石受环境影响加剧,风化加速。相反,如果流水侵蚀较弱,在厚厚的土壤的保护下,岩石就不易风化。表面上看,流水对土壤的侵蚀很明显,一次降水过程就能观察到;而土壤的形成速度比较慢,短时间内难以察觉,土壤厚度似乎应该变薄。但事实上,在自然状态下植被生长良好的坡面,经过多年的土壤侵蚀与土壤形成过程,土壤厚度一般没有明显变化。通过土壤与水、土壤与岩石间的物质交换,土壤厚度及自然环境具有相对的稳定性。

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活动:分析藏羚羊数量与环境的关系

可可西里位于青藏高原西北部,海拔多在4500米以上,是藏羚羊的主要栖息地。藏羚羊的繁殖率各年变化不明显,存活率却变化显著。若冬季食物、水源充足,寒潮少发,藏羚羊存活率上升,数量增加。当藏羚羊数量增加以后,食物、水源相对不足,避风处相对缺乏,藏羚羊存活率下降,数量减少。因此,在自然状态下,藏羚羊的数量虽然随着环境变化有所波动,但基本稳定。

(1)推测可可西里地区的气候与植被特点。

(2)说明可可西里地区动物(如藏羚羊)的数量更易受环境条件影响的原因。

(3)藏羚羊的数量虽有波动,但基本稳定。这种现象符合什么地理原理?

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自然环境的统一演化和要素组合

自然环境要素每时每刻都在演化,如地貌的侵蚀变化。在流水侵蚀下,高原的峡谷不断拓宽,高原面萎缩,逐步演化为山地;山地逐步侵蚀为丘陵,进而演化成平原。自然环境的演化,是要素间物质迁移的结果,正是水与岩石间的物质迁移导致了流水地貌的演化。

一个要素的演化必然伴随着其他各个要素的演化,各个要素的演化是统一的。例如,山地演化为丘陵的过程中,坡面变缓,地表径流减少,水土流失减弱,在成土过程作用下土壤逐渐变厚,植被也更为发育,大气湿度也有所增加。

自然环境的统一演化过程,保证了自然环境要素之间的协调,形成了阶段性的自然环境要素组合。例如,黄山“四绝”组合就是花岗岩断块山形成与演化过程中特定阶段的组合。花岗岩岩体沿节理风化,造就“怪石”;山体高大陡峭,气流抬升强烈,形成“云海”;

在缺水少土的峭壁岩缝间,发育不良的黄山松成为“奇松”;岩浆上涌加热地下水,地下水流出地表形成“温泉”。在遥远的未来,随着自然环境的演化,黄山特有的景观将逐步变化。

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案例:湖泊演变为陆地的过程

湖泊淤积,逐步变浅,面积萎缩。同时,水量逐步减少,生物由水生生物演变为湿生生物,最后演变为陆生生物,湖底底泥转化为土壤,小气候也逐渐干燥。湖泊演变为陆地的过程是地貌、气候、生物、土壤、水等要素的统一变化过程。在这一变化过程中,依次出现不同的自然环境要素组合(图5.3)。

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自然环境对干扰的整体响应

某一自然环境要素受到外部干扰发生变化,进而改变了该要素与其他要素间的物质迁移和能量交换,使其他要素发生连锁变化,

最终导致整个自然环境发生改变。与自然环境普遍存在着的演化相比,干扰下的环境变化多为快速的,各要素变化也不同步。例如,陡峭山地逐步侵蚀为浑圆丘陵的演化过程中,植被同步由灌草演化为森林,这一过程可能需要上千万年;而遭受火灾干扰后,损毁植被由灌草演化为森林可能只需几十年。人类对自然环境的干扰不断增强。通过自然环境要素连锁变化,

不但干扰的后果常常被放大了,环境变化也越来越快。环境的快速变化往往不利于人类的适应。

案例:东北过度采伐森林导致自然环境的整体变化

东北林区北部为寒温带针叶林,南部为针阔叶混交林(图5.4a)和温带落叶阔叶林。经过100多年的大规模采伐(图5.4b),至20世纪末,东北林海发生了很大的变化——森林面积锐减。森林面积锐减,一方面造成土壤缺乏枯枝落叶的补给,且水土流失加剧,土壤肥力下降;另一方面降低了森林滞留降水的功能,导致降水时易形成洪水(图5.4c),无降水时河流水量锐减甚至断流。水土流失加剧使地面沟谷纵横(图5.4d),土层变薄,岩石裸露,岩石的风化速度加快。自20世纪末,随着天然林保护工程的实施,东北林区得到了有效的保护,森林逐渐恢复。

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活动:认识修建大坝对自然环境的影响

修建大坝会对自然环境产生诸多影响。请根据图5.5提供的线索讨论这些影响,并把讨论的结果填写在空白处。

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探索:村名与自然地理要素的关系

地名是人们赋予不同地理实体的文化符号,其产生和演变既受自然环境制约,又为当地文化所影响。山西省大同市的村名,按其语源类型可分为自然类和人文类。自然类地名语源类型总共被用到3170处,其中包括方位833处、地形1160处、形态339处、水文197处、其他641处。在地形类村名中,数量较多的用字有沟、岭、湾、峪和山等,约占村名总数的三分之二,其中用“沟”的村名数量有437处,此外还有用浦、谷、台、坪、石、洼、洞、滩、川等字的。

思考:为什么大同市的地形类村名的数量较多?说明大同市的地形特点。

学习指南:自然地理环境由哪些要素组成?自然地理要素之间是如何相互作用的?自然地理环境的整体性体现在哪些方面?

提示:阅读过程中,总结自然地理要素的相互关系,认真体会自然地理环境的整体性。本节的主要概念是自然地理环境的整体性。

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自然地理要素及其相互关系

自然地理环境由地貌、气候、水文、土壤和生物等要素组成,每种自然地理要素都有各自的结构和功能,在自然地理环境的形成和演化过程中扮演着不同的角色。地貌一方面直接或间接影响其他自然地理要素,使它们发生不同的反应和变化,另一方面地貌又是其他自然地理要素进行物质交换和能量转化的主要场所。气候是较活跃的自然地理要素之一。大气过程支配着海陆间的水循环和地表的热量平衡。各种水文过程是自然界内部相互联系的纽带。土壤是结合无机界和有机界的纽带,是联系其他要素的关键环节。动物的存在使自然界变得更加丰富多彩,能量利用更加充分,物质循环的速度更快;绿色植物通过光合作用使自然界中的无机物质合成为有机物质,并把太阳能转化为化学能储藏在有机物质之中,使无机界和有机界成为一个整体,保证了自然地理环境的稳定发展。

自然地理环境各要素在长期的演化历史中,通过岩石圈物质循环、大气运动、水循环等过程,实现它们之间的相互作用和相互联系,形成彼此之间相互依赖、相互制约的复杂关系。

各自然地理要素间的相互联系主要表现形式是物质交换和能量转化。以地貌与气候的相互关系为例,地貌对气温和降水都会产生影响。一般而言,同一地点,海拔越高气温就越低;山地阳坡气温高于阴坡。通常来讲,迎风坡降水多于背风坡,且降水会随着海拔的变化而变化。气候对地貌的影响主要表现为在不同气候条件下,塑造地貌的动力不同。例如,在寒冷气候区,冰川是塑造地貌的主要动力,以冰川地貌为主;在湿润气候区,流水作用为主要外力,流水地貌广布;在干旱气候区,风力强劲,以风沙地貌为主。

思考:举例说明气候与生物之间的相互关系。

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阅读

古代对自然地理要素的认识

早在公元前3000年以前,古埃及人就开始观测尼罗河水位的变化。公元前5世纪,古希腊希罗多德在《历史》(又称《希腊波斯战争史》)一书中叙述了尼罗河夏季洪水的动态规律,并且指出河口三角洲是由河流带来的泥沙堆积而成。在中国,公元前13世纪殷代甲骨文中已有关于天气情况的记载,包括降水、风、云雾、雷鸣电闪等许多方面,有雨、雪、雹、霜等分类,对雨水还有具体分析。春秋中期成书的《诗经》记述了数十种地貌形态。战国时期成书的《尚书·禹贡》依据名山大川的自然分界将当时的疆域分为九州,并就山川、湖泽、土壤、植被等对各州进行区域比较。《管子·地员》篇是首创土地分类的著作,综合当时关于地貌、土壤和植被的知识,较为系统和详细地把土地分为5大类和数十个小类,并记录了山地植被的垂直分布。

从自然地理要素到自然地理环境

19世纪初期,德国地理学家洪堡把自然地理环境看成一个整体。根据实地考察,他对不同区域、不同地理环境进行比较研究,认为地球表面各种自然地理现象之间存在着因果上和区域上的联系。根据对大量实地考察资料的分析,他论证了植物的水平分布和垂直分布与气候的关系;首创了世界等温线图,研究了气候的形成和分布规律。这些研究成为近代气候学研究的开端。

洪堡的贡献为自然地理学成为一门独立的分支学科奠定了基础。从此,自然地理学由单一的、表象的、静态的自然地理要素和现象的研究走向把自然地理环境作为一个整体进行综合的、内在的和动态的研究。

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自然地理环境整体性的表现

自然地理要素之间相互作用、相互影响和相互渗透形成一个有机整体,系统内任何一个要素发生变化,都可能会对整个系统产生深远影响,这就是自然地理环境的整体性。

自然地理环境各自然地理要素之间是相互制约的,某一自然地理要素的变化会导致其他自然地理要素甚至整个自然地理环境整体的变化,即“牵一发而动全身”。如大量使用矿物燃料、滥伐森林,使大气中二氧化碳浓度增加,温室效应加剧,全球气候变暖,从而引起高山冰川退缩和两极冰盖消融,导致海平面上升,沿海低地被淹;动物、植物向高纬度地区迁移,或灭绝,或出现新的物种;流水地貌和土壤也将发生相应的变化。

自然地理要素之间相互作用会产生单个自然地理要素所不具备的新功能,如生产功能和平衡功能。生产功能是自然地理环境合成有机物的能力。生产功能主要依赖于植物的光合作用。在光合作用过程中,绿色植物提供叶绿素,大气提供二氧化碳,土壤、水圈、岩石圈提供水分和无机盐,光合作用通过物质运动和能量交换,将地貌、气候、水文、土壤和生物等自然地理要素有机地联系起来,合成有机物。平衡功能是各自然地理要素之间通过物质循环和能量转化,使自然地理环境的性质保持相对稳定的能力。如大气本身并没有减缓二氧化碳增加速率的功能,但通过自然界中各自然地理要素的相互作用,却能减少部分新增的二氧化碳,如在海洋生物的作用下,大气中的二氧化碳和海水中溶解的钙发生反应,形成碳酸钙,减少了大气中二氧化碳的含量。

思考:举例说明区域内各自然地理要素是如何相互作用的。

整体性是自然地理环境的一个重要特征。认识自然地理环境的整体性,对于自然资源的开发利用、自然地理环境变化的预测、自然区划、生态环境保护和区域开发等方面都具有重要意义。

因此,在认识自然地理环境,开发和利用自然地理环境时需要以系统、动态和普遍联系的观点进行综合分析。

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活动:观察分析自然地理环境的相互联系

不同地区的自然地理环境之间也是相互联系的,一个地区自然地理环境的变化不可避免地影响到其他地区的自然地理环境。例如,黄河中游流经黄土高原,这里夏季雨水集中,多暴雨;加上由于滥垦滥牧等造成的地面植被破坏,水土流失非常严重,黄河水携带大量泥沙形成滚滚泥流。

黄河进入下游以后,河道变宽,水流变缓,泥沙大量淤积,河床逐年抬高。为防止黄河水溢出,需人工筑堤束水,如此年复一年,黄河下游河道成为高出两岸平地的“地上河”,一旦黄河决堤,泛滥成灾,土地盐碱化也会加剧。黄河下游的“地上河”严重影响和威胁着下游地区人民的生命和财产安全。

■按照文中黄河中游地区和黄河下游地区的案例,寻找其他的地区,用示意图的形式分析其自然地理环境之间的相互联系。

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阅读:青藏高原隆起的影响

大约从4000万年前青藏高原逐渐隆升,到2000万年前喜马拉雅山脉初步形成,在300万~400万年前青藏高原整体强烈上升,一直隆升到现在平均4000多米的高度。

青藏高原隆起使这一区域的平均气温不断下降,海洋气流对该区域地表的影响逐渐减弱,使其形成了独特的干寒环境。研究表明,在相当长的一段时间里,青藏高原还普遍分布着针叶林和针阔混交林。随着海拔的升高,高原上的温度和湿度不断降低,目前,青藏高原60%以上面积覆盖着冰川冻土,这是高寒区最典型的表现。

青藏高原的强烈上升形成了我国西高东低的地势。喜马拉雅运动导致了秦岭的不断抬升。秦岭成为横亘第二级阶梯中部的高山屏障,造成了南方和北方的地域分异。

青藏高原的抬升对中国气候的影响是巨大的,它直接改变了大气环流的格局。早在亚欧大陆形成之初,当时海陆热力差异造成的季风环流已经存在,但远不及现代季风的强度和影响范围。进入第四纪后,体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中,把西风带分为南、北两支。南支沿喜马拉雅山脉向东流动,明显加强了西南季风;北支从青藏高原的东北边缘向东流动,从而加强了由于海陆分布引起的偏北季风。由于青藏高原的屏障作用,使蒙古高原、西伯利亚一带在冬季不容易受到暖气流的影响,冷空气因而有机会积聚,形成强盛的冷高压;夏季位于青藏高原以南的印度次大陆受地形屏障,受不到北方冷空气的影响,热低压因而得以长期保存。

随着青藏高原隆起,形成了大面积的高山冰川,成为大河的源头。此后,长江和黄河冲积形成长江中下游平原和华北平原。

青藏高原隆起不仅改变了海陆分布,形成高原本身的自然面貌,还直接控制了季风的形成,并改变了我国自然带的分布规律和地域分异规律,奠定了我国三大自然地理区的基本格局,甚至对全球环境都产生巨大的影响。

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案例研究:南美洲自然地理环境的整体性

地理环境整体性的概念是我国著名地理学家李春芬教授在1962年出版的《南美洲地理环境的结构》一书中提出的。

李春芬教授认为:“所谓整体性就是地理环境各组成要素和各组成部分之间的内在联系性,它们相互联系、相互制约并结成一个整体:这一要素影响另外的要素,这一部分影响另外的部分。譬如,由于气候的转暖,第四纪冰川退却了,从而引起了各大洋海面的升高和海岸的变化;在陆上引起风化方式和成土作用的变化以及植物和动物的向极移动。但是整体性并不等于均一性,由于地球是一个球形,它的表面所吸收的太阳能,各部分是不均衡的;

同时地表的组成和结构又不是均质的。”南美洲的气候、水文、土壤、植被等都以热带类型为主,突出地

体现着热带湿润的特性,构成了南美洲整体性的主要特性,这与南美洲的纬度、地理位置、大气环流、大陆形状以及地貌结构等密切相关。

南美洲自然地理环境整体性还表现在各自然地理要素之间是相互联系、相互制约的。其中一个自然地理要素的变化影响到其他自然地理要素的变化,一个部分的变化影响到另外部分的变化,任何一个自然地理要素和部分的变化都要受到整体的制约。这是因为系统之所以能够保持它的有序性,就在于系统各自然地理要素之间有着稳定的联系,这种联系一旦受到干扰、破坏,就将失去平衡。如南美洲西岸热带荒漠区,具有非常鲜明的干旱性。降水稀少,地表径流不足,地面硝石、鸟粪保存完好。受秘鲁寒流和离岸风的影响,冷水上涌,秘鲁沿海形成了世界著名的渔场。这些自然地理要素的相互联系性构成了干旱特征鲜明的荒漠区。然而厄尔尼诺现象使东太平洋赤道附近海水变暖,近海冷水性生物大量死亡。秘鲁沿海一带大量降水,造成了水灾和土壤侵蚀。靠鱼类为生的鸟类大量死亡,从而破坏了这一地区的生态平衡。而产生厄尔尼诺现象的原因,就是与大范围的海—气相互作用有关。

思考

1.运用整体性原理,分析秘鲁西海岸荒漠区的自然地理环境特征。尝试用示意图表示其自然地理要素之间的关系。

2.从地理位置、纬度、大气环流、大陆形状以及地貌结构等方面比较南美洲与非洲大陆,如果南美洲地理环境的整体特点是热带湿润,那么如何来概括非洲的地理环境整体特点?

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作业题

1.读“世界古代文明分布”图,完成下列各题。

(1)世界古代文明主要分布在什么纬度范围?

(2)世界古代文明的发祥地主要受哪些自然地理要素的影响?这些发祥地具有怎样的自然地理环境特征?

2.地名能够反映当地的自然地理环境特征。整理学校附近的地名,并分析这些地名反映了怎样的自然地理环境特征。

3.根据给出的图文材料,分析如果刚果盆地的森林被大量砍伐,该地的自然地理环境将发生怎样的变化。

非洲的刚果盆地,地处赤道附近,常年受赤道低气压带控制,加上地势低平,海洋气流可以深入大陆内部,因此形成了高温多雨的热带雨林气候。由于降水丰沛,这里的地表水非常丰富,地貌深受流水作用的影响。盆地内湿热的气候适宜多种树木的生长,形成了茂密的热带雨林。热带雨林植被和气候、水文条件又影响着土壤的发育。与刚果盆地纬度相当的东非高原则由于地势较高,热量相对不足,加上气流难以把大量的海洋水汽输送到高原上,因而形成了热带草原气候。气候要素的差异,使刚果盆地与东非高原形成了不同的水文、生物、土壤条件和地貌景观。

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探究

树袋熊又称考拉,分布在澳大利亚大分水岭东北部、东部沿海岛屿和内陆低地的桉树林中,主要以桉树叶为食。树袋熊集中分布区也是人类喜欢的定居之地。因受人类活动的干扰,树袋熊面临很大的生态威胁。当地居民认为,人类集中居住干扰了树袋熊的生活,于是把房屋分散修建于桉树林中。可事与愿违,分散居住的结果,反而对树袋熊栖息地造成更大的威胁。

1.为什么树袋熊集中分布区也是人类喜欢的定居之地?为什么人类分散居住反而对树袋熊栖息地的影响更大?

2.人类改变了树袋熊生存环境中的哪些因素,进而破坏了树袋熊生存环境的整体性?分析其间的相互作用关系。

一、自然环境的组成

自然环境由以气体物质为主的大气圈、液态水为主的水圈、固体岩石为主的岩石圈、生物有机体为主的生物圈组成。这些圈层中的物质成分,在以地球内能和太阳能为主的各种环境能量的作用下,形成了各种自然地理要素,包括地形、气候、水文、生物和土壤等。

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二、自然环境整体性的表现

(一)自然环境内在联系的整体性

整体性是指自然环境各组成要素以及各组成部分之间内在联系的规律性。自然环境各组成要素或各组成部分相互联系、相互制约和相互渗透,组成一个有机整体。某一要素或部分的变化,会影响其他要素或部分甚至整体的改变,可形象地比喻为“牵一发而动全身”。

整体性表现在不同尺度的地理环境中,大到全球尺度的海陆对比,小到地方性尺度的森林系统。

我们家乡自然环境各组成要素,是不是简单地汇集在一起,或是在空间上随机地结合起来的呢?

(二)自然地理系统结构和功能的整体性

自然地理系统是指各自然地理要素通过物质流、能量流和信息流的作用,结合而成的具有一定结构和功能的整体。

作为一个有机整体,自然地理系统具有组成要素不具备的统一的结构和功能,产生整体性效应。比如,形成土壤的功能、生产有机物的功能等;东亚季风的形成,也是大陆与大洋组合后产生的新功能。

自然地理系统整体性的强弱,取决于各组分的完备性和功能的协调性。整体性强,系统抗干扰的能力强,稳定性就好;反之,则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。

(三)自然地理系统整体性的演替

随着时间的推移,自然地理系统发展的方向、强度、形式会发生变化。周期性的日变化、年变化是在现有结构中产生的,一般不会导致系统的演替。当演变强度超过稳定阈限时,系统结构就会遭到破坏,重新建立起新的系统结构,产生新的功能,形成新的平衡。这便形成了自然地理系统整体性的演替。

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阅读:阿根廷的蜂蜜生产

阿根廷大部分位于亚热带和温带,气候温和,雨量充沛,是世界蜂蜜生产和出口大国。阿根廷蜜源植物种类繁多,主要有车轴草(俗称三叶草)、柑橘、桉树、紫苜蓿、向日葵等,采蜜期一般为10月至次年3月。蜂蜜的产量、质量是当地地理环境整体性效应的反映。阿根廷可划分为三个蜜源区,由于每个蜜源区自然地理要素及其相互作用的差异,形成不同特征的自然地理系统结构,拥有了不同的产蜜功能。

东部平原区:地势平坦,气候条件适宜蜂业,是阿根廷主要的产蜜区。蜜源植物以三叶草和柑橘为主,生产的蜂蜜呈浅琥珀色,深受国际市场欢迎。不利因素是水灾较多、冬季潮湿、夏季多雨,蜂群有时发生病害。

北部亚热带区:纬度较低,气温较高,雨量充沛,蜜源植物种类繁多,蜂群发育较快,生产的蜂蜜种类较多。

南部草原区:气候条件复杂,蜜源植物混杂,蜂蜜产量较少。

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活动1

就苏门答腊岛的地理位置来看,当地应属于热带雨林景观。而由于海拔等因素的影响,该岛热带雨林景观分布较少。该岛西海岸经常遭受“印度洋拍岸浪”的袭击。这是一种高高卷起的拍岸浪,呈一长排或两排、三排向海岸推进,冲击力量甚大,可把渔船举至浪巅,然后翻转倒下。

该岛西海岸年降水量3000毫米,山区达4500~6000毫米;山脉东坡至沿海平原年降水量2000~3000毫米;岛的南北两端年降水量仅1500~1700毫米。

1.运用整体性原理,分析导致苏门答腊岛热带雨林景观分布有限的原因。

2.运用整体性原理,解释苏门答腊岛缺少天然良港的原因。

3.导致苏门答腊岛降水空间差异的主导地理要素是什么?

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三、自然环境整体性与人类活动

认识自然环境的整体性,对我们利用自然资源、修复生态系统、改善环境质量等方面,都具有重要意义。

人类利用自然资源,其实就是利用自然地理系统中的某些要素,并对自然环境产生影响。某种单项资源,甚至单项资源的某一部分,都与其他自然要素相互联系、相互制约,构成一个整体系统。在资源开发利用的过程中,改变了某种要素,会影响到其他要素甚至自然环境,比如改变了植被状况,引起土壤和径流的变化,

破坏野生动物的生存环境,对小气候也会产生一定影响。全球森林尤其是热带雨林的减少,是影响全球环境变化的一个重要原因。

各地区之间的环境状况是相互影响的。例如,在黄土高原过度垦殖,不仅破坏了当地生态,使农业生产处于低产落后、恶性循环的状况,也是造成黄河下游地区洪涝、风沙、盐碱等灾害的重要原因。

非可再生资源的利用,需要其他资源的配合,也影响到其他环境要素。例如,平均每生产1吨铜,需要消耗相当于35吨煤炭的能源,会产生142吨废渣。同时,开采矿石使土地废弃,排出废物和消耗能源也会给环境带来不利影响。因此,自然资源的开发利用,要有综合的考虑和对策。

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活动2

1.阅读下列材料,完成相关任务。

美洲鹤属于世界稀禽之一,体态优雅,鸣声嘹亮,其高声鸣叫能传播到3千米开外的地方,又称高鸣鹤;其大部分时间生活在湿地里,被戏称为“水中老人”。美洲鹤曾广泛分布于北美洲大陆湿地。随着移民的到来,大量湿地被排干后变成耕地。人们修筑房屋、道路、沟渠等,使得美洲鹤栖息地严重破碎化,再加上猎杀和拾卵,其生存受到极大威胁。如今,美洲鹤逐渐从北美洲大陆湿地上消失,已成为世界濒危鹤类之一。

(1)从整体性角度说明移民在开发土地资源时导致湿地减少的原因。

(2)为什么尽管恢复了部分区域被破坏的湿地环境,但要恢复美洲鹤原来的生活环境却仍有很多困难?

(3)从整体性角度分析,为什么人工训练美洲鹤并野外放飞,实验成功的难度非常大?

2.据图5-3,绘制一幅地形、气候、水文、生物、土壤等自然地理要素间的相互关系示意图,并以我国西北内陆地区为例,阐明各要素间的关系。

3.咨询当地居民,在学校邻近地区是否存在自然地理要素特征或环境整体特征与周边地区差别明显的地方。若存在,经实地考察后,从整体性角度解释其原因。

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课前引入

照片中的碧水、蓝天、白云、山地、草地、牛羊,构成了一幅美丽的风景画。实际上,这就是人类赖以生存的自然环境的一个缩影。

问题:照片所展示的自然环境涉及哪些要素和哪些圈层?这些要素或者圈层之间存在什么样的内在联系?

自然环境的整体性表现为三个方面:一是要素的内在关联性,二是环境特征的一致性,三是发生发展的统一性。

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一、要素的内在关联性

自然环境由地貌、气候、水文、生物和土壤等要素组成。这些要素相互联系、相互影响,构成了一个有机整体。如地貌会对气候、水文、生物和土壤产生影响,高原、平原、山地、盆地等不同的地貌单元往往对应不同的气候、水文、生物和土壤。气候会对地貌、水文、生物和土壤发生作用,湿润区、干旱区、温暖区、寒冷区等不同的气候区往往对应各自不同的水文、生物和土壤,以及不同成因的地貌类型。当然,水文、生物和土壤的变化也会对地貌和气候产生一定的影响。

自然环境中任何一个要素的变化,都可能导致其他要素的变化,并最终导致自然环境的变化,即牵一发而动全身。如气候变干,不仅会导致河流流量减小、植被变稀疏、土壤有机质减少,甚至还会导致风沙地貌的发育,自然环境向着荒漠化方向发展。

活动:寻找家乡或者学校周边一个有山有水的地方,仔细观察和思考,完成下列任务。

1.列表展示选定地点自然环境各组成要素的主要特征。

2.说明选定地点自然环境各组成要素之间的相互联系和相互作用。

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二、环境特征的一致性

从全球角度看,地球表面自然环境具有一致性,其突出表现在:有液态水,有适宜的温度和适合生物呼吸的大气,具有生命系统以及自我调节功能等。

从区域尺度来看,不同区域内的自然环境具有相对一致性特征。例如,我国西北干旱区,其环境的一致性主要是干旱,干旱抑制了其他因素发挥作用,形成以草原、荒漠为主的景观。

活动:1.说明青藏高寒区或者东部季风区的一致性环境特征。

2.说明热带雨林带或者寒带冰原带的一致性环境特征。

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三、发生发展的统一性

从全球角度看,地球表面自然环境具有自身统一的发生机制与发展过程。其发生发展不仅受控于适中的日地距离、适宜的地球质量,以及特定的自转和公转周期等条件,而且经历了地球内部圈层的分化与外部圈层的形成,实现了从无机世界向有机世界的演化。

从区域角度来看,每个区域内部整体性特征的形成原因和发展过程也是统一的。例如,西北干旱环境特征的形成,除了受深居亚欧大陆内部、远离海洋的地理位置影响外,还与自然环境要素的变化密切相关。随着晚新生代青藏高原的隆升,来自印度洋的水汽越来越难以到达该区域,并且该区域的下沉气流越来越强,导致该区域气候越来越干旱。

脚注:科学家对大气环流的模拟分析表明,随着青藏高原的隆升,青藏高原夏季低压越来越强,上升气流也越来越强。青藏高原上升的气流在高空向周围运动,其中有一支气流在西北地区下沉。

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知识窗:青藏高原隆升对中国自然环境的影响

距今2000多万年以来,青藏高原地区在亚欧板块与印度板块挤压下强烈隆升,从此改变了世界的海陆分布和亚欧大陆轮廓,并对中国自然环境的演变产生了深刻的影响。

一是促进了青藏地区高寒环境的形成。高原隆升后,气温下降,广大高原面上形成高山草甸、草原和寒漠景观,冻土广布,冰川地貌发育。

二是加剧了我国西北地区的干旱程度。高原隆升后,阻碍了南部海洋湿润气流西进北上,并且导致西北地区盛行下沉气流。

三是增强了我国东部季风环流的影响。高原隆升后,高原面与同纬度长江中下游高空对比,夏季形成热低压,冬季则形成冷高压,从而加强了由于海陆热力性质差异导致的季风环流。

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活动

1.从以下四个区域中任选一个,查阅资料,概括其自然环境的主要特征,并分析其环境特征发生发展统一性的主要表现。

A.青藏高寒区 B.我国东部季风区   C.亚马孙平原雨林区 D.撒哈拉荒漠区

2.冰岛,欧洲西北部岛国,位于大西洋中脊火山活动带,岩浆活动活跃,是世界上火山活动最活跃的地区之一。全境四分之三是高原,冰川占全岛面积的11.5%。北部属寒带苔原气候,南部属温带海洋性气候,地热和水力资源丰富。2010年3—4月,冰岛南部、雷克雅未克以东的艾雅法拉火山喷发,岩熔喷涌,并释放大量气体与火山灰,散发的热量使200米厚的冰川融化。

冰川融化造成河水水位上升,引发的洪水阻断了当地的公路和桥梁,数千居民撤离。火山灰在大气层扩散,导致冰岛、英国、德国、波兰等国多日阴天,欧洲西部多国航线中断。火山灰堆积至农田、草场、房屋等地,最厚处达10厘米。

1.试以冰岛火山喷发为例,说明火山活动使当地自然环境产生了哪些“牵一发而动全身”的反应。

2.说明冰岛自然地理环境的一致性特征,并分析其形成原因。

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单元活动:学会分析区域自然环境

区域自然环境是一个地区人类生产和生活的基础。要实现一个区域的绿色、和谐、可持续发展,首先要弄清楚这个区域的自然环境特征。因此,学会分析区域自然环境至关重要。

一、区域自然环境分析的内容

分析一个区域的自然环境,应该从自然环境的各组成要素出发,分析各自的基本特征,在此基础上归纳出该区域自然环境整体性与分异规律的具体表现。

二、区域自然环境分析的一般步骤

分析区域自然环境常采用文献查阅、实地调查、综合思维、差异比较等方法,遵循一定的工作程序。

三、案例分析——东部季风区的自然环境特征

气候特征分析

根据我国东部季风区四个城市的多年平均各月气温和降水量统计图(图5-3-3),分析当地气候的特征。

活动读图5-3-3,完成下列任务。

1.读取图中气温和降水量数据,完成表5-3-1的填空。

2.根据表5-3-1中的数据,归纳四个城市气温和降水的差异性特征。

3.根据图示信息,分析四个城市气候的一致性特征。

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水文特征分析

根据收集到的东部季风区四条河流的月均流量数据(表5-3-2),分析河流的水文特征。

活动:读表5-3-2中的信息,完成下列任务。

1.根据表格中的数据,设计合适的统计图,绘制四条河流的月均流量变化图。

2.说出四条河流月均流量的差异,分析其差异的原因。

3.分析四条河流月均流量变化特征的相似性及其原因。

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活动

图5-3-4表示我国东部季风区内东经120°—东经110°沿线自北向南的地形、气候、植被、土壤等要素的变化情况。根据图示信息,绘制坐标图并分析不同自然要素之间的关联性。

1.读取图中A、B、C、D、E、F、G地点对应的年降水量、年平均气温。(可取相应数据的中间值)

2.编制代码表示植被、土壤的类型,如用数字1、2、3、4、5、6、7分别代表寒温带落叶针叶林、温带针叶-落叶阔叶混交林、暖温带落叶阔叶林、过渡性亚热带含针叶树的落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、过渡性热带雨林型常绿阔叶林和热带季雨林-雨林。根据你的编码,判断A、B、C、D、E、F、G地点的植被类型与土壤类型代码。

3.在年降水量、年平均气温、植被类型、土壤类型中任选两项要素设计一幅平面直角坐标图,在图中标注A、B、C、D、E、F、G各地的坐标点,绘制关联线并分析两者之间的相关性。例如图5-3-5为植被与年平均气温的相关性。

4.以年平均气温为横坐标、年降水量为纵坐标,根据各类植被、土壤所对应的年平均气温与年降水量,在平面直角坐标图上标注每一种植被、土壤的代码。利用所作的图说明植被、土壤、气候之间的关系。

5.展示、交流不同类型的相关性示意图,并总结该图示区域的整体性表现。

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其他要素特征分析

收集、查阅东部季风区的地形、植被和土壤等资料,说出各自的主要类型,分析它们的分布规律。

多要素关系分析:东部季风区各自然要素之间存在一定的内在关联性,可以从气温、降水等要素入手,分析季风气候与地形、水文、植被、土壤等因素的相互关系。

综合分析:在上述分析的基础上,可以综合归纳东部季风区自然环境的差异性与整体性特征。

活动1.总结东部季风区的地域分异规律,尝试划分东部季风区的自然带,并简要说明划分的理由。

2.从气温、干湿状况、植被类型、河流水文等方面,说明东部季风区环境的一致性特征。

3.从要素的内在关联性、环境特征的一致性和发生发展的统一性方面,简述我国东部季风区的整体性特征。

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