第一节 自然环境的整体性

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。 下载PDF

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。 下载PDF

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。 下载PDF

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。 下载PDF

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。 下载PDF

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。 下载PDF

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）。 下载PDF

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。 下载PDF

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？ 下载PDF

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。 下载PDF