自然地理環(huán)境的基本規(guī)律

第八章自然地理環(huán)境的基本規(guī)律

1整體性規(guī)律2時(shí)間演化規(guī)律3空間分異規(guī)律4自然地理環(huán)境基本規(guī)律的應(yīng)用“地理環(huán)境”:指圍繞人類社會(huì)的由氣、水、地和生物界組合而成的整體，又稱“地球表層”?？梢酝怀瞿骋环矫婕右悦?，如氣候環(huán)境、水環(huán)境、地貌環(huán)境或生態(tài)環(huán)境等；區(qū)域地理環(huán)境可以再在上述的基礎(chǔ)上冠以地理名稱或冠以地名，也就成了特定的區(qū)域地理環(huán)境類型，如青藏高原（地理環(huán)境)，塔里木沙漠(環(huán)境)，黃土高原(地理環(huán)境)等等。通常將地理環(huán)境分為：自然地理環(huán)境、生存地理環(huán)境。自然地理環(huán)境具有整體性、時(shí)間演化、地域分異的規(guī)律性。自然地理環(huán)境基本規(guī)律的應(yīng)用最突出的表現(xiàn)在土地利用分區(qū)和自然地理區(qū)劃。自然地理環(huán)境一方面與其外部環(huán)境建立了復(fù)雜的相互關(guān)系，另一方面其內(nèi)部的各組成要素以及各組成部分（即各自然綜合體）之間也存在著復(fù)雜的相互聯(lián)系。自然地理環(huán)境是一個(gè)由一些大小不同、等級(jí)有別、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度參差不一的物質(zhì)系統(tǒng)，逐級(jí)鑲嵌組合而成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的整體。1.整體性概念：是指自然地理環(huán)境各組成要素以及各組成部分之間內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律性。第一節(jié)整體性規(guī)律整體性包括兩方面的含義：一是構(gòu)成整體的各要素不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系、相互作用、相互制約組成一個(gè)統(tǒng)一的整體；其中某一要素會(huì)影響其他要素，某一部分會(huì)影響其他部分。二是整體具有各孤立要素所沒有的性質(zhì)和功能，如生產(chǎn)有機(jī)物和形成土壤的功能。而且作用與結(jié)果之間不成正比數(shù)量關(guān)系，而是指數(shù)關(guān)系，具有一種放大（或縮?。┬?yīng)，即系統(tǒng)整體大于（或小于）部分之和，這就叫系統(tǒng)的整體效應(yīng)。整體性規(guī)律是自然地理環(huán)境最基本的規(guī)律，遵守整體性規(guī)律就是要求把自然地理環(huán)境作為整體來(lái)對(duì)待。2.整體性認(rèn)識(shí)的發(fā)展1）內(nèi)在聯(lián)系的整體性：指自然地理環(huán)境各要素相互聯(lián)系、相互制約組成一個(gè)統(tǒng)一的整體的特性；2）結(jié)構(gòu)和功能的整體性：即自然地理環(huán)境是一個(gè)具有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開放的巨系統(tǒng)；3）非平衡有序系統(tǒng)的整體性：自然地理環(huán)境是一個(gè)不斷從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)，從無(wú)機(jī)到有機(jī)，從相對(duì)無(wú)序到有序進(jìn)化的具有耗散結(jié)構(gòu)的開放系統(tǒng)。3自然地理環(huán)境的進(jìn)化發(fā)展1）、自然地理環(huán)境進(jìn)化發(fā)展的方向性自然地理環(huán)境沿著一定方向而發(fā)展，它的發(fā)展依賴于整個(gè)地球的發(fā)展。自然地理環(huán)境是地球演化進(jìn)程中某一階段的產(chǎn)物，至少到了地球分化為兩個(gè)圈層的時(shí)候，才可以談得上（原始的）自然地理環(huán)境。在這個(gè)過(guò)程中，自然地理環(huán)境各組成成分也是作為一個(gè)整體發(fā)展的。（1）巖石圈發(fā)展的方向性地球的發(fā)展和它的起源有直接關(guān)系。

①組成巖石圈的巖石，隨著自然地理環(huán)境發(fā)展而不斷地進(jìn)化：由原來(lái)火成巖占優(yōu)勢(shì)的單調(diào)圈層逐漸演化成具有種類繁多的巖石組成的圈層。沉積巖層的出現(xiàn)更標(biāo)志著巖石圈發(fā)展的高級(jí)階段，因?yàn)樗亲匀坏乩憝h(huán)境各圈層相互作用的產(chǎn)物大氣圈、水圈形成的初期，火成巖及其機(jī)械風(fēng)化產(chǎn)物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)太古代早期（34億年前），海洋里沉積了條帶狀的鐵礦、砂巖和泥質(zhì)巖;太古代晚期，開始出現(xiàn)碳酸鹽巖，如白云巖、白云質(zhì)石灰?guī)r等化學(xué)沉積元古代，有機(jī)體開始參與沉積巖的形成過(guò)程，如細(xì)菌和藻類晚古生代的泥盆紀(jì)，腕足類動(dòng)物遺骸已形成了巨厚的碳酸鈣質(zhì)沉積層石炭-二疊紀(jì)，世界許多地方都發(fā)生了煤的堆積②地殼的演化具有明顯的方向性。根據(jù)陳國(guó)達(dá)創(chuàng)立的地洼學(xué)說(shuō)，地殼演化是多階段的，即地槽區(qū)（活動(dòng)區(qū)）→地臺(tái)區(qū)（相對(duì)穩(wěn)定區(qū)）→地洼區(qū)（新的活動(dòng)區(qū)）。是活動(dòng)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)互相交替更迭，由簡(jiǎn)單趨向復(fù)雜，由低級(jí)趨向高級(jí)，螺旋式升進(jìn)的過(guò)程。活動(dòng)區(qū)穩(wěn)定區(qū)地臺(tái)區(qū)x地洼區(qū)地槽區(qū)y地殼演化過(guò)程示意圖③與大地構(gòu)造的發(fā)展相聯(lián)系，隨著地槽向地臺(tái)的演化，大陸的面積也有逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。④風(fēng)化殼的發(fā)育以及土壤的形成過(guò)程也具有方向性。在風(fēng)化作用初期，以物理風(fēng)化為主，粗巖屑的殘積層便是風(fēng)化殼發(fā)育初期的代表。當(dāng)化學(xué)風(fēng)化作用剛開始時(shí)，主要是氯化物和硫酸鹽被淋失，碳酸鹽淋失較少而碳酸鈣相對(duì)富集，為富鈣階段。隨著化學(xué)風(fēng)化作用的加強(qiáng)，不僅氯化物和硫酸鹽類大量遷移，而且碳酸鹽類也大量淋失，硅和鋁相對(duì)富集，便進(jìn)入了富硅鋁階段。最后，二氧化硅和氧化鋁分離，硅被淋失，鋁相對(duì)富集，到達(dá)了富鋁階段。（2）大氣圈發(fā)展的方向性原始的大氣圈大約在45億年前與原始地殼差不多同時(shí)出現(xiàn)，推測(cè)地球的原始大氣圈主要由H2O，CO，CO2，N2，HN3和CH4等所組成。綠色植物出現(xiàn)以后，植物光合作用中釋放的游離氧對(duì)原始大氣發(fā)生緩慢的氧化作用，大氣中的二氧化碳越來(lái)越多，大氣中的游離氧也逐漸增多。到了距今19—10億年前，CO2在大氣組成中取得優(yōu)勢(shì)地位，從而使原始大氣轉(zhuǎn)變成二氧化碳大氣。生物繼續(xù)發(fā)展，尤其是陸生植物大量出現(xiàn)，光合作用廣泛而持續(xù)進(jìn)行，氧氣不斷從二氧化碳中分解出來(lái)，使得大氣中的氧越來(lái)越多，而二氧化碳逐漸稀釋，大氣中的游離氧在距今30億年前約為現(xiàn)代游離氧水平的0.1%，20億年前增加到1%，10億年前增加到10%，此后，大氣中的游離氧又經(jīng)過(guò)多次變動(dòng)；同時(shí)大氣中的氮也在增加。二氧化碳大氣演化成為現(xiàn)代大氣，大氣臭氧層也出現(xiàn)?？傊髿馊Φ陌l(fā)展沿著這樣一種方向：原始大氣→二氧化碳大氣→現(xiàn)代大氣。

（3）水圈發(fā)展的方向性①地球形成的初期，地球上的水絕大部分以結(jié)晶水的形式貯存于地球內(nèi)部。②后來(lái)地內(nèi)溫度逐漸升高，結(jié)晶水轉(zhuǎn)化為水汽，這些水汽通過(guò)火山活動(dòng)等方式逸出地表。但由于當(dāng)時(shí)逸出地表的水汽不多，而地表溫度又很高，所以這些水汽不能以液體形式降至地面，地表沒有形成任何水體。隨著時(shí)間的推移，大氣中水汽增多而地表溫度降低。大約在太古代初期，地表溫度降至水的沸點(diǎn)以下時(shí)，一部分水汽就凝結(jié)成液態(tài)水，降落到地面，匯集于原始的洼地之中，形成最早的江河湖海，也即原始的水圈，含鹽量很低，元古代后期世界海水的鹽度達(dá)到10—25％。④以后，由于水量逐漸增加以及地殼滄桑巨變，原始水圈就逐漸發(fā)展為今天這樣具有汪洋大海和各種湖河沼澤的生機(jī)勃勃的現(xiàn)代水圈了。一方面，隨著陸地表面的風(fēng)化作用和徑流作用發(fā)展，陸地上各種無(wú)機(jī)鹽類礦物元素不斷經(jīng)由河流注入海洋，使海水含鹽量逐漸增加，現(xiàn)代海水平均的鹽度已達(dá)35‰。另一方面，海洋生物大量吸收和利用海水中碳酸鈣一類的碳酸鹽礦物質(zhì)來(lái)建造自己的骨骼和外殼，使得原始海水的碳酸鹽含量大為減少；而氯化物（主要是氯化鈉）卻積存下來(lái)，久而久之，海水中氯化物含量就愈來(lái)愈高，形成了今天海水的鹽分以NaCl和MgCl2為主的組成特點(diǎn)。海水的主要鹽分含量

（4）生物圈發(fā)展的方向性①生命的起源在地球發(fā)展的最初階段，地球上本沒有任何生命現(xiàn)象。只是在大氣圈和水圈出現(xiàn)之后，地球上物質(zhì)進(jìn)一步演化，才導(dǎo)致了生命的出現(xiàn)。地球生命起源的全過(guò)程，大體可分為3個(gè)主要階段：A.從無(wú)機(jī)物到簡(jiǎn)單有機(jī)物。地殼剛形成時(shí)，地球內(nèi)部深處的碳化物噴出地表后就與當(dāng)時(shí)基本上由過(guò)熱水汽所組成的地球大氣相互作用，并形成了各種碳?xì)浠衔?。隨后這類碳?xì)浠衔镌谒泻痛髿饫镞M(jìn)一步與水分子結(jié)合，再跟空氣中的氨分子化合，就產(chǎn)生了含有碳、氫、氧、氮等元素的簡(jiǎn)單有機(jī)物。這些簡(jiǎn)單有機(jī)物質(zhì)的出現(xiàn)，為生命的誕生準(zhǔn)備了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。B.從簡(jiǎn)單有機(jī)物到復(fù)雜有機(jī)物。簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔锢^續(xù)向前發(fā)展，借助于當(dāng)時(shí)地球上的各種能源（如紫外線、閃電、放射線、局部地區(qū)的熱能）和原始大氣中的水蒸氣、氫、氨、二氧化碳、氮、硫化氫等發(fā)生作用，形成一些低分子的有機(jī)物（如氨基酸、脂肪酸、單糖、核苷酸等）。這些低分子有機(jī)化合物又經(jīng)過(guò)復(fù)雜的演化過(guò)程合成為高分子有機(jī)化合物（如蛋白質(zhì)、核酸、多糖等），它們的出現(xiàn)，標(biāo)志著化學(xué)演化過(guò)程中一次重大的質(zhì)變。C.從復(fù)雜有機(jī)物到原始生命。在原始水域中，高分子有機(jī)物發(fā)生凝聚作用，形成以蛋白質(zhì)和核酸為基礎(chǔ)的多分子體系。這種體系與周圍的水溶液之間有明顯的界面，它從周圍環(huán)境中吸收物質(zhì)作為養(yǎng)料，擴(kuò)充并改造自己，同時(shí)也將一些廢物排出體系外。繼續(xù)演進(jìn)，終于有一些多分子體系產(chǎn)生了生命的基本特征——新陳代謝，原始生命就這樣誕生了。原始生命體產(chǎn)生之后，生命演化就從化學(xué)演化階段進(jìn)入到生物進(jìn)化階段，自然地理環(huán)境便從無(wú)機(jī)界的寂寞處所發(fā)展為有機(jī)界的繁盛世界了。②生物從海向陸發(fā)展的方向性原始地球上的海水具有原始生物繁衍的良好環(huán)境：a海水對(duì)于原始生物具有保護(hù)作用，鑒于高能紫外輻射對(duì)有機(jī)體的危害，原始生命只能在5—10米以下水深處發(fā)育；b海水提供了大量從陸地源源流入的各種生物所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；c海水的理化條件比較穩(wěn)定，保證有機(jī)體在有利環(huán)境中進(jìn)行經(jīng)常的新陳代謝作用，并使靜止或消極漂浮的有機(jī)物得以廣泛分布。所以，原始生物首先出現(xiàn)在海洋中，以后才擴(kuò)展到陸地上，并占領(lǐng)了海洋、陸地和低層大氣的每一個(gè)角落，形成了生物圈。生物圈的出現(xiàn)標(biāo)志著自然地理環(huán)境的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的更加高級(jí)的階段。③植物演化的方向性遠(yuǎn)在距今30億年前，作為低等植物的藍(lán)綠藻就出現(xiàn)了。到了元古代，不僅藍(lán)綠藻類大量繁殖，而且出現(xiàn)了綠藻等其他藻類。到寒武紀(jì)，陸地上首次出現(xiàn)原始的蕨類植物——裸蕨，在志留紀(jì)，裸蕨目植物空前發(fā)展。到了石炭-二疊紀(jì)，植被演變成真蕨植物。到了中生代，則成為裸子植物時(shí)代，裸子植物是以種子進(jìn)行繁殖的，能適應(yīng)于復(fù)雜多變的氣候條件。最后到新生代，被子植物繁殖，并且出現(xiàn)了各種植被類型?？傊参锇l(fā)展演化的總趨勢(shì)是：藻類→蕨類→裸子植物→被子植物。④動(dòng)物發(fā)展的方向性20億年以前，即太古代時(shí)期，開始出現(xiàn)單細(xì)胞動(dòng)物；到了元古代，在海洋中開始出現(xiàn)無(wú)脊椎動(dòng)物。當(dāng)進(jìn)入早古生代，便是無(wú)脊椎動(dòng)物時(shí)代了。到晚古生代，在志留紀(jì)出現(xiàn)了魚類，泥盆紀(jì)出現(xiàn)了兩棲類動(dòng)物和陸生爬行動(dòng)物。在中生代，爬行動(dòng)物空前繁盛，并且開始出現(xiàn)原始鳥類和原始哺乳動(dòng)物。到了新生代爬行動(dòng)物的盛世被哺乳動(dòng)物所取代。在第四紀(jì)，出現(xiàn)了地球生物史一次重大的飛躍：人類由猿類分化出來(lái)?？梢姡瑒?dòng)物的發(fā)展趨勢(shì)也是從低級(jí)向高級(jí)不斷進(jìn)化的，經(jīng)歷了從單細(xì)胞動(dòng)物→無(wú)脊椎動(dòng)物→魚類→兩棲類→爬行類→哺乳動(dòng)物→人類的進(jìn)化過(guò)程。整個(gè)自然地理環(huán)境的演化，正如生物圈以及上述各圈層的演化一樣，是一個(gè)從低級(jí)向高級(jí)，從簡(jiǎn)單向復(fù)雜的不斷發(fā)展過(guò)程。同時(shí)，我們應(yīng)該注意到在方向性的發(fā)展過(guò)程中還蘊(yùn)含著一種節(jié)律性的重復(fù)現(xiàn)象。2）自然地理環(huán)境的進(jìn)化發(fā)展自然地理環(huán)境的進(jìn)化發(fā)展可看作三大類型耗散結(jié)構(gòu)：原始自然地理系統(tǒng)、天然生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展演替過(guò)程。46億年前，是宇宙演化階段，即天文期；46億年后，進(jìn)入地球演化階段，即地質(zhì)時(shí)期。（1）原始自然地理系統(tǒng)：原始巖石圈、水圈和大氣圈形成，標(biāo)志著原始自然地理系統(tǒng)的形成，約37—20億年前，太陽(yáng)輻射成為地球表層的主要能源，三大圈層交流加強(qiáng)，形成了統(tǒng)一的整體。（2）天然生態(tài)系統(tǒng)大約30億年前，原始自然地理系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)化，合成了生命，并逐漸發(fā)展到能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物，于是產(chǎn)生了原始的生態(tài)系統(tǒng)，最后形成生物圈。光合作用使大氣成分也在改變。在大約4億年前，水陸逐漸形成了由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成的復(fù)雜、完善的生態(tài)系統(tǒng)，即天然生態(tài)系統(tǒng)。（3）人類生態(tài)系統(tǒng)大約距今二三百年前，人類出現(xiàn)，是人類生態(tài)系統(tǒng)形成的標(biāo)志。人類從天然生態(tài)系統(tǒng)中取得食物，從自然地理系統(tǒng)中取得低熵物質(zhì)，還利用地質(zhì)時(shí)期的一些潛能，形成人類生態(tài)系統(tǒng)。三大系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，又彼此有別。自然地理系統(tǒng)引入太陽(yáng)輻射，孕育天然生態(tài)系統(tǒng)，人類從天然生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物群中脫穎而出，支配物種，形成人類生態(tài)系統(tǒng)。自然地理環(huán)境與自然景觀各地有明顯的特色：（約翰?巴克斯特等，1995）海洋性溫帶草原（英國(guó)費(fèi)爾島）（約翰?巴克斯特等，1995）玄武巖石柱林海岸（英國(guó)巨人岬）（約翰?巴克斯特等，1995）寒溫帶（2030mm/a)石灰?guī)r低山丘陵（300m）植物園（地中海型、溫帶、北極/高山型）（愛爾蘭巴倫）（約翰?巴克斯特等，1995）北溫帶濱海濕地（荷蘭，瓦登海）（約翰?巴克斯特等，1995）暖溫帶石灰?guī)r高原（1000-1200m）山地自然景觀（1700m）（法國(guó)中部，塞文國(guó)家公園）（約翰?巴克斯特等，1995）地中海鹽沼（法國(guó)，卡羅格）（約翰?巴克斯特等，1995）巴伐利亞花崗巖和片麻巖（酸性土壤）上的云杉森林（伍躍明，1998）高原湖泊（云南）冰緣山地（云南）（伍躍明，1998）冰緣山地（云南）（伍躍明，1998）（伍躍明，1998）高原草甸（云南）（伍躍明，1998）高原草甸（云南）（伍躍明，1998）高山草甸之春（云南）（伍躍明，1998）高山草甸之秋（云南）（A.Strahler,1999）太平洋日出（A.Strahler,1999）內(nèi)華達(dá)群山（A.Strahler,1999）加利福尼亞圣弗朗西斯科沿海（A.Strahler,1999）阿巴拉契亞（A.Strahler,1999）東非Savanna（A.Strahler,1999）德國(guó)Mosel河（A.Strahler,1999）北阿拉斯加極地苔原（A.Strahler,1999）加勒比熱帶雨林（A.Strahler,1999）南印度季雨林（A.Strahler,1999）南極冰流（A.Strahler,1999）死海柴達(dá)木盆地騰格里沙漠第二節(jié)時(shí)間演化規(guī)律時(shí)間演化規(guī)律：指隨著時(shí)間的推移，自然地理環(huán)境各組成成分及其相互關(guān)系發(fā)生的變化及表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律性。又稱為自然地理環(huán)境的節(jié)律性，簡(jiǎn)稱節(jié)律性或節(jié)奏性、韻律性。節(jié)律性是自然界一種特殊的（時(shí)間）循環(huán)。顯然，它是在發(fā)展背景上的重復(fù)，是遞進(jìn)中的循環(huán)。自然地理環(huán)境的節(jié)律性可概括為三類型：一是周期性節(jié)律，二是旋回性節(jié)律；三是階段性節(jié)律。1周期性節(jié)律

周期性節(jié)律是自然地理過(guò)程按嚴(yán)格的時(shí)間間隔重復(fù)的變化規(guī)律。它發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)及地表光、熱、水的周期性變化基礎(chǔ)上。包括晝夜節(jié)律和季節(jié)節(jié)律。（1）晝夜節(jié)律：地球繞地軸自轉(zhuǎn)，使地表大部分地區(qū)在每天24小時(shí)中都經(jīng)歷一段光明和一段黑暗，以及相應(yīng)的一段加熱和一段冷卻的時(shí)間。自然地理環(huán)境的各種成分對(duì)此作出了積極的反響，許多自然地理過(guò)程及其現(xiàn)象都隨著晝夜更替而重復(fù)出現(xiàn)。如氣候要素、光的性質(zhì)也存在日變化、地表水體的溫度、冰川補(bǔ)給的河流、巖石的機(jī)械風(fēng)化、植物的光合作用和呼吸作用、植物含水量、晝行性動(dòng)物“日出而作，日入而息”，夜行性動(dòng)物則相反等。值得注意的是，極地區(qū)由于出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，使那里晝夜的節(jié)律性復(fù)雜化了。（2）季節(jié)節(jié)律季節(jié)節(jié)律就是地球公轉(zhuǎn)的效應(yīng)。由于公轉(zhuǎn)，地球產(chǎn)生了季節(jié)更替，許多自然地理過(guò)程和現(xiàn)象隨之而出現(xiàn)以季節(jié)（年）為周期的節(jié)律變化。例如：氣候的夏熱冬冷，夏雨冬雪，季風(fēng)進(jìn)退；冰川運(yùn)動(dòng)夏快冬慢；河流水情冬封春解或夏洪冬枯；巖石熱季膨脹，冷季收縮；植物季相變化，春華秋實(shí)；動(dòng)物季節(jié)移棲和冬眠（動(dòng)）夏動(dòng)（眠）等等。這樣的事例在自然界中是不可勝數(shù)的。自然地理環(huán)境的周期性節(jié)律并不限于晝夜節(jié)律和季節(jié)節(jié)律。潮汐的周日變化也是一種周期性節(jié)律。海洋中很多動(dòng)物覓食的時(shí)間安排同潮汐的節(jié)律是一致的。像哈蜊、藤壺、蝎牛、牡蠣等生物，漲潮時(shí)就積極地尋找食物，而落潮時(shí)就躲在緊閉的硬殼內(nèi)。另外也有以周月為基礎(chǔ)的月節(jié)律變化。海洋生物似乎都以某種方式對(duì)月相變化或月球引力變化作出反應(yīng)。例如，每當(dāng)夏日月圓之夜，大量的大西洋螢火蟲就聚集在百慕大群島附近；螻蠣滿月前后群集飛在特定的海域，以利繁殖和存活；魚類洄游和繁殖也常以月周期進(jìn)行。周期性節(jié)律在不同區(qū)域具有不同的性質(zhì)和特點(diǎn)。一般地說(shuō)，季節(jié)節(jié)奏的顯著程度是隨緯度的增加而增加的，而晝夜節(jié)奏卻是隨緯度的增加而減少的。所以在兩極地區(qū)的節(jié)律表現(xiàn)特殊，這里的晝夜節(jié)律可以和季節(jié)節(jié)律相重疊，兩者相互制約又相互加強(qiáng)。在赤道地區(qū)則基本不存在季節(jié)節(jié)律，而晝夜節(jié)律卻十分突出。在緯度相同的情況下，一般內(nèi)陸區(qū)域的節(jié)律振幅和頻率大于沿海及海洋區(qū)域，且相時(shí)也不同。2旋回性節(jié)律

旋回性節(jié)律是以不等長(zhǎng)的時(shí)間間隔為重復(fù)周期的自然演化規(guī)律。比較于周期性節(jié)律，這是更高一級(jí)、更為復(fù)雜的自然節(jié)律。在自然界中，地質(zhì)旋回和氣候旋回是旋回性節(jié)律的典型范例。（1）地質(zhì)旋回即地質(zhì)演化具有旋回性節(jié)律。巖層的沉積層序非常鮮明地反映了地質(zhì)旋回的節(jié)律性。如巖層由老漸新反復(fù)出現(xiàn)礫巖→砂巖→頁(yè)巖→石灰?guī)r的巖相更迭演化，就反映了從海退到海侵又到海退的旋回性節(jié)律。①地質(zhì)旋回不僅歷程漫長(zhǎng)，而且周期長(zhǎng)短變化很大。地殼的演化可分為太古代、元古代、早古生代、晚古生代、中生代和新生代等若干個(gè)時(shí)期，這些時(shí)期實(shí)際上就是地質(zhì)旋回的周期。各個(gè)地質(zhì)時(shí)期的時(shí)間長(zhǎng)度是不等的，如早古生代經(jīng)歷了2億年。晚古生代持續(xù)了約1.75億年，中生代持續(xù)的時(shí)間約1.55億年。在每一個(gè)時(shí)期里，我們都可以看到地殼運(yùn)動(dòng)仿佛重復(fù)著上一時(shí)期運(yùn)動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn)。例如，每一個(gè)地質(zhì)時(shí)代的首末總是以大規(guī)模的地殼上升、強(qiáng)烈的褶皺和造山運(yùn)動(dòng)、大陸廣泛擴(kuò)展以及氣候的變異等等為其特征，而在每一地質(zhì)時(shí)期其間都以地殼長(zhǎng)期的相對(duì)穩(wěn)定、持續(xù)的剝蝕夷平和沉積作用、穩(wěn)定的氣候等等為其特征。②地質(zhì)旋回具有級(jí)別不同的周期，它們對(duì)應(yīng)于相當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)年代單位。如4000萬(wàn)年左右的周期相當(dāng)于地質(zhì)紀(jì)的長(zhǎng)度，1000—2000萬(wàn)年左右的周期相當(dāng)于地質(zhì)世的長(zhǎng)度等等。③地質(zhì)旋回的周期基本決定于天文因素。如周期為4000萬(wàn)年以上的地質(zhì)旋回，均與太陽(yáng)系在銀河系中的運(yùn)動(dòng)狀況有關(guān)。太陽(yáng)系參與銀河系的整體運(yùn)動(dòng)，繞銀心運(yùn)行一周的時(shí)間（銀河年）約2.5億年，其間太陽(yáng)系處在銀河系的不同位置，在銀河系的旋臂間穿行。同時(shí)太陽(yáng)系還相對(duì)于銀道面作上下往返運(yùn)動(dòng)；周期為1000—2000萬(wàn)年的地質(zhì)旋回與太陽(yáng)演化大周期關(guān)系密切，太陽(yáng)內(nèi)部物質(zhì)成分的長(zhǎng)期變化可能有1200萬(wàn)年的周期；而1—10萬(wàn)年的地質(zhì)旋回則與地球公轉(zhuǎn)軌道參數(shù)的變化有關(guān)。（2）

氣侯旋回6億多年來(lái)的地球氣候史是以溫暖時(shí)期和寒冷時(shí)期交替演變?yōu)槠浠咎攸c(diǎn)的。氣候旋回又可分為世紀(jì)內(nèi)旋回、超世紀(jì)旋回和冰期-間冰期旋回三種。①世紀(jì)內(nèi)旋回。是波動(dòng)周期較短的氣候旋回，其旋回周期在幾年至幾十年的范圍內(nèi)。如本世紀(jì)以來(lái)我國(guó)的冷暖干濕演變情況大致按：暖干—冷濕—冷干—暖濕—暖干的順序變化，從干到濕以10年為周期，從暖到冷以20年為周期，兩者結(jié)合起來(lái)從暖干再到暖干的周期是40年。表20世紀(jì)我國(guó)氣侯趨勢(shì)1891—1972年7—8月降水的多年變化，也發(fā)現(xiàn)有明顯的以35年為周期的三個(gè)少雨期，其中北方對(duì)應(yīng)的三個(gè)少雨期比南方落后7—8年。何大章（1977）在研究廣東省的干旱問(wèn)題時(shí)認(rèn)為，廣東省的干旱周期為35年，但近期有變短的趨勢(shì)，其周期縮短到30年，其間還存在小的波動(dòng)周期，這些小周期為10—11年。以上所舉的都是世紀(jì)內(nèi)旋回的實(shí)例。②超世紀(jì)旋回。其旋回周期在100年至10000年之間。目前在世界上已被確定的世界范圍內(nèi)的超世紀(jì)旋回是1800—1900年為周期的氣候旋回。這種旋回有兩個(gè)階段；一是寒濕氣候階段，長(zhǎng)約300—500年，其間冰川擴(kuò)展，河流水量增加，湖泊水位上升；二是干熱氣候階段，長(zhǎng)在1000年以上，其間冰川退縮，河流變淺，湖泊水位下降。竺可楨指出五千年來(lái)我國(guó)氣候變遷規(guī)律具有400年、800年、1200年和1700年等四種不等的周期；段萬(wàn)倜等（1978）在研究我國(guó)第四紀(jì)氣候變遷時(shí)指出，我國(guó)自從進(jìn)入冰后期的1萬(wàn)年時(shí)間以來(lái)，曾出現(xiàn)了三次寒冷期與兩次溫暖期；泄湖寒冷期—仰韶溫暖期—周漢寒冷期—普蘭店溫暖期—現(xiàn)代小冰期。這些都屬超世紀(jì)的氣候旋回。③冰期-間冰期旋回：這是波動(dòng)周期在1萬(wàn)年以上，甚至超過(guò)100萬(wàn)年的氣候旋回。最長(zhǎng)的周期可達(dá)4000—8000萬(wàn)年之久。近7億年來(lái)地球表面曾有幾個(gè)時(shí)期廣泛分布了冰川，氣候明顯變冷，出現(xiàn)大量冰磧物，這些時(shí)期稱為冰期。在兩個(gè)冰期之間的間冰期，冰川面積退縮，氣候轉(zhuǎn)暖。目前已經(jīng)清楚的，這7億年中出現(xiàn)過(guò)三次大冰期：震旦紀(jì)大冰期（強(qiáng)度為6級(jí)）、石炭-二疊紀(jì)大冰期（強(qiáng)度為4—5級(jí)）和第四紀(jì)大冰期（強(qiáng)度為4—5級(jí)）。此外，在奧陶-志留紀(jì)有一個(gè)規(guī)模小一些的冰期（強(qiáng)度為3級(jí)），在侏羅紀(jì)尚有一個(gè)小寒冷期（強(qiáng)度為1級(jí)）。上述冰期的強(qiáng)度是寒冷程度的一個(gè)相對(duì)定性指標(biāo)，用級(jí)來(lái)表示寒冷程度。震旦紀(jì)大冰期的冰川分布很廣，延續(xù)達(dá)1500公里以上，甚至可延伸到低緯地區(qū)。在南半球這個(gè)時(shí)期的冰川所占面積比北半球還要廣泛。第二次大冰期出現(xiàn)在晚石炭和早二疊世期間，冰川廣泛分布在南美、非洲、印度、澳大利亞和南極等地區(qū)。這些地區(qū)在當(dāng)時(shí)組成岡瓦納大陸。第四紀(jì)大冰期距今最近，研究得較為詳盡。新生代以來(lái)的古氣候約在3800萬(wàn)年前開始變冷，逐漸形成北極海冰，極區(qū)溫度降低了5℃，到約200萬(wàn)年前開始了第三次大冰期。這次大冰期冰川主要分布在北美、歐洲大陸和西伯利亞西北部。對(duì)第四紀(jì)大冰期的研究表明，大冰期中存在不同級(jí)別的小冰期和小間冰期，一般認(rèn)為有4—5次亞冰期，它們?cè)谌蚍秶强蓪?duì)比的。在歐洲，第四紀(jì)大冰期的亞冰期-亞間冰期劃分為：（1）群茲亞冰期...................................寒冷群茲-明德亞間冰期.....................溫暖（2）明德亞冰期...................................寒冷明德-里斯亞間冰期.....................溫暖（3）里斯亞冰期...................................寒冷里斯-武木亞間冰期.....................溫暖（4）武木亞冰期...................................寒冷冰后期（延至現(xiàn)代）....................溫暖我國(guó)第四紀(jì)冰川雖不如西歐、北美那樣聲勢(shì)浩大，但冰期-間冰期旋回節(jié)律同樣存在。氣候旋回的形成是多種因素的綜合結(jié)果。世紀(jì)內(nèi)旋回與太陽(yáng)黑子活動(dòng)和火山活動(dòng)有關(guān)；超世紀(jì)旋回受太陽(yáng)黑子活動(dòng)長(zhǎng)期變化（太陽(yáng)核反應(yīng)性質(zhì)和強(qiáng)度的變化、太陽(yáng)與地球距離的變化、行星際空間密度的變化以及太陽(yáng)系內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重大變化）和九大行星運(yùn)行軌道、地球圍繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)軌道參數(shù)變化有關(guān)；太陽(yáng)系在銀河系中的位置變化，則與上千萬(wàn)年的冰期-間冰期旋回有關(guān)。對(duì)于冰期的成因還有多種解釋，但80年代以來(lái)發(fā)表的有關(guān)文章，大部分是天文因素控制冰期的論點(diǎn)，主要涉及到的天文因素包括銀河系、太陽(yáng)和地球軌道參數(shù)等方面。3階段性節(jié)律生物自身特性所形成的節(jié)律具有階段性的特點(diǎn)。這是指生物類群在周期性或旋回性變化的背景上，以一定階段為周期表現(xiàn)出的突變性的重復(fù)。按節(jié)律的性質(zhì)可劃分為以下兩類：生物生長(zhǎng)節(jié)律生物進(jìn)化節(jié)律（1）生物生長(zhǎng)節(jié)律每種生物的生長(zhǎng)過(guò)程總是經(jīng)歷著個(gè)體的出生、成長(zhǎng)和衰亡，而子代個(gè)體又重復(fù)這一類似的過(guò)程。這樣，一定區(qū)域的生物類群便遵循著各自的生命長(zhǎng)短呈階段性的節(jié)律變化。如一年生植物的生長(zhǎng)節(jié)律。每一個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，其生長(zhǎng)過(guò)程符合羅吉斯蒂曲線即S形曲線，多年的記錄就反映出階段性的節(jié)律重復(fù)。種類不同的生物其生長(zhǎng)節(jié)律周期的差異很大。但同種生物的生命周期則大致相同。不論生命周期長(zhǎng)短如何，它們無(wú)一不遵循著生物生長(zhǎng)的階段性節(jié)律。一年生植物生長(zhǎng)節(jié)律曲線圖

（2）生物進(jìn)化節(jié)律地球生物界的進(jìn)化不是勻速漸變的，而是表現(xiàn)為階段性的突變和躍升。生物各門類從誕生、發(fā)展、繁榮到滅絕或衰退具有明顯的階段性節(jié)律。近6億年來(lái)古生物發(fā)展經(jīng)歷了6個(gè)大階段，間有5次大滅絕。古生代開始是地球生物發(fā)展的一個(gè)很重要的階段。①在5.7億年前的寒武紀(jì)突然出現(xiàn)了大量的、門類眾多的和較高級(jí)的動(dòng)物。已發(fā)現(xiàn)的這一時(shí)期的動(dòng)物化石有2500多種，除脊椎動(dòng)物外，幾乎所有的門類都已出現(xiàn)，其中最多的是節(jié)肢動(dòng)物中的三葉蟲。這表明了生物進(jìn)化的突然爆發(fā)。②在晚古生代的泥盆紀(jì)地球生物又發(fā)生突發(fā)性進(jìn)化，出現(xiàn)了相當(dāng)繁盛的以魚類為代表的脊椎動(dòng)物群類和以裸蕨為代表的陸生植物群類。泥盆紀(jì)陸生植物的迅速繁殖是很突然的。裸蕨到泥盆紀(jì)晚期完全滅絕，原始的甲胄魚類也消失了。③到了石炭-二疊紀(jì)又成了兩棲類和蕨類的天下。二疊紀(jì)末期，在古生代曾盛極一時(shí)的多種生物門類又一次出現(xiàn)大滅絕。④在晚二疊世初露頭角的裸子植物，到了中生代突然迅速地發(fā)展起來(lái)，統(tǒng)領(lǐng)了中生代的植物界。爬行動(dòng)物的高度發(fā)展也取代了兩棲類成為中生代動(dòng)物界的代表。⑤在晚白堊世發(fā)生了被子植物的突然爆發(fā)性變化和巨型爬行動(dòng)物完全絕跡，植物界進(jìn)入了被子植物時(shí)代，動(dòng)物界則以哺乳類動(dòng)物的空前發(fā)展為特征。⑥緊接著在第四紀(jì)又進(jìn)入了人類時(shí)代。概括而言，生物進(jìn)化的階段性節(jié)律表現(xiàn)為短期內(nèi)某些生物門類突發(fā)性地迅速繁殖，然后進(jìn)入鼎盛時(shí)期；這一時(shí)代結(jié)束時(shí)，大量不同生物門類和不同生態(tài)位的動(dòng)植物發(fā)生死亡，甚至滅絕；接著又是新物種大量涌現(xiàn)，高級(jí)取代低級(jí)，強(qiáng)者淘汰弱者，如此多次反復(fù)地發(fā)生，階段性躍進(jìn)地發(fā)展。表5.3

地質(zhì)時(shí)代生物進(jìn)化階段表1表地質(zhì)時(shí)代生物進(jìn)化階段表2地球生物進(jìn)化這種階段性節(jié)律僅從地球環(huán)境生態(tài)變化難以解釋。生物大滅絕的決定性因素可能是對(duì)遺傳機(jī)理發(fā)生作用，而不是對(duì)生態(tài)的適應(yīng)特性起作用。此外，氣候劇烈變化的冰期與生物滅絕事件并不相對(duì)應(yīng)。生物滅絕時(shí)期與地質(zhì)歷史上大冰期的時(shí)間是不同步的。因此，很多學(xué)者傾向于從宇宙環(huán)境的變化尋找生物突變的根本原因。由于從宇宙角度易于說(shuō)明全球性的周期變化，并具有可導(dǎo)致地球生物變化的高能物質(zhì)來(lái)源，而對(duì)于全球性生物滅絕的成因假說(shuō)很多，也沒有定論，討論最多的是超新星爆發(fā)假說(shuō)、小行星撞擊假說(shuō)、彗星撞擊假說(shuō)、太陽(yáng)耀斑爆發(fā)假說(shuō)、高密度星云假說(shuō)等。這些均屬于“災(zāi)變說(shuō)”，在天文地質(zhì)學(xué)已有專論，這里不再詳述。4自然地理環(huán)境的穩(wěn)定性

如果比較周期性（包括生物生長(zhǎng)節(jié)律）與旋回性（包括生物進(jìn)化節(jié)律）兩類節(jié)律現(xiàn)象，不難看出二者的本質(zhì)區(qū)別在于：周期性節(jié)律過(guò)程中，每一個(gè)節(jié)律重復(fù)，自然地理環(huán)境保持著穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)；而在旋回性節(jié)律過(guò)程，每一個(gè)節(jié)律重復(fù)，自然地理環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生巨大的改組。也就是說(shuō)，自然地理環(huán)境不斷向前演化的歷史進(jìn)程中，在一段相當(dāng)長(zhǎng)的階段內(nèi)維持著相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)。在這樣的階段內(nèi)，各自然地理要素之間有著平穩(wěn)的聯(lián)系，物質(zhì)及能量的輸入和輸出處于動(dòng)態(tài)平衡，自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)與功能保持著穩(wěn)定的狀態(tài)；外界變動(dòng)或人為干擾所致的不穩(wěn)定影響受到自然地理環(huán)境自我調(diào)節(jié)機(jī)制的制約，使得自然地理環(huán)境總是力圖恢復(fù)原態(tài)，維持穩(wěn)定。自然地理環(huán)境是具有復(fù)雜反饋回路的控制系統(tǒng)，因此它有自我調(diào)節(jié)能力。所謂反饋是指信息反饋，就是將輸出又回輸?shù)皆到y(tǒng)中去。反饋分為負(fù)反饋和正反饋。如果反饋的結(jié)果是抑制系統(tǒng)偏離原狀態(tài)的就是負(fù)反饋。控制系統(tǒng)有一理想狀態(tài)或調(diào)整點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)的附近，系統(tǒng)保持著穩(wěn)定狀態(tài)。負(fù)反饋能制止或扭轉(zhuǎn)某種脫離調(diào)整點(diǎn)的趨勢(shì)，使系統(tǒng)回到調(diào)整點(diǎn)來(lái)。正反饋與之相反，反饋的結(jié)果加劇了系統(tǒng)偏離調(diào)整點(diǎn)的趨勢(shì)，使其脫離原狀態(tài)。正反饋可以引起“雪球效應(yīng)”，最終使原系統(tǒng)瓦解。具有自我調(diào)節(jié)機(jī)制的復(fù)雜系統(tǒng)包含大量復(fù)雜的反饋回路。使系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)的負(fù)反饋往往只在一定的閾值內(nèi)起作用。超過(guò)這個(gè)限度，正反饋就發(fā)揮作用，這樣系統(tǒng)就無(wú)可挽回地脫離調(diào)整點(diǎn)。自然地理系統(tǒng)內(nèi)部包含了眾多由負(fù)反饋?zhàn)酉到y(tǒng)（開環(huán)系統(tǒng)）和正反饋?zhàn)酉到y(tǒng)（閉環(huán)系統(tǒng)）耦合而成的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的穩(wěn)定性由二者的對(duì)比關(guān)系所決定。當(dāng)負(fù)反饋的自我控制作用強(qiáng)于正反饋的自我增強(qiáng)作用時(shí)，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定；當(dāng)正反饋的自我增強(qiáng)作用超過(guò)負(fù)反饋的自我控制作用時(shí)，系統(tǒng)趨于不穩(wěn)定。系統(tǒng)的穩(wěn)定性還與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有關(guān)。越復(fù)雜的系統(tǒng)，負(fù)反饋?zhàn)饔玫拈撝捣秶酱螅簿驮椒€(wěn)定。自然地理環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，不僅子系統(tǒng)數(shù)量巨大，而且種類繁多，關(guān)系復(fù)雜。因此全球自然環(huán)境能維持著相當(dāng)穩(wěn)定的狀態(tài)。但內(nèi)部的子系統(tǒng)則依其復(fù)雜程度而有不同的穩(wěn)定水平。例如，北極的苔原帶結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，苔蘚、地衣是主要的第一生產(chǎn)者，一旦它們受到破壞，整個(gè)系統(tǒng)就面臨崩潰。因?yàn)槟抢锏钠渌锒贾苯踊蜷g接依靠它們來(lái)生存，不像溫帶和熱帶系統(tǒng)中，有多種食物可供利用，個(gè)別組分的破壞，也不致危及整個(gè)系統(tǒng)。雖然穩(wěn)定性是很大一部分自然地理環(huán)境的特征，但是自然地理環(huán)境的穩(wěn)定是相對(duì)的穩(wěn)定，而不是絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。地球自然歷史的發(fā)展過(guò)程，表明自然地理環(huán)境是不斷從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)向高級(jí)不斷進(jìn)化演變的。所謂穩(wěn)定只是代表整個(gè)演化過(guò)程的一定階段。自我調(diào)節(jié)機(jī)制不會(huì)引起自然環(huán)境演化的終止，某些不斷增強(qiáng)的不穩(wěn)定因素終會(huì)打破原有的相對(duì)穩(wěn)定態(tài)，使自然環(huán)境跨入到一個(gè)新的自然旋回中，自然環(huán)境在整體進(jìn)化的基礎(chǔ)上出現(xiàn)新的穩(wěn)定狀態(tài)。5自然地理環(huán)境時(shí)間演化的基本特點(diǎn)（1）演化是不可逆的前進(jìn)過(guò)程自然地理環(huán)境的演化是不可逆的前進(jìn)過(guò)程，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從比較無(wú)序到比較有序地不斷向前發(fā)展。自然地理環(huán)境每取得一個(gè)大的飛躍，必然發(fā)生質(zhì)的變化，即產(chǎn)生新的組成，形成新的結(jié)構(gòu)，具備新的功能和出現(xiàn)新的特征。在每一個(gè)新的演化階段，自然地理環(huán)境都變得更為復(fù)雜和更為高級(jí)。正如前述，地球表層隨著演化發(fā)展逐漸以同心圓的形式分異，最初形成巖石圈、大氣圈，繼而為水圈，隨后又從無(wú)機(jī)環(huán)境發(fā)展為有機(jī)環(huán)境，形成生物圈。另一方面，在地球地質(zhì)年代的初期，地球內(nèi)能是支配地球演化的主要能量。地殼增厚后，地球內(nèi)能的直接作用減弱，太陽(yáng)輻射能則逐漸成為地球表層演化的基本動(dòng)力。并且，太陽(yáng)能在自然地理環(huán)境中流通轉(zhuǎn)化的途徑日趨復(fù)雜。最初，太陽(yáng)能只是通過(guò)大氣循環(huán)、水循環(huán)、巖石的非生物風(fēng)化等在無(wú)機(jī)環(huán)境中傳輸，其在地表的積聚量不多。以后由于有機(jī)體的固定和轉(zhuǎn)化功能，大大增加了太陽(yáng)能在地表的存儲(chǔ)量。從而使自然地理環(huán)境（作為一個(gè)開放系統(tǒng)）的負(fù)熵流不斷增強(qiáng)，推動(dòng)了系統(tǒng)的進(jìn)化。結(jié)果地球表層從混沌無(wú)序狀態(tài)向著越來(lái)越復(fù)雜的有序狀態(tài)發(fā)展，形成了自然地理系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)三大耗散結(jié)構(gòu)類型。自然地理環(huán)境的演化，也就是這三大類型系統(tǒng)的進(jìn)化發(fā)展過(guò)程。這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的非可逆發(fā)展是自然地理環(huán)境演化的總的方向。（2）演化是不斷重復(fù)的節(jié)律過(guò)程與自然地理環(huán)境演化的前進(jìn)過(guò)程相輔相成的是節(jié)律過(guò)程。節(jié)律性是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的普遍特性，它在自然界的發(fā)展過(guò)程是普遍存在的。大到天體運(yùn)行，小如電子運(yùn)動(dòng)，無(wú)論無(wú)機(jī)物還是有機(jī)體，都不同程度地表現(xiàn)出節(jié)律性的變化。自然地理環(huán)境的節(jié)律，在巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈中都有明顯表現(xiàn)，是自然地理環(huán)境演化過(guò)程中普遍存在的一個(gè)基本特性。自然地理環(huán)境節(jié)律性的根本成因與天文因素關(guān)系密切。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)天文因素具有明顯的周期變化。最明顯的天文周期是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，它們具有較嚴(yán)格的周期。相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)，銀河系的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜得多。太陽(yáng)系在銀河系中旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間尺度達(dá)2億多年。此期間，除了太陽(yáng)系在銀河系中的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)外，銀河系內(nèi)部的物質(zhì)分布也在演變著。結(jié)果太陽(yáng)系在不同銀河年的同一時(shí)刻所經(jīng)過(guò)的空間位置不同，所處的天文環(huán)境也發(fā)生變化。也就是說(shuō)，在銀河年變化的相同相位上，地球表層所受到的天文因素影響不可能出現(xiàn)機(jī)械式的完全重復(fù)。因此，大尺度的自然節(jié)律沒有嚴(yán)格的周期。根據(jù)自然節(jié)律周期的尺度大小，可劃分出不同的節(jié)律等級(jí)。不同等級(jí)的自然節(jié)律主要反映了不同尺度天文因素的作用效應(yīng)。雖然不同性質(zhì)和不同尺度的天文因素相互疊加作用于自然地理環(huán)境，但是不同的自然地理成分或不同的自然地域?qū)μ煳闹芷诘捻憫?yīng)（共振）特性并不一致。因而，對(duì)于某種成分或某個(gè)地區(qū)，只能表現(xiàn)出相應(yīng)的某些節(jié)律現(xiàn)象，而不會(huì)全部都反映出來(lái)。這就是為什么在相同的天文因素作用下，自然地理成分有的與太陽(yáng)日合拍，有的與月相同步，呈現(xiàn)出如此多樣節(jié)律現(xiàn)象的原因。如果一個(gè)成分的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，那么在這個(gè)成分身上表現(xiàn)出的節(jié)律就越豐富。例如生物既有明顯的晝夜變化和季節(jié)變化，又受氣候旋回和地質(zhì)旋回影響；生物本身的生命過(guò)程還有生長(zhǎng)節(jié)律以及隨著地球生物門類發(fā)展的進(jìn)化節(jié)律。所有這些節(jié)律以不同形式、不同強(qiáng)度和不同相位進(jìn)行組合，相互干涉，在生物體上得到了豐富的反映。應(yīng)該指出，自然地理環(huán)境某些節(jié)律現(xiàn)象并不受外部因素所制約，而是內(nèi)部負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)果。例如冰盾會(huì)引起氣候變冷、海平面下降和蒸發(fā)減弱。經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)期，由于降水補(bǔ)給不足造成了冰川后退。冰川退縮后，海洋面積擴(kuò)大，蒸發(fā)和降水增強(qiáng)，這又促使冰川發(fā)展。如此在冰盾-大氣圈-海洋系統(tǒng)中發(fā)生節(jié)律性的變化。這種變化并不與外部因素發(fā)生直接聯(lián)系，雖然外部因素有可能促使內(nèi)部調(diào)節(jié)過(guò)程的加強(qiáng)或削弱。這類由內(nèi)部調(diào)節(jié)引起的節(jié)律在生態(tài)系統(tǒng)中更為常見。（3）演化是前進(jìn)與節(jié)律的統(tǒng)一過(guò)程自然地理環(huán)境的演化是不可逆的前進(jìn)過(guò)程，同時(shí)又伴隨著節(jié)律的不斷重復(fù)，二者是對(duì)立統(tǒng)一的。自然地理過(guò)程的節(jié)律不是該過(guò)程的完全重復(fù)。節(jié)律周期越長(zhǎng)，自然要素或自然過(guò)程超離初始狀態(tài)越遠(yuǎn)。隨后的新周期是在新的起點(diǎn)、新的基礎(chǔ)上開始的。任何自然節(jié)律都不會(huì)是封閉的，節(jié)律性過(guò)程本身包含著向前發(fā)展的方向性。節(jié)律的時(shí)間累積便體現(xiàn)出方向性。生物進(jìn)化階段性節(jié)律的長(zhǎng)期累積，就反映為地球生物演化的方向性。反過(guò)來(lái)，方向性過(guò)程本身也包含著節(jié)律性，演化方向的局部波動(dòng)便是節(jié)律的體現(xiàn)。小尺度的方向性過(guò)程，相對(duì)于大尺度過(guò)程而言，只是其中的一個(gè)節(jié)律波動(dòng)。海退是具方向性的，但它又是海侵的前奏?？傊匀坏乩憝h(huán)境隨時(shí)間的演化是一個(gè)不規(guī)則的螺旋狀發(fā)展過(guò)程。它一方面不斷地由簡(jiǎn)單向復(fù)雜、由低級(jí)向高級(jí)地向前進(jìn)化；一方面又不斷地重演著相似的事件和過(guò)程。其間在周期性節(jié)律和生物生長(zhǎng)節(jié)律過(guò)程中，自然地理環(huán)境維持穩(wěn)定的組成、結(jié)構(gòu)和功能；而在旋回性節(jié)律和生物進(jìn)化節(jié)律的始末，自然地理環(huán)境發(fā)生大規(guī)模的改組，出現(xiàn)“巨漲落”，原有的穩(wěn)定系統(tǒng)遭到破壞，而重新自我組織出一個(gè)新的穩(wěn)定系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的進(jìn)化。這就是自然地理環(huán)境演化的基本特點(diǎn)自然地理環(huán)境的地域分異：指自然地理環(huán)境各組成要素或自然綜合體在地表按一定的層次發(fā)生分化并按確定的方向發(fā)生有規(guī)律的分布的現(xiàn)象。支配這種分化現(xiàn)象的客觀規(guī)律即地域分異規(guī)律。包括單個(gè)要素的地域分異和自然綜合體的地域分異。1基本規(guī)律影響自然地理環(huán)境的地域分異的基本因素有：太陽(yáng)輻射和地球內(nèi)能。兩者決定了地域分異的兩個(gè)最基本、最普遍的規(guī)律：地帶性和非地帶性。在地帶性變化中又分為緯度地帶性變化、“經(jīng)度”（地域）地帶性變化和垂直地帶性變化。

第三節(jié)空間分異規(guī)律（1）地帶性由于地球作為一個(gè)行星所具有的形狀和運(yùn)動(dòng)特性，以及它在宇宙中的位置，致使太陽(yáng)輻射在地表分布不勻而引起的地域分異，稱為地帶性。地帶性的典型表現(xiàn)是地球表面的熱量分帶。因?yàn)闊崃糠謳堑厍蚯蛐我鸬奶?yáng)輻射呈東西延伸、南北更替的分異，因此它最能反映地帶性的本質(zhì)特點(diǎn)。表2地球表面太陽(yáng)輻射的緯度分布表3熱量分帶地球表面獲得的太陽(yáng)輻射是隨緯度的增加而減少的。人們通常根據(jù)輻射平衡把地球表面分成熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶等幾個(gè)熱量帶。熱量分帶決定了其它要素的地帶性分異。（2）非地帶性由于地球內(nèi)能作用而產(chǎn)生的海陸分布、地勢(shì)起伏、構(gòu)造活動(dòng)等區(qū)域性分異，稱為非地帶性。非地帶性的典型表現(xiàn)是地表的構(gòu)造區(qū)域性。由于區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史的差別，不同地區(qū)有不同的地質(zhì)構(gòu)造組合，從而得出一系列大地構(gòu)造分區(qū)。每一大地構(gòu)造分區(qū)，在區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史、地質(zhì)構(gòu)造組合、巖性組合以及地貌表現(xiàn)特點(diǎn)上是共同的，即表現(xiàn)為相應(yīng)的大山系、大平原或大高原地貌，或表現(xiàn)為山脈、平原、高原等的中小級(jí)別的有規(guī)律的組合。在大地構(gòu)造-地貌分異的基礎(chǔ)上，便可形成其他自然要素或自然綜合體的非地帶性分異。大地構(gòu)造的空間分布格局不存在熱量帶那種近乎完美的數(shù)學(xué)規(guī)則性，相反常表現(xiàn)為使地帶性發(fā)生畸變的破壞作用，使得地表熱量和水分重新分配。地帶性的能量來(lái)自太陽(yáng)輻射，非地帶性的能量來(lái)自地球內(nèi)能，因此地帶性因素和非地帶性因素互不從屬，兩者具有矛盾性；但它們又共同作用于自然地理環(huán)境中，兩者存在著互相制約的聯(lián)系，具有統(tǒng)一性。正是這兩種基本的地域分異規(guī)律的矛盾統(tǒng)一性在不同規(guī)模的地域上發(fā)生作用，才使得自然地理環(huán)境產(chǎn)生復(fù)雜的空間分化。2、緯向地帶性與經(jīng)向地帶性熱量分帶和構(gòu)造分區(qū)都是基本地域分異規(guī)律的典型表現(xiàn)，它們構(gòu)成了不同形式的地域分異的基礎(chǔ)。在地球表面，基本地域分異規(guī)律具體表現(xiàn)為緯向地帶性和經(jīng)向地帶性。2.1緯向地帶性緯向地帶性是地帶性規(guī)律在地球表面的具體表現(xiàn)，它表現(xiàn)為自然地理要素或自然綜合體大致沿緯線延伸，按緯度發(fā)生有規(guī)律的排列，而產(chǎn)生南北向的分化。在熱量分帶的基礎(chǔ)上，各自然要素表現(xiàn)出明顯的緯向地帶性。對(duì)應(yīng)于一定的熱量帶，氣候、水文、風(fēng)化殼和土壤、生物群落、乃至外動(dòng)力所形成地貌都具有相應(yīng)于該熱量帶熱力特征的性質(zhì)。于是產(chǎn)生了各自然要素或自然綜合體沿緯度的地域分化。緯向地帶性首先反映在大氣過(guò)程中。熱量帶影響氣壓帶和風(fēng)帶的分布，不同氣壓帶和風(fēng)帶的降水量及降水季節(jié)不同?？梢姡瑲鉁嘏c降水都與緯度相關(guān)（其中起主導(dǎo)作用的是氣溫），因而地球表面就存在自赤道到兩極的東西向延伸、南北向更替的氣候帶。氣候的緯向地帶性分異往往成為導(dǎo)致其他自然要素緯向地帶性分異的主導(dǎo)因素。大氣降水是地表水來(lái)源的主要形式。由于不同氣候帶內(nèi)降水量和降水季節(jié)不同，因而地表水資源分布及水文過(guò)程具有地帶性特征。諸如徑流的補(bǔ)給形式，流量的大小，流量的年變化；湖泊的熱力狀況，沉積類型，化學(xué)成分；沼澤的沼澤化程度，泥炭堆積程度，沼澤類型等等，都具有明顯的緯向地帶分異。值得指出的是，沼澤以及草甸、鹽堿地等自然綜合體的空間分布還受到非地帶性因素的影響，它們的地帶性仿佛被隱藏起來(lái)，所以沼澤、草甸和鹽堿地的分布規(guī)律性被稱為隱域性。地貌緯向地帶性往往被人們所忽視。但是由于地貌的外營(yíng)力因素具有緯向地帶性，因此決定于外力作用的地貌特征都具有一定的緯向地帶性。地貌的緯向地帶性分異尤其與氣候帶相適應(yīng)。在不同氣候帶內(nèi)有不同的水熱組合，促使外力作用的性質(zhì)和強(qiáng)度發(fā)生變化。例如，寒冷氣候以融凍風(fēng)化為主，冰川作用突出；干旱氣候以物理風(fēng)化為主，風(fēng)力作用、間歇性流水作用強(qiáng)烈，等等。因此一些外力地貌，如高緯地區(qū)的冰川和冰緣地貌、凍土地貌等也表現(xiàn)出一定的緯向地帶性分異。表4主要景觀地帶的定量特征（引自A.Г.Исａченко，ГЕОГРАФИЯСЕГОДНЯ）續(xù)表4土壤和生物（首先是植物）的緯向地帶性更是地帶分異的集中表現(xiàn)和具體反映。不同地域的特定水熱組合長(zhǎng)期與地表物質(zhì)作用就形成該地域中有代表性的植被和土壤類型。土壤的緯向地帶性表現(xiàn)在土壤的水熱和鹽分狀況、淋溶程度、腐殖質(zhì)含量、種類和組成等方面。與此相聯(lián)系，風(fēng)化過(guò)程和風(fēng)化殼類型也具有明顯的地帶性差別。植物的緯向地帶性最為鮮明，不同地帶具有顯著不同的植被外貌和典型植被型。植被的種類、組成、群落構(gòu)造、生物質(zhì)儲(chǔ)量、生產(chǎn)率等也都受到地帶性規(guī)律的制約。地理環(huán)境的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的更加高級(jí)的階段。不同的植物帶內(nèi)有相應(yīng)的動(dòng)物生活著。熱帶森林的猩猩、河馬、亞熱帶森林的獼猴、靈鼠，溫帶森林的松鼠、黑熊，寒帶森林的麇鹿、紫貂，以及極地冰原帶的北極熊、海豹等都具有鮮明的緯向地帶性差異。各自然要素的地帶性決定了自然綜合體的地帶性，因?yàn)楹笳呤乔罢呦嗷プ饔玫慕Y(jié)果。因而在地表上就產(chǎn)生一系列的緯向自然帶。不僅陸地表面存在著緯向自然帶，在海洋表面，由于水溫、鹽度以及海洋生物、洋流等都具有緯向地帶性差別，因此在海洋上也可分出一系列緯向自然帶。2.2經(jīng)向地帶性經(jīng)向地帶性是非地帶性規(guī)律在地表的具體表現(xiàn)。它表現(xiàn)為自然地理要素或自然綜合體大致沿經(jīng)線方向延伸，按經(jīng)度由海向陸發(fā)生有規(guī)律的東西向分化。產(chǎn)生經(jīng)向地帶性的具體因素主要是由于海洋和大陸兩大體系對(duì)太陽(yáng)輻射的不同反響，從而導(dǎo)致大陸東西兩岸與內(nèi)陸水熱條件及其組合的不同。在本質(zhì)上，這種差異可以歸結(jié)到干濕程度的差異，通過(guò)干濕差異而影響其他因素分異。一般來(lái)說(shuō)，大陸降水由沿海向內(nèi)陸遞減，氣候也就由濕潤(rùn)到干旱遞變。與海岸平行的高亢地形，由于其對(duì)水汽輸送的屏障作用，往往加深了這種分異。而大陸東西兩岸所處大氣環(huán)流位置不同，更會(huì)引起氣候的極大差異，形成不同的氣候類型。從全球范圍看，世界海陸基本上是東西相間排列的。在同一熱量帶內(nèi)大陸東西兩岸及內(nèi)陸水分條件不同，自然地理環(huán)境便發(fā)生明顯的經(jīng)向地帶性分化。在赤道帶和寒帶這方面的分化是不大的；在熱帶則形成了西岸信風(fēng)氣候和東岸季風(fēng)氣候的差別；在溫帶形成了西岸西風(fēng)濕潤(rùn)氣候、大陸荒漠草原氣候和東岸干濕季分明的季風(fēng)氣候的差別。相應(yīng)于氣候的東西分異，自然要素以及自然綜合體也發(fā)生了東西向的分異，表現(xiàn)出諸如森林—森林草原—草原—半荒漠—荒漠等不同景觀的規(guī)律性更替。必須指出，經(jīng)向地帶性的名稱沒有從本質(zhì)上反映上述規(guī)律的實(shí)質(zhì)，因?yàn)榻?jīng)向地帶性實(shí)際上與經(jīng)線（度）沒有本質(zhì)的聯(lián)系。我們不要被這表面的字眼所束縛而忽視了它的本質(zhì)內(nèi)容。此外，并非舉凡經(jīng)向地帶性因素都必然導(dǎo)致東西向的地域分異。在局部地段它可能加劇了緯向地帶性的作用。例如，在華南（指南嶺以南的區(qū)域）的地域分異中，緯向地帶性分異是鮮明的。其原因除了緯向地帶性因素起著巨大的作用外，同時(shí)諸如地勢(shì)的北高南低、山脈多為東北—西南或西北—東南走向、東部及南部瀕海等非地帶性因素不僅沒有減弱或抹煞地帶性因素，反而起著促進(jìn)作用，加強(qiáng)了該地域的南北分異。2.3水平地帶分布圖式緯向地帶性和經(jīng)向地帶性結(jié)合為水平地帶性，它有兩種表現(xiàn)形式，即帶段性和省性。帶段性是指非地帶性單位內(nèi)的地帶性分異。如我國(guó)東亞季風(fēng)大區(qū)（非地帶性單位）內(nèi)出現(xiàn)南北方向更替的各自然地帶差異就是一種帶段性。省性是指地帶性單位內(nèi)的非地帶性分異。每一自然地帶（地帶性單位）內(nèi)都有明顯的省性分異。如中亞熱帶自然地帶內(nèi)部由沿海到內(nèi)陸存在這樣的差異：東部（浙、閩）沿岸是臺(tái)風(fēng)侵襲的范圍，暴雨影響很大；中部（湘、贛）是伏旱控制的地區(qū)，受寒潮影響較大，春季常出現(xiàn)倒春寒；西部（川、貴）降水比較均勻，降水強(qiáng)度不大，多云霧，形成比較陰濕的氣候。總之，水平地帶性是地帶性因素和非地帶性因素共同作用的產(chǎn)物，它支配了水平方向的地域分異，產(chǎn)生了地表水平地帶。水平地帶在空間上呈現(xiàn)一定的分布圖式。這種圖式的形成，取決于緯向地帶性因素和經(jīng)向地帶性因素在不同地域中的表現(xiàn)強(qiáng)度和組合方式。當(dāng)緯向地帶性占優(yōu)勢(shì)時(shí)，水平地帶大體上沿緯線方向伸展，像歐亞大陸內(nèi)部的南北分異；當(dāng)經(jīng)向地帶性占優(yōu)勢(shì)時(shí)，水平地帶基本上沿經(jīng)線伸展；像北美西部的東西分異；當(dāng)緯向地帶性與經(jīng)向地帶性兩者作用相當(dāng)時(shí)，水平地帶明顯地與緯線斜交伸展，像我國(guó)華北和東北地區(qū)氣溫的南北差異和于濕度的東西差異共同起作用，兩者勢(shì)均力敵，致使這里的水平地帶呈與緯線方向斜交的排列。水平地帶的交替方式稱為地帶譜。研究世界大陸地帶譜，需要把復(fù)雜的地表自然帶的分布模式化。通常是用一個(gè)假定的理想大陸的圖式來(lái)概括各種形式的水平地帶的交替方式。把歐亞大陸、非洲和美洲合并成為一個(gè)超大陸。此圖有意忽略影響地域分異的其他因素，而集中反映緯度因素和海陸因素對(duì)自然地帶分布的影響，表示了自然地帶排列在一個(gè)理想大陸上的一般模式，刻畫出大陸大尺度地域分異的一般特征。理想大陸上的植被分布模式2.4陸地自然地帶緯向地帶性和經(jīng)向地帶性共同作用的結(jié)果，在大陸上產(chǎn)生了水平自然地帶。由于每一陸地自然地帶的典型的和最富有表現(xiàn)力的特征是植被類型，因此，通常自然地帶就以該帶中的典型植被型的名稱命名。通常把陸地自然地帶劃分為下列幾個(gè)類型：（1）赤道雨林帶本帶分布于赤道帶的濕潤(rùn)大陸地區(qū)和島嶼上，如南美的亞馬孫平原、非洲的剛果盆地和南洋群島。氣候終年炎熱潮濕，降水量超過(guò)可能蒸發(fā)量，呈現(xiàn)出過(guò)度濕潤(rùn)狀態(tài)，引起稠密而經(jīng)常滿水的水文網(wǎng)發(fā)育，沼澤眾多。典型植被赤道雨林樹種繁多，層次復(fù)雜，喬木高大，常綠濃密，四時(shí)?；?，林內(nèi)藤本植物縱橫交錯(cuò)，附生植物隨處可見。森林動(dòng)物種類豐富多樣，但茂密的森林使動(dòng)物行走不便，因而地面上幾乎沒有善于奔走和長(zhǎng)跑的動(dòng)物；卻給營(yíng)巢樹棲、攀緣生活的動(dòng)物提供了豐富的食物和居所，因而此類動(dòng)物特別繁盛，各種猿猴和鳥類常年喧鬧，使森林活躍起來(lái)。風(fēng)化過(guò)程進(jìn)行迅速，風(fēng)化層厚，淋溶過(guò)程非常強(qiáng)烈，鐵、鋁氧化物相對(duì)累積，發(fā)育著磚紅壤。熱帶雨林板狀根熱帶雨林景觀（2）熱帶季雨林帶主要分布在印度半島、中南半島及我國(guó)云南南部等地區(qū)，大致與熱帶季風(fēng)氣候區(qū)相當(dāng)。這里降水量略次于赤道雨林帶，且有明顯干濕季，氣溫年較差也較大。因此熱帶季雨林季相分明：雨季時(shí)林相頗似赤道雨林，樹種也相當(dāng)復(fù)雜；干季時(shí)則多數(shù)樹種都要落葉。本帶土壤主要為磚紅壤性紅壤和紅壤。（3）熱帶稀樹草原帶在非洲和南美洲有廣泛分布，在澳大利亞、中美和亞洲的相應(yīng)地帶也有局部出現(xiàn)。氣候?qū)儆跓釒Ц蓾窦痉置鞯念愋?，年中有長(zhǎng)達(dá)四個(gè)月的干季。這里草本植被植株很高，在廣闊的草原上，點(diǎn)綴著散生的喬木，它們具有能儲(chǔ)存大量水分的旱生構(gòu)造。熱帶稀樹草原季相非常分明：雨季草木欣欣向榮，百花吐艷；干季草原死氣沉沉，一派黃褐色調(diào)。廣闊的草原，茂盛的草本植物，使善于疾馳的食草動(dòng)物，如長(zhǎng)頸鹿、羚羊等，在這里得到很大的發(fā)展；食草動(dòng)物的繁盛，又給食肉動(dòng)物創(chuàng)造了良好條件，所以食肉動(dòng)物也很豐富，常見的有獅、豹等動(dòng)物。季節(jié)性的干濕交替有利于土壤有機(jī)質(zhì)和氮的累積，形成燥紅土。熱帶稀樹草原（4）熱帶荒漠帶本帶位于副熱帶高壓帶和信風(fēng)帶的背風(fēng)側(cè)，在北非的撒哈拉、西南亞的阿拉伯、北美的西南部、澳大利亞中部和西部、南非和南美部分地區(qū)表現(xiàn)明顯。氣候?qū)儆谌旮稍锷儆甑臒釒Ц珊蹬c半干旱類型，可能蒸發(fā)量大大超過(guò)降水量，所以沒有地方性水文網(wǎng)，只有少數(shù)“外來(lái)河”。植被貧乏，存在著大面積表土裸露地段，植物以稀疏的旱生灌木和少數(shù)草本植物以及一些雨后生長(zhǎng)的短生植物為主。動(dòng)物的種類和數(shù)量都很貧乏，占優(yōu)勢(shì)的是那些能迅速越過(guò)長(zhǎng)距離的動(dòng)物，以及一些爬蟲類和嚙齒類。成土過(guò)程進(jìn)行得十分微弱，形成荒漠土。典型荒漠半荒漠撒哈拉沙漠（5）亞熱帶荒漠草原帶本帶位于熱帶荒漠和亞熱帶森林帶之間。在北半球很清楚地出現(xiàn)于熱帶荒漠帶的北緣，在南半球則出現(xiàn)于澳大利亞南部、南非和南美南部的部分地區(qū)。氣候?qū)儆趤啛釒Ц珊蹬c半干旱類型。隨著由熱帶荒漠向緯度較高地區(qū)的推進(jìn)，年降水量有所增加，但最大降水量常在低溫時(shí)期，夏季的高溫和干旱促使強(qiáng)烈的蒸發(fā)，使本帶仍是一個(gè)缺水地區(qū)。植被類型屬于荒漠草原，通常生長(zhǎng)有旱生灌木及禾本科植物，在較濕潤(rùn)的季節(jié)里有短生植物生長(zhǎng)。土壤屬于半荒漠的淡棕色土。（6）亞熱帶森林帶亞熱帶森林帶被大陸內(nèi)部的荒漠草原所隔開，分成大陸東岸和大陸西岸兩種類型。大陸東岸的亞熱帶森林帶，在北半球主要分布在我國(guó)的長(zhǎng)江流域、日本的南部和美國(guó)的東部，在南半球主要分布在澳大利亞的東南部、非洲東南部以及南美的東南部。亞熱帶大陸東岸的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候和亞熱帶濕潤(rùn)氣候，這里主要形成常綠闊葉林，又稱照葉林，發(fā)育著亞熱帶的黃壤和紅壤。亞熱帶常綠闊葉林大陸西岸的亞熱帶森林帶又名地中海地帶，在北半球主要分布在地中海地區(qū)和北美洲加利福尼亞沿海地區(qū)；在南半球主要分布在澳大利亞的西南部、非洲的西南端以及南美洲西岸的智利中部。亞熱帶大陸西岸的氣候?qū)儆趤啛釒母尚?，又名地中海式氣候，這里主要形成常綠硬葉林地帶，發(fā)育著褐色土。

澳大利亞西南角的桉樹林沙巴拉群落的外貌（7）溫帶荒漠帶此帶主要分布在亞歐大陸中部和北美大陸西部的一些山間高原上，在南美大陸南部也有所出現(xiàn)。氣候?qū)儆跍貛Т箨懶愿珊殿愋停@里植被貧乏，只有非常稀疏的草本植物和個(gè)別灌木。在溫帶荒漠的外圍和溫帶草原之間有一個(gè)過(guò)渡帶叫溫帶荒漠草原地帶，主要是蒿屬草原，還可見到旱生禾本科植物。溫帶荒漠帶和荒漠草原帶的土壤主要是荒漠土、棕鈣土和淡栗鈣土，在它們中間還有成斑狀分布的一些堿土及鹽土。（8）溫帶草原帶本帶在歐亞大陸中緯地區(qū)占有相當(dāng)面積，從東歐平原南部起呈連續(xù)的帶狀往東延伸，經(jīng)西伯利亞平原南部、蒙古高原南部，直達(dá)我國(guó)境內(nèi)，構(gòu)成世界最寬廣的草原帶。在北美洲，溫帶草原帶呈南北向帶狀分布形式，也有典型的表現(xiàn)。與北半球相比，南半球草原面積要小得多，在南美、非洲南部等地有局部分布。溫帶草原帶的氣候?qū)儆跍貛Т箨懶园敫珊殿愋汀５胤叫匝a(bǔ)給的河流夏季水位低，甚至干涸，變成一串湖泊；春季積雪融化，河流滿水。植被以禾本科植物為主。土壤主要是黑鈣土及暗栗鈣土。動(dòng)物多穴居洞中，嚙齒類動(dòng)物、有蹄類動(dòng)物和一些草原肉食動(dòng)物是溫帶草原的主要?jiǎng)游?。溫帶森林草原帶是草原帶向溫帶森林過(guò)渡的地帶，它在歐亞大陸中部和北美大陸中部都有分布，其過(guò)渡性質(zhì)反映在氣候、土壤、植被及動(dòng)物界諸方面。本帶溫度適中，在原始森林草原中，雜草草原景觀與森林景觀相互更替，森林主要是闊葉林、小葉林及松林?；疑滞潦潜編У拇硗寥?。動(dòng)物界也具有從森林到草原帶動(dòng)物的混合型。典型草原荒漠草原（9）溫帶闊葉林帶本帶也稱夏綠闊葉林帶。主要分布在歐洲西部、亞洲東部、北美洲東部，在南半球僅分布在南美洲的巴塔哥尼亞。歐洲西部的夏綠林受溫帶海洋性氣候的影響，往往形成由單一樹種組成的純林，如山毛櫸林、櫟林等。亞洲東部夏綠林受溫帶季風(fēng)氣候的影響，這里闊葉樹種類成分較歐洲豐富，有蒙古櫟林、遼東櫟林以及槭屬、椴屬、樺屬、楊屬等組成的雜木林。北美洲夏綠林受溫帶大陸性濕潤(rùn)氣候影響，植被主要是美洲山毛櫸和糖槭組成的山毛櫸林。溫帶闊葉林帶的土壤主要為棕色森林土、灰棕壤和褐色土。動(dòng)物種類比熱帶森林為少，但個(gè)體數(shù)量較多，主要以有蹄類、鳥類、嚙齒類和一些食肉動(dòng)物為最活躍。溫帶落葉闊葉林夏季季相溫帶落葉闊葉林冬季季相（10）寒溫帶針葉林帶本帶屬于整個(gè)溫帶森林帶的北部亞帶，它沿歐亞大陸北部及北美大陸北部連成非常廣闊的自然帶。這里氣候?qū)儆诤疁貛Т箨懶詺夂?，冬季十分寒冷，夏季溫暖潮濕，形成了由云杉、銀松、落葉松、冷杉、西伯利亞松等針葉樹種構(gòu)成的針葉林帶，發(fā)育著森林灰化土，活躍著松鼠、雪兔、狐、貂、麋、熊、猞猁等耐寒動(dòng)物。針葉林帶以南，氣候較溫暖濕潤(rùn)，漸漸出現(xiàn)闊葉樹種，形成針、闊葉混交林，是針葉林帶與闊葉林帶之間的過(guò)渡帶。針葉林明亮針葉林陰暗針葉林（11）苔原帶苔原帶也稱凍原帶。它占據(jù)著歐亞大陸及北美大陸的最北部以及鄰近島嶼的廣大地區(qū)。苔原氣候嚴(yán)寒而濕潤(rùn)，土壤凍結(jié)，沼澤化現(xiàn)象普遍，這樣的環(huán)境條件極不利于樹木生長(zhǎng)，因而形成以苔蘚和地衣占優(yōu)勢(shì)的、無(wú)林的地帶。本帶土壤屬于冰沼土。動(dòng)物種類不多，特有馴鹿和北極狐等，夏季有大量鳥類在陡峭的海岸上棲息，形成“鳥市”。在針葉林帶和苔原帶之間，有一個(gè)比較狹窄的過(guò)渡帶，稱森林苔原帶。極地苔原景觀高山苔原景觀（12）冰原帶冰原帶亦稱冰漠帶。它幾乎占有南極大陸的全部、格陵蘭島的大部以及極地的許多島嶼。本帶終年被冰原覆蓋，環(huán)境條件極為嚴(yán)酷，沒有水文網(wǎng)和土壤，植被罕見，僅在突出于冰雪之外的巖崖上有某些藻類和地衣生長(zhǎng)。冰原帶動(dòng)物種類極為單一而貧乏，在南極大陸沒有陸生哺乳動(dòng)物，僅在沿岸地區(qū)分布著特有的企鵝一類海鳥，在北極諸島上主要有白熊。2.5海洋自然帶與陸地相比，海洋的性質(zhì)較為均一。因而海洋自然帶較為單調(diào)，自然帶的類型少，界限模湖。海洋自然帶存在于大洋表層，約為海面以下200米深的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，海洋與大氣對(duì)流圈、巖石圈之間進(jìn)行著能量交換和物質(zhì)循環(huán)，海洋生物也主要集中在這里活動(dòng)。由于太陽(yáng)輻射按緯度方向分布不均引起了大洋表層的溫度、鹽度以及含氧量的緯向分異，海洋生物種群也相應(yīng)產(chǎn)生分異，形成了海洋自然帶。全球海洋自然帶基本是南北對(duì)稱的，但由于北冰洋與南極大陸對(duì)立，導(dǎo)致海洋自然帶分布呈現(xiàn)出某些非對(duì)稱性。和陸地自然帶劃分一樣，生物種群的分布是劃分海洋自然帶的主要標(biāo)志。本書在世界海洋中劃分出8個(gè)自然帶：（1）北極帶。本帶以北極為中心，分布著常年存在的北極冰叢，氣溫和上層水溫均在0℃以下，氣流下沉無(wú)風(fēng)，生物非常貧乏。（2）亞北極帶。即北冰洋邊緣的近陸海域。這里水面冰層發(fā)生季節(jié)性變化，冬季冰封，夏季冰層逐漸融化形成浮冰。由于近岸，海陸物理性質(zhì)不同，常有明顯的“季風(fēng)”變化，而且風(fēng)速很大。生命在短促的夏季很快發(fā)展起來(lái)，沿岸有相當(dāng)豐富的浮游生物，吸引了魚類及其他動(dòng)物。雖然動(dòng)物的數(shù)量不少，種類卻不多，主要的有北極鱈、白海鯡等魚類和北極鯨、鳁鯨、海象、海豹、白熊等哺乳類以及一些形成“鳥市”的海鳥。（3）北溫帶。包括北半球中緯度的遼闊水域，終年受極地氣團(tuán)影響，大氣活動(dòng)非常強(qiáng)烈，經(jīng)常發(fā)生大氣旋和狂風(fēng)暴雨，降水量和云量都很大。水溫為5—15℃，鹽度小，含氧量多，水團(tuán)垂直交換強(qiáng)，水中飽含營(yíng)養(yǎng)鹽類，因而浮游生物很豐富（可達(dá)2000—3000毫克/立方米），魚類大量繁殖，種類豐富，世界著名的魚場(chǎng)都集中在此帶。主要魚類有太平洋鯡魚、鱈魚、大馬哈魚等，還有一些哺乳類動(dòng)物繁殖，如海狗、海獺、日本鯨、灰鯨、海豚等。（4）北熱帶。本帶基本上與副熱帶高壓帶相吻合，強(qiáng)大而穩(wěn)定的高壓是這里天氣變化和氣候形成的基礎(chǔ)。在多數(shù)情況下，風(fēng)力微弱，風(fēng)向不定，或者風(fēng)平浪靜，空氣下沉，降水量小，蒸發(fā)量大，水面溫度在18℃以上，含鹽高。由于本帶受高壓控制，廣大海域水體垂直交換微弱，因此深層水的營(yíng)養(yǎng)鹽類不易上涌，加上含氧量少，故本帶浮游生物以及有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚類很少。海水清澈明凈，色彩蔚藍(lán)。（5）赤道帶。這里氣溫很高，一般都達(dá)27—30℃；氣溫變幅很小，不大于2℃;鹽分不高。年中大部分時(shí)間濃云密布、雨量充沛、風(fēng)平浪靜。由于本帶南北有赤道逆流，引起海水的垂直交換，使水中營(yíng)養(yǎng)鹽類和氧氣相當(dāng)豐富，因此赤道帶生物的種數(shù)極多，但一定種的個(gè)體數(shù)量和熱帶一樣都小于溫帶。赤道帶鯊目和鱘目魚類特別多，飛魚也很典型。溫暖的海水使珊瑚礁得以大量發(fā)育。（6）南熱帶。本帶特征和成因與北熱帶基本相似，但在非洲大陸西南和南美洲的秘魯沿海都有上升流，海水的垂直交換較北熱帶明顯，因此這兩個(gè)海區(qū)的浮游生物大量繁殖，使上層魚類，如南非沙丁魚和秘魯鳀魚，也隨之大量生長(zhǎng)，形成南半球的重要漁場(chǎng)。（7）南溫帶。該帶位于從南亞熱帶輻合線以南一直伸展到南極輻合線（40°—60°S）的廣大海洋，形成了一個(gè)完整的環(huán)形水域。這里天氣多變，風(fēng)暴和巨浪頻密；洋流全年受西風(fēng)漂流控制，沒有暖流影響；水溫稍低于北溫帶。但海洋生物的基本生態(tài)條件與北溫帶很相似，植物繁茂，巨藻生長(zhǎng)極好，浮游生物豐富，是南半球海洋生物最多的海區(qū)，具有與北溫帶同種或相鄰幾種的巨大類群。這種兩極性分布在獸類（如海豹、海狗、鯨等）、魚類（如刀魚、小鳁魚、鰯魚、鯊魚等）以及無(wú)脊椎動(dòng)物和植物中都有典型的表現(xiàn)。（8）南極帶。本帶從南極輻合線伸展到南極大陸邊緣，也是一個(gè)完整的環(huán)形水域。風(fēng)向及洋流也自西向東。全年水溫很低，冬季基本冰封，夏季短暫解凍。動(dòng)植物種類組成普遍貧乏，除個(gè)別種（如硅藻、磷蝦）外，缺乏廣泛分布的種群，但浮游生物很豐富。哺乳動(dòng)物中鯨類相當(dāng)豐富，其中南極鯨和侏儒鯨為特有種。海豹也占有重要地位。南極海狗和長(zhǎng)鬃海驢是這里的特有種。南極鳥類最著名的是王企鵝和白眶企鵝。南極帶魚類特別少，特殊的有南極杜父魚。南極大陸架海域全年冰封，部分水域?yàn)楸ㄕ紦?jù)，形成廣闊的陸緣冰和高大的冰障。3、垂直地帶性

3.1垂直地帶性的概念垂直地帶性是指自然地理要素及自然綜合體大致沿等高線方向延伸，隨地勢(shì)高度發(fā)生垂直更替的規(guī)律。它同時(shí)受到兩種基本地域分異因素作用，是疊加了地帶性影響的非地帶性在地表垂直方向的具體表現(xiàn)，即垂直地帶性與緯向地帶性及經(jīng)向地帶性相互作用共同支配著自然地理環(huán)境三度空間地域分異，被合稱為“三維地帶性”。構(gòu)造隆起和山地地形是產(chǎn)生垂直地帶的前提條件。隆起的山地達(dá)到一定高度以后，就可分化出不同的垂直地帶。而垂直更替的直接原因則是山地?zé)崃考捌渑c水分的組合隨地勢(shì)高度的變化。首先從熱量分析，隨著海拔增高，大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的損耗相應(yīng)減少，使到達(dá)山地的太陽(yáng)總輻射隨高度遞增。而有效輻射隨山地高度的變化，受到兩個(gè)相反因素：大氣逆輻射急劇減弱及地面向上輻射的長(zhǎng)波輻射減少的影響，這導(dǎo)致有效輻射隨海拔高度的變化，取決于何種因素占主導(dǎo)地位，山地輻射平衡隨高度的變化無(wú)一致的趨勢(shì)。但可以推斷，山地與同高度自由大氣間的感熱交換和潛熱交換是山地?zé)崃繐p失的主要因素?？梢姡降貧鉁仉S海拔高度的變化除受地表輻射平衡狀況影響外，在很大程度上還要受到與周圍自由大氣熱交換的影響，其總趨勢(shì)是遞減的。再來(lái)分析水分的變化，由于山地的抬升作用，降水量在某一高度以下是隨高度而增加的。超過(guò)這一高度以后，由于水汽含量大為減少，降水量隨高度的變化轉(zhuǎn)為遞減。因此山體中部出現(xiàn)一個(gè)最大降水帶。在高山的峰脊，地表溫度長(zhǎng)期保持在0℃以下，固體降水被長(zhǎng)期滯留形成冰雪帶。綜合起來(lái)，一方面是熱量和溫度隨高度的遞減，另一方面是水分隨高度遞增而后轉(zhuǎn)為遞減，兩者結(jié)合起來(lái)形成了制約植被和相應(yīng)土壤發(fā)育的氣候條件隨高度的變化，也就產(chǎn)生了山地自然帶的垂直更替。3.2垂直地帶譜垂直地帶譜是山地垂直帶的更替方式。它反映了自然綜合體在山地的空間分布格局，是地域結(jié)構(gòu)的一種特殊形式。垂直地帶譜中的每一垂直地帶都不是孤立的地段，而是通過(guò)普遍存在的能量傳輸和物質(zhì)循環(huán)聯(lián)系起來(lái)的整體。垂直地帶譜的起始帶為基帶。在整個(gè)垂直地帶譜中，基帶擔(dān)當(dāng)了十分重要的角色?；鶐c所處的水平地帶的水熱條件是相適應(yīng)的，自基帶往上各垂直地帶的組合類型和排列序次也表現(xiàn)出與所在水平地帶往高緯方向的更替方式存在極大的相似性?；鶐ь愋蜎Q定了整個(gè)帶譜的性質(zhì)，也決定了一個(gè)完整帶譜可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。圖6.2表示了兩種不同性質(zhì)垂直地帶譜的差異。森林上限是垂直地帶譜中一條重要的生態(tài)界線，常稱為樹線。這條界線以下發(fā)育著以喬木為主的郁閉的森林帶；而界線以上則是無(wú)林帶，發(fā)育著灌叢或草甸，常形成墊狀植物帶，在海洋性條件下有的可發(fā)育成高山苔原帶。樹線對(duì)環(huán)境臨界條件變化的反應(yīng)十分敏銳，其分布高度主要取決于溫度和降水，強(qiáng)風(fēng)的影響也很顯著。樹線通常與最熱月平均氣溫10℃的等值線相吻合。在干旱區(qū)，樹線受水分條件影響較大，林帶高度與最大降水帶高度相當(dāng)。一些低緯山地的頂部，其海拔高度和水熱條件遠(yuǎn)未達(dá)到寒溫性針葉林的極限，仍然出現(xiàn)森林上限，這是由于山頂部經(jīng)常受到強(qiáng)風(fēng)作用的結(jié)果。如粵北南嶺山地海拔高度不超過(guò)2000米，樹線出現(xiàn)在1800米處，其下是已明顯矮化的常綠闊葉林，其上為灌叢草甸植被。垂直地帶譜中另一條重要界線是雪線。雪線是永久冰雪帶的下界。其海拔高度受氣溫與降水的共同影響，一般氣溫高的山地雪線也高，而降水多的山地雪線又低。因此，雪線高度是山地水熱組合的綜合反映。例如，喜馬拉雅山南坡雖然日照高于北坡，但有豐富的降水，所以雪線低于北坡。頂帶是某一山地垂直地帶譜中最高的垂直地帶。它是垂直地帶譜完整程度的標(biāo)志。一個(gè)完整的帶譜，頂帶應(yīng)是永久冰雪帶。如果山地沒有足夠的高度，頂帶則為與其高度及生態(tài)環(huán)境相應(yīng)的其他垂直地帶所代替。垂直地帶的類型差異是通過(guò)帶譜比較進(jìn)行研究的。在比較研究時(shí)，應(yīng)著重關(guān)注上述重要的垂直地帶、界線以及不同帶譜中同類型垂直地帶的比較，并研究形成這種差異的原因。比較不同區(qū)域垂直地帶的差異可以把水平分異與垂直分異聯(lián)系起來(lái)，取得自然地理環(huán)境地域分異更全面的認(rèn)識(shí)。3.3影響垂直地帶譜的基本因素垂直地帶的形成取決于山地?zé)崃考捌渑c水分的組合。對(duì)水熱組合狀況起著深刻影響的山地位置和山體性質(zhì)是決定垂直地帶譜性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的基本因素。首先，不同緯度位置具有不同的垂直地帶譜類型。因?yàn)樗阶匀粠У木暥茸兓瘜?dǎo)致了基帶的緯度變化，以致于整個(gè)帶譜性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的緯度變化。山地位置每向高緯跨越一個(gè)緯向地帶就失去低緯帶譜的基帶原低緯基帶以上的垂直地帶就可能成為高緯帶譜的基帶。一般來(lái)說(shuō)，隨著山地位置的緯度增加，除了帶譜性質(zhì)發(fā)生變化外，垂直自然帶的數(shù)目也由低緯向高緯減少，垂直自然帶的結(jié)構(gòu)隨之由復(fù)雜變簡(jiǎn)單，同類型垂直帶的分布高度也逐漸下降。在冰原地帶，垂直帶譜與水平帶譜已融為一體了。山地的距海度（指距水汽源地的遠(yuǎn)近）不同，垂直地帶譜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)也有區(qū)別。這是由于沿海向內(nèi)陸濕潤(rùn)狀況的變化造成的。地處海洋性水平自然帶的山地產(chǎn)生海洋性森林型垂直地帶譜，而大陸內(nèi)部產(chǎn)生大陸性草原荒漠型垂直地帶譜。森林型帶譜以多種山地森林帶為主體，雪線較低。草原荒漠型帶譜以草原或荒漠占優(yōu)勢(shì)，常以荒漠或草原為基帶，向上由于降水增多，局部出現(xiàn)森林垂直地帶。天山的垂直地帶是典型的大陸性草原荒漠型帶譜。以中段北坡（瑪納斯山區(qū)）為例，自基帶山地荒漠草原帶開始，往上依次為山地草原帶山地針葉林帶—亞高山草甸帶—高山草甸帶—永久積雪帶，形成一套十分完整的溫帶大陸草原荒漠型帶譜，在其他生態(tài)條件滿足的前提下，水分充足的山地可以形成更為復(fù)雜的垂直地帶結(jié)構(gòu)。一般地，隨著距海度增加，帶譜的性質(zhì)由濕潤(rùn)趨向干旱，帶譜的結(jié)構(gòu)由復(fù)雜趨向簡(jiǎn)單，同類型垂直分帶的分布高度則有上升的趨勢(shì)。山麓的海拔高度，決定了山地水熱組合的初始狀況，也即決定了基帶的性質(zhì)。處于同一水平帶的不同山地可因山麓海拔高度不同而有不同的基帶。這在高原上的山地表現(xiàn)最為明顯。一般隨著山麓海拔增加，基帶改變，帶數(shù)減少，帶譜結(jié)構(gòu)也趨于簡(jiǎn)單。影響垂直地帶譜的山體性質(zhì)主要指山體高度、山脈坡向與走向以及局部地形等。山體高度是垂直地帶譜完備性的先決條件；山地坡向存在陽(yáng)坡與陰坡、迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡的差別，如喜馬拉雅山南坡向陽(yáng)，有較充足的熱量，又與來(lái)自印度洋的西南氣流相交，承受大量降水，形成海洋性森林型垂直地帶譜；北坡截然相反，背陽(yáng)，面向干冷的高原寒漠，西南氣流受山脈屏蔽無(wú)能為力，故北坡形成大陸性草原荒漠型垂直地帶譜。山脈的走向和排列方式與大氣環(huán)流系統(tǒng)相互作用引起水熱分布的改變。如地處西風(fēng)帶的天山，來(lái)自大西洋和北冰洋的濕潤(rùn)氣流，一方面沿山地北坡爬升，形成降水；另一方面順山脈走向向東運(yùn)移，使降水逐漸分散，形成天山北坡由西往東逐漸變干的濕潤(rùn)狀況。在垂直地帶譜上表現(xiàn)為大陸性由西向東增強(qiáng)，垂直地帶高度由西向東逐漸升高的特征。而地處天山山系西段內(nèi)部的伊犁河谷，因?yàn)樯降叵蛭鏖_口并呈喇叭形排列，西來(lái)濕潤(rùn)氣流受阻于盆地南北兩側(cè)及東部山地，產(chǎn)生了大量降水，降水量向東遞增，形成了以森林和草原為特征的濕潤(rùn)結(jié)構(gòu)類型。海洋性水平自然帶系統(tǒng)中的垂直帶理想圖式（陳傳康等，1993）大陸性水平自然地帶系統(tǒng)中的垂直帶理想模式（陳傳康等，1993）3.4垂直地帶的特征在外貌上垂直地帶與水平地帶有不少相似之處。與水平地帶比較，垂直地帶具有如下顯著的特征：1.帶幅窄，遞變急劇2.帶間聯(lián)系密切：垂直地帶由于帶幅狹窄，同時(shí)重力效應(yīng)顯著，所以帶間聯(lián)系密切。3.水熱對(duì)比特殊4.節(jié)律變化同步5.微域差異顯著4、地方性

4.1地方性的概念

三維地帶性支配了自然地理環(huán)境大陸層次和區(qū)域?qū)哟蔚牡赜蚍之?，它們屬于大、中尺度的地域分異?guī)律。而在局部地區(qū)的小范圍內(nèi)，自然界的分異則突出地受到地方性所支配。所謂地方性，是指在地帶性和非地帶性規(guī)律共同作用的基礎(chǔ)上，自然地理環(huán)境由于局部因素引起的小范圍的地域分異規(guī)律性。地方性分異是自然地理環(huán)境中最普遍和最低級(jí)的地域分異。一般在野外考察時(shí)，所能最直接觀察到的往往就是地方性差異現(xiàn)象。因此有關(guān)地方性的研究具有更為普遍的實(shí)際意義。4.2地方性分異因素引起地方性分異的局部因素主要是局部地形的差別、小氣候的差別、巖性和土質(zhì)的差別以及人類活動(dòng)的影響。雖然這些因素都在一定程度上互相作用、互相聯(lián)系著，但在不同的分異背景的具體情況下，它們各自具有不同的演進(jìn)方向和強(qiáng)度，但其中的某一方面可構(gòu)成為主導(dǎo)的分異因素，支配著局部地區(qū)自然環(huán)境的分異。下面就各個(gè)局部因素的分異作用分析如次：（1）局部地形引起的分異在局部范圍內(nèi)地形的性質(zhì)（如高度、坡形、坡向、坡度及其組合關(guān)系）決定了不同地貌部位環(huán)境的差別，進(jìn)一步引起了地表物質(zhì)與能