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01-3 自然地理学概念与方法

 生态学时空 2021-11-20

本文内容为复旦大学在中国大学MOOC网站上《自然地理学》课程的图文课件。如果你对该内容有兴趣,请扫描二维码参加该课程的学习。

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前面两节课,我们分别介绍了教材和日常生活中的地理学相关问题。

下面我们将学习本次课最理论性的内容,自然地理学的概念与方法。

我们在前面的课程中讲到,地理学所讨论的环境包括自然地理环境、经济地理环境和社会文化环境三个方面。自然地理学就是研究地球表层,或者说自然地理环境的科学,我们后面将解释为什么是这样的说法。这些自然地理环境,主要包括地壳、大气、水文、土壤等。作为一门学科,具体来说,就要阐明上述各自然地理要素的特征,分布规律及其相互作用,最重要的,是要从整体上把握它们所形成的自然地理环境的特征,同时还有其分异规律。所谓分异规律,也就是为什么会出现这些不同,是地带性的,还是非地带性的。

这里所说的“地带性分异规律”指受水、热等地带性因素的影响,自然带呈带状的分布规律,如由赤道到两极的分异规律、由沿海到内陆的分异规律、由山麓到山顶的分异规律。中国的干湿分布图,恰好是水热地带性因素的综合作用结果。我们在野外工作中,也经常看到植被从山脚到山顶的植被呈现带状分布。与此相对比,非地带性则指:受非地带性因素(如陆地形状、地形、洋流、地质作用等)影响而形成的分布规律。如沙漠中有水的地方所形成的绿洲,四川盆地温暖多雨,周围山地的细沙和泥土被流水冲积到盆底,其中所含的、铝等矿物质经过氧化,变成紫红色,久而久之,形成紫红色的砂岩和页岩,所以四川盆地又被称为“紫色盆地”。

我们在环境科学和生态学中有一个非常重要的关键词“环境”,在地理学中也有“环境”这个词,那么他们有什么区别呢?环境科学所说的环境,是以人为主体的“环境”,特别是指人类活动下所产生的污染环境,也就是说,对于没有受到污染的环境,环境科学并不关注。生态学主要是研究有机体与环境相互关系的学科,探讨生物与环境之间的矛盾,所以生态学中的环境是以动物、植物和微生物为主体的“环境”。而我们现在的地理学,是研究人类社会与环境之间的矛盾,关注以人类社会为主体的“环境”。另外,我们还经常会提到两个词,天然环境与人为环境。从前面的分析我们可以看到,环境科学关注的主要是人为环境;而生态学和地理学对这两类环境都同样关注,而且经常在比较这两种环境中而获得更多的认识。

我一说到环境呀,就有一种意犹未尽的感觉。在地理学研究中,我们还要区分两个概念:地理环境和人类环境。人类环境说起来很简单,泛指人类生活的外部世界,这是一个以人类为中心,以人类为主体的环境,也是人类赖以生存和发展的,包括天然和人工改造过的各种自然因素的综合体。不过呢,人类环境在人类不同的历史发展阶段,其范围是不同的。远古的时候,人们战胜自然的能力有限,无法在海洋环境中生存,所以那个时候海洋不能属于人类环境。之后,随着航海事业的发展,人类征服了海洋,海洋逐步成为人类重要的活动空间。而现在,人造卫星和宇宙飞船的出现,使人类环境已经远远超出了地球表层的范围,进入了高空和宇宙,所以呢,现在的人类环境概念中,又出现了一个“空间环境”的概念,用于描述航天器在外层空间飞行时所处的环境条件。因此,地理环境和人类环境这两个概念是不尽相同的。这里我们再次强调一下地理学所研究的地理环境,只是地球表面这一部分的人类环境。所谓地球表面,实际上是指海陆表面上下具有一定厚度范围,而不包括地球的高空和内部的地球表层。

那么,自然地理环境,又有什么特征呢?首先,地球同时受到外部能量和内部能量的共同作用,也就是内外能作用。外部的太阳辐射可发生各种转化与传输,成为自然地理环境中各种过程的主要能源,而内部的地热和重力则主要以间接的方式反映出来。地球内、外的这两种能量在自然地理环境中就这么相互叠加,共同作用和支配了整个自然地理环境的功能、结构及动态发展。其次,地球是一个气态、固态和液态三态并存的世界。虽然地球上现在也可以产生第四——等离子态,但需要人工给予的特殊条件,所以我们一般并不考虑这个状态。由于地球是圆形的,不同状态的物质就以同心圈环绕在地球周围,形成我们各种圈层结构。这三种不同状态的物质既相互分离,又相互接触渗透,发生多种形式的物质交换和能量转化。第三,是地球上有机界和无机界的相互转化,这主要得益于地球上生命的存在。可以说,生命的存在是自然地理环境最典型的特征,我们将在后面的课程中,与宇宙中其他星体进行比较,来理解地球的自然地理环境是多么来自不易。从根本上说,自然地理环境始终是人类社会及其各种活动的基本空间。现在,随着人类认识的提高,我们开始从系统科学的角度来研究地理学,也就是将地球作为一个巨大的系统——地球系统进行研究,该学科也就相应发展成地球系统科学。

前面的内容,说起来可能比较笼统。我们现在列出这张表,来区分一下地理环境的各分支。既然地理学所讨论的环境包括自然地理环境、经济地理环境和社会文化环境三个方面,那么地理学很明显就会分成三个分支学科。首先,我们所研究的自然环境,是指由地表各种物质和能量组成,具有地理结构特征并受自然规律控制的地理环境,包括我们的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈,相应的分支学科也就是自然地理学。我们注意呀,经济环境呢,是在自然环境基础上,由人类社会活动形成的地理环境,主要指自然条件和自然资源经过人类的利用和改造后所形成具有一定生产力的地域综合体。比如,工业、农业、交通、城镇居民点等各种生产力实体。相应的研究学科也就是经济地理学;而社会文化环境呢,其特征是人类社会本身所构成的地理环境部分,还包括社会上的人们对周围事物的心理感应及相应的社会行为。比如人口、社会、国家、民族、民俗、语言等地域分布特征和组合结构。相应的分支学科称为社会文化地理学,也可以理解为狭义人文地理学的。另外,还有一个广义的人文地理学,它包括经济地理学和社会文化地理学两部分。

同时,自然地理学又可分成三个分科。自然地理学的研究要素,比如地貌、气候、水文、生物和土壤等,具有的相对独立性,那么,我们以这些要素作为研究对象时,就是部门自然地理学,研究这些要素的组成、结构、时空动态和分布等特征和规律。18世纪末20世纪初,德国的地理学家洪堡德认为,应该把自然界当作一个统一的整体来进行研究,并注意自然界的因果联系,以这种思想为主线,发展出了综合自然地理学。那么,综合自然地理学就把自然地理环境作为一个整体来研究,着重研究其整体的各组成要素及各组成部分的相互联系和相互作用的规律。包括自然地理基本规律、综合自然区划、土地类型研究等方面。与此相对应,区域自然地理学就研究一定区域内的自然地理环境,考察某一组成要素和自然地理环境的综合特征,这样又可分为对区域的部门情况进行研究,或者对区域的综合情况进行研究,那就细分为区域部门自然地理学和区域综合自然地理两个学科。前者主要对区域气候、水文、地貌、植被、动物、或土壤等进行研究,而后者主要对某一具体区域进行综合自然区划和土地类型进行研究。我们还应该看到,部门自然地理、综合自然地理学和区域自然地理这三个分科具有非常重要的联系。后者要以前两者的基本理论为基础,是部门自然地理学和综合自然地理学理论联系实际的具体体现,也是自然地理学为社会实践服务的衔接环节。

有了以上的认识,我们再来看一张比较复杂的学科结构体系。地球科学这个概念很大,纵横几万里,上下数亿年,几乎辐射到自然科学的其他各个领域。现代科学的发展,越来越感受到,对地球的认识,应该同世界各民族的起源、历史、文化乃至这个世界文明的进展紧密联系在一起。虽然在这张图中,生态学是地球科学的延展科学,地理学只是地球科学的一个分支,但其实其他各学科的发展都是在地理学的基础上发展而来的。有人认为,地球科学其实就是现代地理学的代名词,不无道理。许多场合,地球科学与地理学就是同义词,地理学外延越来越大,正在成为一门实践性越来越强的学科。这也就是我们生态学专业要学习自然地理学,并作为其专业基础课的重要原因。我们同时可以看到,其实这张图中所列的各种学科,其实在相互渗透,相互交叉的,要明确区分其边界,几乎不可能。

大家也许注意到一个现象,在中学的时候,地理学是归在文科的,在大学分科中,文科和理科都有。我们现在应该很容易理解,地理学其实是跨界传统的文科和理科的。这张图更好地说明了地理学是一个连续的概念体系,世界上的学问,本来就是如此,本身并没有那么严格的分科,只是人为的划分而已。

这门课的名称《自然地理学》,那么,自然地理学的主要研究内容究竟是什么呢?概括来说,主要是:地球的宇宙环境、地球运动、地球形状和结构;地壳及其运动、地质构造与地壳的演化;这是构成我们地球之所以是如今地球环境的根基。气候与气候资源,水文及水资源;地貌及地貌灾害与防治;植物及植物资源,动物及动物资源,矿物和矿物资源、土壤及土壤资源等;在这门课中,我们除了关注地球表层各自然要素的性质和特点外,还要关注这些要素之间的相互联系和相互作用,自然地理环境的基本规律及其应用,人类与自然地理环境的关系等。

地球构造的一个显著特点是它的圈层性。整个地球由一系列具有不同物理和化学性质的物质圈层所构成。这种地球圈层分别为:大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。这些圈层在多方面相互渗透、相互作用,形成一个新的、比地球其它圈层具有独特地理意义的物质体系。

研究大气圈、岩石圈、生物圈、水圈的核心学科分别是大气科学、地质学、生物科学与水文学。自然地理学是大气科学、地质学、生物科学与水文学的交叉学科或边缘学科。由于从自然地理学衍生了许多新的学科,该学科本身似乎就可有可无了,甚至许多著名高校曾一度消灭了这门学科,比如哈佛大学地理学的灭亡,这个故事我们在下一节课中给大家介绍。

大学是否注意到,地理学中有许多三分法,我们总结在这里,大家可以就这几个“三”来理解本小节的内容,其中地理学研究的“三重性”供大家自学。本小节课到此结束。

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