自然地理学基础

第一章自然地理学与人类环境

第一节日常生活中的自然地理学问题

第二节自然地理学的研究对象、内容、目的与意义

一、自然地理学的研究对象

一般认为,自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然环境为研究对象的。从系统科学的角度来说,地球表层自然环境可以看作为地球表层自然系统。故又可以说,自然地理学是以地球表层自然系统为研究对象的。有的人将地球表层自然环境称之为地理环境的自然部分或自然地理环境。还有的称之为“景观圈”或者“地理壳”等。自然地理学,主要研究地球表层自然环境的组成、结构、特征、区域分异规律、形成与运行机制。由于地球表层自然环境是由组成地表的大气、水、岩石、生物以及其他派生的要素组成的,因此分别以它们为研究对象的气候学、水文学、地貌学、植物地理学、土壤地理学等学科,通常被认为是自然地理学的分支学科,又称之为部门自然地理学。自然地理学确实是研究地球表层自然环境的学科,但值得注意的是,自然地理学不可能研究地球表层自然环境的所有方面。它着重于研究其区域特征与建立在区域分布与联系基础上的一般规律。因此可以认为,自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然环境的区域特征、区域分异及其发生发展过程与变化规律为研究对象的。或者说,自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然系统的区域特征与空间分布、变化规律为研究对象的。

二、自然地理学的研究内容

从自然地理学的研究对象出发,自然地理学的研究内容主要包括以下几方面:

(1) 人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构及其区域分异规律。

(2) 人类赖以生存的地球表层自然环境的成因与变化规律。

(3) 人类赖以生存的地球表层自然环境系统的运行机制(物质循环、能量转换、信息传输)。

(4) 人类与地球表层自然环境的相互作用、相互影响。

(5) 地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控。

三、自然地理学的研究目的与意义

自然地理学的研究目的在于对人类赖以生存的地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控。通过对地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控,达到保护环境、合理利用环境、与环境协调共处,从而保障社会的可持续发展。

第三节自然地理学的性质

通常认为地理学具有综合性与区域性,但实际上仅仅用综合性与区域性来刻画地理学,恐怕还不够全面。地理学还应该包括系统性和环境性。自然地理学作为地理学的分支学科,也就应该具有综合性、区域性、系统性和环境性。

一、综合性

综合性是指自然地理学多学科交叉、多要素融合的性质。自然地理学研究的对象是地球表层自然环境,它涉及到大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。也就是说,它研究的对象涉及到许多方面、许多要素。这些要素相互作用、相互影响,构成了人类赖以生存的地表环境。因此多要素的融合便成了自然地理学的特征。值得注意的是,多要素的融合,不是多要素的拼凑。拼凑只是简单的综合,不是真正意义上的自然地理学的综合。

由于自然地理学研究对象的复杂性及多要素构成的特征,决定了自然地理学具有多学科交叉的特征。可以说,自然地理学是地质科学、生物科学、大气科学、水文科学、土壤科学等学科的交叉学科。多学科的交叉,不是多学科知识的拼凑,而是建立在多学科基础上的具有自身特色与体系的综合。

多要素的融合、多学科的交叉,决定了自然地理学具有综合的特征。尽管其他的一些学科也

具有一定的综合性,但地理学的综合性表现得更明显一些。

二、区域性

区域性是地理学的本质特性,是区别于其他学科的最根本的性质。可以说,地理学就是以人类赖以生存的地球表层环境以及人地相互作用的区域特征、区域联系与区域分异规律为主要研究对象的学科。

三、环境性

地理学是研究人类赖以生存的地球表层环境,以及人与环境相互作用的学科。也就是说,人类生存环境是地理学研究的主要对象与内容。尽管有时人们认为地理学还研究自然资源的发生、发展及其区域分异规律,但是从一定角度上说,自然资源也是人类环境的组成部分。比如,尽管从人类的生产角度来说,大

气、水、岩石、矿物等都是资源,但从人类的生活角度来说,它们又是人类环境的重要组成部分。因此,环境性便成了地理学的另一个性质。

四、系统性

系统科学是研究物与物之间联系的科学。既然地理学研究的对象是由相互联系、相互作用着的多要素组成的地球表层环境,如果不用系统科学的理论与方法去研究,就难以弄清这些要素之间的因果关系与内在联系。因此,系统性也就成了地理学的性质之一。实际上,地球表层环境就是一个系统,可以称之为地球表层系统。

由于系统具有整体性、层次性、动态性与结构功能性,因此决定了地理学研究必须树立整体性、层次性、动态性与结构功能性的观点。所谓整体性,是指系统是由相互作用、相互联系着的部分组成的整体,整体的功能大于各部分功能之和。作为整体,系统具备各个组成部分所不具备的新的性质与功能。所谓层次性,是指系统是可以划分为许多个不同的层次,大系统是由小系统组成的,小系统则由更小的系统组成。在系统分析过程中,利用层次分析法可以达到事半功倍的效果。所谓动态性,是指系统大都处在不停的发展变化过程中,我们今天所认识的系统是系统发展演化到某一阶段的结果。所谓结构功能性,是指任何系统都具有一定的结构,系统的结构决定了系统的功能,系统的功能是与系统的结构相匹配的。

二、自然地理学与地球表层系统的关系

从系统科学的角度,可将地球作为一个巨大的系统—地球系统,将研究地球系统的科学称之为地球系统科学。地球系统又可划分为地球表层系统与地球内部系统(图 1 - 1 )。研究地球表层系统的学科可称之为地球表层系统科学,地理科学或地理学就是研究地球表层系统科学的核心学。地球表层系统又可进一步划分为地球表层自然系统与地球表层人文系统。

自然地理学就是研究地球表层自然系统的核心学科。人文地理学则是研究地球表层人文系统的核心学科。地球表层自然系统是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈相互作用而构成的。研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈的核心学科分别是大气科学、水文

学、地质学与生物学。自然地理学,包含了这些学科的某些内容。从人类环境科学的角度来看,自然地理学是将这些内容有机地交叉、融合在一起,将人类生存环境作为一个完整的体系以及对各个区域的环境组合进行研究的。也可以说,自然地理学是大气科学、水文学、地质学与生物学的交叉学科或边缘学科(图1 - 2 )。

第二章地球表层环境与地球表层系统

地球表层环境是一个系统,可以称之为地球表层系统。

第一节地球表层系统的组成

地球表层系统,是一个非常复杂的巨系统。说其复杂,是因为它由许多大大小小的系统组成,并且涉及环境的因素多、空间范围大。对于这样一个复杂的巨系统,如果事无巨细、面面俱到,是无法对其进行刻画与研究的。这里只想从自然地理学的角度,对其基本的组成与特征作

一个简要的叙述。

一、四大圈层

地球呈现出圈层构造,可以划分出内部圈层与外部圈层。内部圈层包括地壳、地幔、地核(图3 - 1)。外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈。大气圈指环绕地球的由气体组成的圈层;水圈指地球表层由各种形式存在的水组成的圈层;生物圈指地球表层所有活着的有机体组成的圈层。岩石圈是介于内部圈层和外部圈层之间的一个圈层。它是由地壳及上地幔顶部固体岩石组成。岩石圈、大气圈、水圈、生物圈在空间上有着一定的交叉,难以截然分开;在物质交换、能量传递以及发生发展过程方面,更是紧密地联系在一起,相互作用、相互影响。每个圈层均可看作一个次级系统。一般来说,地球表层系统由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈交叉而成。人类是生物圈的一部分。当然,也有的学者,为了强调人类的重要性与特殊性,单独列出一个“智慧圈”或“文化圈”、“技术圈”。实际上,人类既是生物圈的一部分,又与一般的生物有着本质的区别。人类与四大圈层之间的关系以及人类在地球表层系统中的位置,可以用图 3 - 2 来表示。图3 - 2 表示了三重含义:(1) 人类是生物圈的一部分(位于生物圈中),但又不同于一般的生物(单独划出来);(2) 人类生存在四大圈层的交界面上,四大圈层是人类诞生与发展的环境;(3) 人类对四大圈层(也即对环境)均有着重要的作用与影响。四大圈层之间及其与人类相互作用相互影响,构成了地球表层系统。

二、三大界

通常物质可以划分为无机物与有机物,自然界可以划分为无机界与有机界。地球表层系统的物质组成,也可以概括为无机物与有机物两大类。但如果用无机界与有机界来概括表达地球表层系统,似乎还不够全面。因为人类诞生在地球表层,发生发展在地球表层。人类在地球表层系统中的地位与作用,以及人类与自然环境之间的相互作用、相互影响,仅仅用无机界与有机界还难以表达清楚。尤其是自然地理学就是研究人类赖以生存的地球表层自然环境的学科。在自然地理学中,更有必要来强调一下人类的重要性。故有人提出了用人文界来表示人类在地球表层系统中的重要地位与作用,以及人类与自然环境之间的相互作用、相互影响。可以这么说,地球表层系统是地球表层无机界、有机界与人文界相互作用、相互影响而构成的一个系统(图 3 - 3)。

第二节地球表层系统的功能

一、物质传输、能量流动、信息传递

对于系统来说,一般都具有物质传输、能量流动、信息传递的功能。系统的结构决定了系统的功能。既然地球表层系统在结构上存在垂直分层、水平分异、立体交叉与多层次的特征,那么地球表层系统在各个圈层之间、各个地域之间、各个不同层次的系统之间,就可能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。具体来说,垂直方向上,各个圈层之间、各个圈层内部的各个次级层次之间,都可能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。例如,大气圈与水圈之间、大气圈与岩石圈之间、水圈与岩石圈之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。再如,大气圈中的对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层之间,海洋的表层、中层与深层之间,岩石圈的地壳、上地幔、软流圈之间也存在物质的传输、能量的流动和信息的传递。水平方向上,大洋与大陆之间、大洋与大洋之间、大陆与大陆之间、地区与地区之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。通常所讲的海气相互作用、陆海相互作用,就是指由于海洋与大气、大陆与海洋之间的物质、能量、信息的交换而导致的正、负反馈作用。生物圈很难与其他圈层截然分开,它与其他圈层相互交织在一起,与其他圈层之间也存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。例如,生物圈与大气圈之间、生物圈与水圈之间、生物圈与岩石圈之间,以及生物圈内部的各个部分之间如动物、植物、微生物之间,乔木层、灌木层、枯枝落叶层之间,也都存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。不同层次之间同样存在物质的传输、能量的流动和信息的传递。通常所说的大气循环、水分循环、

地质循环、生物地球化学循环(如碳循环、氮循环、磷循环、氧循环等)等,都是跨圈层、跨层次,在空间上立体交叉,在时间上具有不同尺度的物质传输过程。在这样的物质传输过程中,伴随着相态的变化、能量的流动与转化,以及信息的传递。

二、地球表层系统的可预测、可调控功能

除了处于混沌状态的系统外,许多系统是可以预测与调控的。由于地表系统存在物质的传输、能量的流动和信息的传递,并且由于物质的传输、能量的流动和信息的传递,决定了系统的结构与功能,决定了系统的演化,故可以通过研究地表系统物质传输、能量流动和信息传递的过程与规律,来预测系统的可能变化,通过改变系统的物质流、能量流或信息流,来改变系统的结构与演化的趋势,从而达到对地表系统进行优化、调控的目的。

第三节人类与地球表层环境的相互作用

人类产生于地球表层,在地球表层环境中发展、演化。可以说,在长期的发展、演化过程中,人类与地球表层环境之间,已经建立了一种密不可分的关系。并且随着人类改造自然的能力的提高,人类不再是被动地适应环境,而是在不断地改变着地球表层环境。人类与地球表层环境的关系,由人类诞生早期的环境对人类的单向影响为主,变为现在的人类与环境相互作用、相互影响的格局。

一、地球表层环境对人类的作用与影响

(一) 地球表层环境的演化与人类的诞生

到目前为止,科学家只发现地球上存在着人类。人类在地球表层环境中产生,人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物。研究发现,人类是由森林古猿的一支演化而来的。第三纪晚期是古猿的繁盛时期。由于环境的变化,森林面积缩小,草原范围扩大。一部分森林古猿仍然留在森林中生活,它们逐渐演化成今天的猩猩、大猩猩等。另外一部分古猿不得不在草原上生活。草原环境的生活,促使它们直立行走和利用前肢抓取食物。从而引起身体器官功能的改变,尤其是大脑的发育。当草原上生活的古猿不仅学会了使用工具,而且学会了制造工具时,也就完成了由古猿向人类的转化,人类也就诞生了。可以看出,在古猿向人类发展、转化的过程中,地球表层环境的变化与分异发挥了重要的作用。

(二) 地球表层环境的区域分异与三大人种的形成

一般来说,可以把人类分为三个种族,即三大人种。它们是尼格罗人种、欧罗巴人种和蒙古人种。也就是通常所说的黑种人、白种人和黄种人。这三大人种的形成,与地球表层环境的区域分异是分不开的。尼格罗人种形成于热带的草原旷野上,那里太阳辐射强烈,而色素较深的黑皮肤和浓密的卷发能对身体与头部起保护作用,宽阔的口形与外粘膜发达的厚唇,以及宽大的鼻腔也有助于冷却吸入的空气。欧罗巴人种,主要形成于欧洲的中部与北部。那里的气候寒冷,云量多而日照弱,因此人体的肤色、发色和眼睛的颜色都较为浅淡。人的鼻子高耸,鼻道狭长,使鼻腔粘膜面积增大,从而使寒冷空气被吸入肺部时可以变得温暖些。蒙古人种形成的环境没有非洲的炎热和欧洲的寒冷,故形成较为适中的人体特征。

即使是同一人种,由于各个地区环境的差异,不同地区的人的人体特征、性格也存在一定的差异。例如,有的地区人的身高普遍较高,有的地区却普遍较矮;有的地区人的肤色深一些,有的地区则浅一些;有的地区人的体形魁梧一些,而有的地区却小巧一些;如此等等。

(三) 地球表层环境对人口分布的影响

人类生活在地球表层,必然受到地球表层环境的影响。从人口的分布看,目前占地球表面约71 % 的海洋几乎无人居住。即使陆地上,也有35 % ～40 % 的地区基本上无人居住。全球人口的13 集中在17 的土地上。据1981 年的资料,世界平均人口密度为每平方千米32. 6 人(土地面积不包括极地永冻冰盖与冰川)。其中以亚洲、欧洲的人口为最多,占世界人口34 以上,人口密度最大。世界上人口最密集的地区是南亚、东nan亚和东亚,次为西欧、中欧和南欧,再次为北美大西洋沿岸和五大湖地区。人烟稀少的地区是北美洲和亚洲的近极地和高

寒地带,以及撒哈拉、中亚和澳大利亚的荒漠地带。此外,热带的亚马逊流域、刚果河(扎伊尔河)流域,因开发难度大,人口密度也很小。中国的人口分布也很不均匀:东部地区,尤其是沿海地区人口密度大,而西部地区,尤其是干旱和高寒地区密度小(图 3 - 4)。黄河与长江中下游平原地区人口密度大,而上游山区密度小。

尽管人口的分布受到社会、经济等因素的作用与影响,但地球表层环境对于人口分布的影响也不可忽视。在古代社会,生产力水平还很低下,人类的生活受到自然环境的极大制约。在气候适宜、水源充足、地势平坦、土地肥沃的地方,人类便于取得生活所需的条件,因而容易成为人类定居、生活、繁衍的好地方,人口密度也就大一些。进入近代工业社会以后,尽管生产力得到很大的提高,但人类的生产、生活还在很大程度上依赖自然环境与资源。人口的分布受到地表环境的影响也是不言而喻的。尽管人类发展到今天,已经开始向知识经济社会迈进,知识经济社会,人类对于自然资源的依赖不再像以前那么强,但人类的生产与生活不可能完全摆脱地球表层环境的影响。

(四) 地球表层元素组成与人体健康

从人体血液的元素组成看,60 多种化学元素的含量与地壳元素的含量有着明显的相关关系(图3 - 5)。这是人类长期生活在地球表层,通过新陈代谢与地球表层环境不断进行物质交换的结果。保持这种不间断的交换和平衡,对维持人类的健康与生存发展是必不可少的。化学元素在地球表层的分布是不均匀的。这种不均匀超出一定限度,会导致环境与人体之间元素交换平衡状态的破坏,影响人类的健康与生存。地方病的发生,就是与一些地方某些元素过剩或者缺乏造成的。例如,缺乏碘,会出现甲状腺肿大;氟过剩,会导致氟骨病;尽管克山病和大骨节病的病因还不完全清楚,但研究发现,与硒缺乏有关。这也从另一角度说明地球表层环境对人类的影响。

(五) 自然灾害对人类的影响

地球表层环境时刻都在发生着变化。有些变化给人类带来了巨大的损失,称之为自然灾害。大家比较熟悉的自然灾害包括火山、地震、台风、海啸、洪涝、干旱、滑坡、泥石流、沙尘暴等等。这些自然灾害干扰了人类的生活与生产过程,甚至给人类的生命财产带来了威胁。据不完全统计, 1971—1985 年之间,世界上发生的重大自然灾害事件多达2 305 起,死亡人数150 万左右,物质损失折合达6 350 亿美元。也许大家知道,发生在中生代与新生代界面附近的小行星撞击地球的事件,导致了恐龙等生物的大绝灭。如果再来一次类似的小行星撞击地球事件,人类是否面临绝灭的危险呢?

(六) 地球表层环境对社会发展的影响

社会的发展,在一定程度上也受到地球表层环境的影响。人类早期的社会大分工便是以自然为基础的。在那些水草丰足的地方适宜放牧,便逐渐出现了专门从事畜牧业的部落;而在那些土地肥沃宜于垦殖的地方,逐步出现了从事农业的部落。这就是第一次社会大分工。社会的分工促进了生产力的发展。构成这种社会劳动分工的自然基础,正是地球表层环境的地域差异性。地球表层环境的差异与自然资源分布的不平衡,造成了生产条件的不同。从而对人类社会的发展产生了或多或少、有利不利的影响。一般来说,优越的自然环境有助于加快社会发展的进程,恶劣的自然环境则阻碍社会的发展。亚非的一些大河流域,气候温和、土地肥沃、水源充足,有利于人类定居与耕作,甚至在较低的生产力水平也可能出现剩余产品。历史上这样的大河流域往往形成古代文明的中心:在北非有尼罗河流域的埃及,在西亚有两河流域的巴比伦,在南亚有印度河流域的印度,在东亚有黄河、长江流域的中国。它们早在公元前三千多年至两千多年前就脱离了原始社会,建立起奴隶制国家。社会发展到今天,已

经进入了资本主义社会或社会主义社会。然而,令人惊讶的是在文明世界的今天,仍然残留着许多原始社会的部落。在南美的亚马逊雨林中,在非洲的丛林中,在太平洋的一些岛屿上,都居住着至今仍处在石器时代的原始人群。由上所知,当代的原始居民大都分布在热带区域的孤

立环境中。高山、密林、海洋等自然屏障限制了他们与外部的沟通,又由于当地的自然条件能够满足其原始生活所需,抑制了这些原始部落发展生产的要求。社会的发展被自然因素延缓了。

二、人类对地球表层环境的作用与影响

随着社会的进步、科技生产力的提高,人类对地球表层环境的作用与影响越来越大。这可从以下几个方面来说明。

(一) 改变地表环境的结构

人类的活动,改变了地表环境的结构。比如,毁林垦种使森林变为农田,城市的建造使森林、草地或者农田变为混凝土为主的地面,过度放牧或开垦使草原变为荒漠,水库的建设使旱地变为水面,干旱区节水灌溉技术使戈壁、荒漠变为良田,如此等等。总而言之,人类已经和正在改变地表环境的结构。

(二) 改变地表环境演化的方向

如果没有人类活动的影响,地表环境将按照自身演化的规律进行演化。人类活动的影响已经达到可以改变地表环境演化方向的程度。比如说,科学家研究认为,第四纪中冰期间冰期旋回持续的时间大致上为10 万年,其中间冰期持续时间只有 1 万年。冰后期作为一个现代间冰期,已经经历了大约 1 万年的时间。也就是说现代间冰期即将结束,新的冰期即将开始,今后世界气候将向寒冷方向发展。然而由于人类活动的影响,大气中的C O 2 等温室气体大幅度增加,从而将导致世界气候的变暖。有人预测,由于温室效应,未来气候不是变冷,而是变暖。

(三) 改变了地表环境变化的速率

由于人类活动的影响,地表环境变化的速率也会发生改变。有人估算过,在土壤侵蚀过程中,由于人类的影响,全球平均每年每平方千米的土地上,损失掉的土壤为1 500～85 000 m3。而天然侵蚀的背景值却只有12～1 500 m3,前者是后者的125～170 倍。也就是说,由于人类活动的影响,使土壤侵蚀的过程加快了一百多倍。另据美国的资料,在13 个州约5 万个测点上所得到的数据表明,原来植被覆盖的土壤每年每公顷损失0. 85 t,而一旦被人开垦后,土壤损失的数字一下子上升到83. 55 t,提高了98. 3 倍。这些事例表明,人类已经和正在改变地表环境变化的速率。

(四) 改变了地表环境的物质循环

人类改变地表环境的物质循环表现在多个方面。一个典型的例子就是对水的控制。人类建造水库,改变了水流下泄的速度与时间;建造排灌工程,可以把低处的水调到高处;跨流域调水,更是改变了两个流域水分的循环。例如,即将实施的南水北调工程,将把长江流域的水调到黄河流域。不仅会使长江入海流量减少,而且会增加黄河流域的水量,从而使两个流域的水分循环发生变化。再如,人类燃烧化石燃料,使大气中C O 2 的含量大幅度增加;人类利用氟里昂作为制冷剂,泄露到大气中,破坏了臭氧层;化肥的使用改变了地表环境中氮、磷、钾等元素的自然循环过程,导致了湖泊的富营养化;灌溉和水库的建设,增加了局部地区地面的水蒸发,从而使降水也增加。

(五) 改变了地表环境的能量平衡

人类改变了地面的结构,从而也就改变了地面的反射率,使地面接收到的太阳辐射量增加或者减少,也就改变了地表环境的能量平衡。沙漠化使地面反射率增加,后果是使地面接收到的太阳辐射减少,使地面温度降低;城市热岛效应使城市中心温度比周围地区温度高;由于水的热容量比较大,水库对热量的调节比较明显,从而使水库及其周围的气温日较差与年较差减小。温室效应也是人类改变地表环境能量平衡的绝好的实例:化石燃料燃烧使得大气 C O 2 浓度升高,引起地面长波辐射减少,导致近地面大气温度升高。

(六) 对资源的消耗与破坏

人类在不断地开发利用自然资源。有些资源是可再生的,有些资源则是不可再生的。由于长

期的开发利用,一些资源面临枯竭的危险。与此同时,一些资源受到了严重的破坏。由于人类不合理的垦殖,土壤侵蚀速率增大了许多倍;由于过度开垦与过度放牧,沙漠化的速度加快;另外全世界每年有3 000 k m2的耕地因城市建设被占用。加上人口的急剧增加,人均耕地面积越来越少。由于水资源分布在时间与空间上的不均匀性,也由于人类对水资源的不合理利用以及对水资源的污染,人类正面临着水危机。目前世界上有43 个国家和地区缺水,约20 亿人用水紧张,10 亿人得不到良好的饮用水。我国北方尤其是华北与西北地区,正面临着缺水的问题,不得不“引滦济津”、“引黄济青”、“引青(青龙河)济秦(秦皇岛)”、“引大(大通河)入秦(秦王川)”。矿产资源是不可再生资源,并且矿产资源的储量是有限的。据估计,按照现在的发展速度,世界石油只能再用100～150 年,煤可以再用150～250 年,金属矿藏也将在不久的将来全部用完。由于人类活动的影响,森林面积迅速减小,生物灭绝的速度比自然灭绝速度加快了50～100 倍。资源的枯竭与破坏,为今后人类的生产、生活带来许多不便,为今后社会的发展带来困难。

三、人类与环境的协调发展

人类是地球表层环境发展到一定阶段的产物,人类生活在地球表面,在地球表面发展演化。如果人类破坏了地球表层环境,也就破坏和动摇了其生存与发展的基础。人类只有合理地、高效地、有限度地利用自然资源,自觉地、有效地保护自然环境,协调和改善与地球表层环境的关系,才能保证人类社会持续地、健康地发展。要做到这一点,必须从以下几方面入手。(一) 摆正人类自身的位置

人类是地球表层环境发展到一定阶段的产物。人类确实具有了改变和改造地球表层自然环境的能力。但是,如果人类毫不考虑地球表层环境发展、演变的客观规律,盲目地干扰与破坏经过长期演化发展而形成的地球表层环境,那么将会破坏和动摇人类生存与发展的基础,人类的发展将受到极大的威胁。所以人类应该摆正自身的位置:(1) 人类是地球表层环境的产物,是地球表层系统的组成部分;(2) 地球表层环境是人类赖以生存的物质基础,没有了地球表层环境,人类也就失去了存在的基础;(3) 现在的人类,不再是以前的人类,人类能够改变并且已经在很大程度上改变了地球表层环境。有些改变对人类是有利的,有些改变对人类是不利的;有些改变,短期内对人类是有利的,但从长期看对人类是不利的。人类应该时刻检查自己的行为,对地球表层环境的改变应该控制在地球表层环境可以承受的范围之内。

(二) 建立和提高可持续发展的意识

人类需要持续地发展下去。可持续发展,已经成为当前世界发展的目标。所谓可持续发展,就是“既满足当代人的需要,又不损害后代人满足需要的能力的发展”(布伦特兰,1987)。换句话说,“所谓可持续发展,就是既要考虑当前发展的需要,又要考虑未来发展的需要,不要以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的利益”(江泽民,1996)。要实现可持续发展的目标,首先要使人类建立与提高可持续发展的意识。提倡清洁生产、高效资源利用、有节制的消费,控制人口,消除贫困,保持生态平衡,利用绿色能源,发展绿色科技,依法保证可持续发展目标的实现。

(三) 自然地理学与可持续发展

“资源、环境、人口与可持续发展”,是《中国二十一世纪议程》的主题与核心内容,也是地理学研究的核心内容,地理学应该并且可以在可持续发展研究中,以及在《中国二十一世纪议程》的实施过程中发挥出重要的作用。自然地理学,既然是研究人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构、区域分异特征、形成与变化规律,从而对其进行评估、预测、规划、管理、优化、调控的学科,自然地理学也应该为人类社会的可持续发展做出其他学科不可替代的贡献。目前来看,自然地理学主要应该在以下几个方面有所作为:(1) 弄清自然资源的区域分异特征、形成与变化规律,为资源的可持续利用提供依据;(2) 弄清自然环境的组成、结构、区域分异特征、形成与变化规律,并对其进行评估、预测与规划,从而为环境的管理、优

化、调控,为协调人类与环境的关系,提供科学依据与决策参考;(3) 弄清地球表层自然灾害的区域分异特征、形成与变化规律,为灾害预测、减灾防灾提供科学依据。

第三章自然要素与人类的作用机制

气候对人类的影响是多方面的。气候要素中降水的时空变化以及热量的地带性分异,导致土壤和植被的地带性分异,不仅对农、林、牧、渔各业产生有深远的影响,使不同的气候区域具有不同的农业生产方式和农作物类型,而且气候对人类的建筑设计、能源开采、交通运输业也都有影响。恶劣的气候环境限制人类的生产、生活活动,而适宜的气候环境则为人类活动提供优越的条件和种种便利。

在不同的气候类型区,气候或气象灾害的类型以及灾害严重程度是不同的。在干旱气候区,影响最大的是干旱和风沙;在热带湿润区,气旋、暴雨、雨涝是主要的灾害;在极地气候区和高地气候区,寒冷、冰冻则成为主要的灾害过程;在季风气候区,干旱和雨涝都比较频繁,炎热和霜冻有时也会发生。

第一节地形、地貌与地质环境

由岩石圈结构与运动所控制或者引致的地形、地貌与地质环境,是人类赖以生存的硬环境。这个硬环境不仅在一定程度上影响、控制人类的生活方式,而且还在一定程度上影响与控制了人类的体形、体质、性格和思维方式。比如,长期生活在高山、高原的人,习惯于那种空气稀薄的环境,初到平原低地有时还会由于氧气过剩而产生低地反应;长期生活在低地环境的人突然到高山或高原,常常会由于氧气缺乏而不适,那就是常说的高山或高原反应。长期生活在高原和平原上的人,通常比较豪爽、豁达;长期生活在山区的人往往比较含蓄、内向等等。古代人类为了防寒以及自身防卫的需要,常常喜欢住在山洞里,比如,著名的周口店人和山顶洞人就是以洞为居的。为了获取水源的方便,人类往往沿河谷或围绕湖泊而居住。但是为了避免洪水的影响,不是居住在漫滩上,而是住在阶地上。黄河、长江之所以能够成为中华民族的摇篮,就是这个道理。平原上人口比较密集,是因为平原上冲积物比较深厚,土壤肥沃,易于种植;并且交通比较方便,水源比较充足。高山缺氧、寒冷、交通不便,决定了过去和现在都没有成为人类聚集的地方。渔业和交通的便利使人类喜欢沿海而居。目前世界上一半以上的人口居住在沿海地区,沿海地区人口的密度超过内地12 倍。

一、地形、地貌与地质环境评估的途径

既然这个硬环境对人类的生产与生活具有不可忽视的作用,那么如何对这个环境进行评估呢? 尽管到目前为止还没有形成一个系统进行评估标准和指标体系,但根据对人类的影响大小,可以从以下几个方面进行评估。

(一) 海拔高度

从目前的状况看,无论是生物的生产量,还是人口的密度,都存在随着海拔高度增大而减小的趋势。因此可以说,在目前的科技和经济条件下,对大多数人来说,高海拔地区仍然是不太适合居住与生活的地方。

(二) 地面组成

地球表层存在很多种元素,根据它们与人体、生物的关系,可以将其划分为必需元素、非必需元素和有毒元素。由于不同地区的地面组成物质的不同,导致了元素在各个地区的分布不平衡,对人类的身体健康产生一定的影响。如果要评价一个地区地面物质组成对人类环境有利或不利,适宜或不适宜,就要从这些元素的含量高低以及能否被人体吸收来评价。动物和人体必需的元素有:碘、铁、铜、锌、锰、钴、钼、硒、铬、镍、锡、硅、氟、钒等。必需元素不足,对于人体健康是不利的;但含量过多,也不利于人体的健康。非必需元素的多少对人体健康影响不大,可以不考虑。有毒元素含量越高,对于人体的危害越大。因此可以从地面组成的元素含量高低,来估价人类生活的元素地球化学环境,将人类的元素地球化学环境划分为好、

一般和差

(三) 地质灾害

地质灾害如地震、火山、滑坡、崩塌、泥石流等,严重威胁着人类的生产与生活环境。它们发生的强度和频度,可以作为一个地区地质环境的重要指标。如对于地壳稳定性、地震活动性、地质灾害风险性的评估,就是地质环境评价的一个方面。

(四) 地面起伏

地面起伏对人类的生产、生活有着重要的影响。对大多数人来说,在平坦的地面生活要比在高低不平的地面生活更方便些。用地面高度值的标准差,可以在一定程度上反映地面的起伏程度,可以称之为地面起伏度。根据地面起伏度,评价其对人类生活的适宜度。

(五) 地貌部位

不同的地貌部位其环境条件也是不同的。例如,迎风坡降水比较多,气候比较湿润,当然暴雨、泥石流发生的概率也比较大;背风坡一般降水比较少,气候比较干燥,虽然暴雨、泥石流发生的概率比较小,但焚风、干旱影响比较大。平缓的山顶和山坡上,受到滑坡、泥石流、崩塌、洪水威胁的概率比较小,但交通相对来说不太方便;山麓、谷地中,交通比较方便,但受到滑坡、泥石流、崩塌、洪水威胁的概率比较大。河流岸边、湖泊周围以及沿海地带,交通比较便利,水资源、渔业资源比较丰富,但洪水、风暴潮的影响比较大。阶地、河漫滩是人类定居的理想场所,它们都有取水、用水方便的优点,但河漫滩比较容易受到洪水的威胁,因此相对来说低级阶地比河漫滩更适合于人类定居。

第二节水资源

一、水资源的特性

水资源有许多与其他自然资源不同的特性。这些特性包括补给的循环性、变化的复杂性、利用的广泛性、利与害的两重性和不可替代性。

(一) 补给的循环性

地球上的水体处于不断的循环过程中。水资源在循环过程中不断得到恢复和更新。水循环的无限性赋于水资源取之不尽用之不竭的特性。不同水体的更新周期不一样,河水更新一次大约需要14 天,而湖泊的平均更新周期为10 年。在估算水资源量时,随统计时段的不同,水资源的恢复量也不同。从这种意义上说,水资源是一种动态资源。

(二) 变化的复杂性

水资源变化的复杂性表现在,地区分布的不均衡性和变化的不稳定性两方面。从水资源的地域分布看,有些国家无论从水资源的绝对拥有量,还是人均拥有量看都比较高,而另一些国家则相对较少。水资源变化的不稳定性表现为,地表水和地下水具有年内变化和年际变化。(三) 利用上的广泛性

水资源在工农业生产各部门和人类生活上使用极为广泛。从水资源的利用方式看,可分为消耗性用水和非消耗性用水两类。引水灌溉、生活用水,以及液态产品中用作原料等都属于消耗性用水,其中可能有一部分回归自然水体,但数量和质量都已发生变化。而水产养殖、航运、水力发电等则属于非消耗性用水。此外,自然界的河流、湖泊等水体作为地表环境的重要组成部分,还有巨大的环境效益。水资源这种综合效益是其他任何自然资源都无法相比的。(四) 利与害的两重性

俗话说,“水能载舟亦能覆舟”,指的就是水利与水害的双重性,是水资源有别于其他自然资源的又一特点。

(五) 不可替代性

我们可以用人造金刚石来代替天然金刚石,可以用核原料来代替煤用于发电,但我们却无法制造替代品或利用其他自然物质来替代水。

三、水资源评价

水资源评价就是对一个地区水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用条件的全面分析评价。科学地评价水资源状况是合理开发利用水资源的前提,可为水资源的规划、管理和保护提供科学依据。

(一) 水资源评价的范围和内容

1. 水资源来源与分布评价

地球上的水资源主要分布在大气、地表和地下三大空间领域,分别称为大气水、地表水和地下水。对一个地区的水资源进行评价,首先必须对大气水、地表水和地下水的状况进行计算和分析。

2. 水资源供需状况评价

水资源供需状况评价可以看成是由供水状况评价和需水状况评价两个子系统构成的评价系统。供水评价子系统由天然水资源量和可利用水资源量及其形成的可供水量等主要评价因子构成,需水评价子系统则由耗水部门的河外用水量和非耗水部门的河内用水量两类评价因子构成。

3. 水资源质量评价

水资源的质量不仅影响到水资源的开发利用,更影响到环境质量和人体健康。水资源质量评价是水资源评价的重要内容,也是地表环境评价的一个组成部分。

按水的用途,水资源质量评价可分为生活用水水质评价、工业用水水质评价和农田灌溉用水水质评价;按水体类型可分为地表水水质评价、地下水水质评价和饮用天然矿泉水水质评价;按评价期在时序上的存在状况可分为水质现状评价和水质预测性评价。

四、中国地表径流资源分区

1. 丰水区年径流深大于900 m m ,年径流系数大于0.6。包括东南和华南沿海、云南西部和西藏东南部。台湾中部及西藏东南角径流深可达2 000～4 000 m m。

2.多水区年径流深200～900 m m ,年径流系数一般为0.4～0.6。位于秦岭、淮河以南,长江中下游以及云贵和广西广大地区。

3.过渡区年径流深50～200 m m ,年径流系数一般为0. 2～0.4。包括黄淮海大平原,陕西、山西和东北大部,四川西北和西藏东部。

4.少水区年径流深10～50 m m ,除部分冰雪融水补给山区河流外,年径流系数0.1～0.2。包括东北西部、内蒙、宁夏、甘肃大部、新疆西部和北部。

5.缺水区年径流深不足10 m m ,大部分地区年径流深接近于零,有面积广大的无流区。包括内蒙、宁夏、甘肃的沙漠、青海柴达木盆地、新疆塔里木盆地和准噶尔盆地。

第三节土地资源

一、土地分等与土地评估

同一类型的土地对于不同的用途来说,其适宜程度是不同的。因此,需要根据具体的生产目的,对各种土地类型的适宜性和利用潜力进行评价,分出不同的等级,以便充分合理地利用土地资源,使之发挥出最大的功用。这就是土地分等和土地评估。

(一) 土地分等和土地评估的依据

土地的适宜性、限制性、经济效益、生态效益是土地评价分等的主要依据。

1. 土地适宜性土地适宜性是指在一定的条件下,土地对某种经济利用的适宜程度。可以按照土地的现状或改良后的状况加以考虑。在农业生产用地中,土地的适宜性一般分为:①多宜性,即同时适宜于农、林、牧等多种生产;②双宜性,即同时适宜于农、林、牧等之中的两种生产;

③单宜性,即只适宜于农、林、牧等之中的一种生产;④不宜性,即在目前的经济技术条件下还不具备利用的价值。

2.土地限制性土地限制性是指某种或某些不利因素对土地适宜性和生产潜力的抑制程度。土地限制性因素主要包括酷热、严寒、干旱、洪涝、风沙、盐碱、水土流失及劳动力不足等。

3.土地经济效益土地经济效益是衡量土地质量高低的主要依据之一。它是指在一定的经济、技术条件下,土地能够提供的有效收益。

4.土地生态效益土地生态效益是指某种生产利用条件下土地生态系统的质量。如果某种土地利用,导致了生态系统质量的下降,说明这种土地类型对于这种利用方式是不适宜的,其生态效益是低的。衡量土地生态效益的高低,可以运用生态学原理进行分析,也可以通过土地自然系统与土地利用系统的比较找出差别。

五、土地结构与土地利用

在生产实践中,相同的水热条件下,一个地区的生产和建设仍存在内部的差异。产生这种差异的原因,除了社会经济因素不同的影响外,主要与该地区的土地结构有关。区域的土地结构对农业生产构成方向,以及大农业内部的构成有重要的影响。因此,在土地分级、分类和分等工作之后,还需要进一步研究土地的结构。所谓土地结构是指各种土地类型在某一区域内的组合方式、比例和彼此间的相互联系所构成的格局。土地结构包括各种土地类型的质与量的对比关系。所谓质的对比关系是指土地的类型及其组合关系,所谓量的对比关系是指各种土地类型所占的面积比例。例如,通常说某一地区是“七山、一水、二分田”,就在一定程度上概括了该地区的土地结构特征:有山、有水、有田,它们之间的面积比

例是7∶1∶2。

土地结构,与区域水热条件一起,决定了一个地区的土地利用方向。另外,土地结构还影响、控制一个地区大农业的内部构成,如农、林、牧、渔等业的构成。

第六节中国自然区划

第四章人类对自然要素的影响

第一节大气圈结构的变化

由于大气中氟氯烃、氮氧化合物等浓度的升高,导致了大气臭氧层的减薄,甚至在南极、北极出现臭氧洞。研究表明,南极上空受到破坏的臭氧层已超过10 %,相当于整个中国大陆的面积。最重要的一种氟氯烃是氟里昂,它是一种用途很广的化合物。主要用做烟雾剂喷洒的发射剂和溶剂、制冷设备中的制冷剂、泡沫塑料生产中的发泡剂等等。四氯化碳和三氯乙烷也是对臭氧层有重要影响的氟氯烃。它们进入大气平流层后,在紫外线照射下离解生成氯原子。氯原子与臭氧反应,将臭氧还原成氧气,从而使臭氧层受到破坏。化肥生产、施用,化石燃料的燃烧,以及飞机飞行产生了大量氮氧化物,这些氮氧化物同样可以把臭氧还原为氧气,破坏臭氧层(图15 - 4)。C O 2、N 2 O、C H 4 和水汽都是温室气体,具有温室效应。所谓温室效应,是指由于这些气体的存在,使大气层可以让太阳短波辐射比较容易地通过而到达地面,而地面发射的长波辐射却难以穿过大气层射向外空,大部分地面长波辐射被大气吸收或者散射回地面,从而使大气和地面增温。这种效应类似于玻璃花房——温室的效应,故称为温室效应。

模拟结果表明,当大气 C O 2 浓度加倍时,地球表面的平均温度将会升高 1.5～4.5℃。其中极地高纬度地区温度升高幅度比较大,可以达到5 ℃以上。温度的变化,将会改变地球表面的水循环。大气圈中的水汽含量取决于全球平均温度的高低。当全球平均温度升高,大气中的水汽含量将会增加。由于水汽具有温室效应,大气中的水汽含量的增加,反过来进一步使地球温度升高。这样的正反馈机制将使得大气圈水汽的含量和地球的温度同步升高。温度的升高还会改变地面的降水与蒸发,从而改变土壤的湿度,使一些地区变得湿润,另一些地区变得干燥。模拟结果表明,温度升高后,北半球高纬度地区、中纬度大部分地区、亚洲西南部季风区和南半球的中纬度风暴影响的区域降水也会增加,土壤湿度将增大。而大部分干旱、半干旱区域,不仅没有变得湿润,反而由于蒸发的增强变得更加干燥,尤其是夏季(书末插页,图15 - 7)。这样干旱、洪涝出现的可能性会增大。另外,热带气旋的强度和频率将会有一个明显的增大。英国气象局的模拟结果表明,大气 C O 2 加倍时,热带气旋的数量将增加50 % ,强度较高的

风暴也按比例地增加。中纬度风暴的强度也会有所增大,因为海面温度的升高将为风暴提供更多的能量,大陆与海洋之间的温度的增大,将产生更强的气流和更多的大气不稳定性。

第二节水圈的变化

到2030 年前后,世界平均海平面将会升高15 c m 左右,到2100 年前后世界平均海平面将会升高40～50 c m。但由于地面沉降等原因,在某些大河三角洲和沿海平原地区海平面相对上升的幅度有可能远远大于这个数值。天津地区地面沉降速率为1c ma,上海地区地面沉降速率为0.41 c ma。因此,如果不采取有效措施,天津和上海到2030 年相对海平面上升幅度将会达到45 c m 和27 c m 左右,到2100 年相对海平面上升幅度将会分别达到140～150 c m 和80～90 c m。海平面上升带来的影响将会是巨大的。从中国的情况说,沿海11 个省、市、自治区的人口占全国的41 % ,全国70 % 的大城市和60 % 的社会总财富集中在这个地区。因此海平面上升将给这个地区带来深刻的影响。（如下图）

随着世界人口的增加,人类从环境中获取和消耗的资源的数量将会进一步增加,与此同时人类向环境排泄的物质(垃圾)也会大幅度增加。也就是说,人与环境之间的物质交换将会加强。如果在这个问题上处理不好,会导致环境的恶化,反过来影响到人类的生活,威胁到人类的生存。因此,人类一定要树立可持续发展的观念,珍惜和合理利用资源,减少浪费和垃圾的排泄量;爱护环境,保护环境,使排放的垃圾或废物的质与量尽可能在环境容许的限度内。

第三节城市化的水文环境效应

一、城市化对降水的影响

苏州位于长江三角洲中下游太湖流域，是平原水网地区经济发达的城市。苏州的城市化进程和自然条件特点：一方面，1980年代苏州小城镇发展迅速，城区城市化进程相对放缓；另一方面，是典型的太湖流域平原水网地区，水面占全市面积的42.5%。

（一）城市化的进展特征

1、城市人口不断增长，非农业人口比重不断增加。

2、城市中的工业建筑、居住建筑、道路等各项用地相应增加，城区面积日益扩大。

（二）城市化对降水特征的影响

前提：苏州地势平坦，平原占总面积的54.83%，低山丘陵仅占2.65%，气象条件基本一致，所以地形起伏对降水影响基本上可忽略。

选用苏州城区的苏州站和郊区的望亭站进行降水量的比较。

1、城市化对降水量影响

苏州站汛期降水量、最大日降水量变差系数均大于望亭站，这直接影响到城市现有的和拟建的排水工程标准和雨洪排水设计的安全。

2、对降水年内分配的影响

在1978年后，随着城市化的迅速发展，城区的汛期降水量增多，汛期降水量占全年降水量的比重增大，降水的年内分配有集中趋势。

3、对降水类型影响

城市对最大日降水量影响最为显著。汛期降水多是对流性降水，最大日降水量也多为暴雨，这说明城市热岛效应引起的热力对流可能对降水起了主要作用。

（三）城市化对降水影响的特征总结

1、城市化使汛期降水量和最大日降水量的频率参数增大

2、城市化对年降水量、汛期降水量和最大日降水量都有不同程度的增加作用，其中对最大日降水量的影响最显著，其次为汛期降水量、年降水量

3、城市化使不同类型降雨发生次数都有增加，暴雨发生次数增加最显著

二、城市化对水文过程的影响

快速城市化过程导致城市规模不断扩张，高强度人类活动改变城市土地利用、土地覆被类型，

形成了不同于自然地表的“城市第二自然格局”，对地表水文过程产生了深刻的影响；城区城市化的过程使下垫面不透水面积大量增加，影响雨水的截留、下渗、蒸发等水文要素及产汇流过程，并进而影响流域出口断面的流量过程，改变流域洪涝灾害发生的频率和强度等。我国研究表明城市化带来的土地利用变化是流域内径流发生变化的重要原因之一，同时降雨特性也是影响降雨—径流关系的另一重要原因：当降雨强度越小，前期土壤越干，土地利用方式对降雨—径流关系的影响作用就越大。

城镇化对径流的影响是一个长期过程，当城市用地发展到一定规模时应付对流域径流产生明显的影响。因此，城镇化过程中不要无限制的扩大城镇用地规模，综合分析各种自然及人为因素确定合适的城镇规模，使城镇发展与其所在地域的自然环境相协调，保证人与自然的和谐发展；另外，必须考虑城镇化对径流的长期影响，在大力发展城镇的同时，建设相应的排水系统，避免城市水灾害的发生。

三、城市化对河网水系的影响

（一）城镇化过程对天然河网的影响

上海市浦东新区快速城市化背景下的河网水系变化的研究，指出该区域河网水系缩减严重，河网缩减与城市化进程相耦合。同时，城市化的发展导致河网面临着更加严峻的污染问题，而且是点源污染和非点源污染并存。

鄞东南地区河网密集，进入1990年代，本区大量的农业用地和水域变为城镇用地，河流因城镇扩展等原因而被逐渐填埋或覆盖消失，河网水系萎缩。

（二）对河网结构的影响

河网结构总体上是不断受破坏。

如开发区近年来填掉了众多支流小河道，虽然开挖了许多新的主干河渠沟通各河道用于防洪排涝，但总体上河网密度随城镇化水平提高逐渐减小。

（三）对河网水质的影响

水质主要受到城镇工业废水、居民生活污水、及农村非点源污染等的影响。

城镇化过程中降雨和地表径流不断增大，携带大量污染物质进行河流。

农业用地和水域面积不断缩小。

许多河道已成为城镇排污的天然下水沟。

河道被人工渠化及两岸护坡，减少两岸的湿地面积，破坏了河岸植被和动物的生存环境，使生态环境异质性降低，生物群落多样性也随之降低。

四、未来研究

河网水系是一个城市必不可少的水环境要素，涉及城市的给水排水、城市景观以及城市水环境、城市气候等多方面，是城市建设的重要自然要素之一。因此，在城镇化过程中，应遵循河网演化的自然规律，保留现有的河道水系，保持适当的水面率和足够的水面空间（减少洪水的威胁）。要重视防洪排涝与城镇环境改造相结合；避免废污水直接排入河流。

第五章现代自然地理学与规划的结合（实证）

第一节研究自然地域分异规律的实践意义概述

人类的实践活动表明，要达到合理利用自然资源和有效地改造自然环境，必须遵循因地制宜的原则。地域分异规律客观存在，人类只能正确认识、掌握这些客观规律，并通过一定措施调节地域分异规律对生产的影响，而不能改变和消除客观存在的地域分异规律。在不违背地域分异规律的前提下，充分发挥人的主观能动性，促进地域分异向着有利于人类生产和生活的方向演化。

如珠江三角洲的桑基鱼塘。人们对其水网洼地原有地貌进行改造，修建台田（当地称之为基）和池塘，形成了桑基鱼塘和果基鱼塘。利用基田种桑、甘蔗或果树，利用桑叶养蚕，利用蚕

粪（蚕沙）喂鱼，塘泥每年就近挖起作为基田肥料，从而形成一个彼此有利、互相促进的生态循环，使自然地理系统向着良性循环方面发展，并取得良好经济效益。

如山区利用必须考虑整个垂直带谱系列，才能充分反映整个山地自然条件和资源的多样性。如在山区种植马铃薯（贵州、川东岭谷区），低处的马铃薯留种容易退化，常从较寒冷的北方进行调种，长距离的运输在经济上很不合算。人们充分考虑了山地的垂直带性，利用山上，特别是山地夷平面和亚高山草甸带的冷凉条件，作为马铃薯的留种基地，向山外平原、川地附近供应种薯，这就是当地农民根据垂直带的分异规律，合理利用自然条件的一个例证。第二节大连市国土资源特点及其开发利用156

大连市位于辽东半岛上，西临渤海，东濒黄海，南与山东半岛隔海相望。

行政区图156

一、国土资源综合开发的自然优势条件

1、重要的地理位置

大连在军事、交通和经济等方面都具有重要的战略地位。

我国对外开放政策，已经在经济方面取得了良好的效果。沈阳和大连为中心的辽中南地区，是我国经济最繁荣发达的地区之一。需要一个窗口，通过窗口吸收国外先进技术和先进的管理方法，这个窗口最早就是大连。——门户、窗口、桥梁。

大连港还有具有得天独厚的建港优势：

（1）属于岩岸海湾型港口，水深、港阔、不淤，具有5-8万吨级深水泊位的条件

（2）气候条件优越，属于暖温带半湿润季风气候，夏无酷暑，冬无严寒，是不冻港，雨季短，台风少，全年船上作业时间长。

（3）地形条件好，大连湾三面环山，东濒黄海，港口有三山岛做天然屏障，湾内水深浪小，避风条件好。

（4）大连沿海多港湾，具有扩建新港的后备条件，开发前景大。

2、海岸带资源丰富

（1）海水增养殖的优势，具有近海农牧化的优势条件。

（2）滩涂晒盐的优势。辽宁是全国四大海盐产区之一，辽宁六大盐田之四分布在大连。而且可以利用盐池，发展海水养殖。

3、发展果树种植的优势——“苹果之乡”

（1）适宜的地形和土壤条件。

（2）适宜的气候条件。

（3）发展果树生产的土地资源潜力大。

4、旅游资源优势

（1）气候宜人（2）滨海风光（3）建筑艺术

二、大连市劣势条件

1、淡水资源缺乏，对城市用水和农业用水有限制作用属于贫水地区，人均占有水资源是低水平的。开发工作中，一方面要继续挖掘潜力，另一方面，要提倡节约用水。

2、耕地资源不足，土地肥力下降。多低山、丘陵，少平原和低地，荒山多，耕地资源不足。曾片面强调发展粮食生产，水土流失。一度粮价偏低，种地收益低，出现了重商轻农的倾向——农民工。化肥量增多，有机肥少，土地肥力下降。

3、生态环境遭破坏

解放前，大连森林覆盖率在40%以上，80年代，恢复到27%，但成林少，疏林、幼林多（包括60%人工柞树矮林），自然生态的恶性循环没有控制，水土流失现象仍很严重，旱涝灾害增多。工业废水和城市污水大量排入海洋，致使沿海水域遭受污染。其中石油是主要污染物。大气的污染随季节性变化。冬季大气中的烟尘增多，城市上空经常出现逆温层、更加重了污

染程度，大气污染超标。尤其在工厂附近，特别是化学、油脂一类工厂附近，有毒性气体污染大气，危害着人民的身体健康。

三、大连国土资源开发与利用方向

1、利用港口优势，充分发挥门户作用

不仅仅是为了沿海城市本身的发展，还要进一步为促进内地经济的发展，提供窗口和门户的作用。加大技术和管理上对老港区的改造，扩建新码头，增加泊位。同时建设大窑湾新港。抓好以港口为中心的交通、能源、水源等基础设施建设。大力发展金融、贸易和其他服务业。

2、根据大连城市特点相应发展工业

优势：工业基础较雄厚，工业门类较齐全，技术力量较强，具有港口和海洋优势，农业资源丰富和交通方便的优势等。

劣势：工业内部结构与港口和贸易的城市特点不相适应。工业门类多，是重型的工业结构，对原料、能源、水源的消耗量大，原料的生产比重大，以及老企业多，工艺装备水平较低。（1）围绕港口建设和出口贸易调整工业结构。大力发展第三产业，大力发展商业和服务业，繁荣商业贸易等。

（2）对原材料、能源、水源消耗量大而原料生产加工程度低的企业，如盐化工、石油化工、绵纺织等，要提高质量，由产品的粗加工转变为产品的精细加工。对物、能、水耗大，要适当的调整与改造，向内陆用地或中小城镇转移。

（3）积极发展出口商品的生产。大连农业生物资源丰富，是我国著名的“渔果之乡”，为食品工业提供了原料，应充分利用这个优势，利用国内外两个市场，大力发展农副产品加工业，扩大出口商品生产。

（4）发挥沿海“窗口”作用，利用引进国外资金、先进技术和管理经验。

（5）围绕海洋发展海洋技术，建立海洋开发基地。除传统产业外，还要发展港口技术开发，发展旅游和服务业，发展海洋农牧业新技术开发。

3、根据特点相应发展农业

（1）大连是我国苹果重要生产基地，又是我国重要出口基地。

提高苹果生产的科技水平和管理水平。大连的自然限制因素有大连降水季节分配不均，春季降水量少，果园春旱严重，影响座果和生长，直接影响苹果的产量和质量。丘陵坡地水土流失严重，土层薄，肥力不足等都是不利因素。对于规划中重要的：兴修水利，提高果园灌溉能力，推广节水增产的新措施等。

扩大果树栽培面积：大连适宜栽植果树的土地类型多，后备力量大。今后应逐步开发岗台地、丘陵地，做到合理利用土地，充分挖掘土地资源潜力。

调整果树树种结构：在半岛南部的金县和大连郊区，有发展桃、梨、樱桃等地方名产果品的优越条件。应因地制宜、合理布局、积极发展。

（2）充分开发海岸带自然优势，大力发展水产品。

近海渔业资源枯竭，应采取措施，合理利用小种群鱼类资源，稳定现有捕捞产量；积极开展人工放流增殖，定向建立人工与自然增殖相结合的人工生态系统。

开发利用增养殖优势，把可利用的滩涂、浅海水面和海底岩礁进行全面立体利用：贻贝、海带；重点发展扇贝、对虾；利用岩礁，冬季暖水区，海参、鲍鱼、扇贝等海珍品。

扩大蔬菜种植面积。大连是东北气候最温暖的地区，应根据本区气候的优越条件，积极发展蔬菜业，同时开辟市场，南菜北销。

柞蚕也是大连特产之一。柞蚕丝绸是我国传统外销产品。庄河、新金、瓦房店都闻名全国。保护蚕场最为关键。

加强林业建设，促进生态良性循环。大连市一度泥石流频率增加。1981年，特大暴雨引发山洪，发生泥石流，全市两县88个乡5300多个村屯遭受水灾。从本区自然条件和土地资源

看，在低山、丘陵宜林地，发展林业是优势。

第三节自然环境与城市发展——以辽中和苏锡常两地区的对比为例150

一、自然综合体对城市的影响

1、气候。一般是通过农业进行。气候条件好，农业越发达，人口越集中，城市就易于形成和发展。对城市建设也会产生一定影响，如采光、防寒等。

2、地貌。对城市的影响，是最明显、最强烈、最复杂的。首先，通过农业影响，不同地貌条件形成不同的农业生产条件。其次，通过交通影响，平原地区，铁路、公路修建和运营费用都很低；河网发达、水源充足地区可以发展水运。但在其他条件相同的情况下，输入或输出同样多的物资，山区城市比平原城市付出更高的代价。第三，通过旅游影响。奇特的地貌造型、深幽清静的环境往往是形成风景名胜区的重要条件，影响旅游业的发展。第四，对城市建设的影响。

3、水资源。首先，影响农业。其次，农业用水与城市用水相互牵制、相互制约。

4、综合影响。只有当各种因素都有利于城市发展或个别因素不利，但限制性不强时，自然综合体才可能成为城市发展的促进作用。但最重要的，在一定的技术经济条件下，自然综合休的容量是有限的。

二、矿产资源条件的影响

矿产资源相对独立，作为工业的原料和燃料，对其大规模开发利用必须导致资金、技术、人口的高度集中，促进城市兴起。但其分布的地区差异性，种类、数量、质量和组合条件的不同，具体的开发条件差别，使开发顺序及与之相应的城市分布和城市性质、规模不同。三、辽中与苏锡常地区自然条件对比

辽中包括沈阳、鞍山、抚顺、本溪、辽阳等5个城市及附属县。

苏锡常指江苏省东南部的苏州、无锡、常州三市。

这两个地区都是我国城市发达地带，辽中是我国的重工业基地，苏锡常是上海经济区的重要组成部分。

两地区的自然基础截然不同，形成了不同的经济发展历史、不同的发展方式及形成不同类型的经济结构和不同的发展方向。

1、自然综合体对比

苏锡常地区地势平坦、热量丰富、水源充足，农业的发展条件得天独厚；辽中有相当面积的山地，热量、水源也不足，农业生产受到很大限制。

早在千年之前，苏锡常就成为我国著名的渔米之乡；辽中农业则涌满足地区骨城市经济迅速发展的需要，在很大程度上限制了城市经济发展。

2、交通运输

苏锡常平坦的地形、众多的河流湖泊、丰沛的水源，为发展水际交通提供良好条件，促进地区发展；辽中只能发展陆路交通，在山区，铁路、公路的修建和运营成本更高。

3、城市建设

苏锡常地处平原，不受地形限制，如常州和无锡沿宁沪铁路和大运河的轴向发展。

辽中，山区城市受地形影响相当大，如位于山谷之中的抚顺和山间盆地中的本溪，城市用地、功能区的布置、城市交通组织、城市污染物的排放问题，都很难解决。

4、用水条件

辽中有限的水资源难以同时满足城市和农业用水需要的矛盾更加突出，与巨大城市群相对应，则显示其自身不足。与苏锡常截然不同。

5、地理位置与区域地位

苏锡常位于上海、南京之间，特别是从上海得到了大量资金、技术、人员等支持。同时，作为上海、南京的粮仓和产品扩散基地，也大大促进了上海、南京的发展。

而辽中仅是辽宁省，而且是整个东北地区的经济中心，是最为发达的地区，有带动周围地区经济发展的任务。与苏锡常地位不同。

6、矿产资源

辽中丰富的矿产资源是苏锡常不能比的。80年代，已发现的金属与非金属在京开幕共计50余种，发展现代化工业的关键矿种几乎应有尽有。是我国重工业基地。

苏锡常绝大部分原材料和能源都需要从外调入，迫使工业向劳动密集型和技术密集型方向发展。

四、辽中和苏锡常产业结构对比

自然环境不同，形成了两种不同的经济结构。

1、资源条件不同，对国家投资的需求程度不同。辽中矿产资源的高度集中，必须大规模的投资建设才能开发利用，导致城市的迅速发展。苏锡常地区是因其自然综合体的优越，在周围地区带动下逐步发展起来的。

2、辽中地区的矿产资源，对地区内城市发展有很大的促进作用，但由于矿产资源不可再生，不可能长久支持工业发展。能源短缺，要求辽中城市转型，如抚顺。

3、辽中重工业具有投资大、建设周期长、收效较缓慢、建成投产后整体性强、稳定性大等特点，因此需要集中，城市其他地区的经济发展对其工业影响是间接的、辅助性的，缺乏产业关联。苏锡常中小型工业则投资少、见效快、生产较灵活、人员、设备和技术力量转移较方便，许多中小企业也可在城镇发展。因而易形成城乡经济相互配合、共同发展的局面。

4、对环境造成的后果。辽中五市的污染都很严重。苏锡常加工业发展，对能源和原材料消耗较少，且工业较分散，三废排放集中度较低。环境质量优于辽中地区。