自然地理学
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/ 自然地理学　
场。现在，大片地方由于过度放牧，出现草原退化现象，优良牧草减少，生产量下降。或因不合理地农耕，造成草原沙化和水土流失。因此，必须深入 研究草原生态系统的特点，因地制宜，合理利用，使草原的生产力得到恢复 和提高。　　应该指出的是，必须把分布于较湿润环境（河漫滩、低阶地、森林采伐 迹地、亚高山带等）的主要由中生杂类草或莎草科植物组成的草甸与草原区 别开来。草甸在各种气候带都有分布，并不形成完整的水平植被带。（七）荒漠 荒漠生态系统主要分布在亚热带和温带极端干燥少雨的地区，在北半球形成一条明显的荒漠地带（图 8-32）。我国的荒漠分布于西北和内蒙古地区。 南半球的智利、澳大利亚和南非也有分布。　　荒漠地区为极端大陆性气候，年降水量大都在 250 毫米以下，降水变率 很大，蒸发量大于降水量许多倍。温度变化剧烈，尤以日温差最大。并多有 风沙与尘暴出现。土壤中营养物质比较贫乏。严酷的自然条件限制了许多植物的生存，只有为数不多的超旱生半乔木、半灌木、小半灌木和灌木或肉质的仙人掌类植物稀疏地分布。所以群落 的植物种类贫乏、结构简单、覆盖度低，有些地面完全裸露。由于食物资源比较单调和贫乏，动物的种类不多，数量也少。常见的有昆虫、蜥蜴、啮齿类和某些鸟类。许多动物具有高度适应干旱环境的特征， 如夏眠、夜间活动、长期不饮水、不具汗腺和排放高浓度的尿液等。干旱的限制使荒漠生态系统的生产力都很低。对于温带荒漠来说，除干旱缺水外，低温也是一个重要的限制因素。因此，植物的生长仅限制在一个 短促的时期里，就在这相对有利的时期里生产力也常小于 0.5 克/米 2·天， 为地球上各类生态系统中生产力最低者之一。然而由于荒漠地区年日照比较 高，生长季热量充足，在有条件的地方，当加以施肥与灌溉，荒漠可以成为 局部高产的环境。荒漠环境严酷、生物种类多样性低、群落结构简单、自动调节能力差，所以荒漠是个脆弱的生态系统，在改造利用时应当慎重。（八）冻原 冻原又叫做苔原，为典型的寒带生态系统，分布于欧亚大陆和北美大陆的北部边缘地带，形成一条大致连续的冻原地带。这里冬季寒冷漫长，夏季 凉爽短促，降水量 200—300 毫米，风力强劲，土壤下面常有永冻层存在。 这种冷湿的环境常造成植物的生理性干旱。　　植被的种类组成很贫乏，总共只有约 100—200 种植物。主要是苔藓、 地衣和莎草科、禾本科、毛茛科、十字花科的多年生草本植物，以及杨柳科、 石楠科与桦木科的矮小灌木。它们多数紧贴地面生长，避免风寒。严寒和在 生长期较长的日照，使这里的植物多为常绿的多年生植物，并常具有大型和 鲜艳的花朵，所以冻原的外貌不像荒漠那样单调和缺乏生气。群落结构简　　单，通常仅 1－2 层。苔藓地衣层特别繁茂，许多灌木、草本植物的根、根茎和更新芽隐藏其中受到保护。 动物种类贫乏，主要有驯鹿、麝牛、北极狐、北极熊、狼和旅鼠等。夏季多有候鸟迁来繁息。　　冻原生态系统的生产力很低，平均不到 1 克/米 2·天。主要受低温限制， 生长缓慢所致。　　我国没有位于广大平坦地区的平地冻原，仅于长白山和阿尔泰山顶部有 面积很小的山地冻原分布。　　第六节 水生生态系统　　地球表面海洋面积占 2/3 以上，陆地上到处还有江、河、湖、沼等水体。 不论咸水或淡水，面积或大或小，其中都生活着大量的生物有机体，不停息 地进行着能量和物质的转换，形成各种不同的水生生态系统。　　与陆地生态系统相比，水生生态系统的环境因水具有流动性，广大水域 比较均一而较少变化，并且很少出现极端情况，使许多水生生物具有广泛的 地理分布，系统的类型也因此而比陆地少。根据水化学性质不同，可分为海 洋生态系统和淡水生态系统。　　但是，各种水体以及同一水体的不同部分，条件也不完全一致，形成不 同的生境，生活着各种不同的水生生物。一般将水体沿垂直方向分成深水 层、中水层和表水层三部分，生物也被相应地分为几个生态类群：底栖生物、 自游生物、浮游生物与漂浮生物（图 8-36）。　　水生生态系统的大多数第一性生产者是各种浮游藻类，它们的体积小而 表面积大，适于浮游。由于个体小，新陈代谢能力强，大部分能量用于维持 生命和进行繁殖，所以海洋等水生生态系统的总生产量虽然较高，但净第一 性产量较低，以及浮游植物寿命短，一部分个体死亡后很快被微生物分解， 另一部分被植食动物所滤食，因此积累的现存生物量很少，常出现颠倒的生 物量金字塔，即较高营养级（如鱼类）的生物量大于生产者的生物量，这是 陆地生态系统不曾出现的特征。一、淡水生态系统　　淡水生态系统通常都具有明显的边界，为科学研究提供了很大的方便。 根据水的运动分为流水与静水两个类型。（一）流水生态系统　　流水生态系统主要指陆地上的江河与溪流等。奔流于陆地上的长江大河 犹如一条条巨大的动脉，具有很强的输导能力，是一类十分重要的水生生态 系统。它不仅通过输入与输出把各个不同的陆地生态系统乃至与海洋生态系 统联系起来，使自然界形成为一个个自然整体（当然还有其他联系因素存 在），而且河流还给人类提供了丰富的水源和舟楫渔虾之利，并把自然生态 系统与人工生态系统（农田、城市等）联为一体。所以，自古以来河流受到 人类的关注，许多城镇、聚落都是傍水而建，成为社会经济文化发展的中心 地带。　　不同自然区域的河流或同一河流的不同段落，环境不同，生物种群和生 产力也都不一样。河流的上游多湍流于山区，比降大，流速急，曝气充分， 水中溶氧量高，河床多以石砾垫底，水流清澈。在这样的水域环境里，第一　　性生产者以固着性藻类为主，如刚毛藻、丝藻和大量硅藻。消费者以水生蚊虫、蜻蜓、蜉蝣和小型鱼类为主，有些动物具有吸盘附着于水流急速的岩石 表面上。生物生产力约 1—3 克/米 2·天。上游一般受污染少，有机物含量 不高，河水清洁，多系贫养型水体。　　下游河段水量大，比降小，水流平缓，水温较高而含氧量低，河床宽展 多为泥质或沙质底。第一性生产者除多为浮游性的绿藻、蓝藻和某些硅藻 外，在河汊与岸滩平广的浅水处常有高等植物成片分布，还通过级级支流与 渠道输入较多的有机碎屑，所有这些都使下游河段中有机质含量多，食物丰 富。消费者中有浮游动物甲壳类和底栖穴居的水蚯蚓、蚊类幼虫等，有的地 方还有螺、蚌等软体动物。自游生物以鲤、鲶、鲫等为常见。食物链（网） 比上游复杂。生物生产力约为 3—5 克/米 2·天。下游地区一般人口密集、 工农业比较发达，排入河流中的污水量大，水中含 N、P 等元素丰富，出现 富养化现象。被有毒物质严重污染的河流，不仅可以改变水生生物的种群结 构、有机体的生理、形态和繁殖，还通过破坏鱼、虾、蟹的产卵场和切断其 洄游路线，使水产资源减少，甚至影响人类健康。（二）静水生态系统　　静水生态系统是指陆地上的湖泊、沼泽、池塘和水库等的生态系统。所 谓静水只是相对而言。以湖泊为例，静水生态系统大都系在盆状洼地中积水 而成。由边缘向中心，水深逐渐增大，形成生态特点不同的两个部分或亚系 统（图 8-37）。　　滨岸带水层较浅，光照充足，营养物质丰富，生物种类多，尤以水生维 管束植物和藻类最为繁盛，它们是有机物质的主要生产者。充足的食物资源 养育着丰富的消费者动物种群。除浮游甲壳类外，还有螺、蚌以及大量脊椎 动物如蛇、蛙、鱼、水鸟等。该带又因水深、光照等不同，常形成几个呈同 心圆状排列的生物群落带或更小的生态系统（图 8-38）。由滨岸带向内，水面开阔，深度加大，有机物和泥沙含量少，水层清澈。这里已没有根生的高等植物。第一性生产者全为浮游藻类。消费者以桡足 类、枝角类、鱼类为主，水底淤泥中常有蚊类幼虫和水蚯蚓等。静水生态系统的生物生产力平均约为 3—10 克/米 2·天。这主要是指滨岸带或浅湖的情况。某些草本沼泽的生产力更高，可达 25 克/米 2·天，是 生产力最高的生态系统之一。　　近代，许多湖泊、水库受有机物污染严重，蓝藻、绿藻等植物大量发展， 出现“水华”现象。而大量死亡的藻类下沉分解，使溶氧量下降，水质变劣， 不利于鱼类生存，这是湖泊发生富营养化的典型特征。我国东部平原地区的 湖泊大都系富养型；西部高山地区的湖泊和水温较低的深水湖多为贫养型。 现代湖泊的富养化现象已成为一个重要的环境问题。　　二、海洋生态系统　　在浩瀚的海洋中生活着大量的生物，既有以各种藻类为主的植物，也有 从原生动物到脊椎动物的几乎所有的动物世界，约达 25 万种之多。它们构 成了错综复杂的食物网，形成为独特的海洋生态系统。　　广阔的海洋由于各部分的深度、光照、盐分和生物种群结构不同，可进 一步划分为海岸带、浅海带和远洋带等，它们之中又包括许多次级生态系统（图 8-39）。（一）海岸带 位于陆地和海洋交界处的海岸带，水深从几米到几十米，光照充足，含盐量、水温和地形变化较大。由河流带来的有机物质比较丰富。生物成分复 杂多样，第一性生产者以浮游植物和大型固着生长的绿藻、褐藻与红树类植 物为主；动物以近岸性浮游动物、鱼类和螺、蚌、牡蛎、蚶、贝、沙蚕等底 栖生物为多。生物生产力较高，平均为 3—10 克/米 2·天。分布于海岸带的 河口湾与红树林是两个独特的次级生态系统。1.河口湾生态系统 河口湾是河流入海的地方，为淡水与咸水交汇混合的过渡地带，环境变化复杂。河流带来大量营养元素使这里的浮游植物繁盛 发育，其中以硅藻最多，次有金藻、甲藻等。大量淤泥和有机碎屑沉淀在河 口区又为许多底栖生物如毛蚶、织纹螺、寄足蟹、沙蚕等提供良好的生息地。 此外还有很多桡足类和鱼类。众多的生物种类构成了复杂的食物链网结构。 生物生产力达 10—20 克/米 2·天。河口湾附近也是人类活动频繁的地方， 捕捞、水陆交通、建筑物、船泊等都是影响其生态平衡的因素。2.红树林生态系统 红树林分布于热带和亚热带沿海的河口附近或风平浪静的海湾中。它是由一些常绿灌木和小乔木组成的一种浓密的灌木丛林。 由于构成植物主要是红树科植物，故名红树林。落潮后红树林暴露于淤泥质 海滩上，涨潮时又被海水淹没，因而又有海底森林之称（图 8-40）。组成红树林的植物区系比较贫乏，全世界约有 30 余种，我国约有 18 种，主要是红树、红茄冬、木榄、白骨壤、海桑等。许多红树类植物具有果实未 离开母株，种子即萌发并长出棒状根幼苗的胎萌现象，以及具有支柱根、呼 吸根和肉质叶，这些都是它们适应环境动荡和含盐量高、基质中缺乏空气产 生的特征。来自陆地的有机物和红树林枯枝落叶的腐烂，为蟹、虾、藤壶、 牡蛎、弹涂鱼和其他鱼类、鸟类提供了丰富食物。红树林的生产力一般较高， 有的可达 20 克/米 2·天。　　红树林是很好的天然防波护岸林。红树植物的木材质地坚密，具有各种 用途。（二）浅海带浅海带生态系统为水深不超过 200 米的大陆架部分。水中的光照仍然比较充足，来自陆地的有机物质也较丰富，有利于生物的生存。主要生产者植 物为浮游硅藻、裸甲藻等。消费者除桡足类外，大都为滤食性鱼类，如鳕、 鲱等。生物生产力在 0.5—3 克/米 2·天之间。由于水中营养物质丰富，藻 类繁盛，鱼虾产量高，为世界上主要捕鱼区。（三）远洋带　　本带指浅海带往外的大洋区，水面开阔，水深超过 200 米，最深达 10000 米以上，是生物圈内厚度最大、层次最多的生态系统。这带包括上涌带、珊 瑚礁和水深最大的洋区等次级生态系统。　　1.上涌带 或称上升流，位于大陆架外缘，系由海流（如寒流）的表层 水流受贸易风影响，由大陆架附近向外海流动，引起中、下层海水上升而形 成的一类水生生态系统（图 8-39）。海水的上升把丰富的营养盐类带至光照 充足的表层，引起浮游植物大量繁殖，使第一性生产量有所提高。以大西洋 东部上升流为例，生物生产力一般为 0.1—1 克/米 2·天，高的可达 2.4 克/米 2·天，约为外海远洋的 5 倍，是远洋带生物生产力较高的海域。因此，这里有大量消费者动物，并且肉食性动物的现存量竟与植食动物的现存量大 致相等，甚至更大，出现生物量金字塔的颠倒图形。2.珊瑚礁 珊瑚礁生态系统在热带和亚热带海洋中分布最广。它主要是由腔肠动物中的一些珊瑚与其体内的藻类共生而成为生长速度很快的所谓 造礁珊瑚的群体死亡后层层叠置形成的。有裙礁、堡礁和环礁等类型。珊瑚 礁表面生着许多藻类，白天充分地吸收热带日光，以其他海区无与伦比的速 度生产有机物质，生物生产力可达 10—20 克/米 2·天或更高。与河口湾和 某些沼泽生态系统一样，属生产力最高的生态系统。在珊瑚礁区域内可以看到五光十色的鱼群，以及鲨鱼和海蛇等。　　3.远洋区 远洋区海水深度很大，从上往下又可划分出几个水层。水深 大约为 100 米的表层，光照充足，为浮游植物集中分布的水层，但因水中营 养物质贫乏，生物生产力大都小于 1 克/米 2·天。消费者动物有鸟贼、箭鱼、 金枪鱼、飞鱼、鲨鱼和哺乳动物鲸类。往下，光照逐渐减弱，到达海底几乎 是黑暗的，水温低且比较恒定。这样的环境使生产者植物几乎不能存在，消 费者以吃食有机碎屑的植食动物和以其他动物为食的肉食动物为主，即以异 养生物占优势。食物链较长，可达 5—6 级。生物生产力小于 0.5 克/米 2·天， 可谓海洋中的“荒漠”。　　第七节 农业生态系统和城市生态系统　　上面简单介绍了地球上主要的自然生态系统。但是，现今除了冻原、荒 漠、部分热带雨林和远洋等生态系统较少受到人类活动影响外，其它生态系 统都受到人类活动的影响。尤其陆地自然生态系统的许多部分已被开发利 用，其中的一部分又经过加工改造，变为农田、人工林、人工草场、鱼塘和 城市。即在一定的社会经济和科学技术条件下，经过人的干预把自然生态系 统分别改造成为农业生态系统和城市生态系统。这些人工生态系统与自然生 态系统在组成成分、结构和功能方面有其基本相似的一面，但也有它们的独 特性。它既服从自然规律的制约，也受社会性质和经济规律的羁绊。所以， 从整体来看，人工生态系统比自然生态系统更加庞大而复杂。一、农业生态系统　　当原始的人类作为自然界的一员出现时，是自然生态系统的组成部分。 由于当时对自然界的认识和生产力水平极低，人类深受环境条件的限制，对 各种自然生态系统的作用还仅限于采食野生植物的果实和捕杀野生动物，影 响极微。人类社会的发展，逐步扩大了对自然界的认识能力和利用程度。火 的利用和在居住地附近从贮存的野生植物果实、种子、块茎的萌发受到启 示，到有意识地撒播一些植物种子的原始农业开始，人类对自然界已产生了 显著影响。但是，当古代人口还很稀少，生产力水平尚极低下的时期，他们 仍然生活在本质上没有受到很大改变的自然生态系统之中。现代，经过人类 数千年的辛勤劳动，已经改变了大部分自然生态系统，并在认识和掌握某些 自然特点与规律的基础上，根据社会需要把森林、草原和荒漠中的绿洲等原 生自然生态系统改造成为在人工管理控制下包括有各种农田、经济作物种植 园、人工林地、人工草场以及鱼塘等不同类型的农业生态系统。农业生态系统是指在一定区域的气候、水文、地貌和土壤等环境条件下，以作物、家畜为基础，包括区域的林木、草地、益害虫、杂草和微生物 共同构成独特的能量转移和物质循环的系统。换句话说，农业生态系统就是 在人类生产活动的干预下，农业生物群体与其周围自然和社会经济因素彼此 联系、相互作用而共同建立起的固定、转化太阳能，获取一系列农副产品的 人工生态系统。在这个系统中，人既是其组成成分，也是系统的调节者与控 制者。因此，与自然生态系统相比，它有以下特点：　　（1）在人工控制下，以农业生物的群体，包括农作物、蔬菜、家畜和 家禽取代了原有的野生生物及其群体，使生态系统的生物成分发生了明显变 化。这些农业生物大都具有生活周期短（作物）、产量高、蛋白质与淀粉和 脂肪等营养成分含量丰富、变异性大、利于杂交培育新品种等优点。但是农 业生物对环境的适应性和抗逆性有所降低，例如，农作物往往竞争不过杂草　　而必须辅以人工管育。可塑性变大也经常发生品种退化和串种现象，不利于优良品系的保存，也需要人工经常培育新品种，予以替换。　　（2）在农业生态系统中，动植物成分明显减少，即生物种类的多样性 大大降低；同时农作物种群的年龄基本相同、生活周期短促，害虫与天敌又 常被同时消灭，所有这些使食物链变短，层次结构简化，缺乏自我调节能力。 因此，生物群体抵御外界压力的能力变小，系统的稳定性减弱，容易出现生 态平衡失调现象。例如由于施用农药，不但杀灭了害虫，也可能同时杀害了 害虫的天敌，削弱系统的内在反馈机制。一旦个别害虫被遗留或从系统外侵 入，往往会爆发式地增长，严重毁坏农作物。所以农业生态系统是一种脆弱 的系统，需要高度地管理和保护。不过，农业生态系统旧的平衡被打破后， 只要通过人工正确地调控，一般容易恢复或建立起新的平衡。例如，在农业 生产中常常由于单一经营，作物种类少，结构简单，作物生存时间短，削弱 了系统负熵流的引入，使系统退化，生产力下降。因此，应该避免单一的农 业经济，发展多种经营，使农业生态系统的结构复杂，能量与物质的流通转 化过程更为合理有序，这样不仅可以提供种类多、数量大的农副产品，而且 增强了农业生态系统的抗灾能力和稳定性。（3）为了满足社会需要，人类经常要从农业生态系统中获取粮食、肉类、纤维素等农畜产品并运销外地，使一部分能量和物质传输于系统之外。 为使系统保持平衡和具有一定的生产力水平，必须同时通过多种途径投入化 肥、有机肥料、水，以及用于开动各种机械的化石燃料等物质和能量，以补 偿产品输出后所出现的亏损。所以农业生态系统是一个能量和物质的输入与 输出量大而且比较迅速的开放系统。此外，随着生产资料的投入与产品的输 出，使农业生态系统中的能量流动和物质循环不单发生于“生物—环境”系 统中（像大多数自然生态系统那样），而是进行于“生物—环境—社会”系 统之中，途径多，变化大。从这个意义上说，农业生态系统是一种更加复杂、 更为庞大的系统。（4）农业生态系统的生产力，既是衡量系统的结构和功能是否合理与完善、农业生物群体与环境是否协调的指标，也是反映人类管理农业生态系 统水平高低、衡量自然资源与社会资源被利用和转化为产品的效果的指标。 可以说它是反映农业生态系统的一个综合指标。因此，这里所说的系统的生 产力不同于农业生产上的只是作物的产量。它应包括第一性生产者的初级生 产力和消费者家畜家禽的次级生产力，即整个系统的生产力。　　农业生态系统生产力的高低，在很大程度上取决于系统的能量和物质转 化特点与转化效率（输出与输入之比）。丰产田的生产力和转化效率所以比 较高，不仅由于农业生态系统相当于自然生态系统演替的早期阶段，群落用 于呼吸消耗的能量少，净初级生产量很高的缘故；也由于农业生物群体的成 分和结构适应于环境并充分利用其资源和人类控制微生物、昆虫和动物等， 使消耗在这些异养生物方面的能量大大减少的结果；还由于向系统投入了大　　量补充能量和物质，即像奥杜姆所说的是由于人类以某种形式在物质和能量方面给予“奖金”或“补贴”的结果。　　（5）农业生态系统还有着明显的地域性特点。不同地理地带都有各具 特点的农业生态系统类型。它们从农业生物的种类组成、系统的结构与功能 特点到社会经济技术条件都会有差异。因此在建立合理的农业生态系统时， 不能千篇一律，而应遵循因地制宜、扬长避短的原则。　　（6）由上述几个特征可以看出，人是农业生态系统的重要组成成分和 调控者。系统的生物成分和非生物成分，它们在时间和空间上的分布，它们 之间物质循环与能量转换，以及系统的稳定性与生产力高低等都受人类强烈 影响，只是在不同时期和地区调控的途径与效果各有不同。过去，人们往往 只注意局部利益和纯经济效益，缺乏生态平衡和整体观念，常常是先破坏了 自然生态系统，而后又未建立起良好的农业生态系统，致使生产力水平很 低，甚至陷入恶性循环深渊。人类应当从生态系统的观点出发，根据各地的 自然与社会经济条件，因地制宜地调整农业生产的结构和布局，控制和提高 能量流动和物质循环的途径与效率，建立起高产、稳产、高效率的农业生产 体系。广东省珠江三角洲地带在九世纪前，本是无法农耕的低洼沼泽地带， 潦水为患极为严重。这里的人民在长期生产实践中，因势利导，把一些低洼 地深挖成水塘，将挖出的泥填高地面成“基”，逐渐地把低洼水网区改造成 “基塘”地区。基上种桑，桑是生产者，它吸收光、热、水、肥生产桑叶； 桑叶喂蚕，蚕是第一性消费者；蚕沙（粪）、蚕蛹养鱼，鱼是第二性消费者； 微生物是还原者，分解鱼粪和其他有机物归还给塘泥；塘泥肥桑，又进入新 的循环（图 8-41）。形成一种循环性生产关系，物质呈“半封闭式”循环， 这就是“桑基鱼塘”或“蔗基鱼塘”。它把种桑、养蚕、养鱼有机地结合起 来，充分利用资源，提高了生产力，创造出一个结构布局比较合理，功能比 较完善、水陆相互作用的人工生态系统。二、城市生态系统　　城市生态系统是在人类不断改造生存环境和促进能量与物质流通的过 程中逐步形成的。人类从依赖自然生态系统到利用农业生态系统，最后建成 了以人为主体，充分利用空间和集约人口、经济、科学技术与文化的地域大 系统——城市。因此，城市作为生物圈中独特的人工生态系统，便具有不同 于自然生态系统和农业生态系统的许多特点。　　首先，从构成城市生态系统的环境看，这里是人类对陆地自然生态系统 影响最强烈、改造最彻底的地方。它除了大的气候特点和地貌形态可能受影 响较小外，几乎没有遗留下自然生态系统的任何重要特征。地面上集中了各 式各样的建筑物，鳞次栉比。高楼之间的街道犹如一条深邃的峡谷，有的很　　少见到直射阳光。坚硬的水泥或柏油道路纵横交织，密如蛛网。各种机动车辆往来不绝。绿色植物很少。原生的自然景象完全被人工的建筑景观所代 替。这样的下垫面性质加上空气的污染和人为热的释放，就使城市具有不同 于郊外自然状态下的气候。例如空气中有较多的悬浮物质，尘埃比郊外一般多 10 倍，云量比郊外多 5—10％，使太阳总辐射比郊外少 15—20％；风速 和相对湿度都低于郊外；而人为热的大量释放，引起城市的局地升温，使年 平均气温一般比郊外原野高 0.5—1℃，冬季平均最低温度比郊外高 1—2℃， 出现热岛效应。由于上述自然因素和人为因素的影响，使城市环境与郊外其 他生态系统的环境具有显著差异。　　其次，城市生态系统缺乏生物成分，特别是植被覆盖率一般很低，即使 生存着少量绿色植物，也未给居民和某些动物提供有意义的生产量。动物种 类也比较少，多为鼠类和蚊蝇。相反，消费者人口却非常集中。这种特征使 城市生态系统中的食物链（网）变得比较简短，系统的稳定性差，并且还使 其生物量常常具有倒金字塔结构，如下表所示。生产者的缺乏和第一性生产 量甚微，还使它永远脱离不开自然生态系统和农业生态系统而独立存在。城市 人类现存量（ a ）（ t ／ km2 ）
植物现存量（ b ） b ／ a（ t ／ km2 ）
东京（ 23 个区） 610
60 1 ／ 10
北京（城区） 976伦敦 410
130 1 ／ 8280 7 ／ 10
第三，城市是一个高度耗能和需要大量物质输入并有产品输出的开放系统。由于缺乏绿色的第一性生产者植物，对太阳能的利用很不充分，土地又 基本用于承载建筑物、道路或人类经济技术与文化活动的范围，很少能够给 生产者提供有效的营养物质，以制造含能的有机物质，所以城市生态系统在 能源与物质供应方面难以达到基本上自给自足的程度。为了满足城市居民在 生活与生产活动中对能量和物质的需要，使系统继续正常运转并保持其供需 平衡，必须从周围其他生态系统输入食物资源、动力资源和生产原料。然后 通过人和各种经济技术系统，制造出大量产品，除满足城市需要外，其余部 分输出到系统之外。由此可见，城市生态系统是一个能量和物质的流通量很 大和贮存与转换时间短的非闭合系统（图 8-42）。　　但是，城市生态系统中输入与输出的能量和物质不完全是通过以营养关 系构成的食物链，除此之外，大量的能量和物质则是通过非生物的经济技术 系统或环节进行转移的。后者是人类根据社会需要与可能建立起来的，不像 食物链是生物在长期演化过程中，彼此之间通过适应和自然选择确立下来 的。故常因各种原因发生变动，稳定性程度低。如果这种系统或任何一个环 节发生故障，将会立即影响城市正常功能的进行和居民的生活。从这个意义 上讲，城市生态系统又是一个比农业生态系统更为脆弱的系统。因此，需要　　人们加以高度的科学管理，以维持其动态平衡。　　第四，城市生态系统虽然是深受人类调控的典型人工生态系统，但是不 可避免地受到所在地区自然条件的影响。例如气候和大地貌单元等特点常常 规定着城市的整体规划布局与设计要求；山水风光资源常常决定着某城市是 否以旅游为重点；以常绿或落叶树种为主的植物资源的特点又往往关系到城 市绿化设计的要求，等等。因此，城市生态系统与上述其他生态系统基本一 样具有一定的地域性烙印。这就要求人们在规划建设城市时，避免模式化， 应当具有民族风格和地方特点。　　从上述这些特点可以说明，城市生态系统是一个有机整体，它是由“环 境系统”、“生物系统”和“技术经济系统”共同构成的一个自然-技术经 济生态系统，是一个十分复杂的多要素、多变量和多层次的动态系统，而人 是这个系统的核心或主宰。城市生态系统是人口最为集中，人类活动十分频繁的地方。为了发展生产，为了给人类创造更加美好的生活环境，在改造老城市、建设新城市时， 除了考虑其他许多重要的原则外，还必须具备有生态的观点，应用生态系统 的基本原理开展工作。例如城市地址的选择、城市总体规划中功能区的划分 和各功能区的内部规划都必须考虑当地自然生态系统的特点并加以合理利 用和改造。那些不影响城市建设的河、湖、山丘、片状林地等应尽量保留， 或加以改造修饰，使适合城市的需要，并发挥良好的生态效益。加强三废治 理，使污染物的排放控制在排放标准和生态系统的自净能力范围内。大力进 行城市绿化，建设起完整的绿化系统和达到一定的绿地定额，起到美化城 市，改善小气候，净化大气，减弱噪声和有益于人体健康等作用。以改善城 市小气候而言，在城市植有树木的地方，通过遮荫和蒸腾水分降低夏日市内 的气温（图 8-43）；林木的覆盖、树干枝叶吸收与反射太阳辐射，又可提高 冬天的气温，使城市年、日温差缩小。又如城市绿地与建筑区具有不同的热 力状况，温差可以形成一种类似海陆风的空气对流，建筑区混浊的空气被带 至高空而降低了污染程度和气温；同时新鲜空气源源不断地从绿地流向建筑 区（图 8-44），从而起到了改善城市局部小气候的作用。　　综上所述，地球上通过太阳能的固定与传递和水、气体与矿质元素的生 物地球化学循环，把各种陆地生态系统、水生生态系统与人工生态系统联结 起来，形成地球上最大的生态系统——生物圈。生物圈是一个多成分、多层 次，热力学上开放的，具有自我调节能力的巨大而复杂的系统。它蓄积和再 分配了巨大的能量资源，并决定着土圈、水圈和大气圈的某些特性，同时它 也受这些地理圈层的制约和影响。人类作为生物圈的重要成员，受到一般自 然规律的制约，同时对生物圈的影响也在日益扩大与加深。人类的有些活动　　是合理的、富有成效的，并已从中获得巨大利益。但还有大量的人类活动，从整个生物圈的水平和生态效应来看是盲目的、不合理的，因而导致自然生 态失去平衡，人类本身由于自然规律的反馈作用而遭到“报复”。现代，人 们已从蒙受的损失中逐渐地醒悟了过来，并开始认真地研究“人与生物圈” 的关系了。主要参考书1.北京大学等：植物地理学，人民教育出版社，1980。2.林昌善等：生物与环境，人民教育出版社，1980。3.东北林学院主编：森林生态学，中国林业出版社，1981。4.华东师范大学等：动物生态学，人民教育出版社，1981。5.中国植被编辑委员会：中国植被，科学出版社，1980。　　6.David B. Sutton ， N. PaulHarmon ： Ecology — — Selectedconcepts.1973。7. R. L. Smith：Elements of ecology and field biology.1977。8.E.P.Odum：生态学基础，人民教育出版社，1981。第九章 地域分异、自然区划和土地类型
第一节 地域分异规律 一、景观及其地域分异的基本因素　　自然地理环境是由地貌、气候、水文、土壤和生物等成分（Component） 组合而成的一个整体。这些成分是由各自的许多要素（element）所组成， 各要素又是由许多组分（inpredient）组合而成的。因此，自然地理环境可 以分成多级的子系统，或者说它是由各个子系统组合而成的自然地理系统。 自然地理环境或自然地理系统这个客体，在地理学的文献中有的称为自 然综合体或景观（广义的理解，它不是指狭义的某个自然综合体的地域等级 单位）。这些名称都为彼此通用的同义语。但自然地理系统和生态系统两个 概念是有差别的。通常，生态系统是指生物群体及其生境相结合而成的整 体。所谓生境是指直接影响生物群体的那些环境因素的综合，即生态因子的 总和。而起间接作用和影响的一些因素，如生物群落所处的地貌条件、根层 以下的基质、地下水以及群落外界的其他间接因素等，总称为处境，即生态 系统的立地背景。生态系统的整体仅以生物有机体为中心，即包括生产者、 消费者和分解者所组成的生物界，是联系那直接有关的生态因子来进行研究 的，整体中不包括处境在内。另一方面，生态系统与生物地理群落的概念基本相同。　　自然地理系统或景观的研究是以自然地域为中心，通过有机界与无机界 相互作用的过程，把那些处境、生境和生物群落综合联系起来进行整体性 的、地域性的考察。所以，生态系统与自然地理系统两者之间既有一定的重 叠部分，也有一定的不重叠部分。两者的研究可以相互补充，相互促进。无论生态系统或自然地理系统都是一个复杂的、随时间发生变化的动态系统。系统与外界存在着物质与能量的相互交换。一方面，经常有各种物质 和能量通过各种外部作用进入系统内部，这叫输入。物质和能量的输入可以 改变系统内部的有序性。通常，一个系统内部有不同的特点：可以是有序的， 也可以是无序的。描述一个系统的无序性的概念叫混乱度，也称为熵。熵越 大，这个系统就越混乱，即愈无秩序；反之，则称为负熵，即指其有序性。 负熵增大，即信息伴随物质能量进入系统内后便可增加其有序性。可见，系 统的秩序是依靠外界物质能量的输入来维持的。一个开放系统若没有外界物 质能量的输入，根据热力学第二定律，这个系统便向无序性发展，混乱度增 大；若有外界物质和能量的输入，便可增加其有序性。　　另一方面，系统本身也对外界以一定的作用。通过系统处理后的一些物 质能量流出到系统之外，叫做输出。在一定的时间尺度内，若系统的输入等 于输出，就出现平衡。这对生态系统来就是生态平衡，对环境系统来说就是　　环境平衡。如生态平衡即是维持该系统的有序性。保持开放系统有序性的能力，称为稳定性或协调性。也就是说，要维持系统的稳定，就需要输入负熵 以保持其有序性。这样的开放系统叫做耗散结构。　　一个系统越复杂，它的内稳性越大，越能保持其平衡。反之，系统越简 单，内稳性就越小，越不易保持平衡。这是因为系统除具有各成分的特征外， 更重要的是它们之间还有相互作用。这种相互作用越复杂，彼此调节的能力 就越强；反之，则较弱。这个调节的相互作用，称为反馈联系。即当系统中 某个成分发生变化时，其他成分可通过彼此的相互联系和相互影响，去改变 已经发生变化的那个成分。反馈可产生一个作用循环，表现出可逆的反向影 响。这种影响可以是直接的，也可以通过中间环节来实现，后者称间接迴线 影响。最常见的反馈是负反馈。它对外界因素所引起的变化，通过内部的迴 线影响对其起阻碍作用。负反馈使系统具有自动调节的能力，以保持本身的 稳定。若系统中的负反馈较多，其内稳性就较大。相反，当系统出现正反馈 时，就将形成“雪崩”反应。例如两个性质相似的景观，其中一个的植被被 破坏而另一个则未受影响，它们对暴雨的反应就不相同，一个起加速侵蚀的 作用，另一个起阻碍侵蚀的作用。因此同样的输入便有不同的输出。景观作为一种系统除具有整体性外，另一重要的特点是具有地域性，即地域分异的规律性。它是指地理环境各组成成分及整个景观在地表按一定的 层次发生分化并按确定的方向发生有规律分布的现象。例如，从赤道至两 极，从湿润的沿海至干燥的内陆，从山麓至高山顶部，甚至在局部地段（如 山坡和谷底）中，都可以观察到不同属性的地理环境发生有规律的变化。这 些现象的成因、特性、表现形式和彼之间的关系等，是地理学研究的重要内 容之一。它既有重要的理论意义也有重要的实践意义。本章仅讨论景观或自 然地理环境的地域分异规律性。它是其他地理环境地域分异的基础。地域分异具有不同的规模或尺度。通常可分为大、中、小三种：1.大尺度分异，包括：1）全球性尺度；2）全大陆、全海洋尺度；3）区域性尺度。2.中尺度分异，如山地中垂直带的分异等。3.小尺度分异，如局部地段中处境引起的分异等。 这些不同尺度的分异各有自己的成因和具体的规律性。但彼此不是孤立的，而是存在一定的联系。一般来说，高级分异规律是下级分异的背景。而 低级分异的有规律联系又是构成高级分异的基础。例如，山地垂直带是在地 带性与非地带性地域分异规律的背景上独自形成的，它们在地带性与非地带 性规律的控制下具有自己的组成、结构等特征。然而，通过对各个山地垂直 带的对比分析又可反映出地带性与非地带性的地域差异。因此，地球表层在 各种不同尺度的地域分异规律作用下，分异出大小不等的许多地域单位。这些地域单位构成一个多级次、多类别的复杂的镶嵌体系，在空间上也具有一定的分布规律性。 形成地域分异的基本因素有两种：一是太阳辐射能；一是地球内能。它们在空间上或时间上的影响都是不平衡的。两者在地球表层自然界中的特殊 表现，便决定了地域分异的两个最基本、最普遍的规律性，即地带性与非地 带性。　　纬度地带性（简称为地带性）的具体成因是太阳光线在地球表面具有不 同的入射角而引起太阳辐射沿纬度方向呈不均匀的分布。地带性的表现是地 球表层许多自然地理现象和过程由赤道向两极呈有规律的变化。在古代，人 们便形成了气候带的概念。19 世纪德国地理学家 A.洪堡把气候与植物联系 起来发展成为植物气候带。到 19 世纪末 20 世纪初，俄国 B.B.道库恰耶夫联 系各种自然现象的基础上提出了自然地带学说。地带性是地域分异中基本的 但不是唯一的分异规律。它常受其他因素的干扰而复杂化。　　由地球内能的作用而产生地表形态和大地构造的区域性差异，也直接或 间接地导致水热条件和其他成分在区域上发生一定的分异，也有一定的规律 性。如海与陆的分异及由沿海至内陆的干湿变化和大地构造-地貌的分异而 引起的自然区域的差异。这种分异的成因和表现均与纬度地带性不同，故称 为非纬度地带性，简称非地带性。通常认为，无论是地带性的或非地带性的地域分异都是地表最主要的分异规律。两者的力能都是来源于自然地理系统的外部，彼此互不从属。它们 皆作为外部条件或因素对各自然地理成分和景观起作用，使景观和各自然地 理成分同时具有地带性和非地带性的特征。当然，这两种分异因素和规律对 不同成分的作用和影响可以有很大的差异，甚至对同一成分的不同要素或不 同等级单位也有不同的作用和影响。因此不能简单地认为，气候就是地带性 的而地貌就是非地带性的表现。其实，气候既有地带性的也有非地带的表 现；同样，地貌和其他成分亦具有这两种表现。各自然地理成分中哪一方面 反映地带性特征，哪一方面反映非地带性特征，反映的程度如何，皆取决于 各成分内在的特性和外部因素的具体影响情况。为此，必须区别分异因素（作 用的原因）、成分或要素（作用的对象）、分异规律性（作用的表现方式和 后果）之间的不同含义。所以，对各成分地域分异规律的全面研究，不是以 地带性或非地带性某一方面所能代替的，只有同时对这两个方面进行探讨， 才能真正阐明它们的地域分布特点；只有在具体的时间、地点和形成条件 下，才能区分两种分异间的相对重要性。　　此外必须注意，地带性是纬度地带性的简称，它有确定的含义和具体的 内容。有些人只从字义上理解，把地带性包括纬度的、经度的和垂直的三种 分布，这是不妥当的。二、全球性的地域分异地带性和非地带性两种基本的地域分异因素，对全球性地域分异的作用中，可分为下列三种表现形式：（一）热力分带性 地表的热能主要来自太阳能。地球获得太阳能的数量决定于日地距离以及太阳光对各地的入射角的大小和光线经过大气圈时所发生的变化。太阳辐 射随纬度不同而发生的热力分带性具有全球性规模。无论在大陆或海洋都有 明显的表现。全球可分为若干带（表 9-1）。　　这种热力带主要表现为横贯海陆的带状分布，在大气圈中表现最为典 型，它决定了气温、气压、湿度、降水、风向等要素在地表有一定程度的带 状分布。（二）海陆水平分布及其对比 地球表层分为四个大洋和七个大陆，这也是全球性的地域分异。它不仅表现为海洋和大陆性质的强烈对比，构成两种明显不同的自然环境，而且通 过海陆的相互作用还形成次一级的地域分异。海陆分异的特点是：除孤立的南极大陆外，其余六个大陆组成三个大陆瓣，大洋与大陆相间分布并呈对蹠的特点。大西洋、印度洋、太平洋分布于 三对大陆之间，北冰洋则与南极大陆对蹠。海洋分布的特点是：1）海洋面 积比陆地面积大得多，2）各纬度的海陆对比面积不一致，3）陆半球仍以海 洋面积的比例为大，等等。大陆分布的特点是：大陆的外形多呈三角形，且 其尖端指向南方，等等。这些特点在第一章已有介绍。其成因可从地壳均衡 说，大陆漂移说，海底扩张说和板块构造说等得到许多解释。表 9－1 地球表层的热力分带热力基础一辐射平衡(R)分带 (千卡／平方厘米·年)①＜ 35 寒带35 — 45 温带45 — 75 亚热带＞ 75 热带（三）全球性的垂直分异——海陆起伏　　从全球海陆起伏曲线（见图 1-17）中可以看出不同高度与深度的地域分 异。上述三种地域分异形式中，前一种属地带性的，后两种属非地带性的。三、全大陆和全海洋的地域分异大陆或海洋内部各有自己的地带性与非地带性分异规律。（一）全大陆的地域分异　　1.纬度地带性规律 这是在热力分带性基础上形成的大陆地带性分异。 从赤道至极地可分为赤道带、热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带、亚 寒带、寒带等热量带。每一个热量带不仅有其热力特点，而且气温、气压等 也有其共同特点，其他气候要素（风向、降水等）、土壤、生物群落，甚至 外动力过程所形成的地貌都在一定程度内具有相应于该热力特点的性质。例 如，赤道带的高温，促进对流作用强烈，因而降水丰富，决定了这里的气候 湿热，低压静风，径流充沛，土壤淋溶作用强烈，风化壳和土层深厚，平原 上广泛分布沼泽，发育雨林植被等等。所有这些特点彼此互相联系，使各大 陆赤道带具有若干共同的景观特征。　　地带性规律在植被上有着特别鲜明的表现。每一地带都具有自己典型的 植被型，其种属组成、群落构造、生物量和生产率等都受到地带性规律的制 约。动物的地带性表现也比较清楚。极地的白熊（北极熊）、亚寒带的驯鹿 与热带的大象、河马、犀牛等都具有极其明显的对比性。土壤的地带性表现 在土壤的水分和盐分状况，成土过程，和土壤类型的组合等方面。风化过程 和风化壳类型也具有明显的地带性差别。陆地表面的各种水文过程，如径流 的形成，径流总量，径流系数，径流年变化状况，河水和潜水等的化学成分 也都具有明显的纬度地带性差别。湖泊和沼泽的地带性，常常表现于湖沼的 热力状况和水生生物群的差别，以及沼泽化程度和泥炭堆积程度、沼泽类 型、湖泊沉积类型和湖水化学成分等方面的差异。地貌往往被称为“非地带性”组成成分。这种看法是不全面的。地貌是内外营力共同作用的产物。地貌的非地带性特征决定于内力（构造运动和岩 浆入侵、火山喷发等）的作用，而其地带性特征则更多地决定于外力因素， 特别是气候因素。所有地貌外营力过程都与地带性规律有着直接和间接的联 系，因此大部分气候地貌（冰川和冻土地貌、流水侵蚀地貌、风成地貌等）， 甚至某些岩性地貌（象喀斯特地貌和黄土地貌等）都具有明显的地带性差别。　　景观各个组成成分具有明显的地带性，决定了作为这些组成成分综合的 “景观”也具有地带性。不同自然带各组成成分间的相互关联性各不相同， 控制这些相互关联性的水热平衡特点、表层地球化学过程和生态系统等机制 也各不相同，这就是景观地带性的综合表现。我们可以根据一定地域的景观 特征，即构成景观的各成分的复杂相互联系，从一个成分或要素的特征依次 推导出其他成分或要素的特征。景观的这一性质，称为成分或要素的相互关 联性。通常所称的地理相关法就是分析景观的这一特性。　　总之，地带性表现为各组成成分和景观的性质沿纬度作有规律的更替， 并且形成一系列东西延伸的区域单位。但是这些单位的实际分布只是与纬线 大致平行。通常可采用一定的指标或指标组合在热量带范围内进一步划分出　　地带性区域单位，最常用的指标是气候、土壤和植被等方面的指标。这一级单位称为自然地带。自然地带还可进一步划分为自然亚地带、次亚地带等。 因此大陆的地带性区划单位可有四个等级：热量带、自然地带、自然亚地带、 次亚地带。　　热力带可以贯穿海陆，故属于全球性的地域分异，但大陆和海洋的热量 带仍有差别，两者的表现完全不同。通常认为，大陆自然地带具有断续横跨 整个大陆分布的特点，大致与纬线平行，沿纬度发生更替，但实际上自然地 带只有冻原地带、泰加林地带、赤道雨林地带比较明显横跨大陆分布，其他 自然地带具有更大的断续性。各自然地带可以在不同的大陆重复出现，但都 被大洋所切断。　　2.干湿度地带性和水平地带性。自然地带的实际表现是相当复杂的。首 先，海洋的分布和影响破坏了纬度地带性的简单的南北分异规律，出现了沿 海和内陆的地带纬线方向发生偏离，即东西向的干湿度地带性分异。其次， 大范围的地势分异（大平原、大山系、大高原的分异）也影响地带性表现。 实际上，地带性分异只在广大平原区才大致与纬线平行，而山地和高原区的 地带性表现则相当复杂。海陆分布及其对比关系形成了大陆性气候和海洋性气候的差别，大陆内部和东西两岸各植被型的差别，以及景观的干湿度差别。这种差别常常呈经 度分异的方向变化，故习惯称之为经度地带性，或称为干湿度地带性。大陆地带性的分异图式实际上是纬度地带性和干湿度地带性共同作用的产物。实际的地带性表现除了在大多数大平原地区基本上与纬线方向平行 外，其他地方可能与纬线呈斜交。地带的长度和宽度也各处不等，在地貌变 化急剧的地方，或者是“大陆性地带”转变为“海洋性地带”的地方，地带 可以发生尖灭或间断。例如：欧亚大陆中部的大陆性草原地带和荒漠地带， 便在向大陆东西两岸转变为海洋性森林地带时发生了尖灭，而森林地带在中 纬度只分布于大陆东西两岸，在大陆内部也发生了间断。同时，某些“经度地带性”表现为主的地区，例如北美中纬的西部，也包含着纬度地带性的表现，即不同热量带中的草原、半荒漠、荒漠等地带的 南北向组合不同。因此实际表现的地带性分异，并非纯粹的纬度地带性，而是叠加了干湿度地带性的影响，通常把其称为水平地带性。水平地带性按其分布图式，基 本上可分三类：　　（1）某些大平原或低山丘陵分布区，特别是大陆内部的大平原，呈现 纬度地带性分异。例如欧亚大陆内部的南北分异。　　（2）干湿度分异占优势的地方，呈现“经度地带性”分异，例如北美 西部。　　（3）当海陆分布线与纬线斜交、热力和干湿度分异同时起作用时，水 平地带的分布也常与纬线斜交，例如，我国的华北和东北区域的水平地带性　　表现。　　3.大规模构造体系即所谓纬向和经向构造体系是另一类全大陆范围的 地域分异。纬向构造体系在地质学上又称为东西向构造带，它有特定的纬度 分异特点，即构造带之间的间距大致是 8°纬度，在中纬度表现尤为明显。 如我国的阴山-天山构造带，秦岭-昆仑山构造带，喜马拉雅山构造带，以及 表现不太明显的南岭构造带。纬向构造带与纬度地带性结合往往形成地理上 的重要分界线，如天山构造带便为西部中温带和暖温带的重要分界线；秦岭 山脉为我国南北方，即暖温带和亚热带的重要地理分界线。经向构造体系表现为南北向构造带和山系。如纵贯南北美洲的科迪勒拉-安第斯山脉，欧亚分界的乌拉尔山脉，我国的横断山脉等，都是明显的经 向构造带。这些经向构造山系常常成为大气环流的障碍，因而形成气候干湿 变化的重要界线。山体愈高大、连续，这种影响愈明显。如南北美洲的西海 岸山脉。　　更大规模的全大陆非地带性分异还表现在每个大陆的东部或西部边缘 多为山脉，而大陆内部则为面积宽广的低地或平地。它们可能被一系列纬向 构造带所分割。（二）全海洋的地域分异　　全海洋的地域分异也有地带性与非地带性两方面的特点。大洋表层的纬 向自然带，主要是气候的带性引起的大洋的温度、洋流、盐度和含氧量的不 同，以致海洋生物也有相应的区别，从而引起大洋表层（0—200 米）的性质 按纬度方向发生有规律的变化。现以太平洋南北纬 40°之间的海洋自然带为 例来说这种分异（图 9-1）。　　赤道地区是赤道逆流分布的地带（北纬 8°到南纬 4°）。这里存在着 深层海水上升现象，因而水温较低，在 300 米深处的温度比相邻的信风地带低 3—4℃。在赤道附近的表层水受阳光直射而强烈增温，但水中含氧量少，而磷酸盐多。这清楚地说明表层水是来自深处的。深水上升，使光合作用带（0—200 米）富含大量的磷酸盐和硝酸盐，结果浮游植物的数量增加（2000 个细胞/立方米），同时浮游动物（64 毫克/米 3）、鱼类（1.4 毫克/米 3） 和细菌（150 个/50 毫升）的数量也增大。正是这里的海水上升现象导致表 层水化学性质发生变化，从而促使生物大量繁殖。而生物增多即悬浮质微粒 增多，使这里水的透明度比信风地带减少 10 米。沉降到海底的死亡浮游生 物残体是构成疏松沉积物的主要成分，因此这里的沉积物的容重较小（0.9 克/厘米 3）。这可以使我们看到一幅整个大洋自然界中各现象的相互联系的 图景。　　在信风地带（如北纬 8°—20°）内，相互联系的环节具有另一种表现。 这里，海水上升现象出现在美洲沿岸附近，它是在信风所引起的减水现象的 影响下发生的。信风洋流把水带到西方，深层水随之上升，增加了表层水的　　营养盐类，因而浮游生物、鱼类和鸟类都大量繁殖。信风洋流越向西流，浮游植物发育所必需的盐类便消耗得越多，因此太平洋中部的海水十分缺乏磷 酸盐。在这种条件下，浮游生物、鱼类和鸟类也大量减少。　　各个海洋自然地带具有季节变化的特征。由于海水的流动性，可以使整 个海洋自然地带作一定的南北移动；另一方面，离赤道愈远，地带特征的季 节变化便愈大。　　在信风地带以北（北纬 20°—40°），即所谓亚热带地带以及温带地带， 由于冬季气候变冷，海水发生混合，使营养盐类增多，导致浮游生物和鱼类 又相应增多。　　海洋表层的地带性比下部深水层具有更明显的分异，地带的数量也较 多。因为大洋表层是处在大气的直接作用之下，而深水层特别是在近底层， 所受的影响甚微。例如，在热带地区的大洋表层可分为赤道逆流地带、信风 地带、亚热带地带三个大洋自然地带，而在深水层和近底水层则只有一个地 带——热带地带。这一情况在海底生物的组成和数量上表现最明显。在由北纬 23°到南纬 23°的热带地区内，底栖生物的生物量到处都很小（约 50 毫克/米 3），自亚热带地带开始底栖生物量才向北和向南逐渐增大。 大洋各地理地带的界限在表层表现比较清楚。这里的海水沿地带性（沿纬线方向）的流动大大超过了沿经线方向的流动。在深海中，海水沿经线方向的流动大大增强。而且水团从高纬流向赤道，并在这里上升到表层。使赤 道表层海水的营养盐类增多，浮游生物的营养条件得到了改善。在光合作用 层以下更深的地方，流来的是缺乏有机养分和生物碎屑的深层水，因而不能 促进底栖生物的茂盛发育。结果造成了热带深海生物贫乏。温带地带发育大量浮游生物，下沉海水可将浮游生物和生物碎屑带到深处，使温带深水层中富含营养物质并在海底发育大量的生物。这种现象是浮 游生物垂直迴游的结果造成的。随着底层水流向赤道移动，养分和生物量便 不断减少了。全海洋非地带性地域分异规律，首先表现在海洋底部地貌的差异上。如大洋底部的中央为海底山脊，而两旁为大洋盆地。大洋中脊基本上呈南北延 伸，并为东西向的转换断裂所分割。其次，从海岸带到洋底按深度分为大陆 架、大陆斜坡、大洋盆地和深海沟等类别，应属于全大洋规模的垂直分异。四、区域性的地域分异　　区域性地域分异是比全大陆或全海洋规模小一级的分异。它包括区域性 的大地构造-地貌分异、带段性和省性的地域分异。区域性的大地构造-地貌 分异，主要是指相应于一定大地构造单位上的区域地貌分异。必须区别大地 构造和地质构造两个概念的差别。地质构造是指构成地壳的各种构造单元（褶曲和断层等）。各种地质构造的分布，由于区域地质发展史的差别，不同地区有不同的地质构造组合。因此可以得出一系列大地构造分区。大地构造分区也有大小不同的区域等级。每一大地构造分区，不仅具有区域地质发 展史和地质构造组合的共同性，而且具有岩性组合的共同性以及共同的地貌 表现特点，即表现为一定的大山系，大平原或大高原地貌，或者表现为山脉， 平原，高原等的中、小级别的有规律组合。但应注意在引用大地构造学说的 研究成果时必须注意下列两点：（1）大地构造学存在着很多学派，地理学 家应着重采用那些与近期地势地貌分异密切相关的构造体系区划方案，而构 造体系的划分有助于分析各区内的地质构造与地貌的综合特点。（2）大地 构造单位有时具有埋藏特点，可与地表的地势地貌分区不相符合。例如，鄂 尔多斯台向斜这一大地构造单位，其内部分化为陕北台凹和东胜台凸，这与 当地的地貌分为陕北黄土高原丘陵沟壑区和鄂尔多斯风砂高原区的分异并 不一致。自然地理分区侧重于地表的地势地貌分异的一致性，因此有些自然 分区可与大地构造分区不一致。这是因为地势地貌对其他地理成分的影响往 往比下部的大地构造更直接，更能造成景观的分异性。总之，区域性大地构造-地貌分异可形成规模不同的非地带性单位，象西伯利亚西部低地，西伯利亚中部高地，青藏高原，蒙古高原，黄土高原， 四川盆地，江南丘陵区等等，都属于区域性非地带性单位。按其等级差异， 在我国首先可分为：东部多字型构造季风区、西北高原干旱区和青藏高原寒 冷区等大的区域单位。一些规模较小的大地构造-地貌单位，如塔里木盆地、 云贵高原、黄土高原、江南丘陵等是次一级的分异；山西高原、四川盆地又 是更次一级的分异。当然，在四川盆地内部还可进一步划分为川东、川北， 川中，川南和川西等规模更小的大地构造-地貌差异。区域性地域分异规律的另两类表现形式是带段性和省性。这两种地域分异规律是地带性和非地带性两种分异因素共同作用的结果。　　Φ.H 米尔科夫把省性理解为地带性条件下的非地带性，即局限于在一定 的地带单位内的非地带性分异。我们则把省性概念扩大为更广泛的解释，而 不只限于地带范围之内，如热量带、地带、亚地带等都各有省性差异，即省 性也有不同的等级规模。例如在热量带范围内来讨论省性分异，就是最大一级的省性，如热带的气候省性可分为西岸信风气候、内陆干旱气候和东岸热带季风气候（受台风 影响的）的差别。在亚热带则形成了西岸地中海气候和大陆亚热带荒漠和草 原气候、东岸夏湿冬干的亚热带季风气候的省性差别。温带则形成了西岸西 风气候、大陆温带荒漠和草原气候、东岸温带季风湿润气候的省性差别。热 量带内的气候省性差别是通过干湿度差异来划分的。除注意干湿差异外，还 要区分冬季缺水区（东亚季风气候）还是夏季缺水区（地中海气候）。不同 热量带的省性气候型差异对当地水文、地貌、土壤、植被和景观都有明显的 影响。洋流对热量带的气候型的分异也有很大的影响。大洋中洋流的东西分布特点，实际上也是大洋热量带内的省性分异。　　除了气候省性外，米尔科夫还认为有地质地貌的省性分异，即在一定地 带性单位内的大地构造-地貌分异。我们认为还具有结合气候和地质地貌这 两种省性的综合省性。例如，欧亚大陆温带，若考虑综合省性时可分为：（1） 西欧、东欧、俄罗斯平原、西伯利亚西部低地、西伯利亚中部高原、西伯利 亚东部山原、远东沿海等不同区域。这些区域既是气候的省性也是地质地貌 的省性分异。　　自然地带内的省性也有很明显的表现。例如，我国的亚热带作为欧亚大 陆的亚热带东段（其本身便是热量带的一种综合省性表现）可以分为南、中、 北三个自然地带，其中每个地带都有明显的省性差异。如中亚热带自然地带 内的省性分异有：东部浙闽沿海区（受台风侵袭范围，降水比较均匀，夏秋 有暴雨）；中部湘赣区（在副热带高压控制时常出现伏旱，受寒潮影响较大， 春季常出现倒春寒）；西部川贵区（降水比较均匀但降水强度不太大，常出 现云雾天气和较阴湿的气候）；云南高原区（受寒潮影响较弱，受西南季风 的影响大）。带段性是指一定的非地带性单位内的地带性分异。带段性也具有不同的分异规模。例如，我国东亚季风大区内出现南北方向更替的各热量带差异就 是一种高级规模的带段性。苏联俄罗斯平原、西伯利亚西部低地、西伯利亚 中部高原等各大区内部出现的热量带分段也属于规模较大的带段性。关于带 段的划分可用横贯欧亚大陆北部的寒带泰加林带为例来说明，它在不同的非 地带性单位内的表现便有很大差别：在东欧，泰加林逐渐向西北部变窄，即 东宽西窄，而且在西部只分布于高纬，这里以亮泰加林为主；在西伯利亚西 部低地，泰加林还叠加有沼泽的分布，成为沼泽化泰加林；在西伯利亚中部 高原和东部山原，出现有高出泰加林带的秃峰，在林内分布有高位沼泽，这 里的暗泰加林常向南延伸分布；在远东因受季风气候影响，亮泰加林稍为向 北分布。这些具体差别既属于省性也属于带段性的分异。充分说明省性和带 段性是地带性和非地带性两种分异因素共同作用的产物。次一级的带段性分异是地带的各段差异。如我国的东部亚热带可分为南、中、北三个自然地带段。更次一级的带段性是亚地带的各段分异。如四 川盆地自然省内部存在着南、北两个亚地带分异，即盆地南部具有准南亚热 带景观特征的亚地带段；北部具有中亚热带景观特征的亚地带段。五、中尺度的地域分异　　中尺度的地域分异包括三个方面：高地和平原内部的地势地貌分异；地 方气候对地域分异的意义；垂直带性。（一）高地和平原内部的地势地貌分异在大地构造-地貌分异形成的大的平原、高原和山地等单位的内部，由于地势条件和地貌过程的差异引起次一级的分异，为中尺度的地域分异。现以华北平原的内部分异为例来说明中尺度的水平分异问题。 整个华北平原从海滨向山麓可分为五部分：海滨平原、冲积平原、洪积冲积平原以及它们之间的两个交接洼地区。 海滨平原区由河、海联合堆积而成，潮汐作用显著；其中由潟湖、贝壳砂堤和近代三角洲堆积平原等构成局部的分异；在排水不良、地势低洼的地 方，沼泽化、盐渍化严重。　　海滨平原与中部冲积平原之间，出现堆积物质相对较少、地势比较低的 洼地分布区，如文安洼、黄庄洼等地。这些洼地排水不良，周围的土壤因浅 层地下水的矿化度高而出现盐渍化比较严重的现象。　　中部河流冲积平原区，面积宽广，地势起伏很小，排水中等；古河道纵 横交错，现代河床两岸天然堤发育，排水良好，在河间平地中局部出现凹地； 土地较肥沃、平整和连片。　　在冲积平原与西部的洪积冲积扇之间过渡区，地势相对低洼，排水不 畅，有的地方积水成湖，如白洋淀，现为芦苇水荡；有的被淤积填平，如宁 晋泊、大陆泽；土壤的盐碱化较重。西部山前的洪积冲积平原（扇）区，地势缓倾，排水良好，地下水埋藏较深，平原面受河流切割而开始分化，无洪涝盐碱之患，引灌方便。 以上各部分的依次分异是地势变化和地貌成因起主要作用的，从而影响到其他成分的相应变化，乃至形成中尺度的景观地域分异。这种分异是在地带性与非地带性因素控制下的中尺度分异形式之一。（二）地方气候对地域分异的意义 地方气候差异是中尺度地域分异的另一个原因。由于地方气候（如海岸气候、湖泊气候、森林气候、灌溉区气候、城市气候等）或地方风的影响而导致景观的地方性分异，是在地带性和非地带性分异规律共同作用下的小区 域分异。热带西海岸离岸信风的影响是海岸气候对地域分异影响的一个明显的例子。这里盛行东北离岸风（北半球），由于自中纬流向低纬，气流干燥， 降水不多，因此荒漠迫近海岸。但是在沿岸一带却可形成一个多云雾、相对 湿度较高的环境。离岸风吹走表层海水，使下层海水上涌，构成了向南流的 冷洋流。下层海水水温低，在这里形成冷海水面，在其上空构成低温大气层， 迫使南下信风沿低温大气层爬升，形成了多低层云和平流雾的海岸气候，使 光秃的地面受到一定的水分浸润。与此同时，还维持着一个相对稳定的逆温 层，不利于气流的扩散。　　海岸和湖岸，由于有海陆风和水温调节，以及受水面蒸发的影响，使沿 岸气候变化更为和缓、湿润。因此，在海岸和大湖岸常可以形成一种具有偏 南气候特征的地方气候。例如，我国南亚热带气候在福建沿海向北延伸可至 莆田一带，使荔枝和龙眼等南亚热带作物的分布也向北推移。又如，处于北　　亚热带的太湖东西洞庭山，在向阳的谷地和南坡维持着一个具有中亚热带气候的环境，成为我国桔子具有商品意义的一个偏北产地。 城市气候的热岛效应，多云雾，能见度小，降水较多，对城市环境有很大影响。 地方风的作用对地域分异也有一定的影响。一个地方的盛行风向，除了决定于大气环流系统外，还决定于当地山脉和河谷的分布特点的影响，它可 形成一定的地方风系，在某些风口还可形成强风区。　　地方盛行风对风沙地貌和城市大气污染的扩散具有很大的影响。强风区 则促使风压增大，增强风沙的吹蚀作用，对建筑物的荷载承压和交通运输也 有影响。　　我国东部一般说来冬季盛行西北风，夏季盛行东南风，但各地实际情况 比较复杂。例如东北平原的北部和南部，冬天盛行以西北风为主的偏北风， 夏天盛行以西南风为主的偏南风；但在中部，从辽西到松花江谷地都受控于 西南风和西风，几乎形成了一个“西风走廊”。如辽西科尔沁沙地的沙带排 列方向，即固定半固定沙匠（坨）和丘间积水低地（甸）的延伸方向，便受 地方盛行风的影响很大（图 9-2）；沙地南部和东部地方盛行风为西南风， 沙坨和甸子排列方向自西南向东北伸延；中部的盛行风为西风，沙坨和甸子 也转为自西向东伸延；北部受控于西北盛行风，故作西北东南向排列。　　地方性风结合有利的风口地形，特别是与有利的大型天气过程配合时， 可以形成特殊的强风区，例如阿拉山口的西北大风。阿拉山口是准噶尔西部 山地间一个西北—东南向谷地，长约 100 公里，宽约 30 公里，西北方的阿 拉湖和东南方的艾比湖处于山口两端开口处，地势西北高东南低，高差约 150 米，山口两边的山峰相对高度
米。山口的地形条件成为冷空气 入侵新疆的重要通道。每当冷空气入侵，由于地形的狭管作用，风力加强。8 级以上大风，一年可达 150 天左右；最大风速有时可达 12 级，甚至更大；每次大风持续 5—8 天，风向稳定（在西北向），使这里成为有名的风口。 由于强风的影响，其东南部的风蚀区域，发育了典型的风蚀城景观。（三）垂直带性分异　　随着山地高度的增加，气温随之降低，从而使自然环境及其成分发生垂 直变化的现象，称为垂直带性或高度带性。形成垂直带的基本条件是构造隆 起的山体，而其直接原因是热量随高度的迅速降低（每千米下降 5—6℃）。 只要山体有足够的高度，自下而上便可形成一系列的垂直自然带。图 9-3 说 明珠穆朗玛峰地区年平均气温随高度变化的情况（两者变化曲线刚好相 反）。　　垂直带的划分，通常以植被和土壤为主导标志，并结合热量和水分状况 来进行。例如珠穆朗玛峰地区，由低至高可划分如下各垂直带（图 9-4）：　　南坡：1）热带山地季雨林带（海拔 1600 米以下）；2）山地亚热带常绿阔叶林带（ 米）；3）山地暖温带针阔叶混交林带（ 米）；4）山地寒温带针叶林带（ 米）；5）亚高山寒带灌丛草甸带（ 米）；6）高山寒冻草甸垫状植被带（ 米）；7）高山寒冻冰碛地衣带（ 米）；　　　8）高山冰雪带（5500 米以上）。 北坡：1）高原寒冷半干旱草原带（海拔
米）；2）高山寒冻草甸垫状植被带（ 米）；3）高山寒冻冰碛地衣带（ 米）；　　　4）高山冰雪带（6000 米以上）。 垂直带的数量和顺序等结构型式，称为垂直带谱。一个山体或一条山脉可能有多个带谱。如图 9-4 具有南北坡两种不同性质的带谱。带谱的下部的 起始带称基带。垂直带谱的性质和类型主要取决于：1）带谱所处的纬度地 带性和非纬度地带性中的位置，即基带座落的具体地点；2）山体本身的特 点，如相对高度与绝对高度、坡向、山脉排列形式及局部地貌条件的变化等。 山体或带谱的基带座落的地点不同，带谱的性质也不同。从低纬至高纬 地区，随着基带的更替及其带幅的变小，带谱的性质也随之变化，带谱结构 也逐趋简单。如低纬地区高山的垂直带，从基带至永久冰雪带常有 8—9 个 垂直分带，带谱的结构最为复杂、完备；而高纬区高山常只有 1—2 个分带， 如苔原带与永久冰雪带。垂直带从基带至永久冰雪带的更替，其中热量的变 化类似于基带至极地的水平更替，但两者递变的成因和梯度是不同的。垂直 带的温度随高度递减不是因太阳光线入射角的变化而导致太阳辐射量和气 温的降低，而是因长波辐射的热辐射随高度而迅速加强而导致辐射平衡和气 温的下降。垂直带随着高度的增加，因大气厚度、密度及尘埃和水分减少， 太阳辐射和光照反而增强。所以高山与高纬地区的植物生长的限制因子是有 所不同的。垂直带的温度梯度变化比纬度水平变化大一百倍左右。在高差几千米之内便可出现从热带至极地的类似变化。　　从沿海至内陆，各垂直带谱的性质也相差甚大。沿海湿润型的垂直带谱 以具有多种山地森林带为特色，山顶积雪也较丰富。大陆干燥型的垂直带有 时还缺山地森林带（或不典型），只从荒漠基带开始至山地草原、山地草甸 的顺序更替。过渡型的垂直带性质介于前两者之间，显得较复杂、多变。　　其次，山体本身的特点对垂直带谱的影响也是重要的。例如，山体的高 度与垂直带谱的完备程度有关，故高山与中山的带谱便有差别（高纬区的除 外）。因坡向不同引起水分的差异对带谱性质亦有很大影响。迎风坡降水量 常随高度而增大，达最大降水线或“云带”后又行减少。背风坡降水量较少 并受焚风效应影响。故坡向不同，垂直带谱亦不同（图 9-4）。必须指出，　　因山体屏障作用而引起水热条件和垂直带谱的坡向差异，与小尺度的阴坡和阳坡的差异性质是不同的。另外，山脉的排列方式及山间盆地、谷地的性质 不同，对带谱的性质亦有影响。如山间盆地或谷地的水热条件出现异常时常 引起带序倒置或混乱等现象。　　总之，垂直带在地表的分布是零星的、不连续的。由于山体所处的地理 位置及其本身的特点不同，垂直带谱的类型多种多样。垂直带性是在地带性 与非地带性分异因素控制下独立发育而成的，既有地表基本分异因素影响的 烙印，也有自己的组成、结构和成因等特点。因此，它是基本分异的背景上 派生的第二级的中尺度地域分异规律性。　　垂直带的类型差异可通过带谱的比较法进行研究。比较各地的垂直带谱 可以把地域的水平分异与山地的垂直分异联系起来，更全面地了解景观地域 分异的特点。图 9-5 表示珠穆朗玛峰南坡垂直带与温带、亚热带和热带各山 地垂直带的对比。
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