四、地理环境的地域分异

地理环境各结构部分沿地理坐标确定的方向,分化成相互更替的各组成单位的现象,称为地理环境的地域分异。地域分异所形成的单位是不同等级的自然综合体或自然地理区。反映地域分异的客观规律,叫地域分异规律,亦称空间地理规律,它不仅是自然地理区划的基础,同时也是地理环境各组成要素分类和区划的基础。所谓地域分异规律,是人们对地理环境结构各种分异现象(包括地理环境结构的纬向地带性、非纬向地带性和垂直地带性现象)的理性认识,各种分异现象都是客观存在的,但如何认识、理解这些现象,从中总结概括为规律性的认识,并进一步运用这些规律性的认识,深化对地理环境结构的理解,这就是区域自然地理学的一项主要的理论任务。

(一)基本的地域分异规律

1.纬向地带性分异规律 从地理环境结构纬向地带性差异的现象分析中可以看到,纬向地带性规律是指地理环境各组成要素和它们所形成的自然综合体,具有大致沿纬线方向东西延伸成一定宽度的带状,而按经线方向有规律地南北更替、循序排列的变异性,这种变异性常简称纬向地带性规律。

纬向地带性的表现基本上决定于地球的球形、太阳辐射对地球表面不同的入射角引起不同纬度上热量的差异。由于太阳辐射能在地表分布不均匀而呈东西向的带状分布,使大气圈下部各层、水圈上部各层、岩石圈上部各层的温度也具有地带性,蒸发、云量、气压的高低、风系、海水上部各层的含盐度、海水饱含气体的程度、气候、河网的性质和动态、外力作用、风化及成土过程、植被、动物界等均具有地带性。

陆地上的纬向地带性在面积广大、地形平坦且以某一经线相对称、和周围水体分布均匀而对称条件下表现得最为理想。在这种情况下,东西向伸展的地带便成完整的带状自北向南互相更替。但是就在这种情况下,也会因洋流的各种不同影响而产生各地带东部不同于西部的现象,各地带的中部也因气候大陆性的影响而具有自己的特性。对整个地理环境的研究表明,纬向地带性并不是到处都表现得很明显,由于海陆分布、大气环流影响和陆地地表形态复杂多样,纬向地带性的具体表现是很复杂的。通常在广大平原地区和海洋影响与形成纬向地带性的作用相一致的情况下,纬向地带性表现得最清楚,如亚欧大陆的北部和内陆地区,北美洲的北部,非洲北部等都具有明显的纬向地带性,正因如此,纬向地带性规律也是在研究了这些地区的地理特点之后才逐步被认识的。东西距离很长和存在着广阔平原的苏联的自然地理条件,有助于对纬向地带性现象的研究,早在1898年俄罗斯土壤学家B.B.道库恰耶夫就发现了地带性的规律,他写道:“由于地球离太阳所处的一定位置,由于地球的自转公转及其球形,使气候、植物及动物在地表上的分布,皆按着一定严密的顺序由北向南有规律地排列着,因而将地球分为若干带——极地带、温带、亚热带、赤道带等。既然成土因子的分布从属于一定的规律,即成带状分布着,那末它们的结果——土壤在地表上也应成一定带状,与纬圈多少相平行(仅有某些偏差)地分布着”。1900年他划分了下列各个地带:北极带(冰原带)、北方森林带、森林草原带、草原带、干燥草原带、干燥带(荒漠带)和亚热带。

纬向地带性规律的现代概念,明确地表现在两个方面。一方面表现为延续于所有大陆的世界性地带上,如苔原地带、针叶林地带、热带雨林地带等,这是全球性地带。另一方面表现为局部性地带,它是世界性地带受局部非地带性因素影响,而出现的一系列地方性地带,它不是延续于所有大陆,而是纬向地带的变型。局部地带在温带纬度表现最为典型,如我国东部许多地带虽在季风影响下,但仍多在一定程度上沿大陆边缘东西延伸、南北排列,而向西延展中断。地沿海和多山地区,纬向地带性的特征,表现得非常复杂,由于受局部地区性因素的影响,出现一系列地方性地带。

纬向地带性规律是以热量和水分为主的多种因素作用于地表的综合表现。地理环境的结构和自然带变化的依据,首先是热量和水分的变化,及其对比关系的变化。因而许多人对地带与气候指标的相互关系进行了研究。在地带性问题中,确定地带性的气候指标——热量和水分的变化同其他地理过程之间的相互关系非常重要。现在多用定时观测的气温资料作为各地带的热量指标。人们把一些按照不同的计算方法而得到的资料(如年均温、月均温、生长期均温、最暖月均温等)拿来同植物地带或土壤地带分布的界限进行对比,发现在植物地带或土壤地带的界限,同某种温度指数之间存在着有时比较完备、有时又不大完备的相互关系。我们知道,按两米高度测得的温度与各种真实的温度条件,即进行地表蒸发、植物根部从土壤吸收水分、在土壤和风化壳中进行化学反应等过程时的温度条件,是不相符合的。所以气象观测所得的气温资料,只能用来对各个不同的地带进行最一般的比较。现在多应用积温,尤其是生长期的积温来表示热量资源。例如,中国综合自然区划与气候区划所采用的活动积温标准数字,大同小异,比较一致(表3-1)。

 

在研究湿润的气候因素和不同地带的水分供给条件时,应当既根据水分从大气输入的条件,又根据水分消耗的条件,也就是由于水分向大气蒸发而可能损失(可能蒸发量)的条件。Γ.H.维索茨基运用年降水量(R)同年蒸发量(E)的比值作为湿润的指标,把他所计算的俄罗斯平原许多地方的湿润指数同各个自然地带的界限进行了对比,结果发现这二者之间存在着很相符合的情况,例如,森林地带位于R/E的比值大于1的地区,而草原地带则位于该比值小于1的地区(表3-2)。

 

又如中国气候区划根据秦岭-淮河一带的降水与蒸发接近平衡,即干燥度K=1,并结合我国自然情况确定系数为0.16,而用公式

 

求干燥度,并与地带进行对比,结果如表3-3。

 

又如,根据M.И.布德科和A.A.格里高里耶夫的意见,辐射干燥指数与地带界限之间有密切关系,可以利用这一指标来表示各种地带的理想分布和相互关系。

 

式中R为年辐射差额(热量收入);L为蒸发潜热;r为年降水总量。

这一指数是该地年辐射差额与用热量单位表示的年降水量(即蒸发该地年降水量所需的热量卡数)之比。为了阐明自然地带分布和水热对比的关系,布德科采用辐射干燥指数来确定下垫面的热量和水分的平衡关系,这是一个反映干燥度的指标,可以用来划分冻原(<0.35)、森林(0.35—1.1)、草原(1.1—2.3)、半荒漠(2.3—3.4)、荒漠(>3.4)的界限。同时R的绝对值也有很大的意义,森林景观的各种不同类型就是根据纵坐标的R绝对值差别而区分出来的。

需要指出的是,当前对确定纬向地带性的气候指标——热量和水分的变化同其他地理过程之间的相互关系方面,还遇到许多困难,最主要的是由于气候因数同所有其他地理现象和过程之间的联系具有复杂的多因子的性质,同时也由于现代对许多气候因素还研究得不够。因此,远非热量平衡的全部指数都能表现出它们与不同植被型、土壤型和景观型的相互关系,任何一个指标都不可能表示出气候与地带的全部复杂性。分析气候影响在具体地貌条件下,如何被改变,怎样为土壤和植被转化,找出它们之间的内在联系,这是地理相关法的重要内容。

2.非纬向地带性分异规律

所谓非纬向地带性是指地理环境随地质构造、地形、海陆分布、洋流以及大气环流的某些特性等非纬向地带性因素的影响而发生变化的规律性。地质构造以及同它有密切联系的地形对自然过程有重大的影响。现代地表形态与地质发展史、地质构造,存在着深刻的联系,使地表分异为具有不同构造、不同时代和不同地表形态的各种形态构造单位——山汇、山脉、高原、平原等,这些不同的形态构造特征,通过水热条件的变化,对自然过程起着积极的作用。

非纬向地带性的表现是与纬向地带性直接对立的现象。由于地表的组成和结构不是均质的,地壳变动、海陆分布、岩石圈和底土,构造运动、地表起伏、海陆轮廓、洋流、大气环流的某些特性等等,它们的特征和现象不是由纬度带决定的,这些生成物本身也是非地带性的,它们在地理环境结构的形成过程中,起着影响和破坏纬向地带性现象的作用,是导致形成非纬向地带性现象的因素。由于构造运动在各处都有所表现,因而在各个地方都在某种程度上表现出非纬向地带性的现象。有的地带内部还可观察到它的各个不同经度地段之间的显著的地理差异。在山地地区,水平的纬向地带性遭到严重破坏,而被高度变化带来的垂直结构所代替。巨大的山地隆起,不仅在其形成地区引起非地带性现象,同时也可间接地影响到邻近地区,这从南、北美西部的山体影响邻近平原自然带的现象中可以看到。此外洋流和大气环流的某些特征也使地带性复杂化了,例如暖流的存在及北半球各大陆东南海岸气团的一定环流,就制约着各个潮湿亚热带自然综合体的形成(如中国东南部和美国东南部)。在各大陆内部,潮湿亚热带多为荒漠所代替,在西南沿海地区由于在一定程度上处于冷洋流的影响下,故多为干燥亚热带(如地中海地区和加利福尼亚的部分地区)所代替,类似的现象在南半球亚热带地区也可见到。海岸轮廓及其性质,对洋流的方向有一定的影响,因而也间接地影响纬向地带性的表现。

非纬向地带性规律有时表现为经向地带性,这是指地理环境及其组成要素按经线方向,由海洋向内陆变化的规律性。经向地带性按成因来说,决定于海陆分布、某一地区在大气环流系统中所占的位置、距海远近和周围的地形等的相互作用,由于气候的经向差异,引起地理环境其他组成要素以及整个自然综合体的经向差异。沿海分布的构造地形形态,往往加强了这种差异,而常常使它与地形结构相符合。

 

3.垂直地带性规律是一种独立的地理规律,它与纬向地带性规律和非纬向地带性规律既有联系,又有区别,是从两者派生出来的地域分异规律。平坦地表从赤道到两极纬向自然带的水平分布,随着山地海拔高度的变化而转化为山地垂直自然带结构。山地垂直自然带的变化梯度,远比纬向地带性为急剧,山地高度相差数百米即可出现垂直分带,而平地纬向地带性的变化则往往以百公里计。

(二)地域分异规律的相互关系

上述各种不同的地域分异规律,既是截然对立的,“非此即彼”的;又是相互联系、相互渗透的,“亦此亦彼”的。它们在整个地理环境的形成和演化过程中,具有相互制约性。

纬向地带性规律和非纬向地带性规律是两种基本的、互不从属的区域分异规律,从全球讲,它们是第一级的区域分异规律,它直接反映纬向地带性因素(生物、气候因素)和非纬向地带性因素(地质、地貌因素)对地理环境结构的影响。纬向地带性规律和非纬向地带性规律所以是相互对立的,在于纬向地带性因素和非纬向地带性因素的本质有差异,前者的发生、发展主要受太阳能沿纬向分布和水热条件支配,其分布呈纬向带状规律;后者的发生、发展主要受内力支配,其分布一般不成纬向带状。纬向地带性规律和非纬向地带性规律所以是相互联系和相互渗透的,在于纬向地带性因素的发展受非纬向地带性因素的影响,非纬向地带性因素的发展也受纬向地带性因素的影响,例如属于非纬向地带性因素的地形,也具有纬向地带性特征(气候地貌),属于纬向地带性因素的土壤,也具有非纬向地带性特征(隐域性土壤)。

可见自然地理环境结构的形成,是纬向地带性因素和非纬向地带性因素矛盾斗争的结果。在地理环境内部,这两组因素对立斗争,各企图使自然区域的特征具有自己的形式,所以,我们认为纬向地带性因素与非纬向地带性因素之间的矛盾,乃是自然区域的基本矛盾。因此,每个自然区域既包含纬向地带性特征,也包含非纬向地带性特征;既是地带的一部分,也是地区的一部分;非纬向地带性规律破坏纬向地带性规律,造成带或地带内部的差异性;纬向地带性规律也破坏非纬向地带性规律,造成地区内部的差异性;在自然界中,没有纯粹纬向地带性的自然区域,也没有纯粹非纬向地带性的自然区域。

自然地理环境结构的形成,是纬向地带性占主导,还是非纬向地带性占主导,这主要决定于该地理环境的具体条件和发展历史。对纬向地带性表现最为有利的条件,存在于绝对高度较小的大陆上的广阔平原地区以及大洋的表层。而地理环境的非纬向地带性,则决定于地表的起伏情况、洋流、大气环流的某些特征,以及部分地决定于海岸轮廓及陆地的巨大面积。在形成一个纬向自然带的诸因素中,气候、植被、土壤和动物界的相互作用及其综合影响是很明显和重要的,从这一方面看,它们是形成纬向地带性结构的主要因素,其中气候总的变冷和变暖,会引起自然带的移动和变迁,因此,气候在形成纬向地带性中起主导作用。在形成非纬向地带性结构中,地质构造、海陆分布、地表形态、洋流等等都有很大影响,尤其是具有特定空间、规模、轮廓的地表结构(如山地高原地形)对破坏纬向地带性的表现、形成非纬向地带性结构,起着主导作用。各大洲地理环境结构的形成,主要是该洲地表结构与其他地理要素(主要是气候)间矛盾的对立统一。

垂直地带性规律也反映出纬向地带性因素和非纬向地带性因素的相互作用,例如世界第一高峰珠穆朗玛峰山体高耸,具有许多雪山冰峰和山地冰川,因而常把它与北极、南极相提并论,称为“第三极”。但由于珠峰位于28°N附近,所处的低纬位置,使它的地理特征与两极又迥然不同,复杂得多,如在珠峰地区南坡,从山脚到山顶垂直带结构十分明显,基带为亚热带常绿阔叶林带,向上为针阔混交林带、针叶林带、高山灌丛带、高山草甸带、高山冰雪带。在高山山体上打有纬度带的烙印,也说明自然界实际上不存在互不干扰的纯纬向地带性或纯非纬向地带性的地带或地区。

(三)世界自然地理环境的区域分异

根据地域分异的基本规律,全球地理环境首先表现有海陆差异,全球地表可分为六块大陆和四片大洋,这是全球第一级非纬向地带性差异。

 

根据纬向地带性分异规律,全球地理环境又表现有纬向地带性差异。如前所述,陆地上的自然带主要可分为11带,海洋上的自然带主要可分为7带,这是全球第一级纬向地带性差异。各大洲、大洋作为全球第一级分异出来的自然综合体,都可以根据地域分异规律,进行进一步区划。由于各大洲、大洋的具体情况有所不同,因而各大洲、大洋的地理环境结构,也有差异。如表3-5所示,全球七大洲共可划分出自然地理大区30个,自然地理副区101个。

 

 

 

总之,世界自然地理的研究对象是各大洲、各大洋的自然地理环境的结构。地理环境结构有其统一的一面,即所谓的整体性,指由气候、水文、植被、土壤、动物、地貌等各地理环境组成要素相互联系、相互制约而构成的有内在联系的整体(自然综合体);也有其差异的另一面,即所谓的差异性,指按自然综合体的相似性与差异性,根据地域分异规律,而将地域整体进一步划分出不同等级单位的若干自然地理单元(各级自然综合体)。地理环境结构的形成,是纬向地带性因素与非纬向地带性因素对立统一的结果,反映纬向地带性因素的气候与反映非纬向地带性因素的地表结构(指具有特定空间、规模、轮廓的地形结构)是地理环境结构形成过程中的主要矛盾。在纬向地带性结构占优势的地区,气候是主要的矛盾方面;在非纬向地带性结构占优势的地区,地表结构是主要的矛盾方面。大陆地表结构和气候之间的相互作用,是大陆地理环境结构形成的主要原因;而大气环流、海洋环流、围绕大陆的水域以及与该大陆邻近的地区,它们对于该大陆的地理环境都有一定的影响,但是这种影响都是通过该大陆的内部结构,首先是地表结构才起作用。本书内容侧重阐明各大洲、各大洋的自然地理环境结构的整体性,对它们内部的区域差异,只是简要地概括出各自然地理区的主要特征。