第一章　绪　论

人类认识自己居住的星球，经历了漫长的年代。但是，认识的广度和深度与观测技术的进步几乎是加速度进行的，科学的积累几乎也呈几何级数增长。随着科学技术的发展，学科的分异和交叉，也同样是加速度的、多层次的。地理学和天文学很早就分离开了。管子的《地理篇》和托勒密的《地理学》，分别反映了东西方由于文化背景的不同而迥然不同的地理学，但是，以地球表层为研究对象则是殊途同归的。

16世纪自然科学萌芽时期，地理学首先分蘖出自然地理与人文地理；尔后又分蘖出地质学、大地测量学、气象学、海洋学、地图(投影)学，等等。这些分支学科分别对地圈、水圈、生物圈进行比较深入的调查研究。19世纪末，又由于地理学与其他自然科学相互交叉建立了地球物理学、地球化学，而在人文地理方面又分蘖出了经济地理学、人口地理学、历史地理学，等等，并开始注意对地球各圈层之间界面与相互关系的研究。

自20世纪50年代以来，在深入分析的基础上，又加强了多学科综合的趋势，于是又重振景观学，倡导环境科学和生态学。这些学科立足于化学、生物学理论，而又强调地学规律的重要性。从实质上讲，它们的研究对象与地理学大同小异，强调区域性和综合性的特点，只是研究的层次和重点各有侧重而已。因此，从地理学的本身而言，它过去不仅是这些分支学科的母体，而且现在又成为研究地球表层各个圈层之间相互作用的最高层次的系统科学。

地球信息技术的发展，极大地促进了地球科学研究，特别是对地观测技术的发展，使一些重大的地学问题面临着新的突破，新的学科、新的生长点不断出现，地球信息科学(Geo-information Science)或称地理信息科学(Geographical Information Science)正是其中之一，它是地球科学与信息科学技术交叉、渗透和融合的结果，标志着信息时代的地球科学研究的方向。

自然地理学是地理学的一个重要分支学科，它是以地球表层系统为对象，研究人类赖以生存和发展的自然环境。地球表层是大气圈、水圈和岩石圈与生物圈相互作用、相互渗透，具有一定厚度的一个特殊圈层。这个表层内存在着人类社会及各种地理要素，具有独特的地理结构和形式。人类出现后，它又成为人类居住和从事各种活动的地理环境。

作为人类赖以生存和发展的地理环境系统，它是由自然环境、经济环境和社会文化环境三部分构成的有机整体。

自然环境由地球表层中无机和有机的、静态和动态的自然界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。自然环境根据其受人类社会干扰的程度不同，又可分为两部分：一是天然环境或原生自然环境，即那些只受人类间接或轻微影响，而原有自然面貌未发生明显变化的自然地理环境，如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区、人类活动较少的海域等。二是人为环境或次生自然环境，即那些经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的地区，如农村、工矿、城镇等地区。放牧草场和采育林地，虽然仍保留着草原和森林外貌，但其原有条件和状态已发生较大变化，也应属于人为环境之列。人为环境的成因及其形式的多样性，决定于人类干扰的方式和强度，而其本身的演变和作用过程仍然受制于自然规律。因此，无论是人为环境还是天然环境都属于自然地理环境，它们都属于自然地理学的研究范畴。

经济环境是指自然条件和自然资源经人类利用改造后形成的生产力地域综合体，包括工业、农业、交通、城镇居民点等各种生产力实体的地域配置条件和结构状态。生产力实体具有二重性，从自然属性来评价，这种地域特征属于人为环境；从技术角度考察，这种地域则属于经济环境或经济地理环境。经济环境是经济地理学的主要研究范畴。

社会文化环境包括人口、社会、国家、民族、民俗、语言、文化等地域分布特征和组成结构，还涉及各种人群对周围事物心理感应和相应的社会行为。社会文化环境是人类社会本身所构成的一种地理环境。社会文化环境是社会文化地理学(即狭义的人文地理学)的主要研究范畴。

上述三种地理环境各以某种特定实体为中心，由具有一定地域关系的各种事物的条件和状态构成。三种地理环境在地域上和结构上相互重叠、相互联系，从而构成统一整体的地理环境。

宇宙中的地球在结构上的最大特征是它的分层性，它是由一系列圈层组成的星球体。整个地球表层为一坚硬的固体外壳，称为地壳；地壳以下按物质的属性又可分为地幔和地核。地球最外层被大气圈包围着，大气圈的下层与海洋和陆地上各种水域所构成的水圈相互接触。在地壳的表面、大气圈的下层和整个水圈中还分布着生物，生物分布的范围称为生物圈。以上各圈层按它们的物理状态和化学性质还可以分出次一级的圈层。因此，地球是由许多同心圈层组成的。

这些圈层在分布上大致存在两种状态：一种状态是分布在地球的高空和内部的圈层大致呈平行状，彼此相距甚远，以致不能直接接触、相互影响；另一状态是分布在地球表层附近的圈层，即大气圈的下部、地壳的上部和整个水圈、生物圈，这几个圈层不是截然分开的，它们彼此相互接触，甚至呈交错或重叠分布。后一分布状态反映了自然地理环境独特的结构特征。在这里，水、空气、岩石和有机体互相包容，相互作用，共同形成一个复杂的物质体系，它们之间通过能量流通和物质传输，构成一个统一的有机整体，并以自身特有的矛盾和规律，独立存在于地球体之中，构成了一个在性质上不同于地球所有其他各圈层的特殊圈层，这个圈层就是自然地理环境，也称为自然综合体、景观，或者直接称为地球表层系统。它就是自然地理学所要研究的对象。

地球表层系统是由许多要素组成的。它包括地质、地貌、气候、水文、土壤、植物和动物等，但地球表层不等于这些要素的机械叠加，更不是各要素的凑合，正如糖是由碳水化合物组成的一样，一旦形成了糖，它的性质就不同于其中任一元素，而是形成了一种新的物质。地球表层系统也是一样，它把各要素当做一个统一整体来研究，它强调各要素间相互联系、相互作用、相互制约的整体性。其中每一个要素都影响整个系统，而系统本身也影响组成它的各个要素，只要系统中一个要素发生变化，它就可能影响其他自然要素和整个环境发生变化。例如，青藏高原的抬升是地质地貌要素的变化，它使气候、植被、土壤等要素发生相应的变化，从而形成一个独特的高寒景观区。因此，地理环境任一要素的改变，都会导致整个地理环境的改变，而各要素综合起来就构成为一个不可分割的整体。所以，不同地区由于地球表层系统各要素的组合不同，就在空间上形成了不同的自然地理区域。自然地理学就是把组成自然地理环境的各种要素相互联系起来进行综合研究，阐明地球表层系统的整体及各要素的组成、结构、功能、物质迁移、能量转换、动态演变和地域分异规律，以及各要素之间相互作用的机理的科学。

地球表层自然环境是人类赖以生存和发展的物质基础。自古以来，人类的生活、生产活动、生产力发展所需的物质都直接或间接地取自自然环境。人类对自然资源的开发利用程度，常是衡量某一历史阶段人类社会物质文化发展程度的重要标志之一。自然地理学起源于古人的狩猎、放牧、采集与避免自然灾害等各种各样的迁徙活动及对自然的探索，也是在人类不断向自然的深度和广度进军的过程中得到发展的。它作为一门独立的学科，其任务是把自然环境当做人类社会发展的物质基础，当做人类社会物质生活的、生产的、经常的和必要的条件来加以研究。因此，自然地理学的基本任务是为人类大规模改造和利用自然、创造物质文明、实现人与自然和谐提供科学途径和依据。

自然地理学既要研究地球表层系统本身的综合特征和基本规律，也要研究组成地球表层系统各圈层的具体特征和规律，在充分吸收各部门学科的研究成果的基础上，以综合的观点来探讨地球表层系统与各要素之间的整体规律性，以阐明地理环境的综合特征、形成机制、地域分异及其发展规律。

因此，自然地理学的任务概括起来就是：

(1)研究分析组成地球表层系统各要素的特征，以及各级自然地理综合体的综合特征、形成机制和发展规律。

(2)分析研究地表表层系统各要素的相互关系和彼此之间物质和能量的转化规律，探求进行调节和控制的途径。

(3)研究和揭示地球表层系统的地域分异规律，进行综合自然区划并分析各级区划单位的特征、主要矛盾及其发展趋向。

(4)参与对某一地域的各种自然资源的评价、开发，探寻减轻自然灾害、保护自然环境的途径。

(5)观测分析人类活动对自然环境的影响和作用，研究全球变化与人类活动控制模式，探求实现人与自然和谐的合理方式和有效途径。

现代科学发展的基本特点之一，是从单一运动形态的研究走向多运动形态及其相互渗透、相互联系的综合研究，从各独立学科的个别研究转向相互联系的研究，跨学科、多层次、多兵种、大综合的研究势不可挡，相邻学科之间的横向会合、交叉和渗透成为明显的趋势。系统论、信息论、控制论、协同论、耗散结构和突变论等横断科学的概念、理论和方法与地理学综合性、整体性的认识论和方法论不谋而合。它们为地理综合体的研究，特别是多因素相关、多功能结构模拟、反馈特性分析、综合体系统概括等提供了理论武器，促进了地理学的现代化。

新时期自然地理学需要综合多学科优势，运用系统思想方法，从系统结构、物能流通、系统平衡与调控等方面进行分析和整体综合，研究过去，预测未来，寻求实现人与自然的和谐的途径。