自然地理環境整體性原理的內涵及其教學功能

江蘇省泗陽中學（223700） 朱其山

一、自然地理環境整體性原理的內涵

1．組成要素的內在聯系性是整體性之根本

自然地理環境是一個整體，由大氣、水、巖石、生物、土壤、地形等地理要素組成。這些要素并非簡單地匯集在一起，或偶然地在空間上結合起來，而是通過大氣循環、水循環、生物循環和地質循環等物質運動和能量交換，彼此之間進行著密切的相互聯系、相互制約和相互滲透，構成了陸地環境的整體性，共同建造地理環境的總體特征。陸地環境各要素并不是孤立存在和獨立發展的，而是作為整體的一部分發展變化著，其中某一要素的變化會導致其他要素甚至整個環境狀態的改變。

以黃土高原為例，黃土高原的土壤受流水侵蝕，逐漸失去了肥沃的表土層，土壤肥力逐漸下降。在土壤受到侵蝕的同時，地面被流水侵蝕形成溝谷。長期的流水侵蝕使溝谷不斷加長和加深，進而使平坦的高原面被溝谷切割得支離破碎。自然植被的高度和覆蓋率隨著水土流失而逐漸下降，并與土壤表土層同步消失。地方氣候趨于干旱化。

再以亞洲地理環境變化為例，距今2 000多萬年以來，在亞歐板塊和印度洋板塊的擠壓下，青藏高原地區強烈隆升，改變了海陸分布和亞歐大陸輪廓以及地貌形態，形成世界屋脊，成為亞洲水塔，大河的源頭。高原的隆升，形成了典型的高原季風并加強了亞洲季風，使東亞和南亞成為全球最強盛的季風氣候區。雨熱同期的氣候特點，使亞洲和太平洋地區成為全球生物種類最豐富、生物生產量最高、生態環境十分優越的地區之一。同時，高原隆升還使中亞和西亞地區成為“干旱核心”：沙漠和戈壁連綿，草原和黃土橫亙外圍，森林和濕地只局限于沿海地區。高原隆升還阻擋了西伯利亞的南下氣流，導致中亞、西亞干旱地區的細小粉塵隨冬季風向東運輸，逐漸沉積，形成黃土高原。

2．結構和功能的統一是整體性之核心

系統理論認為，整體性是系統的根本屬性。按照耗散結構理論的解釋，自然地理環境是一個遠離平衡態的開放系統，系統各部分之間特殊的網絡關系，形成系統的結構。自然地理環境各要素之間存在著非線性關系，它通過與外界不斷交換物質與能量，在一定條件下形成地理耗散結構。這種耗散結構是時空兩個維度的統一，空間結構是時間上穩定的地理綜合體各組成要素的分布格局，有分層結構、滲透結構和地域結構，時間結構是維持著空間結構的地理綜合體在狀態上一系列變化的格局，如太古代、古生代、中生代和新生代等的地理綜合體的空間結構。地理耗散結構具有一定的抵抗外界干擾的能力，可吸收外界環境的一般性漲落。其結構水平愈高，保持系統穩定性的能力愈強。如森林生態系統、草原生態系統其結構水平高，穩定性強，而海島生態系統、干旱區生態系統和高寒帶生態系統等相對脆弱的自然生態系統，抗外界干擾能力低，其穩定性差。

整體性是系統內各組成要素相互作用、相互協調，長期演變的結果。系統理論認為，系統結構決定系統功能，整體大于部分之和。自然地理環境是各自然地理要素的有機統一體，除各自然地理要素自身保持各自的功能外，產生了各自然地理要素不具備的新功能，如生產功能、平衡功能等。地理環境整體性的強弱就取決于各組成部分之間結構的完備性和功能的協調性。整體性強的主要表現為組分復雜多樣，結構精巧靈活，各組分的性能得到充分發揮和拓展，物質流、能量流大且通暢，其輸入、輸出與儲存之間的比例恰當，系統的抗干擾能力越強，其和諧性、穩定性和協調性越佳。反之，則弱。

3．物質循環、能量流動和信息傳遞是維系整體性之動力

地球表層系統是由地球表層無機界、有機界和人文界相互作用、相互影響而構成的一個開放、有序的巨系統。維持地表系統運行、地表環境發展的能量主要是太陽輻射的能量，其次是地球內能。盡管每年進入地理環境的太陽能只占太陽輻射總量的22億分之一，但在地理環境的能量收入中卻占99．98%，是地球表層物理、化學和生物變化的主要動力和源泉。太陽輻射被地面吸收轉化為地面長波輻射，地面長波輻射又被大氣吸收并轉化，這個有序過程支撐著地球表層相對穩定的整體性結構和功能。地球表層物質代謝、能量耗散、信息交換以及持續演替，其實質就是整體性結構和功能的外在表現形式，伴隨著大氣循環、水循環、地質循環和生物地球化學循環，能量在地理耗散結構中不斷轉化，信息也在不斷地傳遞。因此，物質流、能量流和信息流是維系整體性的動力。

4．等級性和層次性是整體性之標志

組成自然地理環境的各要素在特定地理邊界約束下，通過物質流、能量流和信息流的交換和傳輸，形成具有一定的有序結構、空間分布上相互聯系、可完成一定功能的多等級動態開放系統。這個系統既從屬于更高級的系統，同時其本身又包含若干低級的系統。按空間尺度分為全球性地域系統、全大陸與全大洋地域系統、區域地域系統和地方地域系統。盡管不同尺度的地域系統在物質和能量交換規模、時間、周期等方面存在差異性，但它們都具有整體性的特征。

二、整體性原理的教學功能

1．從地理環境整體性的視角分析一些自然現象

地理環境整體性的表現，一是地理環境各要素與環境總體特征協調一致。如我國西北內陸地區，由于距海遠，海洋濕潤氣流難以到達，形成干旱的溫帶大陸性氣候。由于氣候干旱，降水很少，這里的地表水貧乏，河流不發育，且多為內流河；由于氣候干燥，流水作用微弱，但物理風化與風力作用顯著，形成大片戈壁和沙漠；氣候干旱還導致植被稀少，土壤發育差，有機質含量少。

地理環境整體性的另一個表現是地理環境各要素之間相互制約，“牽一發而動全身”，一個區域的變化不可避免地影響到其他區域。以厄爾尼諾現象為例，在赤道太平洋東部的厄瓜多爾和秘魯沿岸，由于盛行與海岸平行的偏南風，表層海水在風和地轉偏向力的共同作用下，產生離岸流動，于是深層較冷的海水便上涌補償。因此，這一帶海面溫度較低，大氣穩定，氣候干旱，沿岸是著名的沙漠景觀。在海洋里，由于上涌的深層海水富含營養物質，為魚類提供了豐富的餌料，所以那里魚類資源豐富，形成著名的秘魯漁場。但是，每隔2~7年，這里就會出現信風減弱，沿岸上升流減弱或消失，來自赤道附近海區的暖水大量南侵的現象。在這種情況下，赤道東太平洋沿岸，海水溫度上升，營養物質減少，海洋浮游生物與魚類大量死亡，海鳥餓死。由于赤道西太平洋海區水溫下降，在赤道海區形成沃克環流，導致原本干旱少雨的南美洲西部地區暴雨成災，太平洋西岸的印度尼西亞、澳大利亞等國出現了嚴重的干旱，歐洲出現了異常暖冬，我國南方夏季低溫多雨，長江流域出現了歷史少見的大洪水（如1982年）。

2．建立動態的、聯系的、立體的分析問題的思維方式

組成地表環境的巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互聯系、相互作用，在空間上相互交叉、滲透、疊加，構成了一個多級嵌套、立體交叉的結構。在各圈層內部及各圈層之間不斷地進行著物質、能量和信息的運動，其發展演化是具有方向性特征的一個十分復雜的過程。這種復雜性主要表現在新的組成成分或要素的出現，以及由此導致的結構復雜化，沉積過程加強，巖石圈厚度增加，水圈含鹽量增加和離子成分發生有規律的變化，大氣成分發生質的變化，地貌復雜化和氣候多樣化，生物從低級形式向高級形式發展，新物種產生和一些舊物種滅絕，地域分異越來越顯著等等。因此，動態性是自然地理環境整體性的基本特性之一。由此可以看出，理解地理環境整體性原理必須從時間、空間以及時空組合變化等維度入手，通過多角度、多層次、分階段、立體化的透視，才能深刻把握其內涵。通過這樣的學習，也可以幫助學生建立起動態的、聯系的、立體的分析問題的思維方式，發展他們的能力。

3．資源開發與國土整治要考慮整體性原理，做到統籌兼顧

人類是環境的產物。人的生存和發展離不開自然環境的支撐。一方面，環境為我們的生存和發展提供了空間；另一方面，環境又源源不斷地為我們的生存和發展提供物質和能量。由于人類需求的無限性，而環境資源具有稀缺性以及資源間的聯系滲透性，因此人類自身的發展要與資源利用、環境保護相協調，做到統籌兼顧，這樣才能取得最佳的經濟效益、生態效益和社會效益。

如伴生礦多是我國礦產資源的一個特點，開發利用時就不能只開一種，丟棄其它礦種。再如，黃土高原的一些落后地區，由于人口文化素質較低，生態意識淡薄，盲目毀林開荒、擴大耕地面積，結果造成生態破壞，土地自然生產力下降，以至于形成“越窮越墾，越墾越窮”的惡性循環。對于黃土高原水土流失的治理，就要綜合防治，生物措施、工程措施和農業技術措施三管齊下，以求效果最佳。

4．學會欣賞由地理環境整體性形成的和諧美、動態美

自然地理環境的整體性必然產生結構上的和諧美、過程上的動態美。如被南宋學者王正功贊嘆為甲天下的桂林山水，山奇水秀，風光旖旎。簪山、帶水、幽洞、奇石為其四絕?！敖髑嗔_帶，山如碧玉簪”是對其山水景觀的最佳言說。桂林“山水之絕”還在于山、水、洞、石以及亞熱帶植被的有機結合，構成“無山無水不連洞，處處山連水自通，山山洞洞有奇石，水底倒插青芙蓉”的神奇境界。漓江蜿蜒奔流在青山翠綠之中，江上水色晶瑩剔透，群峰倒映，漁舟片片；兩岸青山相對，田園似錦，茂林翠竹間掩映著點點農舍，組成一幅絕妙的百里山水畫廊。乘筏漓江上，水流筏動山移，仿佛“舟行碧波上，人在畫中游”，美不勝收。

桂林山水的形成也是地理環境整體性的一個很好的例證。桂林山水是十分典型的喀斯特地貌。它的形成和發育與該地區的巖石條件、水文條件、氣候條件和生物條件等密切相關，是巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈相互作用的結果。這里石灰巖廣布，厚度大，巖性純，空隙和裂隙多；這里氣候溫暖，降水充沛，河流水量大，地表水和地下水豐富；這里植被茂密，生物生命力旺盛，土壤和流水中富含有機酸。在強烈的流水侵蝕作用下，石灰巖受到大面積的溶蝕，形成桂林山水。