一、自然节律性
在地理面中，一切组成成分随着时间的变化，都不是绝对杂乱无章的，而是遵从着一定的规则。这种非人为的纯自然过程，所表现出的在时序上的规律，即为此处所称的自然节律性。
过去，人们对于自然节律性的认识，只限于对单一的或个别现象的罗列，而对于它们的产生、联系、影响和规律，缺乏整体地探讨，也没有加以认真的总结。事实上，这一方面的研究对于理论地理学来说，是一项很重要的基础研究，因为它直接影响着物质、能量和信息在地理系统中的输入，输出和状态变化，它们的节律性表现势必对地理学的本质认识，产生深刻影响。归纳起来，自然节律性的表现至少有如下几点：
(1)叠加性：在地理面中，任何一种地理成分都经受着各种类型自然节律的共同作用。我们可以举出植物生长作为典型例子。植物生长既受日变化的影响，又受年变化的影响，还要受11年左右的太阳黑子周期变化的影响以及更长周期的影响。此外，它本身在生长中又有生长、发育、繁殖、衰亡等规律变化，所有这些节律性的表现都交织在一起。这些叠加在一起的自然节律表现，对于某一特定对象来说并不是等同的，也不是无规律可循的，所有这些节律性的表现程度，各自都在不同的水平上起着相应的作用。
(2)分级性：自然节律性虽然有各种各样的表现，但它们各自的作用和规模，却可以区分得十分清楚。对自然节律性研究的一个方面，就在于识别它们作用的层次、规模以及对于特定对象的影响程度，即它们各自在叠加性当中的贡献概率。其中，高一级的节律性制约着低一级的节律性，低一级的节律性中又必定保留有高一级节律性的印痕。在一个地理对象身上，这种印痕的层次越多，该地理对象也就越进化，而且所要求的地理环境组合也必然越狭窄和越严格，因此它的存在也就越脆弱，越不具有广谱性。以地理熵的概念去认识，随着自然节律层次从高一级向低一级的演进，熵值表现不断变小，有序性的程度越来越增高。次一级的节律活动，必须首先在符合高层次节律的前提下，才能得到充分的表现。这样，表现自然节律层次越多的物质，其对自然变化的适应状况必然也更为巧妙，各自在有限的活动范围内，有机地与高于它的层次节律，精巧地联系起来。如果不符合这样的规则，要么这种成分根本不可能发生，要么它将会很快地被淘汰，生物发展史上有许多这样的事例。
(3)变异性：自然节律本身也是在不断变化的，它包括两个方面的内容。其一，倘若高一级的节律发生了某种变化，势必影响低于它的其他所有节律性，如前面所说的太阳黑子活动本身的变化，不仅影响年变化，也要影响日变化，还会影响生物本身的生长节律，当然也还会影响地球表面上其他各个成分，这种影响主要是通过输入能量和物质的变化而实现的；其二，通过次级节律性在其演进过程中所产生的反馈作用，影响较高一级节律的变异。例如大气的环流，雪的冻结与消融，大陆的漂移，洋流的运动，甚至植物的季节性更替等地球上大规模的质量迁移，都可以对地球的转动施加某些影响，这种影响称为摆动(wobble)。其中风和气压的改变对于摆动的影响较大，而水体转移的影响相对小些。杰弗利斯(Jeffreys)大概是第一个估算水分数量影响地球摆动的学者了，许多人十分有兴趣地注意到，他曾算出由植物贮存和释放的水分，也参与了影响地球摆动的行列，只不过其数量级极小罢了。
一般说来，高一级的节律性总是比低一级的节律性的影响强度和范围大得多。例如作为天文因素的日一地距离，如果发生了变化，哪怕是极为微小的，那它对于地球表面的影响也将是巨大的。
有一种假定认为，在大气上层所接受的太阳辐射能量，其变化密切相应于地球在空间中对于太阳位置的变化。对此所作的基本数学模式，已为天文学家密罗科维奇(Miloukovitch)于1941年总结了出来。该模式涉及到地轴的周期波动、岁差以及运行轨道偏心率。在这些要素中，他计算了太阳光线到达地球的时间以及相应的地球温度，并试图以此同更新世的冰期相联系。他的这种观点现在已经从同位素的研究结果中获得了相当大的支持，特别是在应用O18与O16的比率中(据在大陆架中冰川岩心的O18与O16的比值测定)得到了证据。较低的O18数量，对应着较低的温度。丹麦科学家在格陵兰岛的冰川中，用O18的方法研究结冰时的气温，并且指出气温每增高1℃，O18的含量就增加千分之0.69。据此，在北半球的中纬度，冰期时的平均温度约比现在低7℃，而在赤道地区比目前约低3～5℃。尽管不少人对应用以上方法解释冰期提出异议，但却赞许它能够解释某些较小的温度波动。此种自然节律性的变化所带来的地理过程的变化，从微观上看是连续的和渐变的，但是从宏观上和长时段上看，却是巨大的和突发的，并具有翻天覆地的气魄，它可能使得地理面中的各种成分经历着大规模的改换和变迁，这是许多事实都证明了的。