2.地球运动特性所引起的节律性
我们很清楚,地球运动的基本形式是它的公转和自转,这就决定了在地理面中的一切要素,必然存在着季节变化和昼夜变化。凡是存在于地球表面上的一切过程,在其变化和运动的轨迹中,不管其本身的状况和性质如何,总要受到这类节律的支配。例如太阳辐射能对于地理系统的输入,以节律性的观点去研究,最能感知的就是它随昼夜和季节的变化。太阳辐射能的接受,对于地球表面任何一个特定的位置,不可能始终如一地维持常量状态,它必然产生离散的、断续的(白天有、夜晚没有)、渐进的(从日出到日落,所接收的太阳辐射能从小到大再到小;随着季节的变化亦有类似的状况)等各种节律性的状况,人们恰当地将它们理解为谐波函数的形式。由此可以看出,地球表面上的各类系统,包括地理系统在内,无一例外地都带有此种节律的形式。太阳辐射能的输入过程是如此,与此相联系的各类状态和过程,例如空气温度的变化,土壤温度的变化,大气中贴近植物层的二氧化碳含量的变化,水分蒸发速率的变化,植物体同化CO2速率的变化,生物物质制造的变化,某些地球化学反应速率的变化等,都带有这类节律的痕迹。同时,我们也经常可以看到,树木年轮的变化,珊瑚体的规律变化等,也都清楚地反映出这类节律性来。还有一些淡水浮游生物,它们随着日变化在水中呈现明显的垂直节律变化。
3.生物自身特性所形成的节律性
无论是植物还是动物或微生物;无论是一年生植物,还是多年生植物;无论是草本植物,还是木本植物,它们在自身节律性的表现上,代表着自然节律性的另外一个层次。生物总经历着出生、成长、衰老的过程,它们的子代也都是重复着同样的过程。对于生物来说,它们既要受上述二类节律(天文因素、地球运动因素)的影响,又有其自身活动的严格节律。
我们知道,植物的生长经历着不同的生育阶段,它随着时间变化所表现的历程,符合于罗吉斯谛曲线的特点,将其简单地表达为:
式中w表示生物的生长量;t为生长的时间;r代表增长率;s代表与生物生长量w有关的阻滞系数。
方程11.3的详细推导过程,读者可以参考《现代应用地理》一书。
以上是三类主要的节律性表现,并简明地阐述了产生的原因。它们之间不是孤立的,也不是等同的,其作用的范围和表现的方式,都具各自的特点。自然节律性的研究目的,就是希望建立它们之间的统一关系。