地球系统空间的整体性与分异性理论/地带性规律是地理科学理论与系统科学论的综合,也是地理科学的经典理论之一。
现代物理学揭示,已知92种天然原子是由质子、中子和电子3种稳定的基本粒子构成。这92种原子又构成了地球系统的一切,包括无机体和有机体等万事万物。这就是整体性、统一性与分异性、多样性的表现。
地球系统空间的整体性与分异性是地理系统的两个对立而又统一的方面,而且也是不可分割的,是相互补充的,并共同组成系统空间的完整的概念。
1.地球系统空间的整体性
地球系统空间的整体性包含两个基本概念:
第一,地球系统空间的自然要素综合作用的特征。首先,任何一位地理系统空间的特征,都是由地质、地形、气候、水文、植被、动物、微生物、土壤等诸要素的综合作用的结果,自然环境是一个统一的整体,即自然统一体(Unitory of Nature),而且在今天的科技高度发达的条件下,地球表层无处不受人类社会活动的影响。人类活动也是经济活动和社会活动的综合作用。任何地球系统空间都是自然环境和人类社会活动综合影响的结果。任美锷院士认为地理是“人类自然环境综合体”的新概念,是非常正确的。因而,可以说任何地球系统或区域系统都是人类自然环境综合体,即资源、环境、社会与经济状况的综合的整体特征的表征。
第二,地球系统空间和时间上的连续性。地理空间是连续的、不间断的,而且在时间上也是连续的。现在的地球系统状况,是过去地球系统状态的延续。系统的任何一种现象或过程都是过去现象或过程的延续或反映,因此,在时间上也具有整体性特征。
2.地球系统空间的分异性/地带性
地球系统空间的分异也包括以下两个概念:
第一,地球系统空间的相似性与分异性特征。地理空间的整体性造成了相似性特征。然而,地理空间由于太阳能辐射随纬度的分布不均匀性、因大地构造形成的大地形分布的不均匀性、由海陆相互作用引起的干湿分布的不均匀性、由于岩性、矿物分布不均匀造成矿产资源分布的不均匀性,以及由于上述诸因素造成的土地资源、植物资源的不均匀性等,综合构成了地理空间系统分布的分异特征。牛文元(1990)提了“地理相似性与差异性互补原则”。
第二,地球系统过程的振荡、节律性。地理系统过程随时间的变化,在随机条件下,一般具有某种周期性或循环性的特征,包括季相变化规律、月变化规律(潮汐)、年变化规律等。周期性变化是自然界普遍存在的特征,社会现象也有类似的特点。F.Mosetti(1990)提出,一些地球物理现象的周期与以指数序列计算的理论周期序列中的某些周期能够较好地符合。一些地理现象的主要周期亦具有这一现象。
例如,地质周期韵律分为时间上的韵律(称为时间周期),空间尺度上的韵律(称空间周期)。如大部分矿物内部质点(原子)在三维空间上作周期重复排列而形成晶格。矿物晶体的对称性,实际上也是一种周期现象,称之为沉积韵律。岩浆岩及侵入岩的带状韵律构造。岩浆岩的重力分异造成了韵律旋回,变质岩中变晶结构(定向排列)形成的周期规律。许多古生物化石也有周期性分层的特点,是气候周变化形成的韵律。
3.地球系统空间的分异性
地理系统空间分异表现为:
(1)水平地带性,也叫纬度地带性。由于受太阳辐射能量时不均匀性,从高纬到低纬分为冻原地带、泰加林地带、针阔混合林地带、阔叶林地带、亚热带森林地带、热带森林带等。
(2)干湿地带性,也叫经度地带性。由于受海陆相互作用及气候带的影响,降水分布自沿海向内陆续渐减少,从而引起了水文、土壤、生物及整个自然综合体从沿海向内陆变化的现象。这种变化规律在我国尤为明显,表现为由东向西随经度而变化。
(3)垂直地带性,又称为高度带性。由于温度和降水随海拔高度而变化,因此,植物、土壤、水文、地貌等也随高度而变化。
(4)非地带性(Non-Zonality)。是与地带性对应的现象。自然地理环境各组成部分及其相互作用形成的自然综合体不按或偏离地带性规律。
(5)地方性(Locality):坡向的分异性特征,主要出现在干旱和半干旱地区。
(6)隐域性(Intra-Zonality),又称地带内性。在地带内的某些部位由于局部地貌、岩性和地水下的差异而形成的不同自然特征。