自然地理环境整体性原理的内涵及其教学功能

江苏省泗阳中学（223700） 朱其山

一、自然地理环境整体性原理的内涵

1．组成要素的内在联系性是整体性之根本

自然地理环境是一个整体，由大气、水、岩石、生物、土壤、地形等地理要素组成。这些要素并非简单地汇集在一起，或偶然地在空间上结合起来，而是通过大气循环、水循环、生物循环和地质循环等物质运动和能量交换，彼此之间进行着密切的相互联系、相互制约和相互渗透，构成了陆地环境的整体性，共同建造地理环境的总体特征。陆地环境各要素并不是孤立存在和独立发展的，而是作为整体的一部分发展变化着，其中某一要素的变化会导致其他要素甚至整个环境状态的改变。

以黄土高原为例，黄土高原的土壤受流水侵蚀，逐渐失去了肥沃的表土层，土壤肥力逐渐下降。在土壤受到侵蚀的同时，地面被流水侵蚀形成沟谷。长期的流水侵蚀使沟谷不断加长和加深，进而使平坦的高原面被沟谷切割得支离破碎。自然植被的高度和覆盖率随着水土流失而逐渐下降，并与土壤表土层同步消失。地方气候趋于干旱化。

再以亚洲地理环境变化为例，距今2 000多万年以来，在亚欧板块和印度洋板块的挤压下，青藏高原地区强烈隆升，改变了海陆分布和亚欧大陆轮廓以及地貌形态，形成世界屋脊，成为亚洲水塔，大河的源头。高原的隆升，形成了典型的高原季风并加强了亚洲季风，使东亚和南亚成为全球最强盛的季风气候区。雨热同期的气候特点，使亚洲和太平洋地区成为全球生物种类最丰富、生物生产量最高、生态环境十分优越的地区之一。同时，高原隆升还使中亚和西亚地区成为“干旱核心”：沙漠和戈壁连绵，草原和黄土横亘外围，森林和湿地只局限于沿海地区。高原隆升还阻挡了西伯利亚的南下气流，导致中亚、西亚干旱地区的细小粉尘随冬季风向东运输，逐渐沉积，形成黄土高原。

2．结构和功能的统一是整体性之核心

系统理论认为，整体性是系统的根本属性。按照耗散结构理论的解释，自然地理环境是一个远离平衡态的开放系统，系统各部分之间特殊的网络关系，形成系统的结构。自然地理环境各要素之间存在着非线性关系，它通过与外界不断交换物质与能量，在一定条件下形成地理耗散结构。这种耗散结构是时空两个维度的统一，空间结构是时间上稳定的地理综合体各组成要素的分布格局，有分层结构、渗透结构和地域结构，时间结构是维持着空间结构的地理综合体在状态上一系列变化的格局，如太古代、古生代、中生代和新生代等的地理综合体的空间结构。地理耗散结构具有一定的抵抗外界干扰的能力，可吸收外界环境的一般性涨落。其结构水平愈高，保持系统稳定性的能力愈强。如森林生态系统、草原生态系统其结构水平高，稳定性强，而海岛生态系统、干旱区生态系统和高寒带生态系统等相对脆弱的自然生态系统，抗外界干扰能力低，其稳定性差。

整体性是系统内各组成要素相互作用、相互协调，长期演变的结果。系统理论认为，系统结构决定系统功能，整体大于部分之和。自然地理环境是各自然地理要素的有机统一体，除各自然地理要素自身保持各自的功能外，产生了各自然地理要素不具备的新功能，如生产功能、平衡功能等。地理环境整体性的强弱就取决于各组成部分之间结构的完备性和功能的协调性。整体性强的主要表现为组分复杂多样，结构精巧灵活，各组分的性能得到充分发挥和拓展，物质流、能量流大且通畅，其输入、输出与储存之间的比例恰当，系统的抗干扰能力越强，其和谐性、稳定性和协调性越佳。反之，则弱。

3．物质循环、能量流动和信息传递是维系整体性之动力

地球表层系统是由地球表层无机界、有机界和人文界相互作用、相互影响而构成的一个开放、有序的巨系统。维持地表系统运行、地表环境发展的能量主要是太阳辐射的能量，其次是地球内能。尽管每年进入地理环境的太阳能只占太阳辐射总量的22亿分之一，但在地理环境的能量收入中却占99．98%，是地球表层物理、化学和生物变化的主要动力和源泉。太阳辐射被地面吸收转化为地面长波辐射，地面长波辐射又被大气吸收并转化，这个有序过程支撑着地球表层相对稳定的整体性结构和功能。地球表层物质代谢、能量耗散、信息交换以及持续演替，其实质就是整体性结构和功能的外在表现形式，伴随着大气循环、水循环、地质循环和生物地球化学循环，能量在地理耗散结构中不断转化，信息也在不断地传递。因此，物质流、能量流和信息流是维系整体性的动力。

4．等级性和层次性是整体性之标志

组成自然地理环境的各要素在特定地理边界约束下，通过物质流、能量流和信息流的交换和传输，形成具有一定的有序结构、空间分布上相互联系、可完成一定功能的多等级动态开放系统。这个系统既从属于更高级的系统，同时其本身又包含若干低级的系统。按空间尺度分为全球性地域系统、全大陆与全大洋地域系统、区域地域系统和地方地域系统。尽管不同尺度的地域系统在物质和能量交换规模、时间、周期等方面存在差异性，但它们都具有整体性的特征。

二、整体性原理的教学功能

1．从地理环境整体性的视角分析一些自然现象

地理环境整体性的表现，一是地理环境各要素与环境总体特征协调一致。如我国西北内陆地区，由于距海远，海洋湿润气流难以到达，形成干旱的温带大陆性气候。由于气候干旱，降水很少，这里的地表水贫乏，河流不发育，且多为内流河；由于气候干燥，流水作用微弱，但物理风化与风力作用显著，形成大片戈壁和沙漠；气候干旱还导致植被稀少，土壤发育差，有机质含量少。

地理环境整体性的另一个表现是地理环境各要素之间相互制约，“牵一发而动全身”，一个区域的变化不可避免地影响到其他区域。以厄尔尼诺现象为例，在赤道太平洋东部的厄瓜多尔和秘鲁沿岸，由于盛行与海岸平行的偏南风，表层海水在风和地转偏向力的共同作用下，产生离岸流动，于是深层较冷的海水便上涌补偿。因此，这一带海面温度较低，大气稳定，气候干旱，沿岸是著名的沙漠景观。在海洋里，由于上涌的深层海水富含营养物质，为鱼类提供了丰富的饵料，所以那里鱼类资源丰富，形成著名的秘鲁渔场。但是，每隔2~7年，这里就会出现信风减弱，沿岸上升流减弱或消失，来自赤道附近海区的暖水大量南侵的现象。在这种情况下，赤道东太平洋沿岸，海水温度上升，营养物质减少，海洋浮游生物与鱼类大量死亡，海鸟饿死。由于赤道西太平洋海区水温下降，在赤道海区形成沃克环流，导致原本干旱少雨的南美洲西部地区暴雨成灾，太平洋西岸的印度尼西亚、澳大利亚等国出现了严重的干旱，欧洲出现了异常暖冬，我国南方夏季低温多雨，长江流域出现了历史少见的大洪水（如1982年）。

2．建立动态的、联系的、立体的分析问题的思维方式

组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互联系、相互作用，在空间上相互交叉、渗透、叠加，构成了一个多级嵌套、立体交叉的结构。在各圈层内部及各圈层之间不断地进行着物质、能量和信息的运动，其发展演化是具有方向性特征的一个十分复杂的过程。这种复杂性主要表现在新的组成成分或要素的出现，以及由此导致的结构复杂化，沉积过程加强，岩石圈厚度增加，水圈含盐量增加和离子成分发生有规律的变化，大气成分发生质的变化，地貌复杂化和气候多样化，生物从低级形式向高级形式发展，新物种产生和一些旧物种灭绝，地域分异越来越显著等等。因此，动态性是自然地理环境整体性的基本特性之一。由此可以看出，理解地理环境整体性原理必须从时间、空间以及时空组合变化等维度入手，通过多角度、多层次、分阶段、立体化的透视，才能深刻把握其内涵。通过这样的学习，也可以帮助学生建立起动态的、联系的、立体的分析问题的思维方式，发展他们的能力。

3．资源开发与国土整治要考虑整体性原理，做到统筹兼顾

人类是环境的产物。人的生存和发展离不开自然环境的支撑。一方面，环境为我们的生存和发展提供了空间；另一方面，环境又源源不断地为我们的生存和发展提供物质和能量。由于人类需求的无限性，而环境资源具有稀缺性以及资源间的联系渗透性，因此人类自身的发展要与资源利用、环境保护相协调，做到统筹兼顾，这样才能取得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。

如伴生矿多是我国矿产资源的一个特点，开发利用时就不能只开一种，丢弃其它矿种。再如，黄土高原的一些落后地区，由于人口文化素质较低，生态意识淡薄，盲目毁林开荒、扩大耕地面积，结果造成生态破坏，土地自然生产力下降，以至于形成“越穷越垦，越垦越穷”的恶性循环。对于黄土高原水土流失的治理，就要综合防治，生物措施、工程措施和农业技术措施三管齐下，以求效果最佳。

4．学会欣赏由地理环境整体性形成的和谐美、动态美

自然地理环境的整体性必然产生结构上的和谐美、过程上的动态美。如被南宋学者王正功赞叹为甲天下的桂林山水，山奇水秀，风光旖旎。簪山、带水、幽洞、奇石为其四绝。“江作青罗带，山如碧玉簪”是对其山水景观的最佳言说。桂林“山水之绝”还在于山、水、洞、石以及亚热带植被的有机结合，构成“无山无水不连洞，处处山连水自通，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绿之中，江上水色晶莹剔透，群峰倒映，渔舟片片；两岸青山相对，田园似锦，茂林翠竹间掩映着点点农舍，组成一幅绝妙的百里山水画廊。乘筏漓江上，水流筏动山移，仿佛“舟行碧波上，人在画中游”，美不胜收。

桂林山水的形成也是地理环境整体性的一个很好的例证。桂林山水是十分典型的喀斯特地貌。它的形成和发育与该地区的岩石条件、水文条件、气候条件和生物条件等密切相关，是岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互作用的结果。这里石灰岩广布，厚度大，岩性纯，空隙和裂隙多；这里气候温暖，降水充沛，河流水量大，地表水和地下水丰富；这里植被茂密，生物生命力旺盛，土壤和流水中富含有机酸。在强烈的流水侵蚀作用下，石灰岩受到大面积的溶蚀，形成桂林山水。