自然环境的组成与结构

【专家解说】：自然地理环境的物质组成、能量组成和要素组成 自然地理环境是一个庞大的物质系统。其组成包括：自然地理环境的各种物质、各种能量以及在能量支配下物质运动所构成的各种动态体系，即自然地理要素。 自然地理环境的物质组成，可能包括着地球所有的化学元素种类。然而本节的讨论将不过细地涉及各种地球元素，而仅以宏观的角度着眼于那些具有地域结构意义的物质成分及其构成的物质系统。 从上述观念出发，可以把自然地理环境的物质成分概括为四大类，即固态的岩石、液态的水、气态的空气和活质有机体。它们是自然地理环境最基本的组成成分。这四类物质成分相互联系、相互渗透，普遍存在于自然地理环境中，并各以自己为主体构成了下列自然地理环境的四个基本地圈。 l）对流圈。大气圈底部对流运动最显著的大气圈层，主要由气态物质组成。这里集中了整个大气质量的3/4 和几乎全部水汽。它的下界是海陆表面，上界随纬度、季节及其他条件不同而不同。根据观测，对流层的平均厚度在低纬度为17—18 公里，在中纬度为10—12 公里，在高纬度为8—9 公里。夏季厚而冬薄。 （2）水圈。地球表层水体的总称，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川和地下水。其中海洋面积最为宽广，占地球表面积的70.8％，平均深度3.8公里。水圈总体积约13.7 亿立方公里。 （3）沉积岩石圈。亦称成层岩石圈，地壳（及岩石圈）的上层，主要由沉积岩构成，包括火成岩和变质岩等岩类。沉积岩石圈的厚度是不均匀的，平均约有5 公里。它的最上面往往覆盖着一层风化壳及土壤（达几十米），后两者是前者的派生自然体。一般地说，沉积岩石圈位于气圈和水圈之下，露出在水圈之上的部分即构成陆地。 （4）生物圈。地表生命有机体及其生活领域的总称，包括植物、动物和微生物三大类。地球生物的活动和影响范围虽然包括了对流层、水圈和沉积岩石圈，但主要集中在这三个无机圈层很薄的接触带中。组成生物圈的有机体的总质量约有1013 吨，其中又以植物为主，它占了有机体总质量的99％。自然地理环境的能量组成，主要包括太阳辐射、地球内能以及潮汐能等等。其中以太阳辐射和地球内能（地热能及重力能）为最重要，它们共同支配着自然地理环境内部的物质运动。上述各种能量均来自自然地理环境外部，构成为影响自然地理环境的外部因素。对此，我们将在本书第三章再展开论述。 自然地理环境的要素组成，包括地貌、气候、水文、土壤和生物。它们是自然地理环境四种基本组成成分在能量的支配下相互联系、相互作用，而产生的各种自然地理动态的物质体系。它们既是物质的，又是动态的。如果说自然地理环境的物质组成强调物质实体的一面，则自然地理环境的要素组成更强调物质的运动方面。 地貌是固体地壳的表面形态。作为形态，地貌与组成它的岩石有着密切的依存关系，两者共同构成为岩石地貌复合体。地貌是大气圈、水圈、生物圈（它们蕴含着外力）和岩石圈（蕴含着内力）相互作用的结果。但是，地貌要素反过来又影响着其他各个要素的发展。因为地貌是大气、水和生物作用的场所，地表形态的差异必然引起各种自然地理过程和现象的变化。因此，岩石地貌复合体是自然地理环境要素组成的基本部分。 气候是长期的大气状态和大气现象的综合。它是最活跃的自 然地理要素之一。大气蕴含着最终来自太阳的热能，它的物理过程首先支配着地表的热量平衡，同时支配着海陆间的水分循环，从而影响了生物分布和陆地水文网的分布，以及它们的动态。风化壳和土壤覆盖层的形成，受着大气过程各种作用的影响。大气过程还是各种地貌的外营力。 水文也是最活跃的自然地理要素之一。水体所起的一种重要的环境作用，在于其潜热特性。巨大的水体（如海洋）贮藏着大量的热能。水与大气相互联系，决定着自然地理环境中水热的配置。地球重力赋予水一定的功能，使之起着某种对地表形态的塑造作用。水还滋养着整个地球的生物界，没有水就没有生命。因此，各种水文过程实质成为自然地理环境内部相互联系的纽带。 土壤既是自然地理环境派生的自然体，也是它的一个组成要素。土壤以不完全连续的状态存在于地球表层（可称为土壤圈或土被）。它的空间位置正处在四个基本地圈紧密交接的地带。在整个自然地理环境中，土壤是结合无机界和有机界的枢纽，是联系各自然地理要素的关键环节。 生物是行星地球的特殊物质，作为自然地理环境的组成要素，它也起着特殊的不可替代的作用。首先，绿色植物通过光合作用将自然地理环境中的无机物合成有机物质，同时又把所截获的太阳能转化为化学能而贮藏于有机物质中。通过食物链的联系，植物、动物和微生物共同改造着周围环境。其作用表现在：改变大气圈、水圈的组成，参与风化作用、土壤形成作用、地貌的改造、岩石和非金属矿产的建造等等。人类作为生物的特殊部分，既有自然属性的一面，又有社会属性的一面。因此，在自然地理环境的组成中，人类起着十分特殊的作用。 总之，自然地理环境的各种物质成分在以太阳能和地球内能为主的各种环境能量的作用下，形成了各种自然地理组成要素。每一组成要素都按着自身的规律存在和发展着，但是，其中没有一个要素是孤立的。换言之，没有一个要素不受其他要素的影响和给予其他要素以影响，因此，各个要素相互联系、相互作用使自然地理环境组成为一个特殊的物质体系 自然地理环境的结构 一、自然地理环境结构的一般特性 自然地理环境的结构是指自然地理环境各组成要素之间以及各组成部分之间的组合格局。作为一个完整的物质体系的自然地理环境，由于各组成要素或组成部分之间相互联系的形式及过程不同，从而形成了不同的结构。自然地理环境的结构是复杂的，而又是有规律的。物质运动规律赋予它鲜明的结构特性。这些特性是自然地理环境结构状况的一般归纳。现分述如下。 1.分层性 地球的圈层构造特性规定了自然地理环境结构的分层性。大气、水体和岩石由于它们的密度差异，在地球重力的作用下相对集中于自然地理环境的一定部位，并自上而下依次形成具有相对独立性的圈层，即对流层、水圈和沉积岩石圈。生物圈的分布决定于生物自身的生理特性，它重叠于上述三个圈层之中。 除了按基本组成成分的集中程度而区分不同层次之外，在自然地理环境内部仍可进一步细分出一系列更小的层次。如对流层可分为贴地层、摩擦层、中层、上层和对流层顶等；海洋可分为表层（深200 米）、次深层（深200—2 000 米）和深层（深2 000 米以下）等；植被可分为乔木层、灌木层、草本层和苔藓层等；土壤可分为枯枝落叶层、有机质层、淋溶层、淀积层和母质层，等等。 可以说，分层性是自然地理环境最普遍的结构特性。任何一个自然综合体都必然由不同高度层次的物质成分所组成。 2.交织性 自然地理环境的四个基本组成成分相互重叠、相互渗透，彼此交织为一整体。其中每一个基本组成成分都以自己的物质加入到所有其他组成成分的组成之中。例如，空气除构成大气圈的主体外，还渗入到水体、土体和生物体中；水圈的水除了组成海洋和陆地的江河湖泽等水域外，还渗入到大气、土壤、岩石和生物体中；岩石圈的成分也渗入到大气、各种水体和生物体中；生物体更是与所有三个无机圈层完全交织在一起。与其他地球圈层比较，这种交织性正是自然地理环境结构的个性。 3.集中性 海陆表面是大气圈、水圈和岩石圈相互直接接触的部分。各种物质成分相互渗透和相互作用在这里最为显著，物质交换和能量转化在这里最为活跃，一系列派生的自然体也在这里诞生。总之，在海陆表面各种自然地理过程和现象最为集中。沿着这里到自然地理环境的边缘方向，各种自然地理过程和现象逐渐分散而减弱。 4.综合性 综合性是自然地理环境空间结构的基本特性，其最鲜明的体现是自然综合体的形成。任何自然综合体，其组成成分都不是单方面地起作用，而是相互联系、相互制约综合地起作用。在组成上，自然综合体内部没有任何一种组成成分可以认为是主要的和决定性的。在功能上，自然综合体以一个整体与外界发生联系。各种自然地理成分的综合作用在海陆表面最为明显，从这里到自然地理环境的边缘方向，这种综合特性不断减弱而消失。 5.差异性 自然地理环境各个部分具有很大的差异性。也就是说，自然综合体的地域分异显著。翻越一座高山或从海岸往内陆跨越一定距离，都可以观察到各处自然地理现象和过程的差异，更不要说 从赤道穿越到极地了。海陆表面（特别是陆地表面）这种地域差异现象尤其鲜明。从这里到自然地理环境边缘的方向，地域差异性逐渐减弱 整个自然地理环境实际上是不同层次的自然综合体的有机组合。因此它可划分为一系列不同等级的结构单位。一般认为：最高级的自然综合体即地理圈，包括对流圈、水圈、沉积岩石圈和生物圈的整体；第二级自然综合体包括大陆和海洋两大部分；第三级自然综合体是大陆或海洋的较大范围，包括各大洲和各大洋。其下还可依次划出各不同的等级。最低级的自然综合体是自然地理环境的局部地段，原苏联地理学家称之为“相”。各级自然综合体等级越高，其重复性越小，水平范围和垂直厚度也越大；反之，等级越低，重复性越大，水平范围和垂直厚度也越小。