自然地理基本原理及其在国土整治中的应用与案例分析——解读现行高中和课标高中地理(人教版)自然地理与国土整治内容，本文主要内容关键词为：自然地理论文,国土论文,人教版论文,案例分析论文,基本原理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
从20世纪90年代开始，国土整治内容被纳入高中地理教育中，成为高中地理教材的有机组成部分。该部分内容承接高中自然地理，运用自然地理原理分析国土整治问题。其联系实际紧密，很受教师和学生的欢迎。但是，由于高中自然地理原理阐述并不明确，国土整治内容也大多以分析型案例为主，二者之间没有明确的对应关系。所以，教师和学生往往不知道应用哪些自然地理原理，如何分析解决国土整治问题。这样，就需要系统总结自然地理原理，阐明其与高中自然地理内容对应关系，解释如何应用这些原理分析国土整治内容。
一、自然地理有哪些基本原理
自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然环境为研究对象的一门自然科学。它分析地球表层自然环境的组成、结构、功能、运动变化规律、空间分异规律和运行机制，为人类评估、预测、规划、管理、优化和调控地球表层自然环境，与自然环境和谐相处提供依据。自然地理学的基本原理有结构性原理、层次性原理、功能性原理、动态演化原理、目的性原理和自组织原理。
结构性原理认为地球表层自然环境是由大气、水、岩石、生物、土壤等多种自然要素组成的。这些要素不是简单地汇集在一起，而是通过物质迁移、能量交换和信息传递，相互依存、相互渗透、相互联系、相互补充、相互影响和相互制约，组成一个有机整体。由于组成要素的种类和规模差异，自然环境组分之间相互作用方式非常复杂，是非线性的。而组分之间相互联系和作用方式决定的自然环境的结构也有很大的差异。从相对意义上讲，结构分为有序结构和无序结构两种。有序结构对应于有组织，有组织的自然环境内部要素之间可以有规则地联系或转化。无序结构对应于无组织，无组织的自然环境内部要素之间混乱、没有规则地联系和转化。自然环境具有一定的范围和边界。在自然环境范围内，组分之间相互联系较强。到了外围环境，组分之间的相互联系减弱。自然环境对外部环境开放，与外围环境不断地进行物质、能量和信息交换，存在着相互作用。
层次性原理认为自然环境的组成具有一定的层次性。地球表层自然环境最低一级组分是要素。不同要素相互作用组成较低一级自然环境。较低一级自然环境相互作用组成级别更高的自然环境，直至整个地球表层自然环境。
功能性原理强调地球表层自然环境对其外部环境中某些事物，乃至整个环境的存在与发展可以起一定的作用。这种作用就是常说的功能。它既包含组成要素本身所具有的功能，也包含整体具有而单个要素不具备的功能。后者在地球系统科学中也被表述为整体涌现性。从地球表层自然环境看，组成要素之间相互作用、相互制约、相互补充，形成合理的结构，可以激发出一些功能。这些功能不是单个要素所具备的。而且结构合理程度不同，相互制约和激发方式不同，激发的功能也不同。这种激发产生的功能直接与结构相关，称为结构效应。另外，当地球表层自然环境组成要素种类和数量增多，逐渐形成一定的规模时，地球表层自然环境整体性质、行为和功能均会发生质的飞跃，形成规模效应。这两种效应都具有非还原性和非加和性，共同组成了地球表层自然环境的整体涌现性。
动态演化原理认为地球表层自然环境的组分、结构、行为和功能会随着时间的推移而发生变化，即自然环境具有演化性。一般情况下，自然环境具有渐变和突变两种演化形式。渐变是一种量变，发生于结构稳定、抗干扰能力强的自然环境。突变是一种质变，发生于某些区域结构不稳定、抗干扰能力较差的自然环境。从演化方向上看，自然环境有两种演化趋向，一种是由低级向高级、由简单向复杂的进化；另一种是由高级到低级、由复杂向简单的退化。这两种方向具有互补性。自然环境总的演化趋向是越来越复杂，级别逐渐升高。演化对应于过程，每个过程可以划分为若干历时更短的子过程。
目的性原理认为任何自然环境都是在一定的外围环境中发生发展起来的，不存在没有外围环境的自然环境。自然环境的组分、结构、功能或多或少都与外围环境有关。在一定外围环境中发展起来的自然环境，在其演化过程中往往表现出“不达目的不罢休”的特征。这就是自然环境演化的目的性。自然环境演化到达目的地时的状态是自然环境与外围环境相互作用达成的均衡状态。外围环境改变了，自然环境与外围环境原有的均衡被打破。自然环境会相应地调整演化目的，以求与外围环境达成新的均衡。
自组织原理认为在自然环境演化过程中，自然环境或自然环境以外的组织者可以按照一定的目的、任务和形式对其加以编制。如果组织者是自然环境本身，则这种过程属于自组织过程；如果组织者是自然环境以外的其他因素，则这种过程属于他组织过程。在自组织过程中，自然环境在没有外界干扰的情况下，依靠内部的相互作用发展演化；在他组织过程中，自然环境以外的组织者按照事前确定的计划、方案组织自然环境，使其整体发展演化。
二、与高中自然地理内容的对应关系
在现行高中地理和课标高中地理中，大部分自然地理基本原理都有一定的表述。
在现行高中地理必修上册中，结构整体性在第88页被表述为“地理环境是一个有机的整体……地理环境各要素之间相互作用、相互联系、相互制约和相互渗透，构成地理环境的整体性。”在课标高中地理必修Ⅰ中，该内容在第92页用“地理要素间进行着物质与能量的交换”概括。而结构差异性则被分别放到现行高中地理必修上册第88页“地理环境的地域差异”与课标高中地理必修Ⅰ第98页“自然地理环境的差异性”中讲述。
自然地理环境地域分异规律大小嵌套，使陆地自然地理环境纬向分化上有经向分化，经向分化上还有垂直向分化，即自然地理环境组成也呈大小嵌套关系，小的组成大的，大的再组成更大的。所以，自然地理环境组成的层次性，即层次性原理也在“地理环境的地域差异”与“自然地理环境的差异性”中被表述。
在现行高中地理必修上册中，课文没有表述功能性原理，但是，课标高中地理必修Ⅰ却用“地理要素相互作用产生新功能”对其作了精辟概括。该段文字不仅阐述了单个地理要素具有的功能，而且还用生产功能和平衡功能说明了地理要素相互作用产生的整体涌现性。
动态演化原理、目的性原理和自组织原理分别从演化过程、方向和组织者解释了自然地理环境的演化，是关于自然地理环境演化的三原理。对于这三原理，现行高中地理必修上册在第88页，用“地理环境各要素……有机质含量少”和“地理环境的整体性……改造环境的过程中应充分重视这一因素”，对其作了系统表述。课标高中地理必修Ⅰ没有表述目的性原理，但是对动态演化原理和自组织原理分别用“自然地理环境具有统一的演化过程”和“地理要素变化会牵一发而动全身”作了精确描述。
三、在国土整治中的应用及案例分析
人类生活在地球表层，需要不断地从自然环境中获取生存和发展所必需的物质和能量，同时又需要不断地将生活和生产产生的废弃物投放到周围的环境中。无论是开发活动还是排放废弃物活动，都会或多或少地对自然环境的稳定性产生影响。地球是人类惟一的家园，如果自然环境稳定性与自然环境的正常演化受到影响，则必然会对人类的生活和生产产生负面影响。因此，人类需要运用已经取得的科学技术成就，对国土进行有计划地治理和调控，这就是国土整治。国土整治的理论前提是地球表层自然环境存在他组织现象。
国土整治对应于一定的区域单元，是在一定区域自然环境中展开的。因此，需要依据自然地理基本原理制定国土整治原则。在自然地理基本原理中，结构性原理和层次性原理表明，自然环境之间具有组成要素、层次和结构差异，分析和解决自然地理问题，需要因自然环境而宜，因地制宜，区别对待。功能性原理说明，优化结构、扩大规模，可以激发自然环境的结构效应和规模效应，增强自然环境的整体功能。动态演化原理和目的性原理预示分析自然环境演化过程和趋向，可以认识自然环境的演化机制和演化规律，了解自然环境当前所处的演化阶段，确定调控方向，为解决自然地理问题提供依据。结构性原理、层次性原理、功能性原理、动态演化原理和目的性原理则共同说明，自然环境是一个具有特定结构、功能和演化过程的有机整体，分析和解决自然地理问题需要整体考虑，不能将各个组分割裂开来分析。它们为制定国土整治原则提供了基本思路，即要尊重自然环境的差异性和整体性，因地制宜地制定整体的治理和调控方案，寻求结构优化、规模扩展和适应当前演化阶段。如果表述为具体原则，那就是因地制宜原则、结构效应原则、规模效应原则、动态性原则和整体性原则。由于自然环境的整体性决定了其他属性，一般将整体性原则放在第一位。
自然地理基本原理也为确定国土整治方法提供了理论依据。通过分析可以发现，在自然地理基本原理中，自组织原理说明自然环境是可以调控的；而结构性原理、层次性原理、功能性原理、动态演化原理和目的性原理则说明，改变自然环境组分或自然环境组分之间、自然环境与外围环境之间的物质、能量和信息交换方式和规模，可以左右自然环境的结构和功能。这些原理为国土整治提供了基本的方法和思路，那就是调控组分、物流、能流和信息流，可以达到国土整治的目的。
荒漠化防治是国土整治的一个方面。一般认为，荒漠化是土地在气候和人类活动等因素作用下出现的退化现象。由气候干旱导致的荒漠化是一种自组织过程，一般演化时间较长，改造难度比较大。由人类活动不合理导致的荒漠化，属于他组织现象，一般发生于沙漠绿洲、草场，甚至气候条件适宜的农耕区。它们是目前荒漠化防治的重点。在这些地区，由于人类不合理活动的介入，原本良好的植被遭到破坏，地表土壤裸露，风和流水作用增强，水土流失加剧，土壤肥力下降，土壤结构和性能退化。这种情况进一步影响植被种类和规模，并由此形成恶性循环机制，最终导致土地向荒漠化方向发展。从结构和功能上讲，这种荒漠化自然环境的植被或水分规模比较小，物质输出大于输入，结构不稳定，结构效应和规模效应都比较差，没有自我维持和自我调节能力。从演化趋向和过程看，这些地区自然环境向荒漠方向发展时间较短，没有形成不可逆转的局面。按照国土整治原则，防治这种土地退化的根本措施就是从当地气候、水分条件出发，针对植被和水分缺损情况，适度补充和扩大植被和水分规模，增强其结构和规模效应，终止其退化链条，并逐步引导其逆向演化到原来的稳定状态。在人教版现行高中地理和课标高中地理中，荒漠化的防治是以中国西北地区荒漠化的防治为例阐述的。该案例首先根据成因，对荒漠化进行了分类，确定土地人为荒漠化是研究和治理的重点。然后集中分析了荒漠化土地人为他组织退化过程，认为人类不合理活动，如过度樵采、过度放牧、过度开垦等导致组成要素、特别是植被和水分减少，自然环境结构效应和规模效应降低，是促使土地向荒漠化方向发展的主要动力。最后，按照因地制宜原则、结构效应原则和规模效应原则，提出合理利用土地、积极营造防护林、合理利用水资源等措施。这些措施用于扩大植被规模，增加水资源储量，改善自然环境结构，激发自然环境的固沙效应，切断流沙输送途径，遏制并扭转荒漠化的进一步发展。
水土流失又称土壤侵蚀，也是目前国土整治的重要内容。它对应于地貌演化过程中风化物的侵蚀和搬运，是地貌演化的重要环节。水土流失有两种，一种是自然侵蚀，一种是加速侵蚀。自然侵蚀是地质过程受构造、地表物质组成、气候、植被和地貌演化阶段影响，属于自组织现象。加速侵蚀是人类活动改变植被和表土加速水土流失的过程，有他组织的成分。它是目前人类调控治理的重点对象。在没有人类活动介入的情况下，水土因地貌的自然演化而自然流失，是自然环境对外物质输出的重要形式之一。可是，随着人类活动范围和强度的增大，人类不仅可以直接剥离和搬运地表物质，而且还通过破坏植被间接加剧水土流失。水土流失导致土壤养分流失，肥力下降，土壤结构和性能退化。这些问题又促使植被覆盖度进一步降低，如此反复，形成恶性循环，使水土流失逐渐加剧。从结构和功能上看，水土流失是由于植被规模缩小和土壤性质改变，所导致的自然环境物质输出大于输入、结构不稳定和功能失调现象。从演化过程和方向看，如果不加以治理，水土流失可能加速发展，并最终导致流失区自然环境完全退化。按照国土整治的基本原则，整治这种自然环境，首先要补充缺损的植被、改善土壤性质、优化自然环境结构、增强土壤抵御侵蚀的功能，遏制其加速侵蚀趋势，使其回归到自然侵蚀水平。在现行高中地理中，水土流失的治理是以中国黄土高原水土流失的治理为例进行分析的。该案例首先分析了黄土高原水土流失的原因，认为自然水土流失是背景，人为活动加速了水土流失的作用，也是目前人类可以调控和治理的部分。然后分析了水土加速流失的原因，认为人类毁林、毁草开荒和露天采矿等活动，降低了植被覆盖度和土壤抗蚀能力，是加剧水土流失，导致黄土高原他组织退化的主要动力。最后根据因地制宜原则、结构效应原则和规模效应原则，提出缓坡建造梯田、陡坡植树造林，压缩农业用地，扩大林草种植面积、改善草场质量等治理措施，增加土壤水分和植被规模，激发自然环境的水土保持效应，阻断部分水土运移路径，遏制了水土加速流失。
盐碱地的改造也是国土整治的一个重要方面。它包括盐土、碱土以及各种盐化、碱化土壤的改造。盐碱地主要分布在内陆干旱、半干旱和滨海地区。在这些地区，由于气候常年或季节性干旱，蒸发旺盛，土壤中可溶性盐或碱随同水分沿土壤裂隙上移。在排水不畅的低洼地，水分蒸发后，盐或碱便聚集在土体上部，日积月累便形成了盐碱地。人类大水漫灌或直灌不排也可以导致土地盐碱化。从某种意义上说，土地盐碱化是特定气候、地形或者人类活动相互作用，导致土壤盐或碱过多在土壤表层积聚的异常现象。由于盐碱地含盐或碱量比较高，不适宜发展农林牧业，需要根据农业生产的需要对其加以改造。按照国土整治的基本原则，改造盐碱地需要根据盐碱地的形成机制采取措施，一方面抑制盐或碱的上移，另一方面调控物流流动方向，使盐或碱向土体下部移动。在现行高中地理中，盐碱地的改造是以中国黄淮海平原盐碱地的改造为例进行分析的。该案例首先分析了“气候—地形”相互作用和人类不合理活动加剧灾害的过程。然后分析了该区发展农业生产的必要性和盐碱地的限制性。最后，提出引入物流——淡水淋盐，井排井灌输出盐水，覆盖地物抑制水分蒸发返盐等多种物流调控方法，抑制土壤盐碱化，改良土壤性质。
由于高中地理选择的国土整治内容有限，因此，在案例分析部分没有涉及能流、信息流两种调控方法。另外，由于目前维护生态环境多样性的需要，本文对存在争议的现行高中地理中的湿地开发内容也未作解释。
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