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自然地理學

(學科)

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自然地理學是一門研究自然地理環境的組成、結構、空間分異特徵、形成與發展變化規律,以及人與環境相互關係的學科。 [1] 
中文名
自然地理學
外文名
Physical Geography
分    類
綜合性和部門性
所屬分類
地理學

自然地理學研究內容

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自然地理學的研究對象是自然地理環境,包括只受到人類間接或輕微影響,而原有自然面貌未發生明顯變化的天然環境,和長期受到人類直接影響而使原有自然面貌發生重大變化的人為環境。自然地理環境是指地球表面,具有一定厚度的圈層,即岩石圈水圈大氣圈生物圈相互作用、相互滲透的區間內的一個特殊圈層。它是在太陽輻射能、地球內能和生物能作用下形成的,比地球的其他圈層的特徵要複雜得多。在這裏各種固體、液體、氣體狀態的物質同時穩定地存在並且相互滲透。只有在地球的這一部分才具有生物產生和繁衍的條件,併成為生物圈進一步發展的強大因素。人類出現後,又成為人類生活和生產活動的環境。自然地理學的研究內容隨着學科的發展越來越廣泛,但主要還是研究各自然地理成分的特徵、結構、成因、動態和發展規律;研究各自然地理成分之間的相互關係,彼此之間的物質和能量的循環與轉化的動態過程;研究自然地理環境的地域分異規律;研究各個區域的部門自然地理和綜合自然地理特徵,並進行自然條件和自然資源的評價,為區域開發提供科學依據;研究受人類干擾、控制的人為環境的變化特點、發展趨勢、存在的問題,尋求合理利用的途徑和整治措施。隨着自然地理學的發展以及與許多自然科學發生聯繫,形成了眾多的分支學科。按研究的特點,自然地理學可分為綜合性的和部門性的兩組分支學科。綜合自然地理學是研究自然地理環境整體的綜合特徵的學科。

自然地理學分類

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綜合自然地理
着重對自然地理環境整體特徵——自然景觀進行系統綜合研究,是自然地理學的重要分支學科。它包括綜合自然區劃研究、土地類型研究和自然綜合過程研究等幾部分。
綜合自然區劃研究的特點是按地域分異規律對地球表層進行區域系統的劃分,劃分出的地域單元是彼此不重複出現的;土地類型研究的特點是按地段分異規律進行類型系統的劃分,劃分出的類型單元在地表是重複出現的;自然綜合過程研究包括現代物理過程(熱量水分平衡)、化學過程(化學元素遷移與平衡)、生物過程(生物地理羣落與生態平衡)和時間過程(古地理過程)等。現代地理過程的綜合結果展現了自然地理環境的現代特徵,古地理過程的綜合結果是自然地理的古環境。現代自然地理環境是古地理環境演替的結果與延續。
部門自然地理
是從自然地理各組成要素角度進行研究,闡明各要素的類型、特徵、過程和與其它要素相互作用關係與結果的學科。主要包括地貌學、氣候學、水文地理學、土壤地理學、植物區系與植物地理學、動物地理學、化學地理學、醫學地理學、海洋地理學等學科。
區域自然地理學
是研究某一特定地區的自然地理要素之間的相互關係和自然地理環境的特徵、結構、發展變化的學科,也是區域地理學的分支學科。
古地理學
是研究和重建地質時期地球表面自然地理現象的學科。
歷史自然地理學
是研究近一萬年來人類歷史時期自然地理環境的變化及其規律的學科,也是歷史地理學的分支學科。
其他
另外,有普通自然地理學,它是研究自然地理環境的物質組成、結構特徵形成和變化規律的學科,也有人認為它是綜合自然地理學的分支學科。部門性的分支學科有地貌學、氣候學、水文地理學,土壤地理學、生物地理學、冰川學、凍土學化學地理學和醫學地理學等。
地貌學、氣候學、水文地理學、土壤地理學、生物地理學是在研究自然地理環境整體的基礎上以自然地理環境的某一成分為研究對象,研究其組成、結構、動態及分佈等特徵和規律。它們的形成與某些自然科學有關,是自然地理學與相鄰的其他科學的邊緣學科
地貌學又稱地形學,是研究地球表面的形態特徵、成因、分佈及其演變規律的學科,是自然地理學與地質學的邊緣學科。
氣候學是研究氣候特徵、形成、分佈和演變規律,以及氣候與其他自然因子和人類活動的關係的學科,是自然地理學與大氣科學的邊緣學科。
自然地理 自然地理
水文地理學,研究地球表面各類水體的性質、形態特徵變化與時程分配,以及分佈規律的學科,是自然地理學與水文學的邊緣學科。土壤地理學是研究土壤與地理環境的關係的學科,是自然地理學與土壤學的邊緣學科。
植物地理學是研究植被空間分佈規律的學科,是自然地理學與植物學的邊緣學科。
動物地理學是研究動物在地璋表面的分佈及其生態地理規律的學科,是自然地理學與動物學的邊緣學科。
以獨特的自然綜合體或自然地理環境的某一方面為研究對象的分支學科有:
冰川學是研究地球表面各種自然冰體的形成、特徵、發育及其分佈規律的學科。
凍土學是研究凍土的形成、特徵、發育及其分佈規律的學科。
化學地理學是研究地理環境的化學組成和化學元素的分佈、遷移轉化規律的學科,是自然地理學與化學的邊緣學科。
醫學地理學是研究人羣疾病和健康狀況的地理分佈、與地理環境的關係,以及醫療保健機構和設施地域合理配置的學科。它既是地理學與醫學的邊緣學科,也是應用地理學的分支學科。
此外,還有環境地理學海洋地理學、荒漠學、河流學、沼澤學等分支學科。
現代自然地理學不斷加強定量分析、生態化和應用研究的同時,還注意吸收其他學科的新成就和研究方法,開始進行地理預測研究,並將更加重視全球環境問題。同時,自然地理學研究與人文地理學研究將越來越緊密的聯繫在一起。

自然地理學研究歷史

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人類的地理知識起源於遠古時代。但自然地理這一術語始用於17世紀,至18世紀後半期已廣為流行。自然地理學作為地理學中的一門學科,出現在近代地理學形成時期。自然地理學的發展大致可分為知識積累時期、近代時期、現代時期三個階段。
19世紀中期以前,地理學以地理知識的描述性記載為主,自然地理知識作為地理學的一個重要方面,主要是瞭解地球表面的自然現象、記錄山川形勢、遊歷探索四方奇勝,進行探險、發現活動等。
早在公元前3000多年,古埃及人就開始觀測尼羅河水位的變化。公元前5世紀,古希臘希羅多德在《歷史》(又稱《希臘波斯戰爭史》)一書中敍述了尼羅河夏季洪水的動態規律,並且指出河口三角洲是由河流帶來的泥沙堆積而成。
以後,亞里士多德把地球表面各種自然現象作為土、水、火和氣四種基本原質的統一體。埃拉托色尼計算了地球的周長,用數學方法研究、確立地球表面經緯度和事物位置的方法,奠定了數理地理的基礎,並且將地球劃分出五個氣候帶。在歐洲,整個中世紀是封建閉塞和宗教觀念統治時期,地理學幾乎沒有取得什麼進步。
15~17世紀是地理大發現時期,人類的地理視野大大地擴展,不但最終證實了大地球形説的正確性和地球存在着一個統一的世界大洋,還發現了洋流,確定了南北半球的信風帶和對季風形成作出科學解釋。這一時期收集的大量地表自然現象資料,為17世紀下半葉探討海陸起源、植物和動物的分類等理論問題,以及綜合地研究地球表面自然現象建立了基礎。
德國瓦倫紐斯總結了地理大發現時期的大量資料,發表了敍述和解釋地球表面自然現象一般規律的著作《普通地理學》。18世紀法國布豐研究了人與自然環境的關係,認為人在改造自然界中有着巨大的力量,整個地球表面都有人類作用的烙印。這些都為自然地理學的建立提供了思想準備。
水經注 水經注
在中國,公元前13世紀殷代甲骨文中已有關於天氣情況的記載。公元前11~前6世紀作於周代的的《詩經》記述了數十種地貌形態。戰國時期成書的《尚書·禹貢》依據名山大川的自然分界將當時的疆域分為九州,並就山川、湖澤、土壤、植被等對各州進行區域對比。《管子·地員》篇是首創土地分類的著作,綜合當時關於地貌、土壤和植被的知識,較為系統和詳細地把土地分為5大類20多個小類,並記述了山地植被的垂直分佈。
西漢(公元前206~公元25)以前成書的《山經》對長江流域和黃河流域的自然條件以山為綱作了綜合性記述。公元六世紀初,酈道元完成《水經注》,對中國1252條河流水道的源流、脈絡和流經地區的地理情況作了詳細的註釋。11世紀時,沈括在《夢溪筆談》中敍述了海陸變遷的事實,從河流沉積作用解釋華北平原的成因,從流水侵蝕作用論述了雁蕩諸峯的形成,還詳細記載了物候現象。
17世紀上半葉,徐霞客喀斯特地貌、火山地貌、河谷縱橫剖面發育、植物與環境的關係等作了詳盡的記載和科學的分析,特別是對中國西南地區喀斯特地貌的描述非常詳細,其中關於溶蝕窪地分類、鐘乳石和溶洞形成,以及峯林的類型、分佈與地質構造之間關係等的論述是當時的最高研究水平。
19世紀初期德國洪堡李特爾創建近代地理學。自然地理學開始成為一門獨立的分支學科。從這時起,自然地理學由單一的、表象的、靜態的自然地理成分和現象的研究走向把自然地理環境作為一個整體進行綜合的、內在的和動態的研究。隨着自然地理學研究的深入,許多分支學科,如地貌學、氣候學、水文地理學、土壤地理學、植物地理學、動物地理學、冰川學、凍土學等迅速發展起來。
洪堡德把自然地理環境看成一個整體,應用經驗的和歸納的比較法,對不同區域、不同地理環境進行比較研究,認為地球表面各種自然現象之間存在着因果上和區域上的相互聯繫。他根據大量實地考察資料,論證了植物的水平分佈和垂直分佈與氣候的關係,創立植物地理學;還首創世界等温線圖,研究了氣候的形成和分佈,成為近代氣候學研究的開端。洪堡德的貢獻為自然地理學成為一門獨立的分支學科奠定了基礎。
19世紀60年代開始,德國佩舍爾提倡用發生學觀點來研究地球表面的自然特徵,為自然地理學確立了地理學中分支學科的地位。李希霍芬創立了關於自然現象世界分佈的一般概念,把自然地理學的研究論題引向地誌學,即闡明特定地區內各種事物相互因果關係。地誌學的概念受到赫特納支持並加以詳細論述,他的思想對德國自然地理學進展有深遠影響,其重要結果是將注意力轉向研究人類及其周圍自然界與生物環境之間的關係。
19世紀後期到20世紀初期,彭克探討了地形的成因和形成過程,創用“地表形態學” 一詞。他還將阿爾卑斯山第四紀冰期劃分為3個間冰期和4個冰期,對冰川學第四紀地質學作出重要貢獻。20世紀初,施呂特爾提出景觀研究是地理學的中心目的,用歷史地理學方法探索文化景觀從原始(或自然)景觀演化的現象和過程。他把自然地理學研究的注意力引向研究人類活動所創造的人類居住地。20世紀30年代末期,特羅爾創建景觀生態學,對德國自然地理學的發展同樣有着深刻影響。
19世紀後半期,美國正處在西部大勘測時代,戴維斯在進化論思想影響下提出了侵蝕輪迴學説,並提倡用“地形的解釋性描述”來闡述地貌發育過程,對地貌學的建立和發展起了重要作用。以後,德國彭克又提出地貌演化學説。
19世紀後期,在德國地理學思想影響下,俄國沃耶伊科夫從事地球熱量與水分子衡研究,主張重視人類對環境的影響。俄國自然地理學創始人道庫恰耶夫在論述土壤形成時提出自然綜合體概念,並建立了自然地帶學説。以後,他還提出地理景觀概念,認識到人是地球表面的一個主要變動力量。
20世紀前半期。貝爾格、格里戈裏耶夫等發展了自然地帶學説和景觀學説,為發展自然地理學基本理論作出重要貢獻。與歐美不同,蘇聯地理學家非常重視自然地理學研究,通常把研究注意力放在自然環境各個要素方面,自然地理學內部分化明顯,在自然區劃、景觀製圖地球化學景觀、生物地理羣落古地理學等方面研究取得顯著進展。
中國近代地理學是在引進歐美近代地理學的基礎上逐步形成的。1908年,張相文編著了中國最早的自然地理學教科書《地文學》,開創了中國近代地理教育。從20年代起,竺可楨對氣候學進行了廣泛深入的研究。中國地理學者對中國的地貌、氣候、水文、土壤和植被等進行廣泛的考察研究,從50年代起對青藏高原、黃土高原、新疆、黃淮海平原和海岸帶,以及冰川、凍土、沙漠等進行了系統考察,自然區域研究迅速發展。
從60年代開始,地理學出現了重大變革,建立了地理系統學説,從學科分化走向新的綜合。在綜合研究的基礎上,又發展了新的分支學科。在研究方法上,引進了電子計算機和遙感技術,加強了定量分析研究。

自然地理學研究方法

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這時期的自然地理學注重定量分析,並把定量分析和定性分析緊密結合。主要是通過建立綜合性實驗站和使用遙感技術,觀測自然地理系統內的能量和物質的轉換形式、動態過程,獲取範圍廣和連續的各種自然地理信息,應用數學方法和電子計算機處理和分析各種信息如遙感技術、地理信息系統,通過模擬實驗建立系統結構模式和動態變化的數學模式等,深入研究自然地理系統的結構特徵,預測變化趨向。
注意運用生態學的觀點對自然地理系統進行研究,注重人類對環境作用的後果,並由此而發展了生態地理學、景觀生態學等。

自然地理學應用

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運用自然地理學的研究成果,參與解決農業生產、工程建設、資源開發利用、地理環境污染和治理等問題,由此而發展了應用氣候學應用地貌學資源地理學、環境地理學、醫學地理學等應用性分支學科。
參考資料
  • 1.    王文福,梅曉丹,梁欣,李丹編著.自然地理學原理及其在測繪中的應用:武漢大學出版社,2014