结构类型

按系统的结构分类称为乔莱分类。英国地理学家乔莱(R.J. Chorley) 和肯尼迪(B.A.Kennedy)把系统分为四种类型(图 2.3),分述如下。

(1)形态系统(morphological systems)。形态系统单纯由系统组成要素之间的结构网络来确定。在地理研究中,只要求找出研究对象(系统) 所包含的要素,确定各个要素之间的相互联系渠道以及这种联系的方向和强度,就能建立一个形态系统。它可以体现“地理事实”或“地理结构”。(2) 级联系统(cascading systems)。这是由能量或物质流通的路径来确定的系统。建立这类系统,就要考虑能量或物质输入输出及其在系统内部传输的机制和途径。级联系统可以体现“地理过程”。

  1. 过程-响应系统(Process-response systems)。这类系统至少应有一个形态系统与一个级联系统相耦合。因此可以显示出从“形态”到“过程”、从“结构”到“功能”、从“空间”到“时间”的特性。这是地理系统中比较高级的一种类型,更加接近于现实的状况。

在一个简单的过程-响应系统中,一旦分析清楚其内部结构,也就可以掌握其所包含的要素以及各要素之间的制约关系。例如,土壤、植物和食草动物三者可以通过结构网络构成一个形态系统,上述三者即为三个子系统。如果确定了各子系统的能量或物质流通的路径,各个子系统就是一个级联系统,而整个系统就是一个过程-响应系统。我们知道,磷是植物生长过程不可缺少的养分之一,分析它在上述系统中的循环路径,可以代表过程-响应系统中分析能量流或物质流的基本方法。将磷施于(即输入)土壤后,它首先溶

解于土壤水分中,随后被植物的根系所吸收而进入植物体内,参加植物体的建造。植物体中的磷,一部分由于植物死亡变成枯枝落叶重新归还于土壤; 另一部分被食草动物取食而进入这些动物体内。贮于动物体内的磷一部分由于动物死亡也归还于土壤中,也有一部分被其他肉食动物取食而转移到这些动物体内,输出到我们所限定的系统之外。在土壤中的磷还有一部分随着水分的淋溶而渗入到土壤层之下,也输出到系统之外。对于各子系统来说,它们既有磷的输入,也有磷的输出。当然还有磷在各子系统内的状态变化。植物体内磷的含量主要受制于土壤中磷的输入与输出状况,这直接影响到植物的生长过程。而整个系统中磷的总体含量则取决于土壤中磷的输入和土壤及食草动物磷的输出。各子系统的变化参量可以通过实验测得,亦可通过理论推导得出,它反映了各子系统的状态变化,反映了各子系统互相作用的方向、强度、流通速率等。据此可通过数学处理建立系统的输入与输出关系,反映输入变量通过系统内部结构的变换到输出变量的过程。

  1. 控制系统(control systems)。当一个过程-响应系统的某个关键部分被某种机制所控制,这个系统就成为控制系统。这种控制机制使系统按照某种预定的方式运行。前述系统中的土壤子系统就属于该系统的关键部分。人们可以通过对磷肥施用的控制使系统中磷的含量达到稳定的动态平衡。