第四节 自然地理环境的水热作用

一、自然地理环境的水热关系

自然地理环境中的热和水在各级自然综合体形成和发展过程中起着极为重要的作用，因为自然地理环境各组成成分之间物质循环这个错综复杂的过程是以热运动和水运动为基础的。

大家知道，热、水之间存在着对立统一的关系。热可以制约水的运动及其形态（固、液、气态），而水也反过来影响热的运动，二者构成一对矛盾。在自然地理环境中，热水矛盾关系的改变以及两者在自然综合体中量与质的变化，能够直接或间接地制约各组成成分的运动及其表现形式，从而给自然地理环境的结构及面貌施以极大的影响。因为，岩石的风化过程，风化壳中的地球化学过程，土壤的形成过程，生物的生理过程，水体的运动与性质以及近地面气候的变化等等，无不与热和水这对矛盾有着相关关系。因此，人们认为，热和水这对矛盾是推动自然综合体演化的基本矛盾。

一般来说，地表自然界中具有相同的热、水特性的地方就可以形成相同的自然综合体。由于陆地表面上各地区热和水的量及其时间分配差别很大， 它们的对比关系、季节动态等迥然不同，因此就形成了区域特征各不相同的

自然综合体。这里需要特别注意的是，热水矛盾的主要方面随地域而转变的这一事实。即在一些区域，自然综合体的形成和发展主要与热量有关，热成为矛盾的主要方面，如我国的东部地区；而在另一些区域，水成为矛盾的主要方面，如我国的西北部地区。

二、水热关系与自然地理环境的水平结构

自然地理环境内部各个彼此紧密联系的组成成分之间的物质循环使自然地理环境形成一个统一的、不可分割的、同时具有地域差异的整体。自然地理环境这种地域差异性，突出地表现为它具有一定演替规律的水平结构，即水平自然地带的分布规律。地理学研究这种地域分异的水平结构时，特别注意有关水平地域分异的制约因素。正如上述，由于热水矛盾是推动自然综合体形成和发展的基本矛盾。因此，在寻找这个因素时，常常把一些水热指标与实际水平地带加以对比，检验这些指标的等值线与地带分布的符合情况， 其中最常用的指标是水热系数。

水热系数实际是确定地面热量平衡和水量平衡相对数值的参数，它表示地面热量交换和水分交换总的特征，因而它的数值大小也就影响自然地理过程的动态变化及自然综合体的水平结构。所以，不少地理学者尝试利用水热系数来揭示水平地带性规律。其中最突出的是 60 年代初，原苏联地理学家

A.A. 格里哥里耶夫和著名学者 M.И. 布迪科共同创立的辐射干燥指数。

辐射干燥指数=R/Lr

式中：R 为年辐射平衡；L 为蒸发潜热；r 为年降水总量。这一指数是一地的年辐射平衡（热量收入）与用热量单位表示的年降水图 4.5 自然地带与水热条件的关系

表 4.2 地理地带周期律(引自 A.A.格里高里耶夫)

量（即蒸发该地年降水总量所需的热量）之比，可视为蒸发力与降水量之比。本质上这是一个反映干燥度的指标。对于不同纬度，R 与 r 为一相关变量， 因此在同一经线方向可以出现辐射干燥指数相同的地区。对于一定的（R 值相同的）纬度带，由于大陆西岸、内陆及东岸的 r 值不同，因此在同一纬线方向又可出现辐射干燥指数不同的地区。这样，根据地面辐射平衡 R 值可以确定纬向自然地带，根据辐射干燥指数 R/Lr 可以确定经向自然地带，整个地表便可以组成一个由 R 值与 R/Lr 值构成的水平网络结构。这个水平网络结构较理想地反映出实际的水平地带结构。

为了揭示水平地带与水热条件的关系，布迪科曾对地球上 1600 个大致均匀分布的点进行辐射干燥指数 R/Lr 的计算，并作出了辐射干燥指数的世界分布图。将这个确定热量平衡和水量平衡关系的参数 R/Lr 的图与实际水平自然带相比较，证实两者的配置颇为一致： R/Lr 值小于 0.35 与冻原相当； 0.35-1.1 与森林相当；1.1-2.3 与草原相当；2.3－3.4 与半荒漠相当；大于

1. 与荒漠相当。如果把辐射平衡 R 与辐射干燥指数 R/Lr 结合起来，就可获得全球水平地带的分布规律（图 4.5）。格里哥里耶夫和布迪科把这种随辐射平衡与辐射干燥指数发生有规律的地表景观变化，概括为地带性周期律（表4.2）。