（二）自然地理面是内外力作用的迭加区

凡能改变物体的存在状态者，即称为力。在自然地理面中，一切自然地理过程的发生和发展、所有物质的迁移、堆积和循环、各个自然要素的动态变化、自然历史的演进等，都能看作为地球的内力和外力综合作用的结果。笼统地讲内力和外力是很不严格的。仅仅是为了叙述上的方便，此处暂

且不去详细分析它们，以求尽量简化分析时的复杂因素，只在于着重说明内外力在自然地理面迭加作用的事实和意义，以此作为自然地理面的又一重要属性，并判定它与内部环境和外部环境之间的区别。

所谓地球的内力，一般指的是地球构造力。它是地球本身产生的、并在自然地理面得到清晰反映的那一类力。众所周知，构造力作用和影响的最终界限，即是地球的表面以及其上一个很短的距离，即达到自然地理面的上限，由此再向上，它的影响近乎为零。由于构造力的作用，在地表上产生了陵谷转换、沧海桑田的大规模变迁，同时对于气候形成、大气环流、河流发育、生物表现等有直接的影响。在构造力的作用下，地球表面的形状总是趋向于由简单变为复杂、由光滑变为凹凸，使得地球的基本表面积发生压缩、褶曲、拉伸、剪切等效应，从而给自然地理过程发生的空间奠定了基本格局。从自

然地理学的观点来看，一种倾向性的意见可以归纳成：构造力的最基本的作用，在于它改变了或改变着自然地理面中某处对于能量物质输入的接收能力和接收状况、在于它改变了或改变着自然地理系统对于输入的映象能力和映象状况、在于它改变了或改变着对于向环境输出的响应能力。从直观的角度来看，它是一种“基础性”的作用，它是一种“间接性”的作用（相对于外力而言），首先可以归结为它对于自然地理面中所处地理位置的相对改变。地球上所体现出的自然地理特点，在很大程度上常常可由地理位置的状

况及其变异反映出来，这并不是说，地理位置是产生自然地理特点的直接原因和动力，而是一种间接的相关表征和对所产生结果的说明，关键就在于它控制了和分配着物质能量的输入条件。不同的地理位置，即有不相同的物质和能量输入，即使是相同的物质和能量输入，对于不同的地理位置来说，由于整体效应的影响，亦可产生不同的自然地理表现。因此，将构造力首先归结到它对自然地理面中地理位置的改变，最终是为了说明它对于自然地理过程以及自然地理特点的基础骨架作用。

必须强调指出，由于在自然地理面中所处的位置不同，那么赖以维持自然地理过程的能量以及其分配就产生了很大的差异；本地区与相邻地区（按照系统论的观点，可以划分为若干“子系统”或称“亚系统”）的物质交换、交换的方向与交换的强度就有很大的差异。近来提出的“空间地理方程”，就是基于此提出的。

所谓的地理位置，是指在地表上的纬度位置、经度位置和高度位置这三者的综合，它标示着在三维空间中所限定的对象，此对象又加上随时间的变化，因此实质是把地球构造力的作用纳入多维空间所反映的地理位置上。在某一特定时刻，某地域或某个地点处于地球表面上特定的纬度、经度和高度，从属于地球本身在空间的位置、它的大小、形状和运动等基本特点，从而决定着该地域或该地点所对应的物质能量基础，并反映了在这种物质能量水平下的自然地理特点。

纬度位置亦称行星位置。只要在自然地理面首先确定了它，则许许多多自然地理现象的分布与变化就有了基本的轮廓，自然地理的一些基础分析都与它存在着密切的关系，至少也都刻下了纬度位置影响的痕迹。

经度位置的主要作用，就在于它限定了这样的分布，即地表组成物质不同，最主要的是海洋陆地两大组成物质体系的不同，对于能量和物质在接收、贮存、传输等性质上所表现的差异。任何自然地理要素，除了纬度位置的基础作用外，还必然受到海陆分布的影响。由此看来，它的作用也是很大的。

至于高度位置，毋须我们过多地加以解释，只要明白这样一点就够了，即在一个范围不大的区域内，由于高度上的差异，常常使得自然地理表现发生急剧的变化。在赤道上若有一座海拔六千米的高山，从基部直到山顶的自然地理因素变化，相当于从赤道到两极水平距离上的所有变化。作为世界上少见的一个例子，这里可以举出世界屋脊青藏高原东南部的墨脱地区。在那里水平距离不超过 40 公里的范围内，高度变化竟相差七千米以上，形成了十分奇特的自然景色。在此处海拔高度最低处，即雅鲁藏布江河谷，为炎热多雨的热带气候，生长着茂密的热带森林，和云南省的西双版纳及广东省的海南岛相似；可是在距此不远的高山顶部，却是终年积雪的冰雪世界，喜马拉雅山最东部的一座海拔高度为 7，756 米的高峰——南迦巴瓦峰，就在近旁。这种自然景色的陡变与悬殊之大，如若在平原地区，要一直深入到极圈之内

才能包括殆尽，然而在墨脱地区却将这样遥远的水平距离压缩到了一个不足40 公里的狭小范围，这不充分说明高度位置作用的显著吗？

既然自然地理面中地理位置如此重要，它又是如何由地球内部的构造力来控制呢？这里我们先来作出这样的假设：即地球自形成以来直到现在，一直保持自己的原始状况，地理位置（暂不涉及高度位置）始终不发生任何的位移和变动，这样我们去研究自然地理过程时，仅仅考虑外力——以太阳辐射作用为主就够了。事实上这显然不能成立。与此假设相反，地球从它诞生的那一天起，其内部运动就是异常活跃的。由构造力而致的地壳运动，始终在自然地理面中得到鲜明的体现，即经常不断地改变一地的纬度位置及经度位置（通过地壳的水平运动），也经常不断地改变着一地的高度位置（通过地壳的垂直运动）。

近年来发展很快的板块构造理论，使得 1912 年奥地利科学家艾尔弗雷德·魏格纳（AlfredWegener）所提出的假说——大陆漂移说，被重新赋于了强大的生命力。年青的魏格纳在当时是一个精力充沛的教师，由于他善于思索、坦率而且谦逊，讲课时的简练生动，因而吸引着不少的学生和听众，他曾经说道：“大陆移动的想法最初是这样得来的，⋯⋯当我研究世界地图时，大西洋两岸的相似，使我得到很深的印象。但那时我并没有怎么去管它，因为我认为这是不大可能的。直到 1911 年秋，由于偶然蒐集到一些参考资料⋯⋯，并由此得出了重要的肯定结论，使得我深信我的想法是基本正确的⋯⋯”。大陆漂移说诞生之后，立即经历了一番长时间的论战，并且遭到了否定和冷落。但到了六十年代，一些新的论据支持了他的学说，这就使得原先的想法充满了新的活力。尽管在目前板块构造理论还未达到完善的境地，一些关键问题如动力问题尚未获得突破，但是已经得到了各国科学家的公认。

我们对此感兴趣的焦点集中在：大陆漂移的结果，势必改变一地的水平位置，致使到达该地的能量和物质，在其移动过程之中和移动之后，相应地发生了改变，与此相联系的必然要产生不同的效果和表现；在板块相接处，又必然引起地壳沿垂直方向上的变动，地体的升降作用致使该地的高度位置发生变化，其后果肯定造成物质与能量在此处的再分配，相应的外力作用，无论在强度上还是在规模上都产生了错综的变化。

关于板块运动的最新证据，可以参照法国地质矿产调查局在 1978 年 11

月 16 日的报道：在 1978 年 11 月 7 日至 11 月 15 日的九天中，阿拉伯半岛与

非洲大陆二者离开了大约 1 米，这个新的第一次看到的奇异现象，发生在阿萨尔湖与古贝特—阿尔克哈腊伯之间吉布提后面的阿法尔地带。这是在他们对 11 月 7 日到 8 日的重要火山喷发及其后果作了详细研究后公布的。这一现象的科学意义是相当重要的。地球外壳是由“运动着的”板块构成的，但是如非洲板块和阿拉伯板块之间如此快速而又这样宽的分离运动，还从未观察到。它表明了地球的板块构造活动不仅是一种缓慢的连续的现象，而且也可能是突发的跳跃式的现象。同时还增添了这样的证据：所观察到的分裂分离现象，伴有熔岩流的贯入，逐渐构成新的大洋型玄武岩质地壳。

由上述可以看出，如果地球内部没有足以移动地表板块的力，那么外力的侵蚀作用，早就应当把出现在海平面以上高低起伏的陆地，夷为平面。如果没有地球内部不断的运动，在一个受外力侵蚀作用而夷平的地球上，根本无法向海洋不断提供为生命所必须的营养元素，在这样的行星上，风化作用

实际上将毁掉生命。那样的星球肯定是死气沉沉，动力学性质表现得十分微弱。但是地球并不是这样的行星，它的内力表现十分活跃，使得高山、深洋，彼此对照、相映成趣，把一个自然地理面变得参差不齐，形成了自然地理面的基本骨架。

外力作用的直接场地，就在这种自然地理面的骨架上。外力包括的内容也很复杂，这里亦无必要去作详细的分类，现在仅仅举一个例子加以说明：位于意大利和瑞士之间的阿尔卑斯山脉中，有一座高山名字叫做马特洪，此山比周围地体约高出 2，000 米，山麓的宽度也大致为 2，000 米，因此粗算起来，它含有的岩石量当为 2×109 立方米，山坡的面积约为 107 平方米。在外力作用的不断进行中，岩石产生了风化和剥蚀，平均每平方米的面积上，每年要有几厘米直径大小的一块岩石被碎裂和剥落，这大致相当于一个拳头大小的石块。按这样的速度计算，整个马特洪山每年大致应当有 1，000 立方米的岩石被风化。如此在经过两百万年之后，马特洪山的全部即化为乌有。当然它的风化速度亦不是固定不变的，即使是同样的外力作用，随着地表面形态及高度的不断改变，风化速度也应发生变化。但是有一点必须明确，即外力作用是相当剧烈的，它的直接作用场所就在自然地理面中由内力作用所构成的基本骨架上。这种使得地表面夷为平地的破坏性力量，如无地球构造力在经常相应地起作用，自然地理面早就应为一片平坦了。

由此可见，自然地理面是内力和外力交互作用的迭加部分。内力作用表现和影响的上限，就是自然地理面的上限，外力作用表现和影响的下限也大致在地表以下几米到几十米的深度，恰好就是自然地理面的下限。二者的重迭部分，正是自然地理面所研究的内容。

这里需要进一步说明，太阳的辐射能可以使地表产生周期性的温度变化，因而暂且用温度这个状态函数去标志和反映能量的状况。周期性温度的变化，在地表面最大，随着深度的增加，这种周期性变化（如日变幅和年变幅）越来越小，最后达到稳定。观测证实，其影响的深度是很浅的。由于地球不透明，太阳辐射能不可能象穿透大气那样穿过地球，只能在相当浅的层次中，被地表吸收并转化为热能，通过长波辐射再返回大气及空间。根据热传导方程的计算表明，这种推断是确切无误的。

若只考虑热量随深度这种一维空间的变化，热传导方程可以写成：

Cρ = υu

υt

υ²u

k υz²

C 为物质的热容量；ρ为物质的密度；κ为物质的热传导系数；δu/δt 代表某深度处温度随时间的变化；δu/δz 为某时间温度随深度的变化。对照实测资料，侯德封等得出如下结论：

地球表面的温度作长期的周期性变化，其振荡的幅度，随着地表向下深度的增加，呈指数规律减小。即是说，其温度变幅的数值（它代表着外力作用影响的程度），随着深度增加并不是成正比的线性减小，而是以比线性速度大得多的速率减小。
倘若振荡周期 T＝2π/W 愈大（W 是以秒弧度表示的角频率），则温度变化影响的深度也愈深，其影响的深度与振荡周期的平方根成正比，若周日温度变化可影响到地下 1.5 米处，则周年温度的变化也只能影响到陆地地

表以下 25—30 米的深度。3．地表温度在极长时间内的剧烈变化，也不可能影响到地球内部的热状

况，以地质时代计的冰期与间冰期这样漫长的年代内，即使地表温度变化平均达到 40℃，在地下深达 3 公里处，也仅仅只能引起 2℃的变化。

由上述结论，能够说明外力作用的下限是不深的。同时内力作用影响地表之上的高度也是不高的，它们的重迭部分，就是我们定出自然地理面的又一依据。与自然地理面上限与下限以外的环境作一对比，它们均不具内外力重迭作用的特性，唯有自然地理面中才有这种特殊的表现，因而构成了它的又一重要属性。

内外力互相迭加的结果，使得地球表面呈现一种千差万别的景象，高低起伏、河流纵横、奇特的山峰、雄伟的高原、被切割的丘陵、被淤积的平原、海岸线不断地前进和后退、沙漠面积不断地扩大或缩小，交织成一幅随时间而变化的活动画片。图 2．5 就是这种自然面貌的一种，它是由美国宇航局

（NASA）的卫星拍摄的。

地表面的结构是内外力重迭作用的结果，但它同时又不断变更着输入的物质和能量的状态，特别对于一些切割破碎的地面来说，这种作用更加显著。对此，大家是并不陌生