第四节 节律性
大多数地理学家认为,地理现象在时间和空间上存在着节律性。节律性
不完全等同于周期性,怎样来理解节律性?我们来看一些地理事实。
由于地球的绕日运动,地球上自然景观出现了周期性变化。这就是节律性的一种表现。景观的年周期变化,在时间间隔上大致是确定的,但我们决不能断言某年 5 月下旬副热带高压达到北纬 20°,而在次年同一天重复这一现象。更复杂一点的,某年 5 月 30 日江南地区入梅(进入梅雨期),并不能
断言次年 5 月 30 日入梅。历史上入梅日期最早为 5 月下旬,最晚可至 7 月上旬,有些年出现“空梅”(没有梅雨),有些年二次入梅(出现两次梅雨), 即一个周期到来时,没有出现对应的现象。事实上,无论何种由气候驱动的地理现象,周期之间不会出现绝对重复。然而却在平均的水平上,大量统计的意义上出现重复,这就是节律性的一种表现,它是准周期的、统计意义上的现象重复。
准周期性现象大量地出现在时间序列中,尤其是气候现象中。太阳黑子活动具有约 11 年、约 22 年的周期变化,引起地球上气候的 11 年、22 年准周期变化。更长的有 10 万年左右的第四纪冰期-间冰期的节律,2—3 亿年左右的大冰期。这类准周期变化,可能起因于外部的周期性强迫因子(如周期性的绕日运动),由于地球表层系统的复杂性,出现了准周期性。有的强迫因子,本身可能是准周期的,如太阳黑子运动,但是它的气候后果,准周期性更明显。总之,地球表层系统的响应特征,使得地理现象出现更复杂的准周期节律。
图 3.4.1 全球自然环境的节律(Holdridge 分类,取自 J.Climate Vol.3.
P.22)
上面的例子中,节律性起因于外源的周期性干扰,这是节律性的一种起源。其实节律性也可能完全是地球表层系统内部起因的。最著名的例子是ENSO 现象,在秘鲁海岸,每隔三五年出现上涌流消失,即厄尔尼诺现象,同时大气环流运动发生异常,称南方涛动。这种复杂的现象既没有天文原因, 也没有地质原因,完全是地球表层系统内部起因的。节律性的复杂性在于, 准周期性既有地球表层系统外部动因,又有地球表层系统内部动因。
仅仅把节律性理解为时间现象是不正确的,地理空间也存在节律性。最简单的例子是海滩上的沙波,空间上就表现出准周期的统计重复现象。其实地域分异现象往往也是节律性的,如一片山地,各山岭之间出现高度地带现象的重复。更大的范围,全球性的自然环境也存在节律变化。图 3.4.1 和表
- 有细节上的差别,表明地理现象的节律性没有门捷列夫周期那样严密。
表 3.4.1 自然地带的空间节律
(据 A.A.格里哥里耶夫和 M.M.布德科) 湿润条件一辐射干燥指数
附注:根据确定湿润的辐射指数的方法,编制本表所用的辐射平衡值是代表湿润下垫面条件的,对于干燥气候区,这些数值同代表下垫面实际情况的辐射平衡值有极大差异,这些值要小得多。
准确地讲,自然地带节律是“拟周期递变重复”的,即在重复空间(或时间)现象时伴随单调的变化,现象之间象同族的化学元素一样,既有相似性,也有演化性,它不同于准周期重 复,后者的周期具有随机性而不具有明确的演化。“准”的现象是无方向性变化的、平稳的。“拟”的现象是非平
稳的、有方向性变化的。
总之,地理学中至少存在两种节律性现象,准周期统计重复与拟周期递变重复。是否还有更复杂的节律现象,我们还不能断言。注意,不能因受这里的例子限制,就说前者是时间现象,后者是空间现象。实际的地理现象, 可能同时具有两种节律性。
与一般的物理周期运动不同,地理现象的节律性还包含了序列可能从一种周期突变为另一种周期的意义。例如,张丕远等发现中国气候在 1600 年前具一种主周期(准周期),1600 年后可能又具另一种主(准)周期。再如山地环境迎风坡以一定的“带谱”重复着地带景观,背风坡又以另一种“带谱” 重复着地带景观。到了山前平原,两种带谱都消失了,景观过渡是突然的节律转换,转换的位置是随机发生的,比如背风坡与迎风坡具有不同长度的坡长,具随机性。
在下一节中,我们将讨论历史主义的地理观。节律现象,往往需要历史主义观的理解,不能仅视其为一种物理现象。地理节律性与地理系统性的本质关系,涉及到混沌概念等的深入理解,它已经超出了本书的研究范围。