三、区域地理系统的基本规律

区域地理系统作为地球表层系统的组成部分,它不仅在一定范围内通过物质流、能量流和信息流将自然、社会经济联结成为有机的整体,而且,在宏观上服从于整个地表的地域分异规律,同时,也有自身的空间组织形式。因此,区域地理系统至少存在要素结构的协调规律和空间规律两种。

(一)区域地理系统要素结构的协调规律

在人类正面临来自人与自然关系挑战的今天,由于人类活动的不断膨胀,以及人口、资源、环境与经济的不协调发展,使人与自然之间的不和谐程度不断扩大。在严峻的挑战面前,人类已开始认识到,要弥合人与自然关系的裂痕,谋求持续发展必须了解地球表层的整体性、自然支持系统的有限性和发展的协调性。区域地理系统的存在与发展就渗透着这种协调作用,它是区域地理系统发展的客观规律。

根据前述,区域地理系统可以解析为自然地理系统、社会系统和经济系统,各个系统都有自身的结构和功能。自然地理系统是通过生物界和非生物界相互作用而形成的广义景观生态系统。观;社会系统通过物质生活、文化生活、政治生活组成社会结构,经济系统则以产业结构为中心组成经济结构。它们可以进一步组合而成社会经济系统,即文化景观。这些系统之间的协调作用是通过功能联系机制、熵流交换机制和反馈调节机制实现的。

1、功能联系机制

区域地理系统的自然、社会、经济诸系统的组织都具有不同的外在表现功能与行为。功能联系是它们相互依存的基础。它们之间功能联系机制表现为:自然地理系统以其天赋的自然资源和生态环境,为整个系统提供资源支持和环境支持;社会系统以其生产一定素质的人力与群体的产出功能,为其它系统的改善提供组织支持和体制支持;经济系统以其物质再生产的功能, 为其它系统的完善提供物质手段和资金支持。各个系统之间就是通过这些功能联系而构成一个协调的整体。

2、熵流交换机制

熵是热力学第二定律的基本概念,可以简单的理解为系统有序化程度的量度,一般熵增表示系统的无序度高,熵减表示有序度高。耗散结构理论的创始人 I.普利高津认为,开放系统不断与环境交换能量与物质,只要形成足够的负熵流,就能使系统的总熵不增长,甚至减少,这样开放系统就能远离平衡产生有序稳定的耗散结构。区域地理系统作为一类开放系统,其形成与发展就是靠这种熵流交换实现的。其中,自然地理系统本身通过吸收大量的太阳能,推动大气循环、水循环和地球生物化学循环等物质循环运动,形成地形地貌的侵蚀堆积过程。有机界是太阳能的固定和转化器,是地球表层全部生命活动的能量基础,也是人类社会赖以存在的基本能源,它首先通过绿色植物的光合作用固定太阳能,为整个系统输入负熵流,负熵流经过消费者复杂的食物链和分解者的渠道流通转化,耗散能量,最终输入到环境中去。自然地理系统就是靠这种“负熵”维持着高度有序。更为重要的发展的总根源。但如果其它系统产生的正熵流超过生态系统产生的负熵流的能力,自然

地理系统本身及人类活动系统都会失调。人类活动所产生的经济系统一方面靠转化太阳能及其产品,进行物质生产,创造人类活动直接所需的物质产品和能源动力而产生负熵流。如人类靠农业技术尽量多的固定太阳能,供人类消费,人类靠工业技术将贮存在地球表层中的太阳能(如矿产资源和其它工业资源)生产更多的工业产品,满足人类的生产、生活和发展的需要。另一方面,人类进行物质生产时,要大量消耗自然资源和破坏生态环境,而导致整个系统出现熵增。社会系统一方面消耗物质和能量而增熵,与此同时,又通过吸收的物质与能量(负熵流)而提供人员流,使人类活动系统组织化、有序化。区域地理系统就是靠熵流交换维持着各子系统及整个系统的有序, 而呈现协调有序的局面,但如果系统产生的正熵流占居上风,熵流失衡,就会失调而偏离系统目标。

3、反馈调节机制

协同学认为,一个由大量子系统构成的系统,在一定条件下,它的子系统之间通过非线性的相互作用就能够产生协同、相干现象,这个系统在宏观上就能产生特定的时间结构和空间结构,形成具有一定功能的自组织结构, 表现出新的有序状态。区域地理系统中的各个系统就是通过自组织作用及其表现的反馈调节机制来维持系统的动态平衡与协调发展的。

从系统动态学角度来看,反馈有正、负反馈系统之分,正反馈系统的作用是由于自我强化特征使系统产生发散,逐渐脱离初始状态的现象,它也是系统自组织的形式。如世界城市区域的出现与演化可以说明这个问题。城市革命大约在公元前 3000 年首先发生在美索不达米亚两河流域,稍后在埃及尼

罗河流域、印度河流域和中国黄河流域也出现了城市,在公元 1000 年左右, 中美洲和秘鲁也出现了最早的城市。虽这六大城市革命中心各有其不同系统论的术语来讲,大河流域特有的灌溉系统(或其它新的技术)以及与之相应的社会机构形成一种自组织机制,导致城市革命的展开,引起集权政治机构的产生、人口集中及劳动分工。所以人类学家普顿斯说:“以灌溉农业为基础的生产系统的扩张,以及随之而来的社会复杂性是因果系统的正反馈关系,而且这种关系本质上是自我加强和加深的一个过程”。负反馈系统是使系统的变化趋于稳定,是一种自我调节行为。区域地理系统从本质上讲属于负反馈系统,区域人口、资源、环境恰好组成一个负反馈回路(如图 5—2)。但就区域地理系统行为本身来讲,并无正负可言。因为城区地理系统是由多种正负反馈环构成的。由于正反馈的自我强化作用和负反馈的自我调节作用并不完全相等,虽然相互抵销,但就整体而言,必然是产生“稳定”与“增长”之间的相互变化行为,当负反馈的自我调节作用强于正反馈的自我强化作用时,系统就呈现出趋于稳定的行为,相反,系统则呈现出无限“增长” 或“衰退”的行为。区域地理系统中的波动、振荡,就是正、负反馈相互矛盾的表现。

图 5—2 区域人口、资源、环境反馈图示

(二)区域地理系统的空间规律

空间规律是区域地理系统要素结构在空间上的表现,一方面表现为区域地理系统及其运动的不平衡机制,一方面表现为空间组织机制。

  1. 不平衡机制

地球表层自然、社会、经济和文化等组成要素及其运动的空间差异是区

域地理系统不平衡机制形成的主要原因。地球表层的空间差异是有规律可循的,即按地域分异规律来组织地理事物。自然地理系统的空间分布规律早已被证明,它属于自然律规的范畴。实际上,地域分异规律也作用于社会经济过程,四大文明古国埃及、巴比伦、印度、中国诞生在北半球北部相似的纬度地带,工业革命后,世界主要工业发达国家英国、德国、法国、美国、日本集中在更北部的相似纬度地带,就说明了这个问题。可见,空间分布规律是地球表层自然、社会、经济等的共同规律。作为地球表层系统一部分的区域地理系统,受这种规律影响和制约,便产生地域分布的不平衡象现。如果把区域地理系统暂时看作在时间上静态化的、在空间上局部化的时空“片断” 的话,那么,各个区域地理系统就会表现出不同的层次态,形成处于不同水平的地域层次结构系统。而表现出地域间的梯度差异。

按系统论和耗散结构理论,这种梯度差异应是区域地理系统不平衡发展和运动的基础。条件好或比较好、能够产生巨大效益的区域应首先发展,形成新的梯度差异。只有这样,才能形成区域间密切联系、互相依赖的局面, 而达到共同发展的目的。否则,各个区域地理系统之间的联系就会减弱,而形成若干相对封闭的区域地理系统。对这种平衡机制的研究,有重大的实践意义。如第二次世界大战以后,世界很多国家都自觉或不自觉的运用不平衡机制,对能产生巨大效益的区域采取优先开发政策而取得成功,象日本的临太平洋地带,美国的东部与东南部沿海地带和法国的大巴黎地区等。相反, 我国在六七十年代的经济建设中,则违背这一规律,片面追求区域间的平衡分布与发展而遭到客观规律的惩罚。进入 80 年代以后,我国在总结过去经验教训之后,于七五期间明确提出东、中、西三大经济地带。八五规划又将其做了修改和完善,提出了“三沿”(沿海、沿江、沿边)发走上科学化道路。

2、空间组织机制

如果说区域地理系统的不平衡机制源于地球表层的地域分异,那么,其空间组织机制也是如此。美国著名地理学家 R.哈特向曾正确指出:“地域分异包含了地域间的相互联系和空间的相互作用”。也就是说,区域地理系统之间,不仅表现差异,而且也表现出相互作用和联系。我们称其为“差关矛盾”。这种“差关矛盾”是空间组织机制形成的基础。

区域地理系统的空间组织机制主要揭示一定区域范围内自然、社会经济各组成部分及其组合类型的空间相互作用和空间位置关系。目前,自然地理的空间组织机制主要靠地域自然综合体理论和景观空间组织(景观结构)理论来揭示,以景观空间组织为例,在苏联,发展了以景观形态单位的地方、限区和相的组合关系理论。在美国则首先将研究的自然区域划分为嵌块体

(Patch)、廊道(Corridor)、衬质(matrix)等景观单元,显然这些单元的生态功能是不同的。进而分析相邻嵌块体之间的关系问题等。形成从景观

→嵌块、衬质、廊道→嵌块体空间分布→异质性→空间格局的水平研究。社会经济的空间组织机制是根据经济要素在地域上的集聚与扩散原理所形成的理论揭示的。主要理论有地域生产综合体理论、增长极理论、点轴理论、梯度理论、跳跃式理论(反梯度理论)、据点理论、等级扩散理论、随机扩散理论等注。但关于人地相关的区域地理系统的空间组织机制则探讨较少,我们认为,对这一问题的深入研究有赖于自然地理的经济化和社会经济地理的自

注 ①见《现代地理学辞典》,左大康主编,商务印书馆,1990 年。

然化,以及人地关系地域系统理论的发展,有赖于自然地理和人文地理学家的共同努力。