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我对自然地理系统的认识

我对自然地理系统的认识
地球表层的自然地理环境,由以下几个物质体系组成的:大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。

上述物质体系各成分的动态变化,使地理环境形成多种成因和形态的地貌,热量、水分及其组合丰富多彩的气候,千差万别的海洋河湖水文特征,以及差别悬殊的植被、动物界和土壤特征。

而地貌、气候、水文、植被、动物界和土壤等,均被视为自然地理环境的组成要素。

这些自然地理要素自身之间或与其周围环境之间,不断进行物质、能量和信息的交换和传输,且以“流”的形式(物质流、能量流、信息流)贯穿其间,既维系系统与环境的关系,又维系系统内部各要素间的关系,形成一个动态的、成等级的、有层次的、可实行反馈的开放系统。

这个系统,就是自然地理系统。

经典热力学第二定律规定,系统的总熵ds等于系统内部的熵变,并且等于或大于零,即ds=dis≥0。

这意味着系统向无序化方向发展,处于均匀无结构状态,熵值极大,熵变等于零,系统终将瓦解和毁灭的。

这种情况出现在孤立系统。

对于开放系统,是可通过自外界输入负熵以抵消系统内部的熵产生,使系统维持稳定态。

而在总熵变呈负数时,系统将进一步向有序化方向发展。

负熵的进入相当于正熵流的输出,即放热和耗散。

根据耗散结构的核心内容:任何远离平衡的开放系统都能在一定条件下通过与外界的物质、能量交换发生非平衡相变,实现从无序到有序的转换,形成新的稳定的有序结构,即耗散结构。

吸收能量和耗散能量,是系统可能保持稳定态并进一步向有序化发展的前提条件。

对地理环境而言,地球内能和太阳辐射都是外部因素。

地球内能为核转变能,随时间推移而按各元素的半衰期衰减,其对地理环境的发展起到的主导作用已被太阳辐射所取代。

太阳辐射是自然地理环境最主要的能量来源,太阳能作为地理环境中物理化学过程和生物过程最重要的能源,进入地理环境后被大气、水、地面和土壤吸收并转化为热能,在时空上进行重新分配,经过多次转化将最终返回宇宙空间。

自然地理系统有着以下几个基本特征:物质性、整体性、自组织和动态性。

我们从自然地理系统的基本特性可以看出,它是一个远离平衡状态的开放系统,各要素之间存在着非线性相互作用及反馈机制、不断有负熵流(太阳辐射)输入并持续从无序向有序的状态转化。

作为一个开放系统,自然地理系统是在物质和能量不断从外部输入的条件下存在和发展的。

由于自然地理系统不断吸收和消耗能量,太阳辐射作为负熵的基本来源,进入了地理系统,使自然地理系统不断从低级到高级、简单到复杂和由相对无序到相对有序发展。

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