前 言
区域地理学是自然科学与社会科学结合面上的地理学与区域科学的基本 学科之一。它着重研究作为“人类之家”的地球表层的区域系统性质与结构、 联系与过程、功能与效应,为人类的区域开发建设服务。传统的区域地理学 侧重于认识区域地理特征及其分异规律,没有现代区域地理学这样强调区域 系统整体功能和区域开发、区域协作的实践意义,也没有现代区域地理学这 样重视理论与方法的研究。
当前,区域开发的热潮席卷中华大地。如何抓住机遇去加速区域开发, 为人类创造更多的财富、更美好的生活环境,这是全国上下、各行各业的人 们所关心的问题。如何抓住机遇,在提高区域开发效益过程中去发挥区域地 理学的作用,更是区域地理学工作者的迫切愿望。然而,有两种传统的观念 仍在约束着区域地理学:一是专论地理与区域地理绝对分割,使理论与实践 脱节,造成理论停滞、实践受限制;二是自然地理与人文(经济)地理绝对 分割,把包括人类文化圈在内的地球表层的统一性人为地割裂了,使区域系 统的整体功能的开发受到一定影响。所以,我国区域地理学现状,还停留在 传统或正要摆脱传统约束的阶段。
面对着日益高涨的区域开发建设需要和与之不相称的学科现状,我国第
一部《区域地理理论与方法》破土而出了。书中采用实践型体系,各章节的 安排是根据区域地理研究实践中常遇到的主要问题来定。其内容包括:地理 学的区域性,区域地理位置,区域地理要素与因素,区域地理特征,区域地 理系统,区域地理结构、功能与效应,区域地理演化,区域地理规划,区域 地理调查,区域地理信息处理,区域地理著作体系。阐述过程中强调自然与 人文(经济)相结合、传统与现代相结合、定性与定量相结合、论理与实例 相结合,把传统区域地理学(甚至传统地理学)的人地分离、部门分化的离 心趋势,回归到人与自然密切联系的地球表层特定空间中来。其中有些理论 与方法是继承前人和引用相邻学科的研究成果,有些理论与方法是总结直接 或间接实践经验提出的认识。还有一些理论与方法因水平和篇幅局限而尚未 反映到书中。
由于区域地理学涉及的知识面很广,区域系统中的人与自然联系极复
杂,人类对区域开发建设的目标要求甚高,使《区域地理理论与方法》这个 课题遇到不少局限,目前还谈不上成熟成型。为开拓我国现代区域地理学, 本书仅作为一块铺路石而已。 本书是集体创作。各章节执笔人分工是:韩渊丰(前言、第 3 章、结束语), 赵振斌、张治勋(第 1 章),陆骏(第 2 章),赵汝植(第 4、11 章),杨 青山(第 5 章),李剑波(第 6、7 章),王卫(第 8 章),张治勋、赵振斌
(第 9 章),傅爱民、毛政元(第 10 章)。韩渊丰和张治勋、赵汝植负责主 编工作。杜仲权同志协助清绘地图。华南师范大学、陕西师范大学、西南师 范大学、华东师范大学、东北师范大学、南京师范大学、河北师范大学、华 中师范大学的成人教育学院和地理系,对本书的编写和使用给予了有力的支 持。
内容简介
本书较系统地阐述地球表层区域系统的人与自然相互联系的理论与研究 方法。内容包括地理学的区域性、区域地理位置、区域地理要素与因素、区 域地理特征、区域地理系统、区域地理结构功能与效应、区域地理演化、区 域地理规划、区域地理调查、区域地理信息处理、区域地理著作体系。具有 自然与人文(经济)相结合、传统与现代相结合、定性与定量相结合、论理 与实例相结合的特点。是我国第一部专论区域地理理论与方法的书籍,对我 国现代区域地理学的发展和区域开发、区域协作的实践具有一定的促进意 义。既适用于地理专业本(专)科和函授生教学用,又适用于区域地理学工 作者、研究生、中学地理教师和区域开发建设者阅读。
区域地理理论与方法
第一章 地理学的区域性
地理学是一门以多种新的科学方法研究作为“人类之家”的地球表层(亦 称为地理环境)及其改造利用的科学。
地球表层中的人与自然关系是地理学研究的重点,也是地理学的优势。 由于地球表层中人与自然关系在空间上存在差异,所以在地理学研究中 就出现各种各样不同性质或功能的区域。所谓地理学的区域性,就是指人对 客观存在的地域差异的反映,是人类从改造利用地表空间的需要角度去认识 各种性质大体相似或功能大体相近的空间单位——区域,以便因地制宜地进
行有效的开发利用。地理学的研究,总离不开区域。
第一节 区域性是地理学的特色
一、地理圈的不均一性与地理学的区域性
地理圈指岩石圈、大气圈、水圈、生物圈和人类(文化)圈相互交错渗 透的圈层。它的上界以对流层的高度为限(8~17km),下界包括岩石圈上部
(陆地上约深 5~6km、海洋下平均 4km)。地理圈的概念与地理环境类同, 也与作为“人类之家”的地球表层一致。
由于地球各个圈层在地理圈中交互作用的强度和主次地位存在着空间差 异,使地理圈的性质或功能在地表空间上表现为不均一性,因而成为地理学 区域性的客观基础。
为什么地球各个圈层在地理圈中交互作用的强度和主次地位存在着空间 差异呢?其原因是:①地球是宇宙中太阳系的成员,宇宙引力场使地球运动 与演化,既造成昼夜变化、四季交替、气候周期性变化的地域差异,又造成 地球形状、岩石圈状态的空间差异(如北半球陆地面积大于南半球,东半球 陆地面积大于西半球)。地球地质历史中的灾难性剧烈变化和今日特定区域 的自然灾害,也可能与小行星撞击事件或某种宇宙引力场的变化有关。②地 球内部能量释放的不均一性,使地壳运动的强度和方向在空间上有差异,地 貌状态也呈高低起伏、千姿百态,因而构成地域差异的客观基础。③太阳辐 射能在地球表层的分布,大体上是随纬度增高而减弱,使自然景观发生相应 变化,通称为地带性地域分异规律。④大洋与大陆之间的水分循环过程,生 物界与生态环境之间的相互依存关系,人类与自然环境之间的利用、改造、 反馈、进步等相互影响过程,都有地域差异的客观表现。
综观全球,无论是自然景观或文化景观,都很难找到绝对相同的地段。
正因为地理圈的这种不均一性,才使人们能够从不同的需要去认识各种不同 性质或不同功能的区域,地理学的研究才具备客观基础。例如,同一个大城 市郊区,以发展郊区农业和以发展第三产业为目的区域位置、面积、形状、 界线不同,其评价等级也不一样。至于对一个特定区域(如一个镇),如何 开发才能充分发挥区域的整体功能以争取最优的效益?除了考虑人类现阶段 的开发能力和市场需要外,也要根据地表分异规律的客观基础和区域功能的 正确评价。所以说,地理圈的不均一性与地理学的区域性密切相关,前者是 客观基础后者是主观认识。
二、人类社会发展的不均衡性与地理学的区域性
人类社会的第一活动是生产活动。人类生产活动是在地理环境中展开 的,它必然要与具体的地域相结合。由于客观上存在地域差异,所以人类生 产活动也存在区域差异。劳动区(地)域分工理论就是用来描述这种差异。 它是指在自然条件地域差异基础上形成的生产区域差异,是地域分异规律和 人类生产规律共同作用形成的。(注意:上述的“地域差异”指客观存在的, “区域差异”指认识上的客观存在的反映。下同)
原始社会末期,社会分工出现,农业自然条件的地域差异是早期地域分 工的自然物质基础。由于原始氏族部落各自所处的地理环境不同,出现了早 期农、林、牧、渔生产的地区差异。在农业社会,自然条件的地域差异仍影
响着农业生产的地区差异,同时,铜、铁、铝、盐等矿产资源分布的地域差 异,导致了采矿业的地区差异。交通条件和一定数量的人口条件,也为地域 分工提供了前提。
产业革命标志着人类进入工业社会。工业资源的地域差异对劳动地域分 工影响不断扩大,每一次科技革命、新的产业产生,新的资源的利用,都使 地域分工更趋复杂。位置与交通信息条件的地域差异显得愈加重要,劳动力 文化素质的影响增大,一些传统知识密集型产业及目前的高新技术产业,主 要依靠人的质量而形成。社会条件,如已有的经济基础、市场条件、政策、 法律和区内外政治环境等的地区差异等,对现代地域分工的影响不断加强。 我国经济特区政策的实施,就直接影响了这些地区的产业构成,使一些原来 的农业地区,短时间内崛起成为新兴的科技、工业、贸易城市。如深圳、珠 海、厦门、汕头等我国东南沿海地区的城市。
从上述劳动区(地)域分工的形成和发展看,人类社会发展在空间上的 不均衡性(或差异性)是客观存在的,其基础就是地域差异。
人类社会发展的不均衡性现象举目皆是。例如,国家与国家之间、地区 与地区之间的社会、经济发展水平不同,国家与地区内部各地的社会和经济 发展状况也不一样。人类社会发展的空间和时间差异也不是一成不变,各地 都有个兴衰、快慢的发展过程。但综观全球,人类社会发展的不均衡性却是 客观存在的,其空间差异就是地理学区域性的客观基础。
第二节 区域地理学研究的重心
一、区域地理学的发展
区域地理学是以多种新的科学方法去研究作为“人类之家”的地球表层 的区域系统及其区域开发利用的一门学科。由于地理学以区域性为特征,所 以区域地理学可称为地理学的正统学科。
早期的地理学是综合的,区域地理与专论地理分化不明显。当时人们对 地球表层的而貌还不完全了解,地理学的任务主要是认识地球表层,地理学 研究方法带有考察和发现地表空间的性质。15、16 世纪的地理大发现,在人 类文化科学史中作出不可磨灭的贡献。
19 世纪中叶后,按逻辑分类的学科兴起,专论地理迅速发展,分化趋势 明显。区域地理学虽然也相应地得到一定的充实和振兴,但由于涉及的知识 面很广,深入发展受到局限,曾有人说洪堡德之后世界上还没有人成为像他 那样的全才。特别是批判“环境决定论”后,硬把人与自然割裂,使区域地 理发展局限更大。所以,区域地理学还是保留有古典地理学的风味,以认识 地球表层的特点和区域差异为重点,理论与方法的研究不多。
本世纪二次大战以后,由于人类面临的问题是综合开发、振兴自己的家
乡和综合的区域环境整治,加上空间技术、数学方法和系统论、信息论的兴 起,使专论地理和许多相关学科又回到区域问题中来。现代区域地理学也相 应地兴起,成为地理学与区域科学的基本学科之一。它除了认识地球表层之 外,还用多种新的科学方法去探索区域地理系统性质与结构、联系与过程、 功能与效应,为区域开发建设、区域协作体系的建立服务。所以,现代区域 地理学的特点之一是有高度的综合性和强烈的实用性。
二、区域是区域地区学研究的核心
(一)区域的概念 区域是地球表层一个片段。它具有一定的面积、形状、范围或界线,其
内部的特定性质或功能相对一致而有别于外部邻区。
区域概念的争议在于它是客观存在或主观认识? 按上节所指出的地理圈的不均一性和人类社会发展的不均衡性,使地球
表层难以找到性质或功能绝对相同的地段,因而地域差异是客观存在的。
然而,地域差异不等于区域之间的差异。因为差异不表示地表空间的面 积、形状、范围或界线,也不表示特定性质或功能的相似性与差异性。区域 的面积、形状、范围或界线是人们划定的,例如亚洲、中国、东北区等范围 或界线。区域的特定性质或功能,也是根据人的主观愿望去发现的,例如我 国柑桔适宜栽培区、沿海经济区、深圳经济特区等。由于人们多用一定的指 标体系去划区域的范围界线,所以也有人认为区域是按照一定指标划分出来 的地表空间单位。
这样一来,区域是否可以主观地任意划分?回答又是否定的。因为区域 的划分是建立在地域差异的客观基础上,例如深圳之所以被划为经济特区, 原因在于深圳与内地邻区在发展开放性经济的特定功能上的差异是客观存在 的。所以,区域的概念可理解为客观存在的主观反映。它既有客观存在的地
域差异为基础,又因人认识上的差异而具有一定的主观性。区域地理学研究 任务之一,就是设法减少这种主观性。
(二)区域的构成和分类 区域构成指的区域所反映出的结构和功能上的特点。按照詹姆斯的看
法,区域构成要素可分为基本要素和衍生现象二类。基本要素是由位置、距 离、方向、范围、组成,形成等构成,衍生现象则包括类型、循环、扩散、 演替等方面。
按划分标准的不同,区域可分为各种类型:
1、按区域性质,可分为: 自然区域:是根据自然地理环境的地域分异规律,依照一定的目的去揭
示自然地理环境结构的特定性质而划分出来的自然地理综合体。 经济区域:是人类运用科学技术、工程措施等对自然环境进行利用、改
造和建设过程中形成特定性质的生产地域综合体。 社会、文化区域:是根据人类社会活动的特征,在人口、民族、宗教、
语言、政治等因素交互影响下而产生的附加在自然景观上的“人类活动形态”
——文化景观的特定性质的相似性与差异性而划分出来的地域单元。
2.按划分方式,可分为: 区划区域,也称区划单位:其中每一个具体单位都具有空间的连续完整
性,不能存在独立于该区之外又从属于该区域的单位,即区划区域遵循区域
共轭性原则。 类型区域,也称景观形态类型单位:每一单位在地域上表现为分离的分
布区,可以重复出现,穿插组合。它主要反映出某些地段的共性特征,而不
是完整的或带有群体联系的个性特征。类型区域在区划区域的每个层次上都 可以出现,并且常表现出一定的分布规律,成为区划区域的基础。
3.按照区域内部分布状况可分:
同一区域:也称均一区域或同质区域。根据同质性特定指标划分,地理 现象呈离散型分布,区内组合具有均一性。如地貌类型分区,植被类型分区, 人口密度分区,文化区等。
结节区域:又称功能区域或枢纽区域。按照地理事物过程及空间的相关
关系划分。具有和谐的内部结构组织,以一个焦点(结节)或焦点体系为中 心,而其周围的地域通过一定的联结方式系结于焦点的地理区域。如以一个 海港或商业中心的腹地构成的区域(经济区)。
4.按照区域内在的聚合和结构可分:
单相区:如坡度、农田。 多相区:具有密切关联相的或多或少的组合。如气候、土壤、农业、资
源、自然和经济组合成的区域,农业区即是。 总和区:具有地理学研究中的内部相关的自然和社会相的组合。 另外,还有按规模大小不同将区域分为大型区域、中型区域、小区域,
不一而论。
(三)区域的特点 层次性。即区域是有等级的。地表任何区域都可与同等级若干区域共同
组成更高一级的区域(最高级区域为整个地球表层区域);同时区域内部又 可进一步划分出低一级的区域。各级区域间呈镶嵌关系。区分区域的等级是 有意义的,因为不同级别的区域,其结构,内外部联系及相应的研究手段均
有所不同。如自然区域的自然区→自然地区→自然小区→景观→地方→限区
→相,工业地理区域(工业地域综合体)的工业基地→工业枢纽→工业城镇
→工业区→工业点等。 差异性。指区域与同等级区域之间的差别。哈特向给区域下定义时指出,
“一个区域是一个具有具体位置的地区,在某种方式上与其他地区有差别, 并限于这个差别所延伸的范围之内”。由上可见,区域间的差异性其实是与 区域内部的同一性并列提出的。一般说来,区域等级愈高,区域内部愈复杂, 同一性就小,差异性也愈大;反之,区域等级越低,则区域本身简单,区内 同一性大,差异也小。
整体性。指地表区域内各组成成分间的内在联系,并经这种长期的相互 联系,相互渗透、融合形成一个不可分割的统一整体。区域的这种整体性是 形成区域同一性的原因。地球表层作为最大的区域,其内部各组分间是相互 联系的。如由于气候的转暖,第四纪冰川退却,从而引起各大洋海面的升高 和洋海的变化;在陆地上引起风化方式和成土作用的变化,以及植物和动物 向极地移动等。按照系统论的观点,区域组分的相互联系还形成了区域的整 体功能,这种功能不是组分功能的简单加合,而是高于其上的一种新功能。 表现在区域间的联系上(物、能流动)。如一流域内的水土平衡,不只决定 于流域气候或植被,岩性,而是决定于它们的共同作用。
可变性。首先是指区域界线的模糊性,通常每一个区域的特征,在其中
心区域典型地段表现最清楚、最完善,但到分区的边缘,其特征就慢慢地与 相邻区域的特征融合起来,因此,地理学上的区域界线往往是一个过渡带, 具有模糊性。即使最显著的界线海岸线,也因潮水的涨落而变动。严格划定 的国界。从漫长历史进程来看,也是变动的。可变性的另一方面,是指对同 一地表空间,人们研究区域的目的不同,划分的角度、指标不同,可得到不 同的区划方案。另外,任何自然区划的指标数值总是根据一定的时间长度统 计而来,若时间长度发生变化,统计所得数值就会随之不同,地理界线即会 产生移动。产生这种现象的原因,是由于自然界也在不断地发展变化着。
三、人与自然的关系是区域地理研究的重点
区域地理学要研究人地关系,离开了这一点,区域地理学的研究便失去 了意义。古希腊先哲亚里斯多德,于公元前 4 世纪提出了人类在地球上的居 住适应地带学说,这是人地关系的启蒙思想。我国春秋时期老子则提出了“人 法地,地法天,天法道,道法自然”,不仅谈到人和地的关系,而且提出了 规律性的“道”。在古代时期,这些地理思想是贯穿于其他历史、哲学、宇 宙学思想中的。古罗马初期斯特拉波(Strabo)在其 17 卷的《地理学》中提 出了地理学研究作为“人类家乡”的地球的思想,即地理学不只研究地球, 也研究它与人的关系,首次明确指出了地理学研究的核心问题,使地理学能 够与地质学、宇宙学、社会学相区别。近代地理学的奠基人李特尔,认为地 理学的着眼点在于研究地球表面。寻求人与自然的相互作用。他指出:“地 理学研究的目的,要求人们将其活动及其空间作为一个统一的舞台,因而, 要叙述的不仅仅是这个舞台本身,而是它与人的关系”。随着人类社会的发 展,人从适应环境到影响和改造环境,已对地理环境打上了深刻的烙印。随 着人口的日益增长,物质的需求不断增加,加之科学技术的进步,人类利用
资源的范围也相应地不断扩大,利用的强度或集约程度也不断提高,这样, 人类对地理环境的影响愈来愈深刻,人同地理环境的关系愈来愈复杂。因此, 重申人地关系是区域地理学研究重点是非常必要的。
在人地关系这对矛盾中,人是居于矛盾的主要方面。他通过活动(主要 是生产活动)以不同方式和不同程度对自然环境施加影响,从而引起自然环 境的各种变化。但被改变了的自然环境,可以对人类活动起反馈作用,从而 影响人类的活动。人地关系是发展变化的。在生产力低下的社会时期,环境 对人的限制作用是明显的,如交通状况直接影响一个地区的文化和经济状 况。但随着生产的发展,人的作用愈来愈显著。例如,人可以培育良种适应 条件较差的地理环境,人可以开发以前还无法利用的新的矿产资源。各种环 境污染问题的出现也是人类作用加强的结果。
人地关系是一个多学科相互交错研究的领域。区域地理学在与其他学科 相互协作的同时,又需有自己的着眼点,即注重“地”,以区别于社会科学 和其它地球科学。换句话讲,要揭示各地理事物的空间关系,认识人地关系 的地域系统,这才是区域地理学研究的特殊领域。人地关系的研究对区域地 理学的现代化有积极意义。它可使区域地理学面向问题、联系实际、并加强 与其它学科相互渗透,相互沟通,克服传统区域地理学的弱点。
第三节 地理熵是区域地理综合特征的标尺
一、熵概念的引入
综合性是地理学及区域地理学的重要特点,也是区域地理学赖以存在和 发展的理论基础,然而长期以来,有一个问题一直困扰着地理学界,即怎样 来描述区域综合的特征,怎样量化这种特征。传统区域地理学(如方志地理 学),只是将区域地理要素拼凑或者简单的定性分析,无法解决这一问题。 现代区域地理学的发展,新的方法论的引入,为区域地理学的综合研究开辟 了一条道路。
区域内各组分相互联系形成有机的地域综合体。按照系统论的观点,这 种综合体可看作系统或区域地理系统。区域地理系统有两个重要特征:首先 是开放性,区域地理系统要不停地从外界吸取物质和能量,如地球表层要不 断接受太阳能及地球内能的输入,一个城市有道路连接,为其输送各种生产、 生活物资,有电线、输油、气管道的联接,为其输入能量;第二,区域地理 系统内部组分间、组分与系统整体间及系统与环境间皆存在复杂的非线性联 系。这两个特点再加之区域地理系统远离能量、物质均一的平衡状态,才使 得该系统发展成今天这样高度复杂有序的状况。
熵(Entropy,希腊文中字义为发展演化)是克劳修斯(R.clsuslus)1854
年首先提出的一个热力学状态函数。对于任何孤立系统(不与环境有物质, 能量的交换),都存在熵趋于增加的不可逆过程。熵可以作为系统无序程度 的描述。玻尔兹曼(Boltzmann.L)从分子运动论的角度对熵的含义进行了扩 展,认为熵是分子运动混乱程度(无序度)大小的一种测度。熵(S)与系统 无序度Ω间有下面关系:
S= KlnΩ
式中 K 即玻尔兹曼常数,in 为自然对数。由此可见,系统熵愈大则无序 度愈大,有序度则愈小。同时还可看到,孤立系统总是向着熵值增大,即有 序度差的方向发展。如前所述,区域地理系统是开放系统,它与系统环境间 存在着能量和物质的交换。因此,其熵的变化不仅要考虑系统内部的熵增加
(不可逆过程),同时还要考虑系统与外界的熵流通。
任何一个区域地理系统,其熵的变化 ds 由两部分组成:
ds= deS+ dis
deS 为系统与外界交换物质和能量所引起的熵变,称为外熵变,也称为
熵流(entropy flow); dis 为系统内部的不可逆过程引起的熵变,称为内
熵变,也称熵产生(entropy prodnotion)。
在孤立系统中,没有熵流,deS= 0,根据热力学第二定律,dis≥0。因
此系统的 dS≥0(在平衡态时 ds=0),总是无序度增大。可见孤立系统是开 放系统的一个特例。
当一个系统的熵流 deS≠0 时,存在着三种情况:
第一种情况是 deS≥0,所以熵流的进入大大增加了系统的总熵,加速了
系统趋向平衡态的运动。
第二种情况是 deS≈0,这种系统即使开始时有一些有序结构,但最终抵 抗不了系统内部自发产生的熵的破坏,最终趋于平衡,而不可能出现任何新 的结构和组织。
第三种情况则完全不同,这种系统远离平衡态,也即 deS<0,系统不断
地从环境中获取负熵,结果使整个系统的有序性的增加大于无序性的增加
(des<0,|des|>|dis|),在一定条件下,就能自发地形成新的有序
结构和新的组织,称为耗散结构(diss-ipative structure)。输入区域地 理系统的负熵流表现为物质,能量及信自流。其实,正是由于这种负熵流的 不断输入,才使区域地理系统向着有序的方向发展。
负熵流的输入,使区域地理系流从简单到复杂,从无序到有序,这一点 表现于地球表层从宏观到微观的各个层次及部分。
从宏观尺度看,太阳能是地球表层的主要能源。地球接受的太阳辐射能
总计为 1.73 × 1017 瓦特,而进入地球表层的地能与潮汐能估计只有 3.5×
1013 瓦特。地球表层获取的总能量为 1.73035×1017 瓦特,其中太阳辐射能占
99.98%。进入地球表层的太阳辐射能是短波辐射,由于量子的能量值与波长 成反比,因此光量子的能量高,也就是熵低,所以在地球表层内作功,最后 的热辐射逸出地球表层的是长波辐射,热量子的能量低,也就是熵高。因 此, 太阳辐射在地球表层中的流通转化就形成了负熵流。负熵流的输入,使地表 形成大气循环,水循环,地质循环等过程,并产生了有机成分生物和土壤。 地表能量及物质分布的不均匀性增加,有序性提高。
区域生态系统是区域地理系统的组成部分,是指区域生物与自然环境之
间相互作用的统一体。生态系统的生产者——绿色植物固定太阳能,为整个 系统输入了负熵流,从下式可反映这点:
光
6CO2 +6H 2 O 叶绿素 C6 H 12 O6 +6O 2 ↑
上面光合作用的化学过程可说明两点,第一,无机物转化为有机物,本
身增加了系统有序性;第二,吸收并固定太阳能于系统中,形成负熵流。例 如在 20℃和 1 个标准大气压下,每形成 1 摩尔 C2H12O6 或 O2 就使 970 千焦的
热量进入系统之内。这些负熵流(能量、物质)经过消费者(草食动物和肉 食动物)复杂的食物链和分解者的渠道流通转化,消耗散失,最终以热能形 式输出到环境中去。对于食物链上每一消费者来说,输入含能高的食物而输 出含能低的废物。因此,输入消费者个体系统的也是负熵流。负熵流的输入, 使生态系统内生物不断进化,有序性增大。
区域经济系统是以人类的社会生产与消费实现系统与环境的能量与物质 交流。社会生产过程,实质上是创造负熵流的过程,通过生产过程物、能的 投入,生产出高能低熵的产品,形成负熵流。这些负熵流进入社会消费过程, 才能使得社会有序度增大。应当指出的是,人类社会得以维持并发展的负熵, 归根结底来自自然环境,人类社会的熵减,势必导致区域自然环境熵增,也 就是说社会的有序是以环境的无序为代价的。社会生产和消费中的废物最终 要排弃到区域环境中去,这也是引起环境熵增的重要因素。
生产过程能流关系用奥得姆(Odum)能流语言可表示如图
(其中人工系统包括农业系统和工业系统。)
图 l—l
二、地理熵在区域地理研究中的意义
地理熵是衡量地理空间、地理过程、地理系统等的有序程度或宏观状态 的一个函数。1962 年,地貌学家利奥波德(L.B.Leopold)在研究地貌发育 过程与热传导过程的相似性的基础上,首先指出了地貌熵的概念。在此之后, 随着熵的概念向各研究领域的不断渗透,有关地理熵的研究更加深入广泛。
1966 年,沙伊德格尔(A.E.Scheidegger)等提出“最小地理熵”的理论; 威尔逊(A.G. Wilscn)在城市地理研究中提出“熵最大模型”。我国地理工 作者在这方面也作了一定的探讨。牛文元曾在自然资源开发理论研究中提出 了资源系统熵的概念,杨吾扬曾提出了量度地域结构合理性的地理系统信息 熵的概念,艾南山曾根据斯特拉勒(A.N.Strahler)曲线对地貌系统的状态 描述,建立了地貌系统的信息熵模型。最近,胡雪等人对灾害群系统信息熵 进行了探讨,提出了一种灾害群风险度量的方法。实践证明,地理熵为地理 系统定量研究开辟了一条途径。
地理熵在区域地理研究中的意义,可表现在以下几个方面:
(一)地理熵是区域地理系统整体性的标志 区域地理系统是复杂的开放系统,整体特征的研究对揭示其性质和规律
具有重要意义。普里高律认为“熵概念的引出是对 19 世纪科学思想的非常重
大的贡献。与那种只将注意力放在研究对象分解成许多小单元的发现上的情 况相比,热力学反其道而行之,表现出一种可贵的进步倾向。热力学是对复 杂对象作整体研究的开端”。即熵概念及熵增加理论的确立,标志着人们对 复杂对象作整体研究的开始。地理熵与区域地理系统组织结构密切相关,它 是系统状态的组织程度或有序程度的标记。作为开放性的区域地理系统,各 要素间紧密联系是形成系统整体性的条件,具体表现即系统的有序,有序程 度愈高,整体性愈强。这里的有序即指的是系统组成要素之间有规则的联系 或转化。其中又包括了两个部分,结构有序(系统内部各要素相互联系的规 则性)和功能有序(系统和环境间相互联系的秩序和能力)。结构有序是功 能有序的基础。如本节开始所指出的那样,区域地理系统的熵可表征系统有 序程度的高低,熵(S)值愈大,则系统有序性愈差;熵值愈小系统有序性愈
好。开放系统熵值的降低依赖于系统外界负熵流的输入(deS< 0)。
熵概念正渗透到自然、社会和人类思维的各个领域,具有一般方法论的 功能。地理学由于问题复杂,难于直接进行数学描述,以往的计量地理也只 是数学方法的地理运用。因此,地理熵的运用,不但为地理学量化提供了“中 介”,而且从方法论的角度为地理学的量化研究开辟了一条新途径。
(二)地理熵是区域地理系统演化的判据 地理熵是对区域地理系统状态的一种定量化描述,它表征着区域地理系
统的组织化程度与有序程度。对于系统演化过程的每一时刻,都存在一个系 统状态与之对应,因此通过地理熵的计算,可了解系统的变化情况,它表示 系统当时所处的状态及稳定性,系统将向那个方向发展。由于这点,也使得 同一系统的不同发展阶段,同类型的多个系统状况间产生了可比性。更确切
地说,地理熵为区域地理系统演化过程发生的条件、运行的方向和运行的限 度等都提供了普遍的判断根据。
我们知道,地理熵(S)的变化取决于来自系统外界熵变(deS),若熵
变为负值且负熵流强,则地理熵可减小,即 ds0;若负熵流弱或熵变为正, 地理熵也可增大,即 ds>0。艾南山曾研究过流域地貌演化与信息熵的关系, 对于不同地貌演化阶段,其熵值不同:
表 1 信息熵与流域地貌演化
演化阶段
幼年期
壮年期
老年期
信息熵
< 0.111
0.111 — 0.400
> 0.400
由表可见流域地貌是向着熵增的方向发展。随着熵的增大,流域地貌系
统物质及表面能趋于均衡,有序性降低。这是因为流域大地貌差异的形成主 要由地球内能造成,当构造活动停止时,则内能的输入减小,系统则向着熵 增的方向发展。
据浦汉昕研究,地球表层系统的进化史实际上是负熵流增强的历史。从 地质时期地表内能作用为主,到太阳能作用为主;从异养的细菌产生到自养 的具叶绿素的蓝藻出现;从植物、动物到人类社会,进入地球表层的能量愈 来愈强,太阳能在地表流通转化的途径日趋复杂。这种现象实际上是进入地 球表层负熵流的增强导致系统熵减小,于是有序性增加所至。
三、地理熵计算、应用实例
对地理熵的定义与计算,目前主要有两种途径,一是利用类比的方法建 立地理学的“热力学熵”,而较多的是用信息熵的概念和方法,建立地理系 统的信息熵。
熵的概念的提出者克劳修斯从热力学研究的角度出发最早将熵定义为:
dQ
ds ?
T
式中 T 是绝对温度,dQ 为系统在其所经历的过程中吸收的热量。 地貌学家通过研究认识到,地貌发育过程与热传导过程具有相似性,据
此,60 年代初利阿波尔德(L.B.Leopold)与朗拜恩(W.B.Langbein)提出
了地貌学熵的定义。他们将地貌参数与热力学参数进行类比,热力学是由温
度 T 和热量 Q 来表示;而地貌场类似可用高度 h 和质量 m 来表现,即: T←→h
dQ←→dm
于是提出地貌学熵的定义
dQ dm
ds ? ←→
T h
但这一定义难于进行量算。
信息论创始人申农(c·E·Shannon)为了测定信息源的不定度,定义信 息熵如下:
如果某事物具有几种独立的可能状态:X1、X2、X3、?、Xn,每一状态出
现的概率分别为 P(X1)、P(X2)、P(X3)、P(Xn),且有
n
? P( X i )=1,则该事物的信息熵为
i=1
n
H(X)= - ? P(X i )logP(X i )
i=1
信息熵的定义则在数据获得及计算方面皆有较大实用性,可用来定义和 计算区域地理系统的地理熵。例如它可用于对区域灾害群风险度的度量上, 即灾害群的不定度愈大,则破坏性愈大,风险度就大。
把能产生有限离散灾害事件的群体定义为事件源 D,其经典集合为 X:
n
{X1,?, X n },概率空间为{X: P( )
n
n;且 ? Pi =1。则该灾害群风险熵为:
i=1
i},其中Pi ≥0, i=l,?,
n
H(X) = -? p i log Pi
i=1
对二维情况,i 取两项。 如三个地区主要灾害为旱、涝灾害,通过历史资料的分析可知三地区旱、
涝灾频率如下:
地区
旱
涝 1
20 %
80 %
2
40 %
60 %
3
50 %
50 %
则按上信息熵定义,计算三地灾害风险熵如下:
H(X1)=0.216
H(X2)= 0.292
H(X3)=0.301
由上可见,旱、涝灾出现的频率愈接近,则风险熵愈大,当频率相等时, 熵最大,这时灾害种类的不定度最大,风险度最大。相反,灾害频率相差悬 殊时,不定度小,风险度也小。
对于连续性分布,其信息熵可定义为:
+ ?
H(X)= - ? - ? P(X)logP(X)dX
其中 P(X)是随机变量 X 的分布密度函数。
第二章 区域地理位置和区位论
第一节 区域地理位置 一、区域地理位置的概念
地理位置是指地球表层中某一事物与其它事物的空间关系。比如一座山 峰在地球表面经纬坐标系中所处的位置;一个城市在行政版图上所占据的位 置等等。地理事物是具体的,在多维空间(几何维、时间维和属性维)中, 地理事物与地理位置是一一对应的,因而地理位置是地理事物的的特殊属 性,成为识别地理事物的标志之一。没有地理位置,也就没有研究地球上各 个地域特性的地理学。
由于地理位置是某一事物与其它事物的空间关系,任一地理事物的位置 总是在一定的参照系中识别的。如上海位于东海西岸、长江入海口,这是用 与上海有空间关系的江河、海洋来说明其位置;又如郑州位于京广铁路与陇 海铁路的交叉点上,这是用郑州与交通网络的关系来标识其位置。
地理位置是个内涵丰富的概念,当空间参照系变换时,可以代表不同的 含义。在地理学中通常有数理地理位置、自然地理位置、经济地理位置、政 治地理位置等概念。比如说北回归线穿越汕头,这是说汕头的数理地理位置; 汕头位于台湾海峡西南端、南亚热带季风区域中,这是它的自然地理位置; 汕头位于我国东部沿海开放地带,是我国 80 年代初建立的四个经济特区之 一,这是它的经济地理位置,等等。
区域,是地球表面二维或三维的单元,它的范围可以构成等级序列,其
水平尺度从 4.01×109cm(地球周边)到约 102cm。一个区域是一个具有具体 地理位置的地区,具有其独特的性质和内容,并因此同其它地区有差异,区 域的范围止于这种差别所存在的边界。因此,区域地理位置也是区域的属性 之一。区域地理在一定意义上,是一门研究地理事物空间整体性和差异性的 学科。区域的整体性特征,与其地理位置所制约的区域地理系统内的各要素 及其联系是分不开的;而区域地理位置的不同,也是产生和体现区域差异性 的基础之一。
二、区域地理位置的类别、意义及变化
(一)区域地理位置的类别
1.数理地理位置 数理地理位置,又称天文位置和绝对位置,在平面上是以地球表面的经
纬网来确定的,在高度坐标上则以海平面为基点。它既表示一个地点的绝对 位置,也可以表示一地与其它地点之间的方向和空间距离。如香港位于北纬
22°23',东经 114°11',上海位于北纬 31°17',东经 121°25',上 海在香港的东北方向。又如黑龙江省抚远县抓吉乡乌苏镇的地理坐标是北纬
48°45'29″,东经 134°40' 20″,这是中国的最东端。数理地理位置乃 是基本的地理位置,其它地理位置的确定往往需要借助于数理地理位置。
2.自然地理位置 自然地理位置是指一地同周围自然地理事物的空间关系。这些自然地理
事物可以是陆地、海洋、山脉、河流等自然实体,也可以是气候带、气候区、 土壤和植被带、区等自然类型。如中国位于亚欧大陆东部、太平洋西岸,罗 布泊位于塔克拉玛干沙漠的东面,海南岛位于我国的热带季风区内,中国、 美国、澳大利亚是海陆兼备的国家,瑞士、中非、阿富汗是内陆国家,英国、 新西兰、日本则是岛国,等等。
3.经济地理位置 经济地理位置是某一事物与具有经济意义的其它事物的空间关系。这些
空间关系,有些是以自然地理位置为基础的,比如新加坡位于马六甲海峡东 端,这个沟通太平洋与印度洋水域的咽喉的自然地理位置,使得新加坡处于 世界海运重要通道的地位。有些经济地理位置的产生是自然因素和人为因素 结合的产物,如巴拿马运河的开凿,沟通了北半球太平洋与大西洋的水上交 通,使得运河区经济地理位置的重要性大大加强了。还有大量的经济地理位 置,是与人类的经济活动和社会活动紧密结合在一起的,例如郊区的经济地 理位置,与城市和郊区间经济的、社会的联系有关;商业区的经济地理位置, 与人口的地理分布和购买力有关;加工工业区的经济地理位置,则与原料产 区、能源供应地、产品消费地有关,等等。
4.其它地理位置 政治地理位置,主要是指一国、一地区,同邻国和周边地区的空间关系,
这种空间关系是从政治关系的角度来定位的,例如一国在地缘政治中或全球
战略中所处的位置。“冷战”期间,分裂的柏林的政治地理位置对于东西方 来说都有特殊的意义;波斯湾战争爆发后,中东及海湾地区国家的政治地理 位置也随着这些国家所持立场和所起的作用而显示出不同的意义。
此外,在人文地理学的其它领域中,一地的人文地理位置常与其周围的
人文景观有关。比如旅游区的定位,并不全部取决于自然景色。有的著名旅 游区的风光景色,不一定超过其它一些普通的地区,但是这种旅游区或者同 悠久灿烂的历史文化有关,或者同重大事件、重要人物有关,或者有着宗教 和传奇的故事,因而具有重要的旅游价值,所谓“山不在高,有仙则名,水 不在深,有龙则灵”,就反映了人文景观对旅游区位置的影响。
(二)区域地理位置的意义及变化
1.区域地理位置对于区域地理系统的状态具有制约意义 自然地理位置对于区域自然环境结构的意义是重要的。处于不同纬度的
区域,其所处的热量带影响自然环境结构向不同的方向演化。如同样位于我
国东部沿海,北端高纬的东北地区形成了寒温带和中温带的冷湿型森林植 被,地貌类型多冻土、沼泽,土壤类型以漂灰土、暗棕壤为主,整个自然环 境结构以冷湿为其主要特征。而南端低纬的华南地区,形成的是热带雨林、 季雨林和高度化学风化、处于脱硅富铝化阶段的砖红壤、赤红壤景观,热湿 是其自然环境结构的主要特色。这种明显的差异实在深受其各自自然地理位 置的影响。再如同处于地球亚热带中,位于欧亚大陆东部的我国华中地区是 湿润季风雨热同期条件下的自然环境结构,但大陆西岸形成的则是地中海夏 干气候类型下的自然环境结构,而同一纬度带上的青藏高原,又由于巨大的 海拔高度,发育了独特的高寒景观。三个处于不同经度及高度位置上的区域, 其区域差异是明显的。此外,我国西北干旱地区的成因,实与位于大陆中心、 远离海洋的地理位置有关;秦岭南北两地,地理景观迥然有别;这些都是人 所熟知的地理事实。
同样,经济地理位置,对于区域经济发展的影响也常常是重要的因素。 一个国家和一个地区,相对于国际的和国内的交通航线、市场、中心城市和 资源的位置是非常重要的。拥有陆海兼备的地理位置的国家,便于利用陆上 和海洋的资源.并能够通过海上交通扩大对外经济联系,显然比较内陆国家占 有不少优势。19 世纪以前德国经济落后于英、法,与其距离当时已经成为世 界贸易要道的大西洋太远有关,这种位置上的不利因素在当时的技术条件是 颇有影响的。20 世纪非洲的赞比亚在出海通道上遇到的问题同样给它的经济 发展带来了不利因素。中心城市的形成和发展,与其交通位置关系密切。北 京自古以来位于南北交通的交会点上,是华北与东北来往必经之地。南京的 发展,也同它历史上就位于贯通东西的长江航运与沟通南北的交通的交会点 上,及其联接长江三角洲、华北平原与长江中游平原的地理位置有关。
政治地理位置对于国家和地区发展的影响同样不容忽视。以美国而言, 建国历史不长,经济和文化的历史基础与旧大陆的一些国家无法相比。但是 美国有着得天独厚的政治地理优势,它东西濒临两大洋,南北都与弱国(墨 西哥和加拿大)相邻,在地理条件上处于最安全的地位。辽阔的海洋没有阻 隔它同世界各国的经济联系,却有效地避免了旧大陆战乱的直接干扰。从南 北战争结束以来的 120 多年间,美国国内没有再经受战火的洗劫,本世纪两 次世界大战中,美国本土没有遭到外敌入侵的破坏。这种地理上的优势对于 美国发展成为一个超级大国是起到很大作用的。
2.区域地理位置属于历史的范畴。
从某一个时期看,地理位置是确定的,但在历史的范畴中,地理位置又 处于变化之中。由经纬度坐标确定的数理地理位置无疑是稳定的,但是随着 地球自转轴的同期性改变也会发生变化,虽然这种变化是极其缓慢而难以察 觉。沧海桑田,自然地理位置也同样会发生变化,变化的速率因时因地而异。 造山运动对自然地理位置的影响要以地质年代的标尺来度量。如我国的西藏 地区,早在第三纪时为濒临暖海自然地理位置,自然环境深受行星风系的影 响,比今天温暖湿润得多。随着喜马拉雅运动的开始,古地中海消失,陆地 面积扩大,欧亚板块与印度板块碰撞重叠,西藏地区抬升成为世界屋脊。今 天西藏的主体位于高原内陆的地理位置,自然环境也随之趋于高寒、干旱。 与此相比较,局部海岸线的改变、河流的改道带来的自然地理位置变化就相 对要快一些,如从 1128 年黄河夺淮入海以后的 700 多年间,黄淮平原地区一 直位于黄河的北岸;但 1855 年黄河又在北岸决口改由利津入海,使得今日的 黄淮平原又处于黄河南岸的地理位置。
与数理地理位置和自然地理位置相比,经济地理位置和政治地理位置的 变化就快得多。政治地理位置的不稳定性很大,国际战略格局的重塑,国家 间政治关系的变化,使得一些国家和地区的政治地理位置的意义发生改变。 随着德国的重新统一,柏林作为东西方冷战前哨阵地的政治地理位置消失, 而自从石油成为世界经济的命脉,中东各国在国际政治经济战略中的位置却 愈显突出。英国在本世纪 60 年代撤出它在亚洲的军港新加坡,70 年代撤出 在地中海中部的军港马耳他,美国在 90 年代初撤出其在海外最大的军港—— 菲律宾的苏比克湾海军基地及克拉克空军基地,从而使这些地区政治地理上 的意义也发生了变化。但这些港口和城市现在仍然具有海上要道或者航线枢 纽的地位,在变化了的国际形势下,同一地点在政治地理上的重要性就逐渐 让位于经济地理上的重要性了。
经济地理位置的变化受社会经济发展和技术进步等条件的制约。从世界 历史来看,中世纪以前西方社会航海技术水平不高,帆船不能经常到大西洋 或太平洋航行,海上贸易主要在地中海进行。当时南欧、西亚经济发达,地 中海区域很长时间是世界经济繁荣的中心,意大利处于地中海的中心地理位 置,在长达七个世纪的时间内,意大利在世界经济文化中占有重要地位。而 同一时期,英国所在的大不列颠群岛却远离世界主要贸易地区,经济、文化 落后,被看作是世界荒凉的边缘地区。但随着地理大发现时代的来临,航海 技术的发展,如哥仑布于 1492 年发现了美洲新大陆,大西洋逐渐取代了地中 海成为世界贸易的主要通道。随着西欧、北欧的经济发展及与新大陆和世界 其它地方贸易的兴旺,大不列颠群岛的经济地理位置发生了根本的变化,一 跃成为繁荣的世界贸易和经济中心。而此时的意大利,由于经济中心从地中 海的转移,加上 15 世纪中叶崛起的土耳其对欧亚大陆桥的占据,切断了地中 海到东方的贸易通道,意大利的经济地理位置失去了往日的优势,经济、文 化和政治地位也随之迅速衰落。直到 1869 年苏伊士运河的通航,再次贯通了 大西洋经地中海到印度洋的航路,包括意大利在内的地中海沿岸国家的经济 地理位置才又有了改善。
经济地理位置的影响,也是与一定的社会发展水平和技术条件联系在一 起的。时代不同了,原有的因素可能会消失,位置的意义也会转化。中东石 油的开发,使霍尔木兹海峡成为一些国家的经济生命线,战略位置的重要性 就不言而喻了。
三、区域地理位置对地理熵的贡献
系统的有序性和预决件涉及到系统的组织度和方向。在自发状态下,区 域地理过程自动演进的方向,总是从几率较小的状态,趋向于几率较大的状 态,最后趋向于平衡状态,其原则是有序不能自发地产生于无序之中。自然 地理上的一个例子是沙漠不能自动地变为绿洲,而绿洲却常有可能变成沙 漠。因为绿洲要求的自然条件组合比沙漠严格得多,有序程度强,在自发条 件下发生的几率小;而沙漠的有序程度差,各种无序状态的几率总和总是大 大超过造就绿洲所需的有序组合的几率。自然地理熵即是衡量地理系统无序 状态的指标,熵值越高,系统的无序程度就越高,熵值越低,系统的有序程 度就越高。系统中熵值的变化状况说明了地理过程演进的方向。
一个系统的状态是受到环境边界条件的制约的,地理界中植被、土壤的
地带性和非地带性分布即说明了这一点。在我国暖温带和温带,距离海洋远 近的位置对于一个区域朝着沙漠或草原还是森林的方向演替有着决定性的意 义。又如内蒙古地区的草原景观是地带性规律的体现,因而一般情况下是稳 态的(除非受到破坏,引起沙化)。而我国南方草山草坡却是在亚热带森林 植被遭受破坏下出现的现象,倘若封山育林,让其恢复,则能较快地向着其 地带性的顶极群落常绿阔叶林演替。上述例子,说明区域自然地理位置不同 也使熵值高低不一样,或者说不同的区域地理位置对于自然地理熵的贡献不 同。
一个由于地理位置或其它原因同外界在经济交往上隔绝的地区,如得不 到必需的资源、能源、资金、市场、劳力、人才、先进技术和管理方法等交 流,系统的经济运行状况不能调节到良好有序的状态。经济地理位置对于区
域系统的开放度与信息量的获得有着客观的影响。优越的经济地理位置,有 助于系统不断地从周围环境中获取信息,增加系统的负熵,在具备一定条件 下,就能白发地形成新的有序结构和组织,即远离系统平衡态的耗散结构。
四、区域地理位置对区域性质和开发影响的例子
区域地理位置对于区域性质的定位和区域发展方向有着独特而持续的影 响。试以香港和上海为例,探讨区域发展中的位置效应。
香港位于北纬 22°09'—22°37',东经 113°52'—114°30'之间, 全境(包括香港岛、九龙、新界)面积 1071 平方公里。香港是亚太地区最发 达的现代化经济、金融、贸易和旅游中心之一。香港从 70 年代以来,伴随着 出口工业的迅速发展,成为亚太地区和南亚地区的航运和空运中心,以人均 出口值计,香港的出口贸易量超过了日本、英国和美国。80 年代以来,香港 经济更向现代化和多元化方向发展,已经成为世界四大金融中心和三大黄金 市场之一。世界上有一百多家主要银行在香港设有办事处,香港是这些国家 在亚洲争夺市场的重要战略基地,也是这些国家在亚洲的跨国公司和跨国银 行的行政指挥中心。香港经济成功的原因是多方面的,如特殊的政治历史条 件等,但地理位置和地理环境的影响也不容忽视。
香港三面环海,海岸线绵长曲折,多港湾岛屿,为发展海上交通提供了
良好的港湾条件。海运被称为香港生存和发展的生命线,香港每年外贸货物 的九成左右都是通过海港进出,近年来经济与对外贸易的迅速发展,使对于 海港的依赖程度进一步加深。香港是个重要的港口城市,背靠中国大陆,地 处远东贸易航线的枢纽,是沟通日本、韩国、东南亚、大洋洲以及欧洲与美 洲各国的重要商埠,也是中国内地对外经济贸易往来的重要门户。香港它还 是东亚与东亚南、南亚、欧洲、非洲之间航运的要道和中转站,也是北美、 欧洲和日本的经济贸易界进入中国南部经济特区和广大腹地的大门。从港口 本身条件来看,港湾深阔,屏蔽条件好,港内风平浪静,与美国的旧金山、 巴西的里约热内卢并称为世界上三个最优良的深水港。每年进出港湾的远洋 轮在 3 万艘以上,目前香港和世界上 160 多个国家和地区有贸易往来,已成 为世界上最繁忙和效率最高的海港之一(见图 2—1)。
香港地理位置的优势还在于拥有广阔的中国大陆腹地。香港本身虽然是
一弹丸之地,但由于紧靠中国大陆,与深圳、广州、北京、上海等地有铁路、 水运和航空紧密相连,交通非常方便,所以香港在经济上同中国大陆腹地的 联系是其经济发展的重要因素。大陆是香港建筑原材料、燃料、副食品和饮 用淡水的主要供应者。从大陆得到的大量价格低廉的原料和消费品,有助于 抑制香港的通货膨胀,保持了香港居民的生活稳定。中国内地是香港产品的 主要买主,占香港出口的第四位,是香港在亚洲的最大市场,同时中国内地 还是香港转口贸易的最大供应者和最大的市场。近年来西方贸易保护主义抬 头,邻近地区工业品出口竞争加剧,以及香港本身出现的高地价、高租金、 高成本等问题的困扰,使原有的劳动密集型的竞争优势开始逐渐丧失,香港 而临着向资本密集、技术密集和多元化方向转轨的挑战。而中国大陆设置的 经济特区和沿海开放城市,则为香港调整经济结构、解脱困境带来了新的机 遇。香港可以通过补偿贸易、合资生产经营等方式将劳动密集、占地多的企 业转移到经济特区、珠江三角洲和开放地带来,以取得更多的效益,而自己
则腾出人力、物力、土地来调整经济结构。香港的地理位置条件,使其能分 享中国内地广大的资源、劳力和市场优势,这无疑对香港经济的发展有着重 要意义。
香港的自然地理位置决定了它处于南亚热带海洋性湿润气候环境下,虽 然土地狭小,然渔业和农业的发展都有一定水平,解决了一部分生活需要。 依山傍海的位置和地貌特色是香港发达的旅游业的天然资源。香港特殊的政 治地理位置的作用,引起周边地区大批人口移入香港,为它提供了大量廉价 劳动力;同时香港还起着资本安全港的作用,吸引了大量资本的流入。此外, 香港的数理地理位置也为香港成为金融贸易中心助了一臂之力。香港
图 2──1 香港货物来源地概况 在世界时区上位于伦敦和纽约的中间,当香港的商行开始办公时,伦敦正是
午夜时分;香港一天的交易结束时,伦敦的市场交易活动却如火如荼;而到
了香港的夜晚,纽约的交易市场又开始了。这样通过全球电讯信息网的联结, 香港、纽约、伦敦三个不同时区的金融中心联成一体,昼夜运转,左右着全 世界金融和贸易的进程。
上海从一个海边的渔村,一度发展成为远东最大的金融和经济中心,现
在还是我国最大的工商城市,也是与它得天独厚的地理位置优势分不开的。 上海位于中国最大的河流长江与东海的汇合处,凭借长江航运等渠道联系着 中国经济最发达的长江流域广大腹地。富饶的长江三角洲平原,温和适宜的 气候,平坦广阔的地形,四通八达的水网和陆路交通,为上海早期城市和工 业的开发提供了富足的商品粮、劳力和轻纺、食品、手工业原料,为商品的 交流提供了便利的运输条件。上海又位于中国东部海岸线的中点,是南北海 路运输的要道,凭借海路联系外部广大地区。近代上海又列为五个通商口岸 之一,是最早开始国际贸易的城市之一,也是外国资本最早输入的城市之一, 这些因素都客观上刺激了上海经济的发展。20 世纪 90 年代的上海,正进一 步认识和发挥自身的地理位置优势,实施了浦东的开发和开放,要把上海建 设成为长江三角洲以及整个长江流域经济的“龙头”,并进而在下世纪初建 成国际经济、金融、贸易中心之一。
地理位置也可能由于某些方面的缺陷,从而限制和迟延了区域的发展,
发挥了负面的作用和影响,这类例子也并不少见,限于篇幅,在此不再作分 析和介绍。
第二节 地理区位
一、区位的概念
地理区位是同地理位置有联系又有差别的概念。区位一词除解释作空间 内的位置以外,还有布置和为特定目的而联系的地区两重意义。所以,区位 的概念除了位置以外,与区域是密切相关的,并含有被设计的内涵。地理学 在发展过程中接受了区位论的思想,引出了地理区位的概念,它增加和强调 了区位同有关地理现象的相互联系,并赋予各种地理要素以区位概念。
区位中的点、线、面要素,具有地理坐标上的确定位置。如河川汇流点 和居民点,海岸线和交通线,流域和城市吸引范围等。一个区域,是由点、 线、面等区位要素结合而成的地理实体的组合。如上海位于我国经济大动脉 的长江入海口,又位于沿海经济发达地带的黄金海岸线中点,恰似一张弓上 的箭,对内联系长江流域广大腹地,对外辐射太平洋沿岸和世界各地,其地 理区位具有很大的优越性。
二、区位的因子
区位论从空间或地域方面定量地研究自然和社会现象,主要是其中的经 济现象。影响区位的因子或为地理要素,或同地理现象有关,可概括为六个 方面:
(一)自然因子
包括自然条件和自然资源。对产业区位的影响具体又可分为两类:一类 是普遍性的自然条件和资源,如大气、土地和在地表上各处都能找到的那部 分原料,这类因子对产业区位的影响不大。另一类是局地性自然条件和资源, 这是由于地域差异而造成的。如由于地带性和非地带性规律而形成的特定气 候区、土壤区和生物区及相应的自然资源;同地球内外营力组合有关的矿产 分布;受河流与地貌结合制约的水力资源等。某些局地性资源,在分布范围 和数量上还是相当有限的,如我国热带橡胶的生产环境,某些矿种的分布和 储量等。局地性自然因子对于产业区位有相当重要的影响。
(二)运输因子
区位论在分析区域地理现象之间的空间联系时,十分注重运输因子,因 为居于不同位置的自然和经济要素间的组合要通过运输来实现。早期的农业 区位论和工业区位论,主要考虑原料和运费的问题。现代地理学区位研究中, 依然注重交通因素的影响。
(三)集聚因子 区位论中的集聚因子,包括产业在区域空间布置中的集中和分散两个方
面。产业在空间上的集中,具有降低运输成本,成组布局、便于协作,加强 信息交流,利用已有市场区位扩大市场服务范围,利用原有城镇市政设施减 少社会总费用等益处。与此相反,分散则可以避开诸如地价上升、场地拥挤、 劳力供应紧张、污染严重和生活质量下降等问题。集聚问题,是区域结构合 理性研究中的重要课题。
(四)劳力因子 劳力资源是社会生产发展的保证,但也具有区域差异性,不同地区劳动
力的素质和价格往往存在很大差别。劳动力的数量、质量和价格的地理分布 是确定产业区位的重要因子。
(五)市场因子 市场因子对区位的影响包括:①市场与产业的相对位置与距离,②市场
的规模,即其商品或服务的容量,③市场的结构,即其商品或服务的种类。 后二方面往往构成市场和城市的等级序列。
(六)其它因子 其它因子包括行为、技术进步、文化、时间等因子。其中技术进步因子
对于区位的影响是随着历史发展而不断显示出来的。本世纪 50 年代以前,铁 路在运输中扮演了主要角色,世界上许多国家和地区的工业区都位于铁路运 输枢纽;60 年代至 70 年代,国际上一些地方对海岸带进行了大规模的开发, 利用发达的海运,出现了所谓“临海工业区”;70 年代末以来,高速公路和 大吨位汽车的大量出现,使得公路运输效率大为提高而运费明显降低,从而 在高速公路网的交点附近出现大量的轻型工业和其它产业部门;同时,巨型 运输机承担的货运比重也在上升,在航空港附近出现了知识密集型的电子工 业区、科学——工业园区等,称为“临空工业区”。
三、区位论的几种学派
(一)区位论中的成本学派 成本学派是最早的区位论学派,其核心是追求最低的生产成本,以此确
定最优区位。杜能的农业区位,将农业生产者的运输成本作为最重要因素,
龙哈德以钢铁工业为样本,建立“区位三角形”横式,寻找企业最经济的区 位。韦勃吸收了龙哈德最小费用区位的概念,予以补充和修正,提出了区位 因子的概念,并对区位的各种因子予以分析和概括,形成了一定的体系,是 工业区位论的奠基者。之后,许多学者对韦勃理论加以运用、阐发或修正。 如高兹的海港区位论,及胡佛、赖利等人的学说。
1.杜能的古典农业区位论
杜能于 1826 年发表的《孤立国》一书成为第一部区位理论的古典名著。 杜能认为农业经营的集约化,必须根据不同地区和地带的条件,进行合理的 空间组合。以后,西方的工、商业区位论,特别是空间相互作用理论和城市 地域结构理论,都以他的学说为出发点。
杜能理论中,首先对地理环境及经济关系作了一系列抽象和假设,主要
是:一个大平原中央有一个城市,共同组成了一个孤立的地区;该地区内的 气候和土壤条件都是均质的;区内唯一的运输手段是马车,运费与重量和距 离成正比;唯一的农产品市场是中心城市;区域与外部环境相隔绝;等等。 这样抽象得出的“孤立国”就是杜能理论的前提。
杜能根据上述假定进一步提出了他的农业区位向心圈理论模式。把农业 产品的销售成本看作是生产成本和运输费用之和,则有下式成立:
π=P-(C+T) (1)式 其中π代表利润, P 代表产品的市场价格,C 为生产成本,T 为运输费用。 杜能以实际观测到的木材和粮食的数据为例,见表 2—1。由表可见,纯收入 随运输距离增加而下降,直至为负利润,因此可供选择的经营品类与距离密 切相关。杜能假定,单一农产品的生产成本,不依据城市距离远近而异,于
是,产品的纯收入就完全取决于距离城市的远近。杜能把这一纯收入定名为 区位地租(位置级差地租)。这样,在多种农业生产品类之间,由于其各品 类收益不同,导致所能偿付的区位地租有差异,以致其空间分布呈一以市场 为中心的同心环带。农作物的合理分布区,是其能偿付区位地租的地段,杜 能自己曾在《孤立园》中阐述了六种农作制度,呈向心环状围绕城市中心, 即著名的“杜能环”。
表 2 — 1
项目 各同 心环到 市场距离
木材
粮食
(1) (2) (3) (4)
市场 生产 运输 利
价格 成本 费用 润
(1) (2) (3) (4)
市场 生产 运输 利
价格 成本 费用 润
1
2
1
1
1
2
2
1
2
2
3
1
3
2
4
1
4
2
5
200 140 10 50
200 140 20 40
200 140 30 30
200 140 40 20
200 140 50 10
200 140 60 0
200 140 70 -10
200 140 80 -20
200 140 9) -30
200 140 100 -40
80 50 3 27
80 50 6 24
80 50 9 21
80 50 12 18
80 50 15 15
80 50 18 12
80 50 21 9
80 50 24 6
80 50 27 3
80 50 30 0
此外,对于单一产品,如果集约程度不同,其产量和纯收入也不同,单
一产品的集约化程度也出现空间差异。
设 1 为在一定土地上的总投入量,△Q 为边际产量,即每追加单位投入 量土地增加的产量,根据土地收益递减规律可以作出边际产量曲线(图 2—
2)。
d(?Q)
当
dI
? 0,土地收益递增;当
d(?Q)
dI
? 0,土地收益持平;当
d(?Q)
? 0,土地收益递减。
dI
图 2——2 在土地收益递减的场合,虽然继续增加投入量仍可使土地总产量增加,
但由于边际产量的下降,故边际成本上升。而合理的集约化程度必须使价格 减去边际成本尚能偿付边际产量追加的运费,可见,边际成本和追加运费愈
低,生产规模扩大的可能性愈大,因此,距市场较近和设施良好的生产地, 其农业生产较易趋向集约化。
2.韦勃的工业区位论
韦勃被视为工业区位论的奠基者,他于 1909 年发表了古典区位理论著作
《工业区位论一区位的纯理论》。韦勃理论的核心,是区位因子的合理组合。 为使企业成本和运费最低,就应该使企业位于生产和流通上最节约的位置。 韦勃也设立了若干理论的前提,如对工业区位只分析其经济因素,而假设某 些自然地理和人文地理环境在一定的区域内是均质的;运输方式为铁路,运 费是重量和距离的函数;等等。
韦勃理论中,提出了一系列的概念术语,他将影响区位的因子分为不同 类别,建立了因子体系。韦勃经过对各种区位因子的分析、处理、归并,最 后形成了由运费、劳力和集聚三个因子构成的区位分析、计算体系。并据此 把确定合理工业区位的程序分为三个步骤:
①根据运输指向确定工业的运费最小点;
②根据劳力指向进行修改,得出工业区位的第一次形变;
③根据集聚(集中或分散)指向再进行修改,从第二次形变中得出工业 的合理区位。
运输指向,即由运输决定的区位趋向。韦勃只考虑技术经济意义上的运
费,即在当时技术条件下,为运送一定货物所消耗的物质和劳动;但他舍弃 了由社会形态和社会关系决定的那部分运费,如垄断组织任意决定的运费。 韦勃理论中又将原料分为遍地性原料和局地性原料。在局地性原料中又考察 纯原料和失重性原料之区别,纯原料在转化为最终产品后,重量基本上没有 减轻,如棉纱织布;而失重性原料是那种只有一部分重量转入最终产品的原 料,如矿石;甚或是经过生产后全部丧失了自己重量的原料,如煤、木炭等 燃料。韦勃推导下得出的运输指向结论是:
①仅使用遍地性原料时,工业趋向消费地;
②使用纯原料时,工业趋向消费地;
③使用一产地失重原料时,工业趋向原料地;
④使用多产地失重原料时,工业区位取决于各原料产地和市场对生产地 的综合吸引力。在计算区位图形与寻找最小运费点位置时,韦勃采用了区位 多边形。多边形的特例之一(原料二种,且与消费地不在一起),即为韦勃 之前(1872 年)龙哈德发表的颇有影响的区位三角形。
劳力指向是对运输指向的第一次变形。劳力费指每单位产品中劳动力的
费用,即工资率。由于工资率的差异与劳动效率也即劳动力的素质有关,故 存在着地理分布上的差异性。如此,在运输指向确定的工业区位上,当移出 此地时,若节约的劳力费大于增加的运输费,则为合理;反之,位置移动则 不合理。韦勃理论中用等费用线工具来分析确定劳力指向。
此外,还可以用劳动力区位系数衡量劳动力费用对于工业区位的指向:
劳动成本指数
劳动力区位系数=
运输成本指数
(2 )式
所谓劳动成本指数是指单位产品劳力所占价格,运输成本指数则是单位 产品运费所占价格。指数值升高时,显示劳动对产业区位的指向性增强。图
2—3 是一个说明:
工业按总运费最低布局于 Z0 位置;
移至 Z1 与 Z0 等价;
移至 Z2 则因劳力费用节约总成本降低;
移至 Z3 则因运输费用再增高,总成本又升高。
集聚指向包括集中与分散两种因素的作用。二者对工业区位的吸引力相 反,但都是对由运费和劳力费确定的区位再次引起大范围形变。韦勃理论中 仍用等费用线法确定集聚图形,其原则是集聚引起区位形变所收到的效益, 必须大于其由于位置转移所追加的运输和劳力费用之和。如图 2—4,随着区 位点的增多,其集聚图形的共轭部分趋于集中,这就是为什么在特大城市或 工业区的附近,不可能自发出现次级大城市和中型城市的原因。
图 2—3 图 2—4
韦勃工业区位论对于地理学的重要贡献还在于地域经济类型的提出。由
于集聚的产生和发展,使经济活动出现了地域分异现象,这如同自然地理学 中的地域分异现象一样,是区域地理学及规划、区划工作的基础之一。韦勃 提出地域集聚经济类型有三种:
①地方性经济,是生产和技术性质集聚(称为纯集聚)的结果。如煤矿
区、陶瓷区、轻纺区等。此类集聚产生的一系列伴生现象,更使其主导部门 加强,专门化得以发展,形成定型的地方经济区(如我国江西景德镇陶瓷工 业区)。
②城市性经济,是社会性质集聚的结果。城市形成后对工业提供了市政
设施、交通网络、信息咨询、以及劳力和销售市场等。这种由社会性质集聚 带来的好处是城市经济发展的原因。
③城市中心区经济,指大城市和大工业区内部集中程度最高的那部分地
域,这是纯集聚和社会集聚共同作用的结果。中心区的位置享有很大的优势, 其生存的企业都是经过剧烈竞争后保存下来的。目前西方国家市区工业只保 留了一些同居民生活直接有联系的部门,而市中心更由于土地和房地产价格 的高涨,主要成了银行、保险公司、证券交易所、大商业等构成的中央商务 区(CBD)。
3.高兹的海港区位论
德国学者高兹是首先在交通运输地理中研究区位的人。他在 1934 年发表 了《海港区位论》,强调自然条件的区位作用,采用了经济与地理相结合的 方法,把海港和腹地联系起来考虑,创立了总体最小费用原则,追求海港建 设的最优位置。
高兹认为,理想的海港区位,应该是将由腹地经陆路到达海港,及再经 海上到达海外诸港的总运费压缩至最低,同时建港本身的投资应该在技术上 是最小的。高兹在海港区位理论中仿效韦勃建立了如下因子体系和步骤:
①运输费用(包括腹地和海洋)指向,建立最小费用区位;
②劳力费用指向,修正运输指向得出的区位;
③资本费用指向,修正上述结果后得出最终的海港区位。 高兹理论的运输指向包括腹地指向和海洋指向。具体操作时,腹地指向
借用韦勃的区位图形法,即以重量和距离为单位求运费的最小点。海洋指向
中则综合考虑船期、船体的容积、重量和价值等对海运价格的影响,比单纯 考虑吨公里要更全面。劳力指向主要考虑劳动者工资率的地域差异性,用韦 勃等费用线方法求得区位形变。资本指向在于使耗资浩大的海港建设趋向于 投资最小的地点,在这方面自然条件的影响很大,分析时仍采用求临界等费 用区的方法。
(二)区位论中的市场学派
20 世纪 20 年代,区位论市场学派正式作为一种理论出现(虽然在此之 前的成本学派中也不同程度地涉及到市场的问题)。市场学派产生的背景在 于当时第二、第三产业成为国民经济的主导部门,交通运输网的发达和劳动 生产率的迅速提高,使得市场的重要性在区位研究中更显突出,市场问题成 为产业能否生存的关键因素。因此出现了注重市场区的划分和市场占领地域 扩大化的半宏观区位理论,如空间相互作用模式;以及关于市场网合理结构 的宏观区位论,如中心地方论等。
1.克里斯塔勒与中心地方论 最早提出中心地理论的是德国地理学家克里斯塔勒。他在 1933 年发表了
《德国南部的中心地方》一书,通过对该地区的研究得出了三角形经济中心 和六边形市场区分布的区位标准化理论。以后他又写了三部著作和三十多篇 论文进一步阐述了他的中心地学说。他认为“中心地”是相对于一个区域而 言的中心点,或者说是相对于散布在一个区域中的居民点而言的中心居民 点。中心地思想的出现在于随着社会经济发展和产业结构的改变,原有的以 点、线区位为主要内容的工业区位论,已无法解决面区位的问题。克里斯塔 勒倡导以城市聚落为中心而进行市场面的分析,显示了地理学的重要性。克 氏理论中将地理学的地域性和综合性同古典区位学说相结合,提出了市场区 位论,即中心地理论。
克里斯塔勒在建立中心地理论时,首先对地域范围内的自然条件、经济
活动、消费活动及购买力等进行了抽象,使之成为一种各向同性的理想平均 状态,其目的在于舍去自然和人工干扰,发掘出内在的地域经济规律。然后, 分三个步骤构筑中心地理论:
①根据区位理论的原则,确定个别经济活动的市场半径;
②引进空间组合的概念,形成一个多中心商业网络;
③将各种经济活动的集聚纳入多中心网络的等级序列中去。
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