四、地理系统的反馈
与单纯的线性关系相对照,地理事件之间的关系是异常复杂的。它们不象单向的固定关系那样,一个事件的数量变化会影响另一事件的数量变化,而大多是曲折的、隐含的和间接的联系方式。尽管如此,我们从来不否定线性关系或固定关系在地理学中的存在地位,也从来没有停止过对此类关系的寻求和追索。就目前理论地理学水平而言,它的认识深度尚不足以对这一类关系的范围和意义作出评价,只能有一个大致轮廓的认识。此类单纯的或单向的线性关系,或是经过了变换的线性关系,在地理学的研究中有着多种多样的表现,例如反映在物理地理上的因果关系,化学地理上的均衡反应,生物地理上食物链递减关系,人文地理上的感知认同关系或称刺激响应关系等,都可以直接归并或经过转换后放置于上述那一类关系之中。人们始终怀着巨大的兴趣进行对此类关系的发掘、试验和总结,而且由于这些关系具备某种认识或接近认识事件本质的功能,以及具备某种约束事件边界的功能,因此无论在理论上,还是在应用上,地理学家们总是希望在自己的领域中获得有效的、简化的、某种形式的固定关系,作为进一步深入研究的基点。
本节的重点不在于研讨上述单纯或单向关系,而注意在地理事件中那种可逆的或者互为因果的关系和效应。所谓可逆或互为因果,是指组成地理系统的各个部分,既能影响别的部分,又可能受到别的部分的影响;自身既是激励者、给予者,同时又是响应者、收受者。按控制论的基本术语即:在一个规定的系统中,其输出数量,将会部分地或者全部地再回授以便影响(或称反馈)系统的原始输入数量,从而形成反馈圈或反馈环。从大量事实的验证中,可以较易地区分出这种反馈效应属于正反馈还是负反馈。现以表3-1为例。
(一)正反馈
在正反馈的耦合关系中,效应及其反馈效应总是处于一个相同的方向,并且彼此之间具有互相放大的结果。一方的增加必然引起另一方的增加。
在地理学的基本关系中,可以举出一个典型的例子说明这种正反馈的耦合关系。
地表面的形态,取决于地球构造力(内力)与地球外部侵蚀力(外力)互相作用的强度,并且是这两种力互相作用的瞬时表达和直观反映。一般说来,我们承认地壳均衡理论的正确性,通过所积累的各种地球物理证据以及可感地震的庞大信息,使该理论仍在不断地完善。莫霍面以上的地壳浮于地幔之上。由于地幔在高温高压条件下,形成“类液态”
的软流层,而且比重也明显大于地壳组成物质的比重,故由花岗岩和玄武岩为主要成分的地壳,就覆盖在这个软流层之上。这和铜块(比重相对较小)漂浮于充满水银的槽中十分类似,如图3-12所示。
从图3-12A中看到,3个铜块的比重相同,浸于水银中的底面积亦相同,但因各自重量不同,因此在水银槽中的表现亦不同,最重的铜块突出水银面最高,相对应地它在水银槽中的沉降位置也最深。这种现象本身可以用阿基米德原理解释。浮力的大小等于物体排开液体体积的重量。放入水银中的每一个铜块,一直下沉到浮力和铜块本身重量相等时为止,以便维持均衡。而大陆块体即根据同一原理漂浮于地幔之上,而且总是地体越高,就具有越深的地壳层。
但有一点必须注意,高出以海平面为侵蚀基准面的高度越大,相应的外力作用也就越强,即地表的剥蚀作用、重力作用等也就越活跃。北欧斯堪的纳维亚半岛的上升就是最鲜明的例子,至今,该半岛仍以较高的速度上浮。约在1万年以前,大规模的冰期结束时,这种上升就已开始。由于冰期中本地区被厚达2~3公里的大陆冰块所覆盖,附加重量的加大,使其又下沉了几百米。随着大冰期的结束,冰川逐渐消融和退缩,依据浮力原理,这块地体因重量减轻而逐渐上升。
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