4．2．1 地球系统非线性特征的协同理论

系统的非线性特征是以协同论（Synergetic）作为理论基础的。按协同论的观点，组成系统的各要素之间、主系统与各子系统之间，既有相互联系、相互依存的一面，又有相互排斥、相互制约的一面。协同论主要研究各子系统之间、各组成要素之间是如何协调发挥作用的。系统的正效果，是由于相互依存、相互联系为优势作用的结果；而系统的负效果，是以相互排斥为优势作用的结果。

协同论是由德国理论物学家Haken于1977年创建的。它的研究对象为复杂的巨系统，如天体系统、地球系统和社会系统等。协同论是研究系统的各组成部分之间是如何协同工作的；各组成部分之间既有相互联系、相互依存的一面，又有相互制约、相互排斥与竞争的一面，对立的两个方面又是如何协调与统一的，即协同的，系统各组成部分的功能相加又是如何具有非线性特征的。因此，协同论是研究系统从原始的无序状况发展成为有序状态或从一种有序结构转变为另一种有序结构。苗东升教授（1990）指出：协同论是有关多组分系统如何通过系统的协同行动而导致有序演化的自组织理论。例如，一个区域系统中，地质、地貌、气候、水文及生物是如何协同作用的；对于区域系统的整个功能来说，又是如何具有非线性特征的。

地球系统协同的特征有：

（1）非线性特征：所有地球系统功能都具有非线性特征。

（2）依赖于外部控制参量：地球系统是开放的、远离平衡状态的大系统，它们与环境有物质、能量和信息的交换，演化行为受外部条件的影响和支配。

（3）涨落现象特征：地球系统发生演化的动因不可能完全预测，它往往是随机变化的，因此导致涨落现象的产生。

（4）地球系统是非均匀介质的，受扩散或波传导等因素的影响。

地球系统的非线性现象是普遍存在的。如各级河流的级别与数量，宽度、比降之间呈明显的非线性关系，水量也呈非线性关系。
　　本文标题：地球系统的协同、突变与混沌理论
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