地理学的系统方法
什么是系统思考?
- 一种简化复杂世界的方式
- 其中一个关键的a级概念,以及平衡,阈值和反馈循环需要利用
- 有助于理解自然景观是如何工作和相互作用的,以及人类活动对它们的影响
什么是系统?
- 系统具有结构并被认为:
由能量和物质的流动/转移联系在一起的一系列相互作用的组成部分
- 所有系统都有边界:全球水文系统的边界是上层大气
- 有开放和封闭的系统:
- 开放系统有外部能量的输入和输出事边界上的交换
- 关闭系统只有能量作为输入和输出,物质被包含在系统边界内
- 能量来自太阳,太阳从地球辐射回太空
- 在全球系统中,通常有许多较小的子系统,例如河流的流域
- 级联系统是能量和物质从一个子系统转移到另一个子系统的地方
- 然后,一个子系统的输出成为另一个子系统的输入:来自河流的冲积物瀑布进入海岸系统
封闭系统和开放系统的图解
地球的全球系统
- 地球本身就是一个全球系统,是一个封闭的系统,因为唯一的输入是来自太阳的能量(除了奇怪的陨石!)
- 在这个全球体系中四个主要的系统都是相互连接的,并且有自己的子系统
- 大气系统:行星周围气体的相互作用
- 水圈系统:地球上水的相互作用
- 生物圈系统:生物生命与地球的相互作用
- 岩石圈系统:地球地壳的固体、半固体和液体陆地的相互作用
系统的组成
- 系统有输入,吞吐量和输出
- 在存储系统边界,流/转移和流程(如侵蚀、运输等)
系统术语
系统术语 | 定义 | 例子 |
输入 | 物质或能量从外部进入系统 | 降水 |
输出 | 物质或能量从系统向系统外或向另一个系统流动 | 地表径流 |
能源 | 动力或驱动力 | 日晒 |
商店/组件 | 系统的各个部分/元素 | 水坑、泥土、树木等。 |
流/转移 | 部件在系统内的运动 | 蒸发、通流、沉降等。 |
流程 | 存储/组件和输入是修改和改变 | 光合作用,侵蚀等。 |
一个自然系统是复杂的,需要很多的输入、过程和输出,这些输入、过程和输出不是一次发生的,而是维持平衡所必需的
平衡
- 这是系统内的一种平衡状态,在这种状态下,输入和输出是相等的,过程的运行是为了保持平衡
- 任何干扰都会影响平衡,并使系统发生变化。
- 在斜坡底部挖洞修路
- 这使斜坡不稳定,使它容易发生群众运动
- 该系统已转变为主动边坡发育系统
- 为了恢复平衡,采用了一个反馈循环系统
反馈回路
- 反馈机制在系统中起着维持或恢复平衡的作用
- 这些可以是积极的也可以是消极的:
- 积极的反馈放大了变化
- 这是一个变化导致另一个变化的地方
- 变化变得更大,使系统远离平衡
- 例如,全球变暖加剧了永久冻土的融化,从而将甲烷(一种温室气体)释放到大气中,从而导致更大的变暖,进而导致更多的融化等等。
- 负反馈“检查”或抑制变化
- 它是自我调节的,以促进稳定和保持平衡
- 例如,岩石遭受冻融风化,碎片最终覆盖岩石
- 这些碎片起到保护和抑制了岩石进一步风化的影响
- 积极的反馈放大了变化
动态平衡
- 很难找到一个像大自然那样处于稳定、完全平衡状态的系统动态
- 通常通过负反馈进行持续的短期调整,以保持平衡,这被称为“动态平衡”。
- 由于自然不会静止不动,随着时间的推移,整个系统可能会转变为另一个系统
- 例如,海岸上的风暴由于高能波浪而增加了海滩上的沉积物损失,并将其沉积在离岸
- 随着风暴减弱,低能海浪将沉积物带回海岸,开始重建海滩轮廓
- 最终,达到一个新的动态平衡
考试技巧
记住,一个积极或消极的反馈循环并不能表明这个循环是好是坏。
在一个系统中,反馈循环可以增强或检查一个过程,使系统恢复平衡。