1 引言

20世纪早期，区域自然地理学被德国学者视为“地理学研究的顶峰”。在区域界线确定、综合观念、反映自然现象因果关系的意识等方面，都取得了长足进展，积累了丰富的区域自然地理资料。但在学科发展上，长期保持着论述区域自然地理环境现状的传统，仍然遵循“区域地理模式”，依照“位置、地质、地形、气候、水文、土壤、植被……”的顺序，逐一进行形态和景观方面的地理描述，缺少从发生学角度研究和论述地带的分化、区域的形成与演化、以及未来变化趋向。

在中国，上世纪50年代开展的综合自然区划研究取得了丰硕的成果。周廷儒先后发表的“中国第三纪第四纪以来地带性与非地带性分化”(1960)和“中国自然区域分异规律和区划原则”(1963)，标志着中国区域自然地理研究进入崭新的阶段，开始了追索自然区域起源、演化和未来发展趋向，探索地理环境格局形成与发展方向的最新地理科学的轨道。尤其是他的专著《中国自然地理——新生代古地理》及一系列论著的发表，体现出周先生在区域自然地理学基础理论与基本研究方法方面，在继承基础上创新与创造的科学实践和学术成就。他的论著，不仅是宝贵的科学财富，蕴含在字里行间的珍贵学术思想，为新一代地理学人才的成长提供了科学创新的典型范例，值得地理学工作者学习、继承与发扬。笔者在周先生门下学习、工作与研究十余年，受益匪浅，在此仅将粗浅认识与学习体会草成此文，倘有欠妥之处，敬请指正。

2 自然地理学基础问题的研究

2.1 问题的提出与野外求解

博览中外书刊和文献资料是周廷儒先生获得学术成就的秘诀之一。周先生对文献的研究深得刘东生、施雅风两位资深院士和曾昭璇先生等老一辈学者们的赞赏和敬佩。从查阅文献和研究实践中，审慎思考并提出有待研究的关键科学问题，是能否做出创新地理研究最关键的一步！

在进行中国自然区划的过程中，周先生发展了地理大断面对比思想，依据中外书刊和文献资料，结合相同地理纬度地带应具有相似的综合自然景观与过程的基本地理原理，发现并提出两大自然地理问题。其一，同属亚热带地理纬度，中国的江南地区为什么不是非洲那样的疏林草原与荒漠景观，而是中国的米粮仓？还有，中国北方同为温带的各地区，自西而东，无论是自然地理景观，还是自然地理过程，经向差异为什么会远远大于纬向差异？它们是怎么产生的？其二，在自然区划研究及相应的野外考察与研究中，区域界线的性质是一个基本问题：是以人为性为主，还是取决于自然属性呢？即中国的特殊地理环境格局是怎么形成的？这是进行自然区划首先必须解决的关键问题。

周廷儒先生带着上述两大地理难题，在1956-1960年期间，几赴新疆从事综合自然地理考察，从发生学角度寻找地理科学的答案。最后，不仅得到完整的科学解答，还把区域自然地理研究推向崭新的科学时代。

周廷儒先生

2.2 自然地理学定理的提出

区域自然综合体是各种自然地理过程在空间及时间上渐变与突变所产生的物质体系(地貌与沉积、风化壳与土壤、植被……)。区域与发展是有历史过程的，所以研究现代自然地理环境及其所形成的区域，必须了解区域形成过程中在空间上和时间上所发生的变化与发展的历史。由此，周先生(1960)提出自然地理学“研究过去是为了了解现在，也是为了更好地预见未来”。这是非常重要的地学两大定理之一。另一个定理是莱尔 (C.Lyell) 在1830年提出的，内容是“The present is the key to the past”(以今证古)。所以，周先生提出的是正定理，可以概括为：“以古论今，预见未来”。刘东生院士 (2006)把周先生提出的定理概括得更简单：“过去—现在—未来”。

“以古论今，预见未来”定理与达林 (D.H.Tarling)1978 年为“过去全球变化”(PAGES) 研究所确立的学术指导思想：“The past is the key to the present and future.”是完全一致的。但提出的时间周先生却比达林早18年。

2.3 最古老自然地理现象残迹的时代

自然地理学追索演化历史就必须确定一个起点。在地球表面上，现今所保存的可以观察到的最古老自然地理现象痕迹有：古近纪的准平原及其相关堆积地貌，代表新生代初期气候和水文特点的沉积记录，埋藏在沉积层内代表当时生境的生物群化石及孢子花粉，还有古风化壳、古土壤，古近纪火山口及熔岩被，……。

由于自然地理学描述地球表面是依据在野外能直接观察的地理现象，即“乃眼目所见之现象”，所以，A.彭克 (A.Penck) 断言“野外观察，是进行科学研究和训练地理学家的主要方法”。地质学主要依据对岩石和岩层所做的地质测量，再按岩相和地质学原理做出逻辑推理分析。区域自然地理学则完全是靠对各种可观察现象的归纳与比较分析得出研究结论的。

正因为所能够观察到的最古老自然地理痕迹形成于古近纪，也就是新生代初，因此，自然地理学研究现代自然环境及其格局的起源，只能追溯到新生代初。换言之，研究过去时期的自然地理，下限只能到新生代初。这就是周先生为什么把他的中国自然地理专著取名为“新生代古地理”的原由之一。

3 区域自然地理学理论研究

3.1 区域是水平地带破坏后的必然产物

关于如何划分区域，在地理学中起初是以行政区界为准。自从18 世纪加特雷尔 (J.C.Gatterer) 把流域盆地作为自然区域，此后才有了干区域界线和湿区域界线之分。对区域划分的理论原则，哈特向 (R.Hartshorne) 在1946年有过详细讨论，认为缺少统一科学原则，很难避免人为因素。所以，必须做由大区域单元划分为小区域单元和由小单元归并为大单元两种方法划分结果的相互验证。

周廷儒院士从自然地理学地带性理论出发，阐述了区域是水平地带性遭到破坏后的必然产物，它是破坏水平地带性的那些自然地理过程最后形成的自然地理综合体。因此，中国五大自然区域形成的主导因素组合是气候—构造组合，其中以气候因素占优势的自然地理区自西而东是西部荒漠区、中部干草原区、东部湿润区；以新构造因素占优势的为青藏山原高寒荒漠区以及外围边缘的青川藏边缘高山区。五大自然区再逐级划分出变异地带(含垂直带)、区域 (或称自然省) 和地区 (自然州)。逐级划分的标志，是各级区域单元“形成和发展的自然地理过程所产生的自然综合体”，它属划分时的绝对标志。这是区域自然地理学分辨气候—构造与热量—水分两种不同主导因素的主要方法之一。

3.2 区域自然地理学研究的目标

地带性是自然地理学的核心理论之一。地球表面上的热量气候带，起初是根据太阳高度角向赤道递增的现象，由欧多克索斯 (Eudoxus，400-343 BC) 从日地运动关系作纯理论推导得出的。因此，热量气候带本质上是由天文因素决定的。后来，埃拉托色尼(Eratosthenes，约273-192 BC) 把热量气候带的纬度间隔确定在24度。作为地理学反映地理位置的“地带”概念，是由阿皮亚努斯(P.Apianus) 在1524年提出来的。道库恰耶夫 (V.V.Dokuchayev，1846-1903) 研究土壤地带性时使用了“自然地带”一词。柯本(W.P.Köppen) 则建立起生物气候带划分框架。此外，与地带相应的还有由莫里 (M.F.Maury) 在1850年提出的地球表面风带的概念和大气环流模式。

由于地带反映地理位置以及水热组合关系、风的作用，并且热量是水平地带综合体形成过程中占优势地位的主导因素，所以周先生把水平地带性作为区域自然地理演变研究目标的一部分。水平地带分异界线的变动，代表外能的改变或是外营力作用的变化。

水平地带性遭到破坏的结果是产生非地带性的自然地理区域。但在这些自然地理区域内仍然残留着许多在这种区域形成前的自然地理痕迹，也就是它保存有形成前的地带烙印。破坏地带性的能源来自地球内部，属于内营力，表现为新构造活动。新构造活动的方式、规模、幅度和所产生的区域地理影响效应存在相应关系。譬如：引起塔里木盆地西半部和喜马拉雅山脉两大地区古地中海消退的渐新世大规模地壳上升。前者使欧亚大陆相联，后者吸引来自印度洋的夏季风。青藏高原整体上升达到并超过2000m便破坏了行星风系，使西风急流分为南、北两支，形成北脊南槽的环流形势，其中北支增强，影响中国北方，产生干寒的冬季风。高原边缘山地的垂直带，又形成高寒的山原自然区。古近纪年青的地缝合带—喜马拉雅山脉的形成对东亚夏季风形成起着重要作用，对地球第三冷极的出现贡献明显。新近纪末和第四纪初，断块活动再次复活，使东流入海的壮年黄河分段注入内流盆地，形成一系列内流湖泊，而在三门峡以下形成断头河。受间冰期气候和断块活动共同影响，黄河在0.25-0.30 Ma B.P.间第二次贯通入海，中游地区的内陆湖泊消亡，并在此刻才有黄土高原黄土冲沟的出现。

断块山地和缝合带山地的垂直带谱是地带性的变异产物，它的基带代表当地的地带性或区域的综合特征。这些山地的走向对大气环流的影响有些也很明显，包括对经向地带趋向的影响。它是产生中国北部沙地景观地带 (毛乌素、浑善达克、呼伦贝尔等沙地) 及库布齐等沙漠景观地区的原因。

所以，周先生依据以上的科学分析，把新生代区域自然地理演变研究的目标确定为地带性与非地带性分化。认为水平地带性是在理想地球体上形成的最原始区域的自然地理的基本特征。水平地带性破坏，产生区域分异，进而形成各种等级单位的区域。造成这种状况的原因，主要是地球内动力作用的影响占优势地位的结果。

3.3 发生学区域自然地理研究方法

综合自然地理研究是以野外观察为基础的科学。野外观察方法有分析法和综合法，两种兼用，以求互补。分析法是观察各时期最突出又最重要的自然现象及其自然地理过程。目的是为了说明区域内对应综合体存在时期核心地理现象的发展变化情况。综合法离不开归纳，小区域也可做直接综合观察。观察区域综合体总体特征，包括各时期留下的痕迹：即地貌与沉积、风化壳、土壤与植被、宏观和微观的形态、物质、过程等内容。

在室内整理与研究中，强调的是进行区域综合形态与综合自然地理过程的发生学的演变分析的归纳和概括。还必须进行动力的和作用上的分析，找出区域内现象与过程的空间联系，及随时间的变化发展，区域与区域之间的空间联系和随时间变化的发展。这样，新生代地理学的研究就显然不同于岩相古地理的研究方法，研究结论自然会比岩相古地理详尽得多，地理学的味道也更浓厚。

3.4 区域演化的主导因素组合定律

区域自然地理学既然应当进行动态的和发生学的起源与发展演变研究，就必然要去寻找隐藏在演变背后的主导因素，也就是需要进行区域地理学的动力分析。区域自然地理强调进行主导因素分析，但并不忽视区域次要因素的影响。

对区域自然地理演变的主导因素来说，既有单一的，也有复合的。具体主导因素是单一的还是复合的，则由区域单位的等级决定。因为，区域综合体单位等级愈高，它被综合概括归纳的程度愈高；相反，区域单位等级愈低，综合体所包含的现象种类必趋于简单。再者，高一级区域自然地理过程控制着低一级区域单位综合自然地理过程。所以，周廷儒先生 (1960，1963) 提出了主导因素组合定律：区域单位等级愈高，它的主导因素组合程度愈强，相反情况则低。其中所谓组合程度，指组合的数量与其结合程度。

这条定律对发现隐藏在区域起源、演变与发展中的主导因素，对判别区域主导因素究竟是单一的或是复合的，以及复合的主导因素之间结合程度方面，既有理论指导意义，又有指导分析实践工作的价值。

3.5 区域自然地理研究的时间要素

区域自然地理学的研究，实质上是以古论今，预测未来的研究。所以，它不仅仅重视各种自然现象在空间上的综合特征，也把时间上的区域综合体的变化和主导因素在时间上的变化视为更重要的观察与研究内容。在总结与归纳中，以综合体特征转变出现的时间节点作为演变前、后交界的时间点；以两次同等级区域演变间的时间间隔作为演变周期。

区域主导因素显现的初始时间，是区域形成的起始时间或演变发生量变的起点。主导因素从出现到它对区域作用的结束为主导因素的作用期。同样主导因素在同区域再现的时间间隔是主导因素的周期。主导因素周期与区域演变周期存在一定联系。

演变周期是各种不同周期现象调和的结果。要想实现地理预测目的，必须在掌握各种周期变化的前提下，依据各种支配周期变化因素作用原理，做出数理调和分析预测，或许是方向之一。

地球公转周期不能被天数整除，为365.2564日；自转周期 (恒星日) 为23时56分。太阳系其余各行星均有类似而各异的周期。汉朝的刘向、刘歆父子计算出行星运行统一周期为23.63904 Ma，称之为“太极上元”，它与新近纪年代学数据23.3 Ma之间差0.339 Ma。这其中或许有某些关联，也许只是巧合。米兰科维奇 (M.Milankovitch)1930年用地球公转偏心率 (e)、黄赤交角 (ε)、岁差 (π) 进行调和分析，发现在0.23 Ma B.P.与0.13 Ma B.P.时65°N地表与现今77°N所接收的辐射强度相同，结论是65°N夏季辐射强度减弱是产生冰期气候的决定因素。由此，可以推想区域演变可能还存在行星运行因素的影响。它的综合周期作用，值得深入研究。

所以说，区域自然地理不仅重视区域综合体空间变化的研究，更重视它在时间变化上的研究。它同样是地学中研究四维变化的科学。

4 中国区域自然地理专题研究

4.1 中国黄土与区域地理环境

我国黄土分布范围广。刘东生院士和他的研究团队对中国典型新老黄土与环境及其与深海沉积记录的对比研究，在学术界取得举世注目的世界领先的第四纪专题研究成就，周廷儒院士则从中国区域自然地理环境格局形成与发展、演变角度，对中国风成黄土形成、类型、时代和特征等曾作过自然地理学的论述。

中国风成黄土的出现和累积形成，是新近纪初原有古近纪自然地带性被破坏，进而分化成西部干燥自然区域和中部秦岭以北的干草原自然区域及其东部的湿润自然地理区域后，必然出现的干燥气候与西风急流共同作用过程的产物。新近纪初形成如上三大区域的原因是：古地中海从塔里木盆地南半部撤退，造成欧亚大陆连接，西部大陆度骤然增高，西部干燥区形成；新近纪以来青藏高原开始整体抬升，破坏了原行星风系，形成东亚季风风系。于是，干燥的强劲冬季风和携带水汽暖气流的争夺区域成为典型黄土的核心堆积场所，形成世界上少有的上升剥蚀区域剥蚀面上堆积厚层黄土的剥蚀-堆积型黄土高原类型。

不同期黄土粒度分布规律和土层分布范围的变化，以及同期黄土层内黄土与古土壤的交替，都反映气候变化。其中，午城黄土分布只限于陕甘及晋西的吕梁山西麓；离石黄土限在秦岭北麓；马兰期黄土南界越过了长江下游抵达太湖北岸。这就表明恭兹(Günz)、里斯(Riss)、玉木(Würm)时的相应寒冷期冷气团极锋分别所能达到的最南位置。

风成粉尘堆积是风积物的一种。它堆积在森林区，与林下高腐殖质条件下的成土过程结合不能形成黄土，粉尘变为外来的母质为森林土壤吞并。而在疏生草原环境下，腐殖质不丰富，不影响风成粉尘接收分散CaCO3—黄土化过程，粉尘堆积此刻才变为黄土。陈骏等(2008)在高分辨率透射电子显微镜(TEM)下观察到黄土空隙内的“纳米棒状方解石晶粒”，并指明是干旱—高盐度—贫营养草原环境下的形成物。从而证明了周廷儒(1985)的推论是科学的、正确的。

当黄土表层风化成壤速度等于或大于风成粉尘堆积速度时，就形成以黄土为母质的土壤。为后期的黄土掩埋便成为埋藏古土壤。它们代表着黄土堆积期间插入的湿润气候阶段，或夏季风引起的湿润期。在典型风成黄土的外围地区，靠近荒漠带或沙地的下风向，常分布着沙黄土剖面。它主要出现在玉木寒冷期，形成于20 ka B.P.以近，它与中国典型黄土不同，属于地区型沙丘分离出的沙黄土带。在陕北毛乌素沙地东缘横山、榆林、神木一线的东侧就分布着这种沙黄土带。裘善文所描述的呼伦贝尔沙地、松嫩沙地下风向，似乎也存在沙黄土带。局部的沙黄土型的黄土状次生堆积也发现于庐山西谷、庐山中学的对岸。0.1~0.25 mm的砂粒表面残存有SiO2淀积的表面结构遗迹，它的粉尘是庐山东北沙丘形成过程中析出的。

4.2 中国第四纪古冰川

在第四纪冰期寒冷气候环境下，中国东部是否有过较大规模古冰川的发生？中西地学界各自都有两种不同意见。我国地学界在20世纪60年代有过激烈争论，至今也未取得一致认识。争论的焦点主要是庐山和华北平原及太行山东麓地区是否曾发育过第四纪古冰川，泥砾和“巨砾”等沉积物以及“擦痕”和U型谷等现象能否作为判定古冰川存在的标志。

首先，彭克 (1879) 在莱比锡低地发现含有来自斯堪的纳维亚的磨光石的泥砾，断定它是冰盖的堆积，又依据泥砾和沙砾交替出现的次数，判定斯堪的纳维亚冰盖至少三次到达德国北部。所以，他把泥砾作为冰盖发育时期冰期的标志物。据此，施瓦茨巴赫 (M.Schwarzbach)把古冰盖泥砾分布区的沙砾层视为冰碛经流水再搬运的产物。在彭克和布吕克纳 (E.Brückner)《冰川时代的阿尔卑斯山》(1901-1909) 三卷著作中，每期冰碛都是厚层的大小不一岩屑构成的，对各期冰碛描述中并没有“泥砾”术语出现。所以，周先生委婉地引用施瓦茨巴赫的观点，间接指明主张泥砾就代表冰川存在的学者并没完全理解彭克的原意：经过长距离搬运的泥砾才可能是冰盖存在的证据。

周先生对于寒冷的冰期气候条件下东部能否发生古冰川，认为可以进行综合判断。它包括：寒冷冰期气候地带的特点 (自然地带纬度南移、多年冻土线南移、疏生草原黄土带、树线、冰缘线、霜冻线等所限定的雪线)，冰蚀地貌与类冰蚀地貌的区分，真假冰碛的区分，风化证据与生物证据等。在1985年，周廷儒等用庐山地区沉积层序、沉积物源、同期冰碛物只分相不分层、沉积形成时代等实测与实际观察证据，证明庐山不曾发生过冰川。

至于西部冰川问题，周先生的创新学术思想，首先是当新近纪以来古近纪准平原的新构造抬升幅度在第四纪达到最丰富降水带的海拔高度范围才会发育高山冰川；再者，当古准平原面超过最大降水带，因水汽减少，冰川作用减弱，同时也因最大降水带处在陡斜的山坡部位，积雪集冰几率减少，而限制了它的冰川规模。于是，准平原面与最大降水带之间的位置关系，决定着新疆地区高山冰川的规模、类型及其特征。

至于青藏高原第四纪有无大规模冰盖？周先生同意在更新世时期虽然气温低，但水汽为边缘高山阻隔，青藏高原不利于形成冰盖，而向寒荒漠方向发展，虽有过冰川存在，却由于那里夏季是“热原”，冬季为“冷原”，冰川规模不可能很大。青藏南部众多湖泊，可能是中更新世冈底斯山隆起达到最大降水带时所形成的山麓冰川所汇聚的冰流区。他还强调，高原上的大型寒冷动物群，应当是长期生长在寒荒漠由自然选择保留下来的物种，并非是冰天雪地下孑遗的物种。

周廷儒院士做古地理研究实验

5 中国区域自然地理学新研究方向的开创人

依据长期博览古今中外书刊文献和时刻关注创新，带着野外考察留下的中国区域自然地理的两大难题，周先生终于在领导与参加中苏联合1956-1959年新疆综合考察中，找到了解决难题的途径和方法。发表了一系列具有划时代意义的、代表时代巅峰的论著。

在论著中，他阐明了综合自然地理学研究的任务应当是探讨区域起源、演变与发展；指导研究的学术思想是“以古论今、预测将来”；研究的目标是探明地带性与非地带性的分化；它所能够达到的最长时限只能是新生代初期以来，这是区域自然地理学研究极限时代范围，超过它则步入“以今证古”的地质学岩相古地理的范畴。区域自然地理学的研究方法是分析主体现象和鉴定区域综合体整体特征相结合的方法。以上这些都是岩相古地理所不可能做到的。因此，周先生所从事的是纯正的、正宗的区域自然地理学的系统研究。而且，他所完成的研究成果不是一般创新的成果，而是代表区域自然地理学界最前沿的成果。他把区域自然地理从描述“存在”与“因果”关系的传统，引向探索区域起源、演变与发展的更科学的道路。

从区域起源与演变的角度出发，周先生论述了区域自然地理学中的区域单位是存在等级的。在原始被夷平而准平原化条件下形成的原始生物自然带是地球表面的原始区域。内营力作用改变海陆分布、大幅度与大面积改变地表起伏，产生了自然区域的进一步分化。自然区域之次级单位为自然地带 (或称变异地带)，再次为区域、地区等。这种精度也是岩相古地理难以做到的，只有区域自然地理研究可以做到这一步。

由以上的分析可见“中国自然地理——新生代古地理”(1984) 是代表时代前沿的“创新的鸿著”。周先生运用新生代各时段“板块活动、构造演变、古地形发展、气候格局与气候变化、植物界与动物界”，“论证到自然区划和景观演变过程”(施雅风院士，2006)，显然他的研究是创造了“自然地理学的古地理发展方向”(刘东生院士，2006)。在1989年初李容全曾与周先生讨论“新生代古地理”一词的用法，认为虽然没有错误，却很容易误解，在国内学术环境下解释又很费口舌和笔墨，因而建议改称“新生代地理学”，或其他更好的名称。周先生赞同此说，但终因年事已高，未能挽回遗憾。虽则学生以“中国新生代地理学的进展”一文代为申述，终归不是周先生亲自所为。尽管如此，周先生把区域自然地理学推到新的历史前沿，是得到地学界各位名家充分肯定的。

周先生所做出的中国第三纪及其以来地带性与非地带性区域时空演变的系统研究，刘东生院士说他是完成了“地理界的一项光荣而艰巨的任务”，发展了区域自然地理学的研究方向。周先生在这一系列研究中的重要结论，都是重要的创新，为解释中国现代地理格局的形成和未来可能的发展趋势，提供了最基础的科学依据，也为其它相关学科的研究提供了某些重要的地理学的依据。

6 结语

靠着雄厚而渊博的理论基础、丰富的野外考察经验、敏锐观察和判断力、博览中外书刊追求继承与创新的强烈愿望，经长期努力，周廷儒先生的《中国自然地理——新生代古地理》在1984年出版。他的论著发表，标志着区域自然地理学从长期以描述因果关系和现状为主，迈上新的科学发展阶段，这就是探究区域形成、演变与发展，乃至预测的科学发展阶段。从而使中国区域自然地理研究在那时占据了学科的前沿地位。

周廷儒先生在他有关的一系列论著中，不仅阐述了学科发展方向，还为区域自然地理学增补了许多新概念、新原理和新方法、新规律。并且，在字里行间表述了他的学术思想。本文只述及一些梗概，全面的理解还要靠今后的不断发掘，才能继承和再创新。周先生的区域自然地理学术思想，将激励、启发新一代地理学家创造更新的成就，让中国区域自然地理学永葆青春。

致谢：武吉华教授、邬翊光教授曾对本文提出宝贵建议，特致谢意！

（作者：李容全、邱维理，来源：《地理学报》，2013年第68卷第9期，略有删改）