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清朝自1644年入关后，经过几十年的征战，到乾隆时期，才最后形成一个幅员辽阔的统一大帝国。乾隆时期(公元1736—1795年)，清朝国内辖地除盛京、吉林、黑龙江三将军辖区以外，还包括称为本部的18行省(山东、山西、陕西、甘肃、四川、河南、湖北、湖南、安徽、江苏、江西、浙江、福建、广东、广西、贵州、云南、直隶)和称为藩部的内蒙古、青海蒙古、喀尔喀蒙古、西藏、新疆等地。清王朝的疆域：北至恰克图，南至海南岛、团沙群岛，西至葱岭(帕米尔)，东至外兴安岭、库页岛。清王朝不仅拥有这样广阔的疆域，而且对之实行了有效的统治和管理。建成的是一个国势强大的统一国家，特别是经过康熙、乾隆两次组织的大范围全国地图测绘工作，使当时人们对中国领土内的地理状况有了相当深入的了解。较之前代、清人对境内山脉体系、江源、河源、气候分布规律等，都有新的认识。
(1)地势
关于全国的山脉体系认识，清初顾炎武等仍引用明末王士性《五岳游草》的论述，阐述当时人们对全国山脉(称“龙”、“龙脉”)大势的认识。清初康熙在国内进行了大规模的地图测量，尤其是乾隆时期对新疆等地的扩测，使当时人们对中国的山川地理大势的认识有了较大进步。其中对中国山脉体系也有了新的认识，如清代后期魏源的《葱岭三干考》云：
葱岭即昆仑，其东出之山分为三大干，以北干为正。北干自天山起祖，自伊犁绕宰桑泊(斋桑泊)之北，而趋阿尔泰山；东走杭爱山，起肯特岭，为外兴安岭，包外蒙古各部，绵亘而东，直抵混同入海，其北尽于俄罗斯阿尔泰山为正干。故引度长荒，东趋巴里坤哈密者乃其分支。分支短，尽乎安西州之布隆谷河。中干自于阗南山起祖，经青海，由三危积石，绕套外为贺兰山、阴山，历归化城宣府至独石口外之多伦湖而起内兴安岭，至内蒙各部而为辽东之长白山，以尽于朝鲜、日本。复分数支，其在大漠内黄河北者为北支；在黄河南、汉水北者为中支；汉水南、江水北者为南支。南干自阿里之冈底斯山起祖，起阿里东为卫藏，入四川、云南，东趋两粤，起五岭，循八闽，以尽于台湾、琉球(《小方壶斋舆地丛钞》第四帙)。
他认为中国境内的主要山脉体系有三条。其中北干为阿尔泰山、杭爱山、外兴安岭一线，其南天山为北干的分支山脉。中干以昆仑山向东，经积石山、阿尼玛卿山分为三支：北支由此向东北经贺兰山、阴山、兴安岭、长白山；中支为秦岭、伏牛山；南支为大巴山。南干似自冈底斯山、巴颜喀拉山、横断山脉到南岭。
尽管魏源的论述中，还有许多不全面的地方(如太行山、祁连山、喜玛拉雅山的位置)，但基本勾勒出几条主要山脉干线，尤其是去掉了关于东南丘陵作为山脉体系的观念，扩大了正确认识山系的范围。
关于国内各区域的地理大势，清初也已有比较清楚的认识。顾炎武《天下郡国利病书》中，就论述了全国各省会(政治、经济中心)的形成与周围地理环境的关系。
(2)植被分布与气候规律
古代关于植被分布规律，季风、信风等自然地理分布现象，都有一定的认识。较之过去，清代主要有以下几方面的发展，即关于中国第二条植被分界线的明确认识，植物分布垂直带谱，以及台风的深入认识。
关于中国第二条植物分布界线(南岭)的认识，晋代嵇含早在《南方草木状》中已有论述，如其所述：“芜菁，岭峤(南岭)以南俱无之。偶有士人因官携种，就彼种之，出地则变为芥，亦橘种淮北为枳之义也”(嵇含：《南方草木状》卷一)，即将南岭作为芜菁的种植分界线。此后，也有游人士客注意到南岭南北的植物差异现象。但直到明末清初时，屈大均才“更明确地提出把南岭大庾岭作为我国植物分布的又一条分界线”。他在《广东新语》卷二五中说到：
(榕树)性畏寒，逾梅岭则不生。故红梅驿有数榕，为炎寒(炎热，即南亚热带)之界，又封川西三十里分界村，二广同日植一榕，相去三丈许，而东大西小，东荣西瘁，东榕又不落叶。咫尺间，地之冷暖已分如此。
自韶州西北行，榕多直出，不甚高，与广州榕婆娑偃蹇者异。
关于植物分布的垂直带谱现象，先秦《管子·地员篇》中，就曾有描述，此后，各代都有零星记述，清末胡薇元在登峨眉山时，也曾观察记录了峨眉山的植被垂直分布现象。他在《峨眉山行记》中写道：
登解脱坡……蹑蹬仰跂，积叶在足，……上白岩，四里逾白龙洞金龙寺，浓翠蔽岭，松杉夹道，……灌木层累，使人不见其险，……五里上峰顶大乘殿，……地高风利，……六里，上罗汉三坡，荒岭曼衍，古木连蜷，……山后荒漠蔓草。
他清楚地记述了峨眉山脚为常绿阔叶林植被(“积叶在足”)；山的上部为针叶林(“松杉夹道”)；再向上则为灌木丛(“灌木层累”)；到山顶就变成了高山草地景观(“荒漠蔓草”)。
关于东南海陆风向的认识和记录，古代认识也比较早。但关于台风与飓风(寒潮或冷锋大风)的差别、特点和发生规律进行比较科学区别的，却是在清康熙时《台湾府志·风信》第一节中谈到的。该书云：
风大而烈者为飓，又甚者为台([飓—‘具’换‘台’])。飓常骤发，台则有渐。飓或瞬发倏止；台则常连日夜，或数日而止。大约正、二、三、四月发者为飓；五、六、七、八月发者为台。九月则北风初烈，或至连日，俗称九隆风，间或有台，则骤于春飓……四月少飓日，七月寒暑初交，十月小阳春，天气多晴顺也。最忌六月、九月，以六月多飓，九月多九隆也。十月以后，北风常作，然台飓无定期，舟人视风隙以来往。五、六、七、八月应属南风，台将发则北风先至，转而东南，又转而南，又转而西南始止……五、六、七月间风雨俱至，即俗所谓西北雨、风时而雨也，舟人视天边有点黑，则收帆严舵以待之，瞬息之间风雨骤至，随刻即止，若预待稍迟，则由帆不及而或至覆舟焉。
关于区域气候特点也有新的认识，如对新疆周围地区的气候特征，这时有了比较系统的了解。清肖雄在《听园西疆杂述诗》卷四《气候》中所述：
新疆气候不齐，哈密犹属东陲。而冬之寒，夏之热皆倍于内地。即如夏日，晴则酷热难禁，若天阴风起，忽如冬令，即值署天晴日，昼中大热。早晚仍需棉服，即当炎日卓午，城中挥汗不止，出城北行三十里，至黑帐房地方，又寒气逼人，气候大约如此。盖因地高土燥，蒸之以炎日，故热不可挡……巴里坤在大谷中，为新疆极寒处，冬不待言，即夏日晴明，犹宜春服，若阴霾辄至，飞雪著裘者有之，吐鲁番之热，不但迥异各城，并倍于南省……伊犁虽在北路之西，而地当岭外，气候较北路和平多矣，常下雨，每当三月，大有春景，至九月犹不甚寒，南八城捷至伊犁，犹近温线，故温和而有雨。哈密捷至乌鲁木齐及塔尔巴哈台，地与温线较远，与冷线较近，故雨泽甚稀，常数年不一见，边地多风，常三五日一发，昼夜不止，尘沙入室，出户不能睁眼。戈壁广野中，尤猛烈难行，石子小者能飞，大者能走，沙石怒号，击肉欲破，行人车马遇之，须即停止，苟且遮避，若稍移动，即迷失不复得路矣。
此记载非常形象、生动，这样准确具体记述该地区的气候特点，是以前著作中所看不到的。
(3)潮汐规律
关于潮汐的发生规律及其原因，我国古代早有观察、论述，并有专门著作(唐封演：《说潮》，载《全唐文》卷四四○，清俞思谦集历代潮汐说成《海塘录》一书等)。到了清代，人们仍在不断探索各地潮汐的规律。顾炎武就对潮汐的发生和涨潮规律进行过总结，比较准确地描述了潮汐现象及其规律。关于潮汐发生的原因，我国很早已注意到潮汐与月球的关系。如唐封演首次提出了月亮和海水“潜相感”(相互作用)而引发潮汐的观点。但此后，我国关于潮汐成因理论的探讨，仍只限于潮汐出现与月球的运动规律的相互关系上，未能进一步解释它们之间的引力机制等问题。直到清代，万有引力定律以及许多西方科学知识传入中国后，人们才开始用科学方法去探讨、认识潮汐发生的原因。其中最著名的是魏源的潮汐成因论。魏源用万有引力定律，从天体运动的角度，分析潮汐的成因，证实了月亮是引起潮汐的主要原因，指出了每天潮汐的变化时刻，阐述了地球、月球和太阳三者相对位置的变化，使引潮力增加或减少，从而形成每月两次大小潮的变化。同时，他还指出：“然地球亦非四面全水，故潮之长落，各处亦不能尽同，况且，山、峡、洲、岛阻束水势，所以同时之潮，又有或高或低，或大或小，或长落，或不长落之别焉。”(《海国图志》卷九八)魏源的这一论述，标志着我国古代潮汐成因理论的最高认识水平。
除了一般潮汐规律认识外，清代对我国著名的钱塘江潮的成因，也提出了比较合理的解释。钱塘江潮是一处著名自然景观，历来注意的人不少，从地理、水文角度解释其成因的也有颇多论述。如汉代王充认为主要是喇叭形河口地形的影响所致(王充：《论衡·书虚》)，晋代葛洪则提出了潮汐能量的概念(葛洪：《抱朴子·外佚文》，载《四部备要》子部)，唐代卢肇在继承二人观点基础上，又进一步提出江水的作用，认为大潮是因江水与海水在狭窄河道相遇：“激而为斗”，形成怒潮(卢肇：《海潮赋》，载《海潮辑说》卷上)。此后，燕肃经过调查，发现钱塘江河口存在南北互连的“沙潬〔dan担〕”(拦门沙坎)，认为它是暴潮产生的重要原因(燕肃：《海潮论》，载姚宽《西溪丛语》卷上)。此后，各代的论述基本囿于以上各说。直到清代，人们才用综合因素解释钱塘江潮的成因。周春(公元1728—1815年)在他的《海潮说》中指出，钱塘江潮不同于他处的原因是：“他处之潮，海自海而江自江，故其势杂。”而钱塘江潮，“海自东来，经东南大洋，入尖山口而一束，其势远且猛；江自西南，前扬波后重水，龛赭海门而亦一束，其势隘且急，两潮会于城南，激荡冲突”。这种江潮和海潮共同作用形成暴涨潮的理论，已得到现代暴涨潮理论的证实。表明清中叶，人们已能正确解释钱塘江潮的成因。
(4)地震成因
关于地震的成因，清魏源通过观察、分析，也提出了比从前正确的理论。他通过观察铁末、硫磺、水的化合反应，以及地震后的现象，指出：“地震者，地内硫磺、各石之类然(燃)烧也……总之，地中有温泉及硫磺、各矿，其处则频频遭地震。”尽管此说不尽符合科学道理，但比过去用阴阳二气来解释地震成因，大大前进了一步。同时，魏源还注意到震前的异常现象，以及震中与周边震区的关系等问题。如说：“其(地)体愈刚坚者，其震动愈远。再，地动有因本处而震动他处者，有因他处而震动本处者。凡本处之动，上下摇动，其动也大；他处之动，两旁摇晃，其动也小。”(《海国图志》卷九八)其分析都具有相当的科学道理。
(5)河流水汛
对全国河流水汛特色认识上，清代也有进步。明末清初思想家王夫之从补给角度(雪、雨等)分析了河流水汛的成因，及其发生的时间，具有重要的科学意义。
明清治黄，依据“束水攻沙”的理论，常采用借清助黄以加大水量，提高冲沙能力，一般说来，根据河流挟沙能力与流速高次方成正比的原理，借清助黄是没有问题的。但是，当黄河流量、流速都很大，而淮河助黄水量小时，便会产生倒灌现象。再则，当黄河高浓度含沙时，清水加入后，是否能促使河道冲刷或淤积，至今仍是一个值得研究的问题，当时陈法已注意到这一问题，是非常难能可贵的。乾隆时，御史胡定曾奏“河防事宜十条”中提出了沟涧筑坝汰沙澄源的建议。其云：“黄河之沙多出自三门(峡)以上及山西中条山一带破涧中，请令地方官于涧口筑坝堰，水发沙泄涧中，渐为平壤，可种秋麦。”这表明他不仅已认识到黄河泥沙主要是由于黄土高原的水土流失所造成的，而且还正确提出在黄土高原地区的丘陵沟壑区打坝拦泥，淤地种麦的措施。这个建议，与我国目前依据黄河水沙原理，在黄土高原地区采取的沟底打坝的水土保持措施，是完全相同的，但它早在200多年前被认识和提出，不能不引起我们的重视。遗憾的是，胡定的这一重要见解当时并未被注意和采纳。但它仍然反映出那时人们对黄河水性、水沙规律的认识水平。
嘉庆时，河督康基田在《河源纪闻》中，曾谈到他关于河流的河势常态的认识。他说：“河中溜势迁转不一，随水之大小而易其方，不可不权其变，如水小归槽，水大走滩，水之常性也。”又说：“水小力聚于上湾，水大力猛，……则其力在下湾。”即正确指出：黄河下游水小时，一般河水归槽，比降变缓，水流随湾而行，冲力在上湾转折处；水大时，比降增大，溜势取直，冲力集中在下湾。
在清代有关黄河水利实践的理论中，我们还应提到魏源关于黄河下游河道的认识。其中包含了他关于黄河下游地理形势、黄河水性等多方面的正确地理观念。关于黄河下游河道流向，他认为黄河北去由大清河入海是一条好的出路。他首先从黄河下游地理形势上分析，说：“地势北岸下而南岸高，河流北趋顺而南趋逆，故挽复道，北难而南易。上游北决，则较下游其挽回尤不易。”“然则河之北决，非就下之性乎？每上游豫省北决，必贯张秋运河。趋大清河入海，非天然河槽乎？”他已认识到，一旦黄河由河南省北决，必然夺大清河入海，而且河决开封以上(封丘)，东北流经山东入海为最佳地点。他说：
近日黄河屡决，皆在南岸，诚为无益；即北决，而仅在下游徐、沛，归德之间亦无益；惟北决于开封以上则大益。何则？河、济，北渎也，而泰山之伏脉界其中，故自封丘以东，地势中隆高起，而运河分水龙王庙，遏汶成湖，分流南北以济运，是河本在中干之北。自有天然归海之壑。
所以，他主张对北道大清河等加以整治，使之成为黄河下游备道。他还预见到铜瓦厢改道以前的黄河下游河道(由江苏入海)，不会维持很久，大改道已成必然趋势。因而，他进一步指出：“由今之河，无变今之道，虽神禹复生不能治，断非改道不为功。人力预改之者，上也，否则待天意自改之，虽非下士所敢议，而亦乌忌不议。”(以上引文见《魏源集·筹河篇》)他认为，既然旧河道难以维持，不如有计划地进行人工改道为好，否则黄河就要自找出路(泛滥决口改道)。事实上，在魏源这一论述后不久，咸丰五年(公元1855年)黄河即在兰阳铜瓦厢决口改道，果真北行，沿大清河入海。这充分说明魏源分析的准确性。
关于华北平原上的漳河、永定河的治理，魏源通过实际考察，也提出过不少颇有见识的建议。他指出：在华北平原采取当时流行的“筑堤束水法”治河，不是因地制宜，而是“逆水性”。主张“以不筑堤为上策，顺其性作遥堤者次之，强之就高，愈防愈溃，是为无策”。其理由是漳河、永定河两岸，沙土占十之八九，胶泥仅十之一二，若以沙土筑堤，旋成旋溃，即使不溃决，也愈淤愈高，遇盛涨必建瓴而下，“其害十倍”(魏源：《畿辅河渠议》)。从区域地理特性来看，魏源的这种论述，包含了他对当地地理、水文环境的正确认识，是十分有见地的。
(6)流水地貌发育理论
在自然地理规律认识上，最为突出的当推孙兰关于流水地貌发育的理论——“变盈流谦”说。孙兰把侵蚀和堆积看作是地貌发育过程中，相互关联的二个方面，它们共同塑造和改变着地表面貌，并认为：在以流水为中心的地形演变中，有三种演变形式，即：渐变因素、突变因素和人为因素。他在《柳庭舆地隅说》卷上中说：
变盈流谦，其变之说亦有可异者。有因时而变(渐变)、有因人而变(人为因素)、有因变而变(突变)者。因时而变者，如大雨时行，山川洗涤(指散流、暴雨冲刷)，洪流下注，山石崩从，久久不穷，则高下易位。因人而变者，如凿山通道，排河入淮，雍水溉田，起险设障，久久相因，地道顿异。因变而变者，如土雍山崩，地震川竭，忽然异形，山川改观，如此之类，亦为变盈流谦。
在这里，孙兰将流水地形变化作为一个开放系统，指出了各种因素的影响和控制作用，它不仅比中国古代的任何地形发育观点都要全面、系统，而且，相对于19世纪戴维斯的“地理循环论”的封闭系统和单一因素(地壳抬升)，应更有积极意义。遗憾的是它还缺乏许多科学的实证内容，尚难以同戴维斯的理论相提并论。不过，无论如何，在戴维斯200年以前的17世纪初，孙兰能就流水地形发育提出这样的理论见解，不论是在中国，还是在世界地理学史上，都是极具创新精神的。
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