全球變化復(fù)習(xí)資料

1、全球變化期末復(fù)習(xí)題1.地球系統(tǒng)與地球系統(tǒng)科學(xué)：（1）地球是由地幔、地核、巖石圈、水圈、生物圈、人類圈等組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其最簡(jiǎn)單的劃分是地圈和生物圈組成地球系統(tǒng)，其中生物圈為全球生態(tài)系統(tǒng)。（2）地圈可進(jìn)一步劃分為大氣圈和水圈為主的物理氣候系統(tǒng)和以巖石圈為主的固體地球系統(tǒng)。（3）物理氣候系統(tǒng)、固體地球系統(tǒng)、全球生態(tài)系統(tǒng)分別調(diào)控著水循環(huán)、生物地球化學(xué)循環(huán)和固體地球物質(zhì)循環(huán)三個(gè)循環(huán)子系統(tǒng)。 并通過彼此的聯(lián)系成為一個(gè)整體。（4）地球系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換與交換是通過一系列過程來實(shí)現(xiàn)的。這些過程按其性質(zhì)可以分為物理過程、化學(xué)過程和生物過程三種類型。 （5）不同的地球系統(tǒng)具有不同的時(shí)間驚訝和空間尺度，發(fā)生在

2、地球子系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)之間的各種能量和物質(zhì)輸送過程卻跨越了很寬的時(shí)間尺度而發(fā)生。在全球范圍內(nèi)，并在地表層系統(tǒng)中留下烙印。（6）不同時(shí)空驚訝的過程之間存在復(fù)雜的相互作用。（如火山噴發(fā)對(duì)氣候的影響）（7）地球系統(tǒng)主要受兩臺(tái)“發(fā)動(dòng)機(jī)”驅(qū)動(dòng)：一是地球外部由太陽和其他外力所組成的，一是地球內(nèi)部的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，主要由放射性和內(nèi)部深處的原生熱所驅(qū)動(dòng)。地球系統(tǒng)科學(xué)是把地球看成一個(gè)由作用的地核、地幔、巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈和人類社會(huì)等絆腳石部分構(gòu)成的統(tǒng)一系統(tǒng)，是一門重點(diǎn)研究地球各組成部分之間相互作用的科學(xué)。以大氣圈和水圈為主體的物理氣候系統(tǒng)地圈地球系統(tǒng)以巖石圈為主體的固體地球系統(tǒng)生物圈（又稱全球生態(tài)系統(tǒng)）2、

3、全球變化：廣義指全球環(huán)境（包括氣候、土地生產(chǎn)力、海洋和其他水資源、大氣化學(xué)及生態(tài)系統(tǒng)等）中的、能改變地球承載生命的能力的變化。狹義理解的全球變化主要是指人類生存環(huán)境的惡化。全球變化科學(xué)：以地球系統(tǒng)的概念為基礎(chǔ)的全球變化顯著地有別于那些建立在對(duì)地球各圈層研究基礎(chǔ)之上的地球科學(xué)的傳統(tǒng)的分支學(xué)科，全球變化研究超越了各分支學(xué)科的界限，是建筑在各分支學(xué)科基礎(chǔ)之上的交叉研究。全球變化的科學(xué)內(nèi)涵可概括為：全球觀點(diǎn)與全球尺度、所有時(shí)間過程（包括所有時(shí)間范疇和所有時(shí)間尺度）、人類的作用。幾十年至幾百年的中等時(shí)間尺度變化是全球變化研究的重點(diǎn)。3、全球變化研究的主要內(nèi)容（1）全球變化的過程和驅(qū)動(dòng)力 （2）全球環(huán)境變

4、化在時(shí)間和空間上的表現(xiàn)形式（3）全球變化的影響與人類的響應(yīng) （4）全球變化信息的獲取、處理與分析技術(shù)4、全球變化研究的意義P10（1）全球變化研究是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)（2）深化對(duì)地球系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)地球科學(xué)發(fā)展（3）改變?nèi)祟惖挠^念、促進(jìn)應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)和有關(guān)社會(huì)科學(xué)的發(fā)展與以往的研究相比，當(dāng)前全球變化呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：P165、全球變化的國際研究計(jì)劃：(1)世界氣候研究計(jì)劃 WCRP (2)國際地圈-生物圈核心計(jì)劃 IGBP (3)全球變化人文計(jì)劃 IHDP (4)生物多樣性計(jì)劃 DIVERSITAS (5)支撐計(jì)劃 (6)其他相關(guān)計(jì)劃6、我國的全球變化研究主要成就偏重在過去變化的研究。

5、其中青藏高原、第四紀(jì)黃土以及考古與歷史文獻(xiàn)記載研究是我國獨(dú)具特色的領(lǐng)域。7、全球變化的主要過程（1）氣候系統(tǒng)與水文循環(huán)過程（2）固體地球系統(tǒng)與巖石圈循環(huán)過程（3）生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學(xué)循環(huán)過程（4）人類生態(tài)系統(tǒng)與人類活動(dòng)過程。根據(jù)人類開發(fā)利用自然環(huán)境方式的不同，人類生態(tài)系統(tǒng)存在著三種類型：采集-狩獵系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、工業(yè)城市系統(tǒng)。其中農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、工業(yè)城市系統(tǒng)是人類生態(tài)系統(tǒng)的兩種最具代表性的形式。8、全球變化的驅(qū)動(dòng)力按來源分為三種類型：地球外因素，地球內(nèi)力因素以及地球系統(tǒng)自身相互間的影響和反饋。9、驅(qū)動(dòng)全球變化的地球外因素：P48（1）太陽活動(dòng)（2）地球軌道參數(shù)的變化：偏心率、歲差、黃赤交角。 米蘭

6、柯維奇理論解釋第四紀(jì)冰期-間冰期的變化。（3）地外物體的撞擊作用10、驅(qū)動(dòng)全球變化的地球內(nèi)力因素（1）海陸分布變化 （2）高海拔的山地或高原的隆起（造山運(yùn)動(dòng)） （3）火山活動(dòng)地球內(nèi)力對(duì)全球變化的驅(qū)動(dòng)主要通過受地球內(nèi)部過程驅(qū)動(dòng)的板塊運(yùn)動(dòng)而起作用，板塊運(yùn)動(dòng)所造成的海陸分布形式的變化、海底地形與陸地地形的變化，火山活動(dòng)等，均能引發(fā)進(jìn)一步的過程，導(dǎo)致全球變化。11、全球變化中的人文因素（1）土地覆蓋變化。是人類活動(dòng)的最直觀的表現(xiàn)。（2）大氣圈組成成分12、地球系統(tǒng)內(nèi)部的反饋?zhàn)饔门c全球變化P6413、全球變化通過三個(gè)途徑對(duì)人類構(gòu)成影響：（1）直接對(duì)人類的健康產(chǎn)生影響（2）全球變化事件也可能對(duì)某些社會(huì)事件

7、的發(fā)生產(chǎn)生影響（3）通過資源和災(zāi)害的變化改變自然系統(tǒng)的承載力。14、氣候變化對(duì)人類影響的十大方面：（1）人類的健康與工作能力；（2）住房建筑工地新住宅區(qū)；（3）各類農(nóng)業(yè)；（4）水資源開發(fā)和管理；（5）林業(yè)資源；（6）漁業(yè)和海洋資源；（7）能源的生產(chǎn)和消費(fèi)；（8）工商業(yè)活動(dòng)；（9）交通和運(yùn)輸；（10）各種公共服務(wù)。其中，氣候變化、海平面升降、土地覆蓋和生態(tài)系統(tǒng)變化、環(huán)境污染等，對(duì)農(nóng)業(yè)和糧食供給、淡水資源、沿海地區(qū)的土地資源，人類健康等方面影響最受關(guān)注。全球變化對(duì)人類的影響按其所達(dá)到的程度可以分為土地承載力、生產(chǎn)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)與生活、社會(huì)政治四個(gè)層次。全球變化影響所達(dá)的層次總是從低到高。15、全球變化

8、的敏感區(qū)和易受影響的地區(qū)：（1）對(duì)全球變化最敏感、能提供早期信號(hào)的地區(qū)，反饋?zhàn)饔米铒@著、能將微弱的變化放大的地區(qū)，如熱帶雨林和極地冰蓋。（2）氣候邊界地帶與生態(tài)脆弱帶是最易受全球變化沖擊的地方，如位于非洲薩赫勒地帶和我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶的廣大半干旱地區(qū)是降水變化響應(yīng)十分敏感的生態(tài)脆弱帶。（3）海洋與陸地的交界面，即海岸帶，是各種過程結(jié)合作用的地區(qū)，是受海面升降控制的地區(qū)，也是全球變化及變化對(duì)人類的影響表現(xiàn)最為強(qiáng)烈的敏感地區(qū)之一。如孟加拉國及類似的三角洲地區(qū)、荷蘭及太平洋得其他海洋中地勢(shì)低平的島嶼國家是特別脆弱的地區(qū)。（4）對(duì)社會(huì)最脆弱的地區(qū)打擊最大。最脆弱的社會(huì)既不是最貧窮的和最不發(fā)達(dá)的社會(huì)，也

9、不是最富有、最發(fā)達(dá)的社會(huì)，而是那些正處于迅速向現(xiàn)代化過程過渡中的社會(huì)。16、人類對(duì)待全球變化的不同態(tài)度和適應(yīng)對(duì)策。P81第一種觀點(diǎn)是把世界看成是人類一個(gè)穩(wěn)定的居所。他們承認(rèn)全球變化的必然性，同時(shí)相信不管全球環(huán)境如何變化它都要回到穩(wěn)定位置。第二種觀點(diǎn)認(rèn)為世界是極不穩(wěn)定的，環(huán)境中的任何變化都是壞事，他們的行動(dòng)綱領(lǐng)自然是要阻止這種變化，或者至少要讓他們減緩到來。第三種觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)全球變化的不可知性，因此也就不能夠或者不愿意面對(duì)其結(jié)果，承認(rèn)問題的所在。第四種觀點(diǎn)反映了可知論和不可知論兩種觀點(diǎn)的某種結(jié)合。在他們看來，即便某些細(xì)節(jié)可能永遠(yuǎn)無法預(yù)測(cè)，但人類必須建立這種理性的基礎(chǔ)，必須能夠在從前從未想到的某種水平

10、上來管理全球資源。對(duì)全球變化的態(tài)度持第一種觀點(diǎn)的人對(duì)全球變化影響所采取的對(duì)策是適應(yīng)，其基本原則是趨利避害，適應(yīng)的方式包括主動(dòng)或被動(dòng)的順應(yīng)，也包括積極的抗御。持第二種觀點(diǎn)的人所采取的全球變化對(duì)策是要防止全球變化的發(fā)生，或者要讓他們減緩下來，至少對(duì)于人類活動(dòng)引起的全球變化要做到如此。持第三種觀點(diǎn)的人則是不采取任何行動(dòng)的對(duì)策，這再次表現(xiàn)了一種自然的人類反應(yīng)。但消極對(duì)待的做法在全球變化真正發(fā)生時(shí)可能會(huì)遭受更大的損失，因此這種做法是不可取的。不論可知還是不可知的觀點(diǎn)都有其合理的成分，同時(shí)也存在許多問題，全球變化的對(duì)策應(yīng)是種種措施的結(jié)合。17、當(dāng)前全球變化研究包括三種途徑：（1）全球變化的重建項(xiàng)（2）全球

11、變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) （3）全球變化的模擬。18、全球變化研究中的重要意義主要在于： （1）重建全球變化歷史，了解包括演變過程、時(shí)空分布形式、變化的區(qū)域差異等方面的規(guī)律； （2）通過過去發(fā)生過的全球變化現(xiàn)象，探討和認(rèn)識(shí)全球變化的成因機(jī)制； （3）利用重建的結(jié)果驗(yàn)證模式的可靠性或?yàn)槟Ｊ降慕⑻峁﹨?shù)； （4）由歷史演變規(guī)律推測(cè)未來環(huán)境或?yàn)轭A(yù)測(cè)未來環(huán)境提供歷史相似型。19、為進(jìn)行過去全球變化的重建，需要依據(jù)以下基本假設(shè)：均一性假設(shè)（以古論今、將今論古）、協(xié)同性假設(shè)、全息假設(shè)（窺一斑而見全身）20、根據(jù)來源與屬性的不同，過去全球變化信息可分為三種類型： 第一，觀測(cè)記錄，指借助于各種觀測(cè)技術(shù)手段所獲得的環(huán)境

12、信息（記錄規(guī)范，精度高，但時(shí)間尺度短）； 第二，考古和歷史文獻(xiàn)記載，指由人類物質(zhì)文化活動(dòng)而形成的物質(zhì)和文字的記錄；第三，古環(huán)境感應(yīng)體，指在過去某一時(shí)期形成并一直保存至今的各種自然體。合稱代用資料21、全球變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可分為以各種遙感手段為基礎(chǔ)的空基觀測(cè)和基于地面監(jiān)測(cè)的海基和陸基觀測(cè)兩種類型22、生命的進(jìn)化經(jīng)歷了三個(gè)階段：P127早期為化學(xué)進(jìn)化階段（40億38億年前）進(jìn)化本質(zhì)上是化學(xué)過程；中期為細(xì)胞進(jìn)化階段（38億7億年前）；進(jìn)化革新發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)的生理過程上，細(xì)胞的生物化學(xué)組成和基本特征并無大的改變。晚期（7億年前以后）的多細(xì)胞復(fù)雜生命進(jìn)化出現(xiàn)后，進(jìn)化革新主要表現(xiàn)在組織器官結(jié)構(gòu)及其功

13、能的適應(yīng)改變上，而這時(shí)的生命在生物化學(xué)，代謝途徑以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)等低層次的基本特征則表現(xiàn)出相對(duì)保守。大多數(shù)重大的進(jìn)化事件發(fā)生在地球歷史的早期（35億40億年前）和晚期（7億年以后），即多集中在生命史的遠(yuǎn)近兩端。生物的進(jìn)化往往以大爆發(fā)的方式出現(xiàn)，大滅絕（5次）23、自然環(huán)境演化劃分為五個(gè)發(fā)展階段：P131（1）生命出現(xiàn)以前的無機(jī)自然環(huán)境時(shí)期（距今4538億年前）；（2）以海洋生命繁盛為標(biāo)志的古海洋自然地理環(huán)境時(shí)期（距今384億年前）；（3）陸地生命發(fā)展，但生物種群和海陸頒布形式均與現(xiàn)代明顯不同的古自然地理環(huán)境時(shí)期（4億2.25億）；（4）古自然地理環(huán)境向現(xiàn)代地理環(huán)境演進(jìn)的過渡時(shí)期（2.250.65億

14、年前）；（5）現(xiàn)代自然環(huán)境的形成的發(fā)展時(shí)期（距今0.65億年以來）。24、新生代期間，環(huán)境呈變冷、變干的趨勢(shì)性變化，稱為新生代衰落。新生代衰落：（1）降溫與第四紀(jì)冰期的來臨。（2）旱化趨勢(shì)。25、第四紀(jì)冰期、間冰期環(huán)境轉(zhuǎn)換的基本特征：轉(zhuǎn)換過程的不對(duì)稱性、環(huán)境要素變化的協(xié)同性、狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的時(shí)滯現(xiàn)象、快速變換事件26、冰期間冰期之間的轉(zhuǎn)換機(jī)制：冰蓋與海冰反饋、大氣溫室氣體的反饋與氣溶膠反饋、大洋傳送帶的變化、火山活動(dòng)的作用。27、最后冰期最盛期的環(huán)境：（1）全球性降溫與冰蓋擴(kuò)展； （2）西風(fēng)帶加強(qiáng)與中高緯度自然帶退縮；（3）全球海面下降與海洋過程變化； （4）全球干旱化與環(huán)境的重大改變。28、

15、人類是從猿進(jìn)化來的，從猿到人是一個(gè)漫長的過程，開始的標(biāo)志是直立行走，完成的標(biāo)志是開始制造工具。29、在新仙女木事件之后，氣候迅速變暖，最后冰期結(jié)束，進(jìn)入全新世的間冰期環(huán)境。30、全新世的氣候變化與環(huán)境響應(yīng)（1）全新世的氣候變化：1早期以階段性的迅速升溫的特征；28.54KABP的全新世中期是一個(gè)較現(xiàn)代更為溫暖的時(shí)期，全新世暖期的盛期可能出現(xiàn)在6KABP前后。34KABP以后，全球氣候發(fā)生重大調(diào)整，呈現(xiàn)變冷的趨勢(shì)，溫度下降到與現(xiàn)代相當(dāng)?shù)乃?，其間每個(gè)寒冷或溫暖階段分別持續(xù)數(shù)百年。（2）環(huán)境響應(yīng)：1冰川與海洋狀況變化：溫度回升導(dǎo)致冰蓋的消融，冰蓋消融導(dǎo)致海面上升，從而加速了冰蓋的崩解融化，進(jìn)一步導(dǎo)

16、致海面上升。2湖泊演變與河流調(diào)整：在冰川作用地區(qū)，冰川的退縮直接影響到湖泊的發(fā)育，北美和北歐冰蓋的邊緣地區(qū)有無數(shù)大小不等的湖泊隨著冰蓋的退縮而生消演化。在非冰川作用區(qū)，進(jìn)入全新世后，從非洲撒哈拉地區(qū)到印度西北部以至我國青藏高原與長城沿線地區(qū)，均由于降水的顯著增加而出現(xiàn)滿面湖面擴(kuò)大、湖水淡化現(xiàn)象、北半球中緯度地區(qū)河流流量普遍因冰蓋融化而顯著增大。在低緯度地區(qū)，僅直接增加河流的流量，而且通過增大流域面積增加河流的流量。3植被的遷移與演化：氣候的區(qū)域差異制約著植被地域頒布的差異，當(dāng)氣候發(fā)生變化時(shí)植被也發(fā)生相應(yīng)的變化。森林植被的擴(kuò)張與回歸是全新世早期全球變化的重大事件之一。31、全新世人與環(huán)境的相互作

17、用：（1）海岸地區(qū)環(huán)境演變的影響與人類的適應(yīng)。海面上升使許多陸地通道被淹沒，導(dǎo)致不同陸地之間，特別是一些島嶼與大陸之間的文化交流被中斷。海面升降引起的海岸環(huán)境的變化也使得人類的生活方式發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整。（2）撒哈拉地區(qū)畜牧業(yè)文化的興衰?，F(xiàn)代的撒哈拉沙漠曾經(jīng)是人類狩獵、放牧的場(chǎng)所，人類在此地區(qū)的生產(chǎn)方式隨著全新世環(huán)境的變化而不斷調(diào)整。（3）農(nóng)業(yè)革命及其對(duì)環(huán)境的影響。近東地區(qū)可能是世界上最早的、最重要的馴化中心。中美洲是玉米的馴化中心，其馴化的時(shí)間不晚于7kaBP。（南瓜、辣椒、鱷梨等）中美地區(qū)缺乏馴化動(dòng)物。原始農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境的最直接影響是動(dòng)植物的馴化。農(nóng)耕導(dǎo)致定居生活方式的出現(xiàn)，人類從此被系在土地之上

18、。農(nóng)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大意味著砍伐森林和燒毀植被以清理土地進(jìn)行種植。（4）文明古國興衰和游牧文化興起的環(huán)境背景。古埃及文明、美索不達(dá)米亞文明、古印度文明均產(chǎn)生在降水不足或不穩(wěn)定的河谷之中，其文明是建立在灌溉農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)之上的，國家是土地唯一所有者。游牧業(yè)文化是適應(yīng)于干旱和地勢(shì)起伏環(huán)境的一種生產(chǎn)方式。像灌溉農(nóng)業(yè)一樣，牧業(yè)生產(chǎn)中存在一種獨(dú)特的人與其環(huán)境的生態(tài)關(guān)系，所不同的是，聯(lián)系這種關(guān)系的紐帶是馴化動(dòng)物，而不是水的使用。32、近現(xiàn)代人類活動(dòng)導(dǎo)致大氣圈組成成分的變化及其氣候效應(yīng)。P225人類活動(dòng)造成的大氣成分變化的主要表現(xiàn)有四個(gè)方面：（1）使一些成分的含量增加，如CO2、SO2、CO、NO、甲烷等。（2）使

19、另一些大氣成分的含量減少，其中最典型的例子就是平流層臭氧的減少。（3）改變一些大氣成分的性質(zhì)，如大氣中水的酸化。（4）向大氣中增添人工合成的成分。如氟里昂。大氣溫室氣體濃度上升可能已經(jīng)對(duì)地球氣候產(chǎn)生了深刻影響，這主要包括全球變暖、降水圖式變化，并進(jìn)一步導(dǎo)致全球海平面升高、陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)受到干擾等。33、未來CO2等溫室氣體增加，還將使全球溫度進(jìn)一步變暖。34、未來全球氣候變化的可能影響：（1）對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的可能影響。（2）對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響。（3）對(duì)淡水資源的影響35、試述近現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的變化。全球陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)正在越來越多地受到人類的干擾。這種干擾的后果可以從具有全球性意義的森林的破壞

20、、半干燥環(huán)境的荒漠化和草場(chǎng)退化以及動(dòng)植物特種的滅絕等問題上反映出來。（1）森林生態(tài)系統(tǒng)的變化。在歷史上，對(duì)森林的破壞主要發(fā)生在溫帶和來熱帶地區(qū)，尤其在北半球各大陸，目前，熱帶森林也開始受到砍伐和燒毀，其中拉丁美洲和東南亞各國可能是森林砍伐最嚴(yán)重的地區(qū)，由于熱帶森林的較迅速破壞，盡管北半球一些溫帶國家森林面積略有增加，全球森林總面積仍在不斷減少。全球森林面積減少的原因多種多樣，但最重要的是發(fā)展中國家人口的急劇增加，以及由此引起的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大，迫切需要更多的土地，森林面積和木材蓄積量的減少已經(jīng)產(chǎn)生并將造成一系列的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境后果，引進(jìn)多種多樣的社會(huì)和生態(tài)問題。（2）生物多樣性的變化。地球

21、的生物多樣性正在不斷減少。有很多動(dòng)物和植物種由于人類的活動(dòng)已經(jīng)從地球上消失了，并且還有更多的物種正處于滅絕的邊緣。在過去，狩獵是生物多樣性減少的原因，但在今天，環(huán)境的污染和動(dòng)物野生環(huán)境的消失正在成為物種趨于滅絕的主要原因。生物棲息地的縮小和毀滅是現(xiàn)代物種大量趨于滅絕的更主要原因。全球氣候變化可能也是造成某些動(dòng)植物滅絕的重要原因，特別是在氣候快速變化的時(shí)期。（3）荒漠化?；哪怯忠粋€(gè)代表全球性環(huán)境惡化的嚴(yán)重問題，荒漠化問題在非洲、亞洲和澳大利亞最為嚴(yán)重，北美、南美和歐洲也程度不同地存在，降水減少而引起的干旱常常是大范圍荒漠化和饑饉的直接起因。它也可以由于氣候變暖或風(fēng)速增高而形成。PPT內(nèi)容第一

22、章1十大環(huán)境問題：大氣污染、溫室效應(yīng)、臭氧層被破壞、土地沙漠化、水的污染、海洋環(huán)境惡化、森林銳減、物種瀕危、垃圾成災(zāi)、人口增長過快2. 全球變化科學(xué)應(yīng)運(yùn)而生的背景 全球變化研究科學(xué)是在時(shí)代的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步、社會(huì)的需要情況下產(chǎn)生的，主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面： 1）硬件條件 在20世紀(jì)末全球國際性應(yīng)用的探測(cè)器和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)已有約1000個(gè)高空站、10 000個(gè)氣象站、3000個(gè)飛行器、7000艘充氣船、500個(gè)浮標(biāo)、長期立體動(dòng)態(tài)信息庫，還有全球海洋觀測(cè)系統(tǒng)、全球陸地觀測(cè)系統(tǒng)、全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)。2）社會(huì)需求 急需國際合作共同解決十大環(huán)境問題3）歷史的必然性 全球變化研究科學(xué)的產(chǎn)生是歷史進(jìn)程的必然。全

23、球變化研究是20世紀(jì)以來地球科學(xué)發(fā)展的里程碑之一。 1905年發(fā)現(xiàn)電離層； 1906年發(fā)明放射性同位素測(cè)年； 1915年大陸漂移學(xué)說提出；1920年米蘭科維奇天文理論提出； 1930年臭氧層學(xué)說提出； 1948年第一個(gè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)生； 1957年國際地球物理年(開始第一次多學(xué)科合作、大規(guī)模開展觀測(cè))； 1960年第一張全球衛(wèi)星圖片誕生； 1969年人類登月成功。 此外，還有臭氧洞的發(fā)現(xiàn)、海事衛(wèi)星的發(fā)射和成功使用，直至1986年國際地圈-生物圈計(jì)劃的制定和實(shí)施。4）科學(xué)思想代表全球變化研究的科學(xué)思想的代表： (1)亞里士多德(Aristodle)，公元前300年古希臘哲學(xué)家和自然科學(xué)家，他首次

24、提出支持生命的物理系統(tǒng)。 (2)加蘭(Garland)，1982年國際地球物理學(xué)會(huì)(IVGG)主席，首次提出地球系統(tǒng)科學(xué)的概念。 (3)弗里德曼(Fridman)，美國科學(xué)院物理、數(shù)學(xué)、資源委員會(huì)主席，1983年他首次提出“全球變化(Global Change)”的概念。從此，人類開始從交叉科學(xué)角度將地球作為全球系統(tǒng)開展研究。 (4)馬隆(Malone)，1984年國際科學(xué)聯(lián)合會(huì)副主席，是他第一個(gè)將全球變化研究付諸實(shí)施。全球變化研究這門科學(xué)就是在上述背景下應(yīng)運(yùn)而生的。一、全球變化科學(xué)研究的主要內(nèi)容 (1) 研究地球系統(tǒng)復(fù)雜的多重相互作用的機(jī)制，是目前全球變化最主要的研究內(nèi)容。 (2) 分析地球

25、系統(tǒng)各種尺度的變化規(guī)律和控制這些變化的主要因素。 (3) 建立地球系統(tǒng)變化的預(yù)測(cè)理論方法。 (4) 提出全球資源和環(huán)境科學(xué)管理的方法。二、全球變化的研究對(duì)象、目標(biāo)和要解決的主要科學(xué)問題 對(duì)象地球系統(tǒng) 目標(biāo)描述和理解地球系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)制、變化 規(guī)律、 人類活動(dòng)在其中所起的作用與 影響； 提高對(duì)未來環(huán)境變化及其對(duì)人類社會(huì)發(fā) 展影響的預(yù)測(cè)和評(píng)估能力； 為全球環(huán)境問題的宏觀決策提供科學(xué)依 據(jù)。 三、地球系統(tǒng)物質(zhì)與能量交換的過程物理過程大氣和海洋的環(huán)流運(yùn)動(dòng)及其相聯(lián)系的熱量輸送、水循環(huán)過程、地殼的垂直升降與水平推移等過程?；瘜W(xué)過程巖石礦物的溶解、大洋中的碳酸鹽沉積、大氣中氧氣的生成與消耗等過程。生物過程動(dòng)物

26、的生長、繁殖過程，生物之間的捕食魚被捕食等于生命活動(dòng)相聯(lián)系的過程。四、驅(qū)動(dòng)全球氣候系統(tǒng)變化的主要過程（十年-百年尺度）大氣化學(xué)成分的控制和調(diào)節(jié)； 平流層過程； 海洋物理過程； 海洋生物化學(xué)過程； 陸面過程和生態(tài)系統(tǒng)； 水的多種作用；主要的科學(xué)問題 1）控制全球大氣化學(xué)組成的基本過程 生物過程在消耗和產(chǎn)生微量氣體中的作用 2）海洋生物地球化學(xué)循環(huán)過程 控制海洋內(nèi)部碳循環(huán)和相關(guān)生物過程的主要因子 3）海洋熱力過程對(duì)氣候的影響 全球海洋環(huán)流，海洋熱通量和淡水通量及其與大氣的交換 4）地球系統(tǒng)的能量和水循環(huán) 植被在能量和水循環(huán)中的作用 5）海陸相互作用 海岸帶的物質(zhì)輸送和海平面上升6）平流層過程對(duì)氣候

27、的影響 臭氧層的變化及其生態(tài)影響 7）地球環(huán)境過去的變化 重建地球環(huán)境變化的歷史及其相關(guān)的因子 8）全球變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生物多樣性對(duì)全球變化的 響應(yīng) 9）人類在地球系統(tǒng)中的作用 土地利用，工業(yè)發(fā)展和城市化，人類對(duì)全球變化的適應(yīng) 10）地球系統(tǒng)整體行為的集成分析和模擬 地球系統(tǒng)模式 11）地球系統(tǒng)的觀測(cè)目前全球變化研究的國際合作計(jì)劃和組織： （1）世界氣候計(jì)劃與組織 （2）國際地圈生物圈計(jì)劃 （3）國際科學(xué)聯(lián)合會(huì)組織的人地交互作用和社會(huì)科學(xué)中的全球變化研究 （4）聯(lián)合國教科文組織的生物多樣性計(jì)劃 （5）氣候變化框架公約 （6）聯(lián)合國保護(hù)生物多樣性公約（7）沙漠化防治公約

28、 （8）極地氣候系統(tǒng)研究 （9）全球能量和水分循環(huán)研究 (10) 全球海洋模式研究 (11) 氣候變率和可預(yù)報(bào)性研究 (12) 平流層過程及其在氣候中作用的研究 (13) 氣候數(shù)值模擬模式比較三、全球變化科學(xué)的學(xué)科性質(zhì) 從學(xué)科性質(zhì)及其與傳統(tǒng)地球科學(xué)的區(qū)別上看，全球變化研究是一門以學(xué)科之間交叉地帶為主要研究領(lǐng)域、以學(xué)科之間相互滲透和結(jié)合為主要研究方式的交叉學(xué)科。人類在地球環(huán)境變化中的作用 人是地球生物圈的一個(gè)組成部分，受地球自然過程的影響； 人類不同于地球上其它的生物，既有其能動(dòng)的一面，正在不斷地改變地球的面貌，成為地球變化的驅(qū)動(dòng)力。四、全球變化科學(xué)研究的主要意義 1全球變化研究是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可

29、持續(xù)發(fā)展的新的科學(xué)舉措 2有利于深化對(duì)地球系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)地球科學(xué)、應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的共同發(fā)展 3推動(dòng)世界科學(xué)進(jìn)步第二章一、全球變化的主要過程：1）氣候系統(tǒng)與水文循環(huán)過程2）固體地球系統(tǒng)與巖石圈循環(huán)過程3）生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學(xué)循環(huán)過程4）人類生態(tài)系統(tǒng)與人類活動(dòng)過程二、地球表面的能量收支平衡與溫室效應(yīng)決定了氣候系統(tǒng)的加熱率。影響因素有三：到達(dá)地球的太陽輻射能：太陽輻射強(qiáng)度、地球軌道要素；地球的行星反射率：云、冰雪、植被等；進(jìn)入地球系統(tǒng)中的太陽能在其中滯留的時(shí)間：某些微量氣體，其與溫室效應(yīng)相聯(lián)系三、大氣和海洋環(huán)流地面是大氣熱機(jī)的主要熱源；海洋吸收了到達(dá)地面80%的太陽輻射，并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)

30、物理氣候系統(tǒng)的動(dòng)力；海氣間的耦合作用：海洋釋放潛熱和感熱推動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)，從而影響氣候，而大氣通過風(fēng)應(yīng)力將動(dòng)量傳送給海洋，影響海洋環(huán)流，由此氣候系統(tǒng)通過大氣和海洋實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)和能量的傳輸與轉(zhuǎn)化。四、氣候與水文系統(tǒng)過程的有機(jī)聯(lián)系水循環(huán)過程：控制地球溫度和云層的形成、輸送和消散，及其與太陽輻射的關(guān)系；氣候過程：控制著陸、海表面和大氣的相互關(guān)系，引起氣候系統(tǒng)中一系列重要的反饋過程。水汽反饋：總體為正云輻射反饋：可正可負(fù)冰雪圈反饋：大氣熱量平衡中的冷卻作用，正反饋海洋的反饋：對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)和氣候系統(tǒng)有重大影響五、固體地球系統(tǒng)與巖石圈循環(huán)過程主要過程：板塊運(yùn)動(dòng)過程、陸上風(fēng)化與侵蝕堆積過程、海洋沉積過程六、生態(tài)系統(tǒng)

31、與全球變化：(Global Change and Terrestrial Ecosystems：GCTE) （1）生態(tài)系統(tǒng)生理學(xué)：CO2增加的效應(yīng)；生物地球化學(xué)方面的變化；植被變化對(duì)水和能量通量的影響；綜合研究內(nèi)容（全球變化條件下生態(tài)系統(tǒng)生理學(xué)的綜合模式；陸地生態(tài)系統(tǒng)中的碳儲(chǔ)庫與碳通量）。（2）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化：局地尺度動(dòng)力學(xué)；局地至區(qū)域尺度的模式；關(guān)于元素循環(huán)和氣候反饋的區(qū)域尺度至全球尺度植被變化模式。（3）全球變化對(duì)農(nóng)業(yè)和林業(yè)的影響：全球變化對(duì)主要農(nóng)作物種類的影響；害蟲、疾病和雜草的變化；全球變化對(duì)土壤的影響；多種（復(fù)雜）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)劃。（4）全球變化與生態(tài)復(fù)雜性：生物多樣

32、性和生態(tài)復(fù)雜性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的影響；全球變化對(duì)生物多樣性和復(fù)雜性的綜合影響；全球變化對(duì)孤立種群變化性的影響。七、人類生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成組成：自然生態(tài)系統(tǒng)、人化自然生態(tài)系統(tǒng)、人工自然生態(tài)系統(tǒng)；發(fā)展階段和類型采集狩獵系統(tǒng)（最初形態(tài)）：以人類能夠制造工具并利用工具從自然界捕獲和采集食物為標(biāo)志。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)：導(dǎo)致人類食物來源的根本性變化。工業(yè)城市系統(tǒng)：是以人口高度集中，以人為中心的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。八、導(dǎo)致全球變化的因素類型周期性的：太陽活動(dòng)、地球軌道參數(shù)非可逆性的：太陽演化、板塊運(yùn)動(dòng)隨機(jī)性的：火山活動(dòng)、小行星碰撞九、驅(qū)動(dòng)力來源地球外因素太陽活動(dòng)/地球軌道參數(shù)變化/地外物體撞擊地球內(nèi)因素海陸分布變化/地形隆升

33、/火山活動(dòng)地球系統(tǒng)自身相互間的影響和反饋人類活動(dòng)十、全球變化中的人文因素人類活動(dòng)：建立和維持人類生態(tài)系統(tǒng)、影響全球變化形式：土地利用、化石能源與礦物燃料開發(fā)使用表現(xiàn)：地球面貌：土地利用的改變、加速或減緩自然過程、新的過程、系統(tǒng)成分改變結(jié)果：導(dǎo)致自然系統(tǒng)的功能失調(diào)和變化，并通過累積性或系統(tǒng)性變化導(dǎo)致全球變化。十一、全球變化的概念模式不同時(shí)間尺度上：變化的驅(qū)動(dòng)因素、系統(tǒng)成分、變化的過程、變化的幅度及空間尺度幾千至幾十萬年尺度上全球變化的概念模式：因地球軌道變化而產(chǎn)生主要變化過程物理氣候系統(tǒng)過程生態(tài)系統(tǒng)過程生物地球化學(xué)循環(huán)地貌發(fā)育全球變化的突出表現(xiàn)：冰期間冰期交替、海平面升降、海進(jìn)海退等幾百萬年尺度

34、變化的概念模式：通過對(duì)過去發(fā)生的事件的解釋得到發(fā)展；三類過程：地核與地幔過程板塊構(gòu)造過程太陽驅(qū)動(dòng)過程第四章地球系統(tǒng)過去全球變化的重建/主要步驟全球變化的模擬：氣候模式與氣候模擬生態(tài)模式與植被和生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬碳循環(huán)模式氣候變化評(píng)價(jià)模型第五章5.1 主要圈層的演化/地殼 /大氣和海洋 /生命進(jìn)化 /相互作用一、1、46億年前，整個(gè)地球的溫度都很高，表面也接近于熔融的狀態(tài)，各類巖石的塊體（以星子為基礎(chǔ)）各不相屬地分布在地球的表面，后來構(gòu)成大陸的地殼2、早期地球的形成： 距今約45億年前，某個(gè)環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的天體通過不斷地從與其交叉的軌道上捕獲其他天體而增生，形成了早期地球3、地球早期可能曾受到一個(gè)

35、火星大小的天體撞擊，導(dǎo)致約占地球質(zhì)量十分之一的物質(zhì)與地球分離，形成了月球，從而形成：地月系統(tǒng)。大碰撞的意義：1 月球的出現(xiàn)成為地球最大的潮汐引力場(chǎng)。2 地軸的傾斜導(dǎo)致了地球上的氣候形成季節(jié)性變化。3 小行星撞地球可能促進(jìn)生命繁盛地球圈層的形成重力的作用與高溫的影響，地球里面的物質(zhì)發(fā)生部分熔融，使重者下沉，輕者上浮，出現(xiàn)了大規(guī)模的物質(zhì)分異和遷移，形成了從里向外，物質(zhì)密度從大到小的圈層結(jié)構(gòu) 鐵和鎳比較重，含量也多，分離出來成為液態(tài)的金屬向中心聚集 地核 較輕的硅酸鹽物質(zhì)形成地幔和地幔之上的地殼 氣體和水等輕物質(zhì)被吸引在固體球的外圍分異作用：在地球形成之初，由金屬Fe和Ni的氧化物加積而成地核，然后

36、Mg和Fe硅酸鹽覆蓋在之上。隨著地球的“長大”，在星子捕獲產(chǎn)生的熱和放射性同位素衰變產(chǎn)生的熱的作用 下，地球發(fā)生熔化并在重力作用下發(fā)生分層，即分異作用分異作用的意義： 分異作用是早期地球內(nèi)部最重要的作用1 直接導(dǎo)致了地球的圈層結(jié)構(gòu)的形成。2 間接促成熔融地核結(jié)晶時(shí)的多余熱量緩慢釋放形成地?zé)帷? 間接促成地球磁場(chǎng)的形成5.1 主要圈層的演化/地殼的演化一、地殼的演化地殼演化歷程的三個(gè)階段：（）原始地殼的形成與破壞階段(40億年前)（）漫長的陸殼增生階段（40-20億年前）陸殼生長三種模式關(guān)于陸殼的生長方式，目前有三種模式。第一種模式認(rèn)為，大部分陸殼在30億年前便形成。30億年以后的任何地殼生長都

37、是由早期地殼經(jīng)過由對(duì)流的上地幔循環(huán)而實(shí)現(xiàn)的。第二種模式認(rèn)為大陸地殼呈線性生長，并且硅鋁質(zhì)地殼只在地殼范圍內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)。按這一模式，太古代時(shí)期50的陸殼已經(jīng)形成。第三種模式認(rèn)為陸殼生長速率隨時(shí)間演化而呈指數(shù)狀增加。（）以大陸合并與解體為特征的板塊運(yùn)動(dòng)旋回階段（ 20億年以來）5.1 主要圈層的演化/大氣和海洋的演化 （1）原始大氣（存在爭(zhēng)論） 從大爆炸理論(Big Bang)說起地球自從它形成以來，大約46億年。其大氣的演變可分為三個(gè)階段：原生大氣，次生大氣、現(xiàn)代大氣。原生大氣的成分是以氫和少量的氦為主，次生大氣主要來自地球內(nèi)部，由火山噴發(fā)產(chǎn)生。按現(xiàn)代火山噴發(fā)的成分，主要是水汽（79%）、二氧化

38、碳（12%）、甲烷，還有一些氨和硫的化合物。地球大氣演化的一個(gè)重要特征是它從還原態(tài)朝著氧化態(tài)進(jìn)化。因?yàn)樵即髿獾闹饕煞质菤?，可以猜測(cè)的是當(dāng)時(shí)的大氣含有甲烷(CH4) 和氨(NH3)，而非現(xiàn)在豐富的(CO2)，但沒有氧。（2）海洋的出現(xiàn)與演化海洋的出現(xiàn)可能與大氣圈的形成同時(shí)，其演化與大氣圈的演化大體同步?？赡茉诘厍蛐纬芍蟛坏?億年內(nèi)就有大面積的海洋存在，最遲在40億年前一定存在。三、生命的進(jìn)化（）早期： 化學(xué)進(jìn)化階段（億億年前）（）中期： 細(xì)胞進(jìn)化階段（億億年前）（）晚期： 多細(xì)胞復(fù)雜生命進(jìn)化階段（億年以來）特征：從低層次向高層次轉(zhuǎn)移，即發(fā)生了“進(jìn)化層次上移”5.2 全球自然環(huán)境的演化/無機(jī)

39、 /古海洋 /古地理 /過渡全球自然環(huán)境的演化有45億年的歷史，可以劃分為五個(gè)階段：生命出現(xiàn)時(shí)的無機(jī)自然地理環(huán)境時(shí)期 （距今4538億年前）以海洋生命繁殖為標(biāo)志的古海洋自然地理環(huán)境時(shí)期 （距今384億年前）陸地生命發(fā)展，生物種群和海陸分布形式與現(xiàn)代明顯不同的古自然地理環(huán)境時(shí)期 （距今42.25億年前）古自然地理環(huán)境向現(xiàn)代自然地理環(huán)境演進(jìn)的過渡時(shí)期 （ 距今2.250.65億年前）現(xiàn)代自然地理環(huán)境的形成與發(fā)展時(shí)期 （距今0.65億年來）一、無機(jī)自然地理環(huán)境時(shí)期（45億38億年前，歷時(shí)7億年）冥生代和太古代的早期重大事件：（）地球的物質(zhì)分異作用；（）原始地殼的形成與破壞；（）原始大氣被主要由地球排

40、氣作用產(chǎn)生的還原性的次生大氣所取代；（）受外來天體的碰撞作用，地-月系統(tǒng)形成。二、古海洋自然地理環(huán)境時(shí)期（38億4億年前，歷時(shí)34億年）太古代、元古代及早古生代（1）無生命系統(tǒng)向有生命系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變階段（3820億年前）；（2）生命可居住環(huán)境形成階段（20億6億年前）；（3）海洋生命繁盛階段（6億4億年前）。第一個(gè)轉(zhuǎn)變：距今20億年前后1.現(xiàn)代意義的板塊運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)2.含自由氧的氧化大氣的形成3.真核細(xì)胞的出現(xiàn)第二個(gè)轉(zhuǎn)變：距今6億年前1.以三葉蟲為代表的具有堅(jiān)硬的鈣質(zhì)外殼的無脊椎動(dòng)物突然繁盛于海洋中，即寒武紀(jì)生命大爆發(fā)標(biāo)志著地質(zhì)歷史開始進(jìn)入古生代2.中奧陶紀(jì)后無脊椎動(dòng)物的無頷魚類開始出現(xiàn)并得到發(fā)展3

41、.具有鈣質(zhì)生物的出現(xiàn)與大氣中自由氧含量的增加密切相關(guān)，鈣質(zhì)介殼形成改變了生物進(jìn)行氧氣交換的方式三、古自然地理環(huán)境時(shí)期（4.1億2.45億年前，歷時(shí)1.75億年）晚古生代泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)時(shí)期特征：陸地生命發(fā)展，但生物種群和海陸分布形式均與現(xiàn)代明顯不同植物、脊椎動(dòng)物登陸并繁盛，形成無脊椎動(dòng)物、脊椎動(dòng)物和植物三足鼎立的局面四、古自然地理環(huán)境向現(xiàn)代自然地理環(huán)境迅速過渡時(shí)期（2.25億年距今約6500萬年，歷時(shí)1. 6億年）中生代 Mesozoic三疊紀(jì) Triassic 侏羅紀(jì) Jurassic白堊紀(jì) Cretaceous聯(lián)合古陸解體 聯(lián)合古陸在本階段之初發(fā)展到頂峰，隨后開始解體，構(gòu)成了此期間最

42、重要的全球變化事件之一。其解體過程分為五個(gè)階段，其中部分過程已經(jīng)延伸到現(xiàn)代自然地理環(huán)境。第一階段（202MaBP前后） 北美與歐亞的一個(gè)板塊首先與另一個(gè)包括非洲、南美、印度、南極洲和澳大利亞的板塊（岡瓦那大陸）在晚三疊紀(jì)（202MaBP前后）分離；至180MaBP時(shí)，大西洋已張開，特提斯海已經(jīng)收縮。稍后，由南極洲、澳大利亞和印度組成的板塊從包括非洲和馬達(dá)加斯加的板塊開始分離（205160MaBP)第二階段（147MaBP前后） 岡瓦納大陸在它與北美和歐亞大陸分離之后于晚侏羅紀(jì)與白堊紀(jì)早期之間（130150MaBP)開始解體，南美洲從非洲分離，南大洋誕生。在此期間，北大西洋和印度洋擴(kuò)大，特提斯海

43、繼續(xù)閉合，印度板塊從南極洲、澳大利亞分離北移（125155MaBP)，馬達(dá)加斯加從非洲分離，格陵蘭開始從北美分離，西班牙、葡萄牙開始圍繞一個(gè)位于法國北部的擴(kuò)張極發(fā)生旋轉(zhuǎn)分離，阿拉斯加開始從加拿大分離第三階段（70MaBP) 南大洋加寬，馬達(dá)加斯加從非洲分離，特提斯海閉合成內(nèi)陸海，即地中海。格陵蘭開始從歐洲分離，印度開始從塞舌爾群島分離。在經(jīng)歷了135Ma的漂移后，現(xiàn)代的海陸分布輪廓已經(jīng)顯現(xiàn)。進(jìn)入新生代以后，發(fā)生了第四階段（54MaBP），澳大利亞從南美洲分離，以及第五階段（15MaBP），阿拉伯半島開始從非洲分離、下加利福尼亞開始從墨西哥分離、撒丁島和科西嘉島開始從歐洲分離過渡：重大事件：白堊

44、紀(jì)末的生物大滅絕生物滅絕的主要原因 大陸的抬升、陸緣淺海的撤退、氣候變冷、隕石撞擊、大陸解體、生物的生存競(jìng)爭(zhēng)和特化等，而比較傾向于由隕石撞擊形成的化學(xué)元素異常對(duì)動(dòng)物的毒害，以及隕石撞擊所導(dǎo)致的環(huán)境的巨大變化對(duì)生物產(chǎn)生的致命打擊。五、現(xiàn)代自然地理環(huán)境時(shí)期（0.65億年前至今）新生代特征：1 現(xiàn)代化：海陸分布與大陸地貌格局的現(xiàn)代化；現(xiàn)代生物的出現(xiàn)2 多樣化：環(huán)境多樣化生物多樣化現(xiàn)代生物的出現(xiàn)1.被子植物2.哺乳動(dòng)物3.真骨魚類4.雙殼類新生代稱為哺乳動(dòng)物時(shí)代或被子植物時(shí)代環(huán)境多樣化形成原因1.板塊運(yùn)動(dòng)造成的海底擴(kuò)張和海底地貌形態(tài)變化、大陸破碎與分離，以及陸地表面地勢(shì)起伏的加大2.全球氣候變冷、變干

45、的新生代衰落過程第六章6.1 新生代衰落 /降溫 /干旱化/自然帶分異復(fù)雜化6.2 第四紀(jì)冰期-間冰期變化/轉(zhuǎn)換不對(duì)稱 /環(huán)境要素協(xié)同 /事件新生代（Cenozoic） 是地球歷史上最新的一個(gè)地質(zhì)時(shí)代，它從6600萬年前開始一直持續(xù)到今天。隨著恐龍的滅絕，中生代結(jié)束，新生代開始。新生代中，盤古大陸徹底分裂，地球上的各個(gè)大陸逐漸移動(dòng)到今天的位置上。6.1 新生代衰落/降溫降溫：始新世期間，澳大利亞與南極洲分離，繞級(jí)環(huán)流建立，阻礙低緯暖流到達(dá)南極，使該地區(qū)經(jīng)歷變冷過程。38MaBP前后發(fā)生了持續(xù)約10萬年的急速變冷事件，稱始新世末期事件。導(dǎo)致南極海域表層水溫度大幅降低。漸新世早期，印度大陸靠近歐亞

46、大陸，切斷赤道環(huán)流。南極繞極環(huán)流加強(qiáng)，冰川在南極大陸逐步發(fā)育起來。始新世末期到漸新世的環(huán)境變化是新生代衰落的重大轉(zhuǎn)折時(shí)期，許多現(xiàn)代環(huán)境特征都是在此時(shí)期形成的。1.出現(xiàn)了晚第三紀(jì)-現(xiàn)代氣候與大洋環(huán)流 /溫度低/有冰蓋/溫度梯度大/大洋環(huán)流加強(qiáng)/寒冷底層水/經(jīng) 向表層洋流2.晚第三紀(jì)海洋生物類型代替了早第三紀(jì)類型高緯地區(qū)浮游有孔蟲逐漸具備現(xiàn)在組合特征中低緯地區(qū)底棲有孔蟲受到嚴(yán)重打擊3.陸地植物也受到氣候變化的顯著影響中新世早期短暫變暖，中期再次顯著變冷。南極冰川已擴(kuò)展到海面，達(dá)到現(xiàn)在規(guī)模。晚中新世（10MaBP）進(jìn)一步顯著變冷，發(fā)生大規(guī)模的海退過程。這一時(shí)期海退加上構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地中海與其他大洋隔絕開

47、來。封閉盆地中的蒸發(fā)作用導(dǎo)致水位進(jìn)一步降低，鹽分濃縮，導(dǎo)致了海洋生物群毀滅，被稱為Messinian鹽度危機(jī)。6.1 新生代衰落/干旱化北非地區(qū)晚新生代干旱化原因 1.非洲板塊北移，北非從濕潤赤道地區(qū)移動(dòng)到干燥的熱帶地區(qū)。 2.南極和北半球冰蓋增大，赤道與極地溫度和氣壓梯度增大，北非地區(qū)風(fēng)速加大。 3.青藏高原隆起，干燥空氣在北非地區(qū)下沉。6.1 新生代衰落/自然帶分異早第三紀(jì) 全球總體以熱帶亞熱帶環(huán)境為主漸新世 熱帶亞熱帶干旱氣候/熱帶干濕季氣候/高緯極地氣候第四紀(jì) 現(xiàn)代自然地帶格局6.2 第四紀(jì)冰期-間冰期變化/不對(duì)稱性間冰期向冰期 緩慢/階段性冰期向間冰期迅速6.2 第四紀(jì)冰期-間冰期變

48、化/協(xié)同性代用指標(biāo)間的協(xié)同性、不同地點(diǎn)間的協(xié)同性6.2 第四紀(jì)冰期-間冰期變化/事件主要?dú)夂蚴录?.冰期與間冰期2.末次間冰期3.末次冰期4. Heinrich事件5. Dansgaard-Oeschger 旋回 6. 新仙女木事件 新仙女木事件（YD）是末次冰期向全新世過渡的急劇升溫過程中最后一次快速降溫變冷事件，它以丹麥Allerod冰緣沉積物中發(fā)現(xiàn)的北極苔原植物仙女木（Dryas Octopetala）命名，是迄今在冰芯、陸地和海洋沉積物的古氣候記錄中研究最為詳細(xì)的一次快速氣候變冷事件7. 冰后期及全新世冷事件全新世是第四紀(jì)最近一次冰川消融期，又稱冰后期，也有人認(rèn)為是一次新的間冰期。其時(shí)

49、段約為12 ka BP至今，對(duì)應(yīng)于深海氧同位素1段，其氣候經(jīng)歷了升溫期、高溫期和降溫期這樣一個(gè)完整的間冰期氣候變化過程。Post （1946）把冰后期細(xì)分為三個(gè)階段：第一階段以日益溫暖為特征，第二階段氣候最溫暖，第三階段氣溫下降； Antevs（1953）把全新世氣候期正式命名為：階段變暖期（anothermal），階段高溫期(altithermal)，階段稍變冷期(medithermal)。8. 小冰期小冰期的名稱是Matthes在1939年提出來的，當(dāng)時(shí)是在廣義上應(yīng)用這個(gè)名詞泛指氣候最適宜期之后，大約從2 ka BP開始的冷期。后來愈來愈多的學(xué)者把廣義的冷期稱為新冰期，而小冰期則專指近數(shù)百

50、年中出現(xiàn)的冷期。1.冰期與間冰期 冰期是地質(zhì)歷史上出現(xiàn)大規(guī)模冰川的時(shí)期；間冰期是兩次冰期之間氣候變暖的時(shí)期。冰期時(shí)，冰川大規(guī)模擴(kuò)張或前進(jìn)；間冰期時(shí)，冰川消融后退。一個(gè)冰期與相鄰的間冰期組合一個(gè)冰川周期/氣候旋回。地球歷史上的三次大冰期 在地球歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過三次大規(guī)模的冰川作用時(shí)期，即震旦紀(jì)大冰期、晚古生代大冰期和第四紀(jì)大冰期。 震旦紀(jì)大冰期發(fā)生于8.55.7億年前的震旦紀(jì)，冰川最盛時(shí)覆蓋了亞洲、歐洲、美洲、大洋洲的許多地區(qū)，有的地方冰層厚達(dá)千米。我國宜昌的南沱冰磧層，是這次大冰期的典型剖面。 晚古生代大冰期發(fā)生于3.52.3億年前的石炭一二疊紀(jì)，南半球的廣大地區(qū)，包括大洋洲的大部、南美洲巴西

51、與阿根廷的大部、現(xiàn)在赤道非洲的民主剛果與烏干達(dá)以及熱帶的安哥拉與莫桑比克等，都為冰川所覆蓋。巴西圣保羅的冰川沉積的厚度超過了千米。當(dāng)時(shí)還處在南半球的印度，在這次大冰期中，也有13的面積被冰川覆蓋。 第四紀(jì)大冰期又稱第四紀(jì)冰期，發(fā)生在最近的300萬年期間。在這次大冰期冰川最盛時(shí)，極地與高緯度地區(qū)的冰蓋、中低緯度的山岳冰川都大規(guī)模擴(kuò)張，以致地球上32的陸地面積為冰川覆蓋 （現(xiàn)代冰川面積只占全球陸地面積的10），不僅西北歐平原、東歐平原與北美平原被大面積冰川所占據(jù)，就是非洲的乞力馬扎羅山的冰川，也下降到比現(xiàn)在雪線低1500米的地方，我國的長江流域與黃河流域中下游的一些地方也有冰川分布。第四紀(jì)大冰期歐

52、洲為貢茲(Gunz)、民德(Mindel)、里斯(Riss)和武木(Wurm)四個(gè)冰期，但是后來的學(xué)者又在貢茲冰期的冰河沉積物中分出更老的多瑙(Donau)冰期； 北美洲同步發(fā)生內(nèi)布拉斯加 (Nebraska)、堪薩斯(Kansas)、伊利諾(Illinios)和威斯康辛(Wisconsin)冰期；中國在這一個(gè)時(shí)期里發(fā)生鄱陽、大姑、廬山與大理四個(gè)冰期，和鄱陽-大姑間冰期、大姑-廬山間冰期、廬山-大理間冰期。人們把武木期和大理期稱為末次冰期、末次冰以后的時(shí)期稱為冰后期 。9.米蘭柯維奇假說 米蘭柯維奇認(rèn)為第四紀(jì)冰期-間冰期氣候變化受地球軌道變化制約. 地球軌道偏心率、地軸傾角和歲差的周期性變化影

53、響地球接受太陽輻射的總量和太陽能量在不同緯度和季節(jié)的分配。季節(jié)性的太陽光線在高緯度的變化，可以降低夏天的溫度 , 導(dǎo)致冰川的增大，冰期的到來。軌道的變化在中緯度和高緯度會(huì)導(dǎo)致冷與暖的交替出現(xiàn)。第七章7.1 全新世的氣候變化與環(huán)境的響應(yīng) /氣候 /冰川與海洋 /湖泊與河流 /植被7.2 全新世人與環(huán)境的相互作用 /海岸 /撒哈拉 /農(nóng)業(yè)革命 /文明古國7.3 2000年來的環(huán)境變化及影響 /中世紀(jì)暖期和小冰期 /人類活動(dòng) /歷史氣候 自10kaBP以來的全新世期間,作為全球氣候系統(tǒng)快速變量的大氣-海洋-冰雪系統(tǒng)進(jìn)入一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。從103年以下的時(shí)間尺度看，全新世環(huán)境的變化表現(xiàn)在：（一）氣候變化（居主導(dǎo)地位）全球海平面變化湖泊、河流侵蝕基準(zhǔn)面變化生態(tài)系統(tǒng)（海洋、陸地）的變化全球生物量的變化土壤和植被分布以及范圍的變化（二）農(nóng)耕、馴養(yǎng)動(dòng)物的出現(xiàn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展農(nóng)業(yè)景觀的產(chǎn)生7.1 全新世的氣候變化與環(huán)境的響應(yīng) /氣候在1000年尺度上,10kaBP以來的氣候變化一般分為早期的增暖,中期的全新世暖期和晚期的變冷三個(gè)階段。各階段特點(diǎn)：早期：以階段性的迅速升溫為特征中期：一個(gè)較現(xiàn)在溫暖的時(shí)期，但不是一個(gè)持續(xù)的 溫暖期晚期：氣候發(fā)生重大調(diào)整，呈現(xiàn)變冷的趨勢(shì) 在最近的1000多年里，出現(xiàn)中世紀(jì)暖期 （