地球表層環(huán)境與地球表層系統(tǒng)(共17頁)

1、環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展 第一章PAGE PAGE 18第二章 地球(dqi)表層(biocng)環(huán)境與地球表層系統(tǒng)(xtng)教學目標了解地球表層系統(tǒng)環(huán)境及圈層結構，掌握地球表層環(huán)境對于人類的獨特性，理解人類與地球環(huán)境各圈層的關系。教學重點地表環(huán)境與地表系統(tǒng)的關系，地表系統(tǒng)的組成、結構、功能，地表環(huán)境與人類的關系。教學難點：地表系統(tǒng)的組成、結構、功能；地球環(huán)境對人類的獨特性。教學時數(shù)4第一節(jié) 地球與地球表層系統(tǒng)一、宇宙中的地球1.日地距離及其環(huán)境意義距離不近也不遠，為生命的孕育創(chuàng)造了條件。地球距離太陽約1.5億千米，適當?shù)木嚯x使地球獲得了適當?shù)奶栞椛淠?，地球表面溫度保持?-100度之間，保證

2、了地表水大都以液態(tài)水的形式存在。而液態(tài)水的存在是生命出現(xiàn)和生存的前提。2.地球的質量及其環(huán)境效應地球質量不大也不小，從而引力適中,形成了適宜的大氣圈與水圈，為生命的誕生準備了必要的條件。3.地球的形狀及其地理意義造成地球上熱量的帶狀分布和所有與地表熱狀況相關的自然現(xiàn)象（如氣候、土壤、植被等）的地帶性分布。4.地球的運動及其環(huán)境效應(1)地球自轉及其環(huán)境效應：地球自轉產生了晝夜更替；地球自轉產生了地方時；地球自轉產生了地轉偏向力。(2)地球公轉的地理意義：地球的公轉導致季節(jié)的變化；地球的公轉導致晝夜長短的變化；地球運動對地表溫度調節(jié)、生命孕育的重要意義。二、地外、內系統(tǒng)對地表環(huán)境的影響（一）地外

3、系統(tǒng)對地表環(huán)境的影響1.能量的來源維持地表系統(tǒng)運行、地表環(huán)境發(fā)展的能量，主要來自太陽的輻射。太陽輻射作用于地表，由于地表接受的太陽輻射的差異，導致了行星風帶的產生、季風的形成、水汽的運移、洋流的產生以及風化作用的進行。2.引力的影響太陽與太陽系行星引力的作用，使地球沿著自身固有的軌道運行，具有特定的運行周期與速度。由于太陽與月亮引力的作用，產生了地球上的潮汐現(xiàn)象。3.隕石撞擊(zhungj)的環(huán)境效應4.其他(qt)宇宙因素的影響（二）地內系統(tǒng)(xtng)對地表系統(tǒng)的影響1.能量的來源盡管太陽輻射是地表系統(tǒng)運行與發(fā)展的主要能量來源，但地球內能也對地表系統(tǒng)與環(huán)境產生了不可忽視的作用與影響。2.物

4、質的交換地內系統(tǒng)與地表系統(tǒng)在不斷地進行著物質的交換。3.地內活動的其他環(huán)境效應地內活動還對地表環(huán)境產生了一些直接的影響，如火山、地震。三、地球表層系統(tǒng)的組成1、四大圈層地球表層系統(tǒng)由巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈交叉而成。2、三大界地球表層系統(tǒng)是地球表層無機界、有機界與人文界相互作用、相互影響而構成的一個系統(tǒng)。3、固、液、氣三態(tài)物質地球表層是由固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)物質組成的。四、地球表層環(huán)境（系統(tǒng)）的結構1、垂直分層從地核、地幔、地殼，到水圈、大氣圈等；大氣圈又可分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。2、水平分異所謂水平分異，就是指在水平分布方面的差異與變化。3、立體交叉組成地表環(huán)境的巖石圈

5、、水圈、大氣圈、生物圈，不是絕然分開的，而是相互交叉、相互滲透，在空間上構成了一個立體交叉的結構。4、多級嵌套不同空間尺度的環(huán)境系統(tǒng)在空間上相互交叉、疊置，并且相互聯(lián)系、相互作用的。因此是多級嵌套。五、地球表層系統(tǒng)的功能1、物質傳輸、能量流動、信息傳遞垂直方向上，各個圈層之間、各個圈層內部的各個次級層次之間，都可能存在著物質的傳輸、能量的流動和信息的傳遞。水平方向上，大洋與大陸之間、大洋與大洋之間、大陸與大陸之間、地區(qū)與地區(qū)之間存在著物質的傳輸、能量的流動和信息的傳遞。生物圈與其它圈層之間也存在著物質的傳輸、能量的流動和信息的傳遞2、地球表層系統(tǒng)的可預測、可調控功能可以通過研究地表系統(tǒng)物質傳輸

6、、能量流動和信息傳遞的過程與規(guī)律，來預測系統(tǒng)的可能變化，通過改變系統(tǒng)的物質流、能量流或信息流，來改變系統(tǒng)的結構與演化的趨勢，從而達到對地表系統(tǒng)進行優(yōu)化、調控的目的。第二節(jié) 地球各圈層的組成、結構(jigu)與特征組成(z chn)地球環(huán)境的各要素分別組成不同(b tn)的圈層，圈層構造成為地球環(huán)境的顯著特點。地球在大約46億年前形成的時候，是一個熾熱的大火球，還沒有圈層的分化。地球外面包圍著原始大氣，主要由氫氣、甲烷和水蒸氣等組成，是一個還原性的大氣圈。我們今天看見的地球各圈層，是經歷了億萬年的發(fā)育才形成的。主要事件：水的出現(xiàn)是地球發(fā)育史的第一個重大事件。大約在38億年以前，在某種機制的作用下

7、，地球上出現(xiàn)了水。水分的蒸發(fā)和降雨，降低了地表的溫度，產生了河流、湖泊和海洋，為地球生命的出現(xiàn)創(chuàng)造了最基本的條件。地球史上第二個重大事件是生命的出現(xiàn)。盡管對生命起源的機制也有種種不同看法，但一般都認為生命起源于海洋。早期細菌通過發(fā)酵作用取得能量，并在生命過程中放出二氧化碳，逐漸改變了原始大氣的組成。到大約20億年前，出現(xiàn)了更為進化的細菌和藍藻等生物。從此，開始了一種新的生命過程光合作用，大氣圈中首次出現(xiàn)了氧氣。此后，生物進化過程加速。12億年前出現(xiàn)最早的真核細胞。5億年前出現(xiàn)海洋無脊椎動物，4.5億年以前，在溫暖濕潤的河口地帶，一種叫做頂囊蕨的植物開始登陸。哺乳類動物出現(xiàn)在2億年前。 今天，大

8、約有500萬至5000萬種生物組成了五彩繽紛的生物界，構成了包括人類在內的生物圈。地球在漫長的演化過程中，逐漸形成大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈等四大外部圈層。由于土壤具有特殊的組成結構和特點，是地球表面特殊的自然綜合體，有的學者將土壤圈從四大圈層中單獨列出。一、巖石圈：地球固體部分的外部圈層。也是地球內部各圈層的最外層。地球內部也分成同心圈層，從地心向外，分別是地核、地幔和地殼。巖石圈位于地殼和上地幔的頂部。主要由從地內上升的熾熱巖漿冷凝而成的巖漿巖組成，巖漿巖上面，往往還覆蓋著較薄的沉積巖和土壤蓋層。1.巖石圈的組成（1）化學元素組成：地殼中含有化學元素周期表中所列的絕大部分元素，而其中O、

9、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8種主要元素占98以上，其他元素共占1%2。（2）礦物組成：組成巖石主要成份的礦物，稱造巖礦物，最常見的造巖礦物有下列幾種：長石、石英、云母、角閃石、輝石、橄欖石（3）巖石組成火成巖：火成巖以巖漿巖為主。巖漿巖是由巖漿凝結形成的巖石，約占地殼總體積的65%。沉積巖：暴露(bol)在地殼表部的巖石，經過風化、剝蝕在原地或經搬運堆積下來，經過成巖作用而形成的巖石。變質巖：由地球內力作用引起(ynq)的巖石性質的變化過程總稱為變質作用。由變質作用形成的巖石，就是變質巖。巖石的相互轉化：沉積巖、火成巖和變質巖是可以相互轉化的，它們之間的相互轉化又叫做巖石的循環(huán)(

10、xnhun)或地質循環(huán)。2.巖石圈的結構（1）垂直分層巖石圈包括地殼與上地幔上部軟流圈之上的部分。地殼也可以分為上下兩層。上層為花崗巖層；下層為玄武巖層。（2）水平變異不同區(qū)域巖石圈的厚度、組成與結構是不同的。水平方向地殼可以分為大陸型地殼（簡稱陸殼）和大洋型地殼（簡稱洋殼），洋殼薄，陸殼厚，洋殼為玄武質，陸殼為花崗巖質。3.巖石圈的運動(1)巖石圈運動的方向：水平運動，水平運動也稱為造山運動；垂直運動，也叫造陸運動。（3）巖石圈運動的主要表現(xiàn)褶皺、斷裂、火山、地震等。4固體地球表面的結構與輪廓（1）海陸分布（2）地面起伏大陸面積愈大，其平均海拔愈高；大洋面積越大，平均深度越大。（3）板塊的劃

11、分：巖石圈可以劃分成太平洋板塊、歐亞板塊、印度-澳大利亞板塊、非洲板塊、南美洲板塊、北美洲板塊和南極洲板塊七個大板塊。地震與火山分布規(guī)律的解釋：地震和火山，都集中分布在板塊的邊緣，板塊的邊緣是構造活動最強烈的地方。二、大氣圈：位于地球最外部的氣體圈層1大氣圈的組成與分布（1）組成：地球表面的大氣主要由氮（N2）、氧（O2）、氬（Ar）等氣體組成。被地球的引力牢牢吸引在地球的周圍，包圍著地球上的海洋和陸地。（2）分布：大氣圈沒有明確的上界，在幾千千米的高空仍有稀薄的氣體。但受地心引力的作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100千米的范圍內，其中的75%的大氣又集中在離地面10千米高度的對流層內。2大

12、氣圈的結構整個大氣分為對流層、平流層以及高空的中間層、暖層和散逸層：3大氣運動（1）水平氣壓梯度力：在存在著氣壓梯度的地方，空氣分子受到力的作用，驅使著空氣沿著和氣壓梯度相同的方向移動的力，它是促使空氣從靜止到運動的原動力。（2）地轉偏向(pinxing)力（科里奧利力）：由于地球的自轉，地球表面運動的物體都會發(fā)生運動方向的偏轉。導致地球表面運動物體方向偏轉的力。在地轉偏向力的作用(zuyng)下，地表運動的物體，在北半球向右偏轉，在南半球向左偏轉。（3）大氣(dq)的輻合與輻散：在低壓中心附近，大氣由周圍向中心集中。在高壓中心附近，大氣向周圍散開。（4）大氣環(huán)流：在太陽輻射、地球自轉、地表面

13、性質以及地面摩擦的共同作用，使得大氣圈內的空氣產生了不同規(guī)模的三維運動。行星風系：發(fā)生在行星上的總的大氣環(huán)流現(xiàn)象。季風：大范圍地區(qū)，盛行風隨季節(jié)變化而發(fā)生有規(guī)律改變的現(xiàn)象。海陸風：發(fā)生在沿海地區(qū)的、白天吹海風、夜間吹陸風，以一日為周期。山谷風：在山區(qū)，白天從谷地吹向山坡、夜間從山坡吹向谷地，以一日為周期。焚風：山后的空氣溫度比山前同高度上空氣的溫度要高得多，濕度也小得多，形成了沿著背風坡向下吹的既熱且干的風。城市熱島：城市的溫度一般高于周圍的郊區(qū)和農村。城市風：由于城市熱島的存在，當大氣環(huán)流較微弱時，常常引起空氣在城市地區(qū)上升、郊區(qū)下沉，使得城市和郊區(qū)之間形成了一個小型的熱力環(huán)流。三、水圈：由

14、地球上不同形態(tài)的水構成的圈層1組成海洋水、陸地水（江河湖泊、沼澤、冰川，地下水）。海洋是水圈的主體，是地球上水的最大源地。全球海洋總面積為3.61108 km2，海水總體積約為1.37109 km3。在地球上海洋占了地球表面積的70以上，在剩下的不到30的陸地上也分布著縱橫交錯的江河湖泊，地表以下的土壤和巖層間還有連續(xù)不斷的地下水。海水、地表水和地下水構成了一個連續(xù)但不很規(guī)則的圈層。從離地球數(shù)萬千米的高空看地球，可以看到地球大氣圈中水汽形成的白云和覆蓋地球大部分的藍色海洋，它使地球成為一顆“藍色的行星”。2分布海洋水：約占地球總水量的97%。海水通過波浪、潮汐、洋流等形式促進了地球高低緯度間的

15、熱量輸送，對全球熱量平衡有重大影響。陸地水：約占地球總水量的3%，是地球上淡水資源的主要存在形式。生產生活用水主要來源于這一類水源。但這些資源中的接近70%又以冰川的形式存在于兩極及高山地區(qū)，難以直接利用。因此人類可直接利用的水資源儲量約占全球淡水總儲量的0.3%，只占全球總儲水量的十萬分之七。地球上水量的分布總水量分布（%）淡水量分布（%）海水 97.3冰蓋、冰川 77.2淡水 2.7地下水、土壤水 22.4湖泊、沼澤 0.35大氣 0.04河流 0.013.水圈的結構水圈(shu qun)的水平結構特征(1):連續(xù)性:地球表面任何(rnh)一個地方都有水的分布，水在地球表層的分布是連續(xù)的。

16、(2)不均勻性：水在地表的分布是不均勻的。不均勻性一是表現(xiàn)在水圈的厚度各處( ch)不一，二是表現(xiàn)在水圈中各處分布的水量不同。水圈的垂直結構特征(1)近地面集中分布:水主要集中分布在地面附近，隨著離地面距離的增大水越來越少。(2)垂直分層:水圈在垂直方向上具有一定的分層現(xiàn)象。(3)相態(tài)分異:水的相態(tài)在垂直方向上的有規(guī)律的變化現(xiàn)象?？缌饔蛘{水-解決水的空間分布不均問題4水的運動（1）水循環(huán)：地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射、重力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結降水、下滲以及徑流等環(huán)節(jié)，下斷地發(fā)生相態(tài)轉換和周而復始運動的過程。 水分循環(huán)的產生原因內因是在常溫的條件下水的“三態(tài)”變化。水分循環(huán)過程的

17、轉移、交換成為可能。外因是太陽輻射和地心引力。太陽輻射為水的“三態(tài)”轉化提供了條件；太陽輻射分布的不均勻性和海陸的熱力性質的差異，造成空氣的流動，為水汽的移動創(chuàng)造了條件。地心引力（重力）則促使水從高處向低處流動。從而實現(xiàn)了水分循環(huán)。3）水分循環(huán)過程包括了蒸發(fā)、降水、徑流3個階段和水分蒸發(fā)、水汽輸送、凝結降水、水分下滲、徑流5個環(huán)節(jié)。（2）水循環(huán)類型：大循環(huán)、小循環(huán)大循環(huán)（海陸間的循環(huán)）發(fā)生于全球海洋與陸地之間的水分交換過程，由于廣及全球，故名大循環(huán)。從海洋蒸發(fā)出來的水蒸氣，被氣流帶到陸地上空，凝結為雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸發(fā)返回大氣，其余部分成為地面徑流或地下徑流等，最終回歸海洋。在循

18、環(huán)過程中，水分通過蒸發(fā)與降水兩大基本環(huán)節(jié)，在空中與海洋，空中與陸地之間進行垂向交換，與此同時，又以水汽輸送和徑流的形式進行橫向交換。小循環(huán)是指發(fā)生于海洋與大氣之間，或陸地與大氣之間的水分交換過程。小循環(huán)又稱內部循環(huán)，前者又可稱為海洋小循環(huán)，后者稱陸地小循環(huán)。（3）水循環(huán)意義。水循環(huán)使陸地水資源不斷更新。通過水循環(huán)運動，水圈中各種水體相互轉化，使陸地水資源不斷更新，成為一種再生資源，可以永久使用。水分循環(huán)對于全球性水分和熱量的再分配起著重大的作用，這種作用與大氣循環(huán)相互聯(lián)系而發(fā)生，從而影響了一地氣候的主要方面降水與氣溫。水分循環(huán)(xnhun)具有物質“傳輸(chun sh)帶”的作用(zuyng

19、)，而且又是巖石圈表層機械搬運作用以及自然地理環(huán)境中無機成分和有機成分化學元素遷移的強大動力。在地質構造的基底上重新塑造了全球的地貌形態(tài)，在水分循環(huán)過程中伴隨產生了各種常態(tài)地貌和河流、地下水、湖泊等等。水分循環(huán)也是生物有機體維持生命活動和整個生物圈構成復雜的水膠體系統(tǒng)的基本條件，起著有機界和無機界聯(lián)系的紐帶作用?？傊盅h(huán)有如自然地理環(huán)境的“血液循環(huán)”，它溝通了各基本圈層的物質交換，促使各種聯(lián)系的發(fā)生。水分循環(huán)過程同時起著水文過程、氣候過程、地形過程、土壤過程、生物過程以及地球化學過程等作用。5.海水的運動波浪：每個水質點作周期性運動，所有水質點相繼振動，引起水面呈周期性的起伏。潮汐：由于

20、月球和太陽的引力引起的地球海水面的周期性升降運動。潮流：海水受月球和太陽引力而發(fā)生潮位升降的同時，還發(fā)生周期性的流動，洋流：指海洋中具有相對穩(wěn)定的流速和流向的海水，從一個海區(qū)水平地或垂直地向另一個海區(qū)大規(guī)模的非周期性運動。分類（風海流；密度流；補償流）。厄爾尼諾現(xiàn)象：在赤道太平洋東部的厄瓜多爾和秘魯沿岸，每過幾年，東向信風減弱，導致沿岸上升流也隨之減弱或消失，暖水倒流，水溫上升，大氣對流逐漸變得活躍，海洋里由于上升流的減弱，表層海水的營養(yǎng)物質含量減少，并且由于溫度的升高，魚類大量死亡，使秘魯漁場大幅度減產。海面升降：地球上氣候較冷的時候，冰川的規(guī)模就大，大量的水體從海洋轉移到冰川上儲存起來，導

21、致海面降低氣溫的升高，陸地湖泊蒸發(fā)強烈以及地下水的開采，也會使海面發(fā)生變化。6.水分平衡（1）水分平衡地球上任何一個區(qū)域在任何一時段內，水的收入與支出的差額等于該地區(qū)的儲水變化量。（2）水量平衡方程全球水平衡方程：P全球=E全球水平衡：盡管對于全球海洋陸地的蒸發(fā)量、降水量與徑流量的估算值還不完全相同，但有一點是共同的，就是全球的水量是平衡的。四、生物圈：地球上所有生物構成的圈層地球上一個獨特的圈層。1.分布：主要位于巖石圈的上部、大氣圈的底部以及整個的水圈。大氣圈、水圈和巖石圈這三個圈層彼此滲透，相互影響，在巖石圈的上部、大氣圈的底部以及整個的水圈，出現(xiàn)了一個既有礦物質、又有空氣和水分的地帶，

22、在這里繁衍著各種各樣的生物，形成地球上一個獨特的圈層生物圈。2.組成元素組成：主要是氫、氧和碳，它們分別占49.8%、24.9%和24.9%，三種元素占到生物有機體的99.6%。此外，還有微量的氮、鈣、鉀、硅、鎂、磷、硫、鋁等。系統(tǒng)組成(z chn)：陸地生態(tài)系統(tǒng)；海洋生態(tài)系統(tǒng)。生物組成：原核(yun h)微生物，原生生物，后生植物，后生動物。3.生物圈的結構(jigu)垂直準正態(tài)分布式結構：在垂直方向上，集中分布在某一范圍內，而向上和向下都逐漸減小。水平連續(xù)不均勻結構：地球表面任何一個地方都有生物分布，生物在地球表面的分布是連續(xù)的。生物圈不是一個很均勻的圈層，生物在地表的分布是不均勻的。多級

23、嵌套結構：多級系統(tǒng)在空間上相互交叉、疊置，并且相互聯(lián)系、相互作用的。結構特性：（親巖性；親水性；親氣性；親光性；溫控性。）4.生物圈的形成與演化生命的起源：在得天獨厚的各種條件綜合作用下，地球上出現(xiàn)了生命。地球環(huán)境從無生命到有生命，經歷了漫長的歲月，分為以下四個階段：（1）由無機物質形成簡單有機物質火山噴出氣體成為地球原始大氣的一部分。地球形成初期，地內溫度非常高，火山活動極為頻繁。火山噴出的部分氣體成為地球原始大氣的一部分。這些氣體包括氫氣、甲烷、氨及水蒸汽等。氣體成分匯入海洋。這些氣體溶于雨水中，到達地面后隨地表徑流流入逐漸形成的原始海洋中。簡單有機質合成。上述成分在自然界產生的宇宙射線、

24、紫外線、閃電、X射線以及地熱的作用下，自然合成一些比較簡單的有機質，如氨基酸和簡單的糖類。海水成為富含有機質的溶液。簡單有機質匯集在原始海洋中，溶解于海水，并不斷積累，使海水成為高溫而富含有機質的溶液，這為生命的產生提供了必要的物質條件。（2）由簡單有機物到復雜有機物質蛋白質與核酸的出現(xiàn)。簡單有機物質經過長期積累、相互作用，在適當?shù)臈l件下，通過縮合、聚合，形成了原始的蛋白質與核酸。這標志著化學演變過程的一次重大質變，因為蛋白質合核酸是組成生命的必要的物質基礎。（3）由復雜有機物組成多分子體系濃度逐漸增大濃縮后從海水分離蛋白質核酸多分子體系蛋白質與核酸在原始海洋中越積越多，濃度越來越大，它們經過

25、濃縮后便從海水中分離出來，形成類似“團聚體”的多分子體系。這種多分子體系是原始生命的萌芽。由多分子體系演變?yōu)樵忌毩⒍喾肿芋w系形成。漂浮在原始海洋中的多分子體系相互吸附，在海水和空氣的作用下形成最原始的界膜，多分子體系被包圍其中，形成一個獨立的體系。新陳代謝出現(xiàn)。獨立(dl)體系的結構逐漸復雜化，并能從周圍環(huán)境中吸取營養(yǎng)，同時也可向周圍排泄廢物，生命的最基本特征-新陳代謝和繁殖出現(xiàn)，原始生命也就誕生了。生命(shngmng)誕生的意義生命的產生，在地球史上是一個(y )重大飛躍，它使地球除了無機界外，又增加了有機界，地球逐漸變得生機盎然。地球環(huán)境演化由化學過程到生物進化過程的轉變。生命誕生

26、前是由單質到化合物、無機物到有機物的化學變化過程，生命誕生后則是由單細胞到多細胞、由簡單生命到復雜生命的進化和演化過程。人類對地球環(huán)境影響重大。生命誕生后，一方面地球變得充滿生機，另一方面則是在人類的影響下地球變得面目全非。生物圈的演化：生物種類由少到多與生物圈結構由簡單到復雜；生物分布的空間范圍由小到大與并由海洋向陸地擴展第三節(jié) 人類與地球各圈層的關系一、巖石圈與人類(一)巖石圈對人類(rnli)的影響巖石圈是人類生存環(huán)境中最下面的一個圈層，又是地球內部各圈層的最外層。巖石圈對人類的發(fā)展也具有重要的價值，向人類提供了豐富(fngf)的化石燃料和礦物燃料。 1.陸生生物活動的基礎(jch)。巖

27、石圈穩(wěn)定少動，是地球人類的立地圈層。2.提供化石燃料及礦物資源。目前人類使用的化石燃料主要是煤炭和石油。從人類全部歷史來看，化石燃料大規(guī)模使用的歷史尚不足200年。歷史上長期使用的燃料是薪柴、木炭、作物秸稈和畜糞。進入20世紀以后，煤炭才開始占主導地位。石油更是一個后來者，從1920年起其開采量大幅度上升，開始了能源供應的“石油時代”。從1929年至1971年，世界煤炭產量增長了70%，同期石油產量增長了1000%。約為12.3。2006 年世界能源消費結構,其中， HYPERLINK /14/report/oil.asp t _blank 石油占35.8、 HYPERLINK /05/rep

28、ort/coal.asp t _blank 煤炭占28.4、天然氣占23.7、核電5.8、水電占6.3%。巖石圈內的礦物資源。人類利用礦物資源的歷史不算長，大約在公元前6000年人類首次學會從礦石中提取金屬，進入青銅時代。3000年以后，到了公元1709年，英國人達比發(fā)明了用焦炭作燃料熔煉鐵，才進入近代的鋼鐵時代，鋼鐵也成了現(xiàn)代一切工業(yè)的基礎。隨人類開發(fā)能力的增強而不斷滿足著人類的需要，人類利用礦物原料的種類與數(shù)量與日俱增：原始人一生只需要幾千克至幾十千克石頭打制石器；農業(yè)社會的農民一生也只需要幾千克鐵和銅制造簡單的農具，迄今許多發(fā)展中國家的農民依然使用著極其簡單的農具；工業(yè)化社會對礦物資源的

29、消費卻大得多，可以說現(xiàn)代工業(yè)建立在豐富的礦物資源基礎之上?？傊瑤r石圈是人類所需要的礦物原料和化石燃料的儲藏所，其儲量是巨大的。但是，由于人口的持續(xù)增長和技術的迅速進步，對礦產與能源的需求與日俱增，傳統(tǒng)原料與燃料行將耗竭。如何迅速實現(xiàn)向新材料與新能源的轉變，已經成為關系到人類未來生存與發(fā)展的要務。 （二）人類活動對巖石圈的影響人類對巖石圈的利用中，不可避免的要對巖石圈施加影響。如果這種影響超過了生態(tài)環(huán)境允許的程度，就會使地質環(huán)境惡化，最終給人類自身發(fā)展帶來不利影響。1.改變原有地質地貌狀態(tài)如城市建設、礦產開采中，所采取的爆破、削坡等工程活動，會使巖體松動、裂隙增多，促進物理風化作用的進行，往往

30、形成崩塌、滑坡。2.加劇了資源的消耗礦產資源是在漫長的地質年代里形成的，屬于不可再生能源。隨人類開發(fā)能力的增強，人類利用礦物資源的種類與數(shù)量與日俱增。盡管巖石圈中某些資源儲量巨大，但不可再生的礦產資源總有被消耗殆盡的一天。如何迅速實現(xiàn)向新材料與新能源的轉變，已經成為關系到人類未來生存與發(fā)展的要務。3.加劇了不良環(huán)境地質問題的發(fā)展一些環(huán)境地質問題(wnt)本來是自然存在的，但是人為的影響會加劇問題的發(fā)展，從而帶來較大的災害。如水土流失本來是一個自然的地質過程，之所以能形成災害，主要是人為破壞植被、亂砍亂伐，加劇了這一過程的發(fā)展。二、大氣圈與人類(rnli)（一）大氣圈對人類(rnli)的影響大氣

31、圈為生命的存在提供了一個保護層，對于人類來說，大氣圈成分的精細平衡是人類生存的重要條件。地球大氣的精細平衡創(chuàng)造了適宜人類生活的環(huán)境（1）地球大氣成分地球大氣除了N、O之外，還有很多的組成成分，這些成分按照他們在大氣中比例的變化，可以分為兩種穩(wěn)定組分：氮、氧、氬、氦、氪、甲烷、氫、氙等，他們的比例在大氣中十分穩(wěn)定，不易發(fā)生變化；不穩(wěn)定組分：二氧化碳、二氧化硫、臭氧和水汽等。這些組分受人類活動影響極易發(fā)生變化。（2）地球大氣的精細平衡地球各圈層，尤其是生物圈各組分，與大氣圈保持著十分密切的物質和能量的交換，使大氣各組分之間保持著極其精細的平衡。如氧氣的濃度。目前的濃度：21%。下層大氣中氧氣的濃度

32、為21，這是億萬年來生物圈進化與大氣圈相互作用的結果。30億年前，大氣圈中氧濃度只有現(xiàn)在的千分之一，原始的生命為了躲避紫外線致命的傷害，只能存在于水下10m深處。距今6億年時，氧濃度達到現(xiàn)水平的百分之一，出現(xiàn)了臭氧的保護，生命開始出現(xiàn)在水面上，成為生命史的第一個關鍵濃度。4億多年前，氧濃度達到現(xiàn)水平的十分之一，臭氧的濃度進一步增加，生命才能從海洋登上陸地，這是生命史上的第二個關鍵濃度。氧氣濃度如果發(fā)生改變的后果如果大氣中氧濃度下降，則不僅生活在低海拔的人也會經受高山反應之苦，而且氧化反應受到抑制，燃料燃燒產生的一氧化碳等有毒氣體將積累在大氣圈。如果大氣中氧濃度增高，譬如從現(xiàn)有的21增高至25，

33、則雷電就能把嫩枝和草地點燃，造成連綿不斷的火災，使全球植被遭到破壞。另一種敏感的微量組分是甲烷（俗稱沼氣）濃度低于百萬分之二（甲烷的溫室效應比二氧化碳強300多倍）。（3）穩(wěn)定氣體環(huán)境的形成地球各圈層，尤其是生物圈各組分，與大氣圈保持著十分密切的物質和能量的交換，通過物質輸移、能量傳輸，使大氣各組分之間保持著極其精細的平衡。物質(wzh)輸移主要(zhyo)包括：水汽的輸移：包括：垂直傳輸；水平傳輸（高低緯間輸送(sh sn)；海陸間輸送）。二氧化碳的輸移：CO2從源區(qū)向四周及上層大氣擴散輸移。氣溶膠的輸移：源地附近濃度大，逐漸向四周及上空擴散輸移。能量傳輸主要包括：高低緯間的傳輸：主要依靠全

34、球性的大氣環(huán)流（顯熱和潛熱）及洋流來實現(xiàn)的。海陸間的傳輸：冬季，海洋是熱源，大陸是冷源，熱量從海洋輸向大陸。越近海洋，輸熱越多，氣溫越高。高低空之間的傳輸：在對流層中，由于空氣的對流，高低空之間也在進行著能量的傳輸。3.人類活動與大氣適宜的溫度、濕度、風、日照等條件，有利于人體的健康；反之，在一定的溫濕條件下卻有利于病菌繁殖，人體抗御疾病的機能也減弱。適宜的溫度、濕度、風、日照等條件，有利于人體的健康；反之，在一定的溫濕條件下卻有利于病菌繁殖，人體抗御疾病的機能也減弱。（二）人類活動對大氣圈的影響人類活動某種程度上破壞了地球大氣的平衡。所幸的是大氣中的這些穩(wěn)定組分，其濃度一直保持十分穩(wěn)定的狀態(tài)

35、，目前并沒有觀測到大氣氧濃度的這種戲劇性變化。但是無可否認的是，由于人類的活動，導致了大氣中不穩(wěn)定組分的濃度發(fā)生了較大變化。其中最明顯的就是二氧化碳和臭氧的濃度。（1）CO2濃度的增加。一定濃度CO2的存在，對地表溫度的調節(jié)至為重要。因為CO2和某些氣體具有能讓太陽輻射中的短波輻射通過而吸收地表長波輻射、從而使地表增溫的效應，即所謂“溫室效應”，此類氣體稱為“溫室氣體”。若無這些溫室氣體的存在，有關計算推斷地球的年平均溫度應為-18，而不是現(xiàn)在的1315。就是說，天然的溫室效應使全球溫度上升了3133。隨著工業(yè)的發(fā)展，近200年里，每年要燒掉幾十億噸的煤炭和石油，向大氣中排放出大量的CO2。如

36、果長此下去，不采取措施，則CO2濃度持續(xù)增加，溫室效應會越來越強，地球溫度持續(xù)上升，冰川融化，海平面上升，給地球環(huán)境帶來嚴重的影響。（2）O3濃度的減少。在地面以上20-30公里處，有一個O3相對集中的區(qū)域，我們把它叫做臭氧層。臭氧層的作用。它可以將陽光中99%的對人體有害的紫外線輻射吸收(xshu)，保護地球生命免遭紫外線輻射，為地球上生命的存在提供了一個(y )安全的生物保護層。O3濃度的下降。1984年，英國(yn u)科學家首次發(fā)現(xiàn) HYPERLINK /view/2732.htm t _blank 南極上空出現(xiàn)臭氧洞，并在逐年增大。青藏高原上空的臭氧正在以每10 年 2.7% 的速度

37、減少。全球總臭氧觀測的結果表明，除 HYPERLINK /view/1275.htm t _blank 赤道外，1978 - 1991 年總臭氧每10年間就減少 1% - 5%。下降原因及危害。人類生產生活中排放的大量氟氯烴等有機化合物對臭氧層造成極大的破壞，它能使臭氧分解而造成大氣中O3濃度的下降，從而使得臭氧層吸收紫外線的作用降低。據(jù)科學家估算，高空臭氧每減少1%，就會有額外2%的紫外輻射到達地球表面。這些紫外輻射會嚴重損傷動植物，并使人類皮膚癌的患病率大大提高?？傊?，大氣圈各組分之間保持著精細的平衡，這是地球環(huán)境億萬年來發(fā)育的結果。保持這種平衡乃是維護生物圈所必須，破壞這種平衡就是破壞生

38、命的基礎。然而，人類社會實現(xiàn)工業(yè)化以來，規(guī)模和強度日益加大的人類活動正在破壞這種平衡，這是人類面臨的重大環(huán)境問題之一。三、人類與水圈水圈為人類的生存提供了必要的條件，在對水圈的應用中，人類的生產活動也給水圈帶來各種影響。1.水對生命存在的意義。水的優(yōu)異的自然性質決定了它對人類和生態(tài)環(huán)境的特殊意義：水是無色透明的，它允許太陽光中的可見光和波長較長的紫外線部分可以透過，使光合作用所需的光能能夠到達水面以下的一定深度，而對生物體有害的短波紫外線則被阻擋在外。這不僅在地球上生命的產生和進化過程中起了關鍵性的作用，今天對生活在水中的各種生物也具有重要意義。水是一種極好的溶劑，為生命過程中營養(yǎng)物和廢棄物的

39、傳輸提供了最基本的媒介。而且水的介電常數(shù)在所有的液體中是最高的，使得大多數(shù)離子化合物能夠在其中溶解并發(fā)生最大程度的電離，這對營養(yǎng)物質的吸收和生物體內各類生化反應的進行具有重要意義。除液氨外，水的比熱是所有的液體和固體中最大的，為 4.18J/（g）。此外，水的蒸發(fā)熱也極高，在20下為2.4kJ/g。正是由于這種高比熱、高蒸發(fā)熱的特性，地球上的海洋、湖泊、河流等水體，白天吸收到達地表的太陽光的熱量，夜晚又將熱量釋放到大氣中，避免了劇烈的溫度變化，使地表溫度長期保持在一個相對恒定的范圍內。月球表面都是巖石，石頭的比熱只有水的20，所以月球表面的氣溫變化可以從+120到-150。水在4時的密度最大，

40、這一特性在控制水體溫度分布和垂直循環(huán)中起著重要作用。在氣溫急劇下降的夜晚，水面上較重的水層向水底沉降，與下部水層更換，這種循環(huán)過程使得溶解在水中的氧及其他營養(yǎng)物得以在整個水域分布均勻，當水體趨于一種穩(wěn)定狀態(tài)，水底溫度是4，在這一層中水生物可以幸存。冰輕于水。冰的密度比水小，只有0.92g/m3，可以浮在水面上。這一特性對水下生物具有十分重要的意義。否則，氣溫降低時水面結成的冰會沉入水底，從而導致整個水體完全凍結，給水下生物帶來滅頂之災。2.近代人類活動給水圈帶來各種各樣的影響： （1）興建大型(dxng)水庫 水庫成為一種可靠(kko)的水源。人類在遠古時代就學會了攔河取水，灌溉農田。20世紀

41、科學技術的發(fā)展，使人類有可能修建庫容以億立方米計的大型水庫(shuk)，迄今全世界水庫的總庫容已達2000km3，成為一種穩(wěn)定可靠的水源。水庫的不良生態(tài)效應。水庫也常常產生一些不良的生態(tài)效應，如庫區(qū)泥沙淤積、下游水質惡化、甚至觸發(fā)地震等。（可網上搜索相關資源）（2）大量開采地下水地下水提供了穩(wěn)定的水源。在可資利用的淡水資源中，地下水以其水量豐富、水質優(yōu)良和供應穩(wěn)定而備受青睞，成為許多地區(qū)的主要水源。地下水過度開采的環(huán)境問題。地下水的過度開采造成了嚴重的環(huán)境問題。地下水位大幅度下降乃至地下含水層的枯竭。地面沉陷。我國不少沿海城市巳發(fā)生這種現(xiàn)象。大幅度地面沉陷帶來一系列問題。例如，地表渠道與地下管

42、線損壞；道路與建筑物破壞等。（3）小河流渠道化所謂渠道化（channelization）就是為了防洪的目的把整條小河流或某一河段取直、加寬、挖深。隨著工業(yè)化的進展，一些高度工業(yè)化國家以其巨大的財力物力，進行大規(guī)模的小河流渠道化工程。有利于排水防洪，使兩岸農田和城鎮(zhèn)，免遭洪水威脅。河道取直以后留下原來的河曲形成一些小湖沼，可能具有娛樂價值或可成為野生動物的棲息地。渠道化改變了河流的物理特性，并有可能對水生生態(tài)系統(tǒng)帶來災難性影響。（4）湖泊的泯滅從地質學角度看，湖泊的存在只是一種過度現(xiàn)象，因為它終究會被流入的泥沙和湖泊中的水生生物殘體充填，逐漸演變?yōu)檎訚芍敝磷詈笙?。但是，人類活動大大加速了這種自

43、然過程。人類的影響包括：土壤侵蝕使入湖泥沙增加、湖內營養(yǎng)物質增加（富營養(yǎng)化）使藻類與水草叢生、圍湖造田使湖泊面積縮小以至消亡、大量引水和入流河流改向使入流水量急劇減少。由于以上原因，湖泊面積和水量往往在短時期內（2050年）發(fā)生戲劇性變化，甚至導致一些湖泊完全干涸。湖泊面積縮減、水量減少往往導致湖水礦化度增加，使水質變劣。四、人類與生物圈（一）生物圈對人類的影響生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，包括從海平面一下10km到海平面以上9km的范圍。在這個范圍內有正常的生命存在，生態(tài)系統(tǒng)內部不斷進行著物質、能量和信息的交換循環(huán)。而人類從農業(yè)社會進入工業(yè)社會后，掌握了可以同大自然相抗衡的力量。尤其是最近半

44、個世紀以來，科學技術迅猛發(fā)展，終于使人類從大自然的奴隸變成大自然的主人，但人類在過去相當長的時期處處以勝利者和占領者的姿態(tài)出現(xiàn)，破壞了人類同大自然的平衡和和諧。 1人類-生物圈的組成部分人類的進化與生物圈演化密切相關。第三紀晚期是古猿的繁盛時期，同時草原植物開始向森林進逼，奪得了廣大空間。自然條件的變化迫使古猿開始適應新的、較為不利的生活環(huán)境。由于自然選擇的作用，森林古猿中衍生出一支地棲性的草原古猿。草原環(huán)境的生活促使它們直立行走和利用前肢抓取物體，并不得不以草原動物作為食物。正是由于各在不同的自然(zrn)地理環(huán)境中生活，草原古猿才按著與森林古猿所不同的道路發(fā)展。當?shù)孛嫔?shnghu)的

45、古猿不僅學會使用工具，而且學會制造工具時，人類就誕生了。人類出現(xiàn)是第四紀的重大事件。在第四紀人類的進化過程中，自然地理環(huán)境發(fā)生了劇烈的節(jié)奏性演變，冰期和間冰期、海侵和海退、地殼上升和下降等等自然地理過程和現(xiàn)象交替發(fā)生。自然界這種節(jié)奏變化曾深刻地影響了人類的進化。自然因素加上社會因素的共同作用，人類便產生了體質特征不同的各種人種類型以及不同的地理分布特點。人類的各個群體在相當長的一段時期內彼此隔離地生活在不同的自然地理區(qū)域之中，人的身上便留下了各自居住環(huán)境的烙印。在第四紀，非洲、歐洲和亞洲是全球(qunqi)范圍內的三大人類活動中心。各種人種類型以及不同的地理分布特點。根據(jù)體質的性狀特征，一般把

46、人類劃分為三個基本的種族：尼格羅人種、歐羅巴人種和蒙古人種。尼格羅人種形成于熱帶炎熱的草原曠野上，那里日輻射強烈，而色素較深的黑色皮膚和濃密的卷發(fā)能對身體和頭部起保護作用，寬闊的口裂與外粘膜發(fā)達的厚唇以及寬大的鼻腔也有助于冷卻吸入的空氣。歐羅巴人種主要形成于歐洲的中部和北部，那里的氣候寒冷、云量多而日照弱，因此人體的膚色、發(fā)色和睛色都較為淺淡。人的鼻子高聳、鼻道狹長使鼻腔粘膜面積增大，這有利于寒冷空氣被吸入肺部時變得溫暖。蒙古人種形成的環(huán)境沒有非洲的炎熱和歐洲的寒冷，故形成較為適中的體質形態(tài)特征。2.生物圈對人口分布和人口質量的影響生物圈對人口分布的影響。人口地域分布的差異是人類發(fā)展過程在空間

47、上的表現(xiàn)形式，受自然因素的影響，人口的分布卻是很不平衡的。生物圈環(huán)境和自然資源是人類生活和生產的物質基礎。自然地理環(huán)境的地區(qū)差異、自然條件的優(yōu)劣、以及自然資源的多寡等自然因素必然要影響到各地區(qū)的經濟發(fā)展，進而影響到人口的分布。氣候適宜、水源可靠、土地平坦肥沃的地方，人口就易于繁殖起來。故在溫帶地區(qū)（除干旱內陸和高寒山區(qū)外）人口都十分稠密。在地球上確有一些民族長期生存于極端惡劣的自然環(huán)境下，如美洲北部的愛斯基摩人，他們過著獨特的適應嚴寒和漫長極夜的生活方式，農業(yè)根本不能發(fā)展，人們在營養(yǎng)上也受到很大限制，出生率很低，人口數(shù)長期停滯不前。自然地理環(huán)境對人口質量的影響。自然地理環(huán)境對人口質量的作用，主

48、要表現(xiàn)在對人口健康的影響方面。環(huán)境對一個地區(qū)的生活水平、教育水平以及科學技術發(fā)展進程的影響也會進而影響到人口素質?？傊锶Νh(huán)境對社會發(fā)展起著促進或阻延的作用。這種作用，在社會發(fā)展的早期尤為深刻。隨著生產力不斷提高和自然資源不斷開發(fā)，社會與其周圍自然界的聯(lián)系便日益加深，而同時人類對于自然界的影響也日益加強。（二）人類發(fā)展對生物圈的影響1.人類活動對生物圈的影響積極影響：利用先進的科學技術和長期積累的豐富經驗對系統(tǒng)施加積極的建設性影響，提高環(huán)境質量，創(chuàng)造更適合于人類生活的人工生態(tài)系統(tǒng)。負面影響：人類活動違背自然規(guī)律，盲目生產對生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞性影響。如:不合理的利用土地資源造成的土地沙化(s

49、h hu)、草原退化、水土流失、對環(huán)境的污染和資源的破壞等。2.人類(rnli)活動的環(huán)境(hunjng)效應由于人類具有主觀能動性，為了求得生存和發(fā)展，人們從未停止過改造周圍環(huán)境的活動，以致現(xiàn)在地球上幾乎不存在不受人類影響的自然界。人類活動對生物圈環(huán)境作用的效應是指那種有組織的、大規(guī)模的生產活動對自然地理環(huán)境的改變。這些活動改變自然環(huán)境的速度是驚人的，其地理效應也是可觀的。對于地表狀態(tài)的改變。人類的各項活動，可以把相當數(shù)量的巖石、砂土、水、植物等地表組成物質從一個地方遷移到另一個地方，或從低處搬運到高處。人類的這些活動大大改變了原有的地表狀態(tài)，并造成系列的人為景觀。例如城市的建造、森林的砍伐

50、等等。地表狀態(tài)改變及其改變過程，也引起了自然地理環(huán)境中物質循環(huán)以及能量流動的改變。對于物質循環(huán)的改變。人類改變物質循環(huán)的作用是多方面的，對水的控制則是其中一個重要方面。人類為了改變地表水分布不均勻的主要的措施，一是用儲水排灌的方法來改變一個流域內的水平衡，二是采取大型調水工程來改變一個（或一個以上）大的水文網的水平衡。再如，人類活動不斷向自然環(huán)境中排放污水和廢氣，也是改變物質循環(huán)的一種形式。對于熱量平衡的改變。一定區(qū)域的熱量收支，毫無例外地受到其下墊面狀態(tài)的影響。人類活動改變了地表狀態(tài)，也就相應地改變了地表面的反射率，從而改變了區(qū)域的熱量平衡。如城市的熱島效應使其中心區(qū)氣溫要比周圍郊區(qū)高好幾度。此外，人類大規(guī)模生產活動又會向周圍大氣發(fā)散各種化學物質和微粒，尤其是CO2 氣體的不斷增加，可造成顯著的“溫室效應”。對生態(tài)平衡的改變。自然生態(tài)系統(tǒng)由于人類活動而處于變化狀態(tài)。在中緯度大陸表面的許多地段，由于精耕細作的農業(yè)、牧業(yè)或都市化，幾乎完全處于人類的支配之下。例如，人工農田生態(tài)系統(tǒng)，珠江三角洲特有的?；~塘生態(tài)系統(tǒng)。目前，人類對自然地理環(huán)境的改造和利用并不都是成功的，破壞生態(tài)平衡的現(xiàn)象卻是廣泛存在著。譬如，在山區(qū)大規(guī)模毀林開荒，引起嚴重的水土流失；在森林草