第三章 自然地理環(huán)境的組成和結(jié)構(gòu).ppt

1、第三章 自然地理環(huán)境的組成和結(jié)構(gòu),重點 講明自然地理環(huán)境的組成和結(jié)構(gòu)，了解自然地理環(huán)境的系統(tǒng)框架,難點 自然地理環(huán)境和自然地理環(huán)境結(jié)構(gòu)的特征,內(nèi)容提要,第一節(jié) 自然地理環(huán)境的范圍和邊界 第二節(jié) 自然地理環(huán)境的組成 第三節(jié) 自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 自然地理環(huán)境的系統(tǒng)框架,第一節(jié) 自然地理環(huán)境的范圍和邊界,一、自然地理環(huán)境的范圍 1、地球構(gòu)造的一個顯著特點圈層性 2、四大地圈：大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈 3、所有地圈的組合形式具有兩種類型：上下成層組合、相互交織組合 4、地理圈/地理殼鑲嵌于地球的表層，以自己的表面朝向宇宙空間。,第一節(jié) 自然地理環(huán)境的范圍和邊界,二、自然地理環(huán)境的邊界 1、

2、邊界的類型： 突變的鮮明邊界：如海陸交界 漸變的模糊邊界：如大氣圈和巖石圈 2、自然地理環(huán)境的邊界（四類） 1）大多數(shù)自然地理學(xué)者觀點劃定在一個巨大的空間范圍 2） 自然地理面（牛文元自然地理新論）劃定在較小的空間范圍 3） A.N斯特拉勒 4）陳傳康的見解,1. 大多數(shù)自然地理學(xué)者觀點,將自然地理環(huán)境的界限劃定在一個巨大的空間范圍原蘇聯(lián)學(xué)者提出的地理殼的邊界： 上界大氣圈頂部（極地上空810km；赤道上空1618km；平均13km） 下界巖石圈的上部（陸地深5 6km，海洋下平均深4km）,注意：上下界之間包括： 大氣圈的對流層 地殼的沉積巖石圈 水圈 生物界,大多數(shù)自然地理學(xué)者觀點的依據(jù),

3、1）對流層、水圈、陸地表層直接參與太陽輻射引起的地球表面的物質(zhì)循環(huán)，有生命物質(zhì)存在，內(nèi)部聯(lián)系緊密。 2）有沉積巖。 3）太陽能是主要能源。,1）有生命物質(zhì)存在，內(nèi)部聯(lián)系緊密,對流層頂以上的大氣層 缺少水蒸氣，強烈的太陽短波輻射使生命物質(zhì)難以生存，氣團 沒有垂直變化，溫度 分布不受地表影響（受水圈、巖石圈、生物圈影響極少） 對流層的性質(zhì)則恰好相反，在下墊面（巖石圈和水圈）的影響下，溫度分布不均，氣流產(chǎn)生水平和垂直運動，并伴隨水分循環(huán)，同時還把大氣中所含的固體微粒、細(xì)菌微生物帶到對流層。（與水圈、巖石圈、生物圈聯(lián)系緊密） 沉積巖石圈以下由于缺少空氣和液態(tài)水，因此，排除了微生物及生命物質(zhì)存在的可能性

4、（受水圈、大氣圈、生物圈影響極少）。,對流層以下至沉積巖石圈 氣 液水 固微粒 生微生物 對流層以上 無水，無生命 巖石圈以下 無空氣、無液態(tài)水、無生物,四圈作用,在此深度以下無沉積巖，說明外力（大氣圈）影響的消失。,2）有沉積巖,3）太陽能是主要能源,自然地理殼范圍內(nèi)，最重要的能源是太陽能。 太陽能在此空間范圍內(nèi)引起了一系列物質(zhì)循環(huán)以及能量轉(zhuǎn)化，大氣對流層、沉積巖石圈、整個水圈和生物圈的物質(zhì)也都參與了這種物質(zhì)循環(huán)過程。 而沉積巖石圈以下的熱力條件卻是地?zé)嵴純?yōu)勢。 可見，大氣對流層的頂部和陸地56km的深度是自然地理環(huán)境內(nèi)在聯(lián)系逐漸減弱以至消失的地方。 上述范圍邊界，反映了自然地理環(huán)境內(nèi)部各圈

5、層之間、各組成成分之間的聯(lián)系遠(yuǎn)比該系統(tǒng)與其外部各圈層、各組成成分的聯(lián)系更為緊密，更為獨特。 這個空間范圍正是人類生存和發(fā)展的自然地理環(huán)境的空間范圍。,2. 牛文元在自然地理新論提出 自然地理面（近地表活動層）,上限在地球大氣的近地面邊界層頂部 自地表向上50100米的高度。 下限太陽能量影響地面以下的終止線 一般太陽能對地表影響作用的限度： 陸地部分為地下2530米深處 海洋中為100深處 上下限的總厚度在75200米之間內(nèi)自然地理面 面按幾何學(xué)講，不具有厚度?！懊妗笔侵缸匀坏乩憝h(huán)境中具有一定厚度的空間，但同整個自然地理環(huán)境相比，面是近地表的一個薄層，其厚度微不足道。,代表了講求實際的研究方向

6、。未劃分出明確的界限，極地、高山、沙漠很少有人類活動或人類足跡未到的地方，這種直接相關(guān)環(huán)境的概念不清楚。,3. A.N斯特拉勒 美國地理學(xué)家A.N斯特拉勒認(rèn)為自然地理學(xué)研究領(lǐng)域是人類生存生活的自然環(huán)境。 范圍：與人類活動密切相關(guān)的空間。,4. 陳傳康見解,厚度隨研究范圍大小和研究問題的性質(zhì)而有差別。研究范圍越小，厚度小。研究范圍越大，厚度大。 研究整個地球表層 行星尺度 研究整個大陸 大陸尺度 研究范圍較大的區(qū)域 區(qū)域尺度 研究范圍較小的區(qū)域 地方尺度,結(jié)論,全球尺度的自然地理環(huán)境伊薩欽科的觀點 具體的研究陳傳康的觀點,第二節(jié) 自然地理環(huán)境的組成,一、自然地理環(huán)境的物質(zhì)組成、能量組成和要素組成

7、 1、物質(zhì)組成 四大類物質(zhì)成分：固態(tài)的巖石、液態(tài)的水、氣態(tài)的空氣和活質(zhì)有機體 四大基本地圈：對流圈、水圈、沉積巖石圈、生物圈 2、能量組成 主要包括太陽輻射、地球內(nèi)能、潮汐能 3、要素組成 主要包括地貌、氣候、水文、植物、動物、土壤,1、氣候要素及其作用過程,大氣是自然地理系統(tǒng)的重要組成部分和最活躍的要素，在地理環(huán)境物質(zhì)交換與能量轉(zhuǎn)化中是一個十分重要的環(huán)節(jié)。大氣層中天氣系統(tǒng)的生成與消亡，發(fā)展與運動，是全球氣候的基礎(chǔ)。 大氣層是使生物免受有害輻射的保護(hù)層，其所含氣體還滿足植物、動物維持生命的需要。,2、地貌要素及其作用過程,地貌是自然地理環(huán)境要素的基本部分，是其他自然要素作用的結(jié)果，同時又影響其

8、他各要素的發(fā)展。 地貌是內(nèi)外力作用下的產(chǎn)物，在地貌發(fā)育過程中，兩種力量是同時出現(xiàn)，彼此消長，相互作用，相互影響的。在地球表面長期演化過程中，內(nèi)力作用與外力作用在數(shù)量上或強度上都具有同等重要的意義，兩者趨于動態(tài)平衡。,從地貌的長期發(fā)展史來看，內(nèi)力在地表變化過程中通常起著構(gòu)成地表大型地貌骨架的作用，或隆起成為高山高原，或下沉成為海洋盆地。而外力作用主要是將地表夷平，使高地削蝕，低地填高，且在此過程中塑造出各種豐富多彩的外力地貌。,2、地貌要素及其作用過程,3 、水文要素及其作用過程,水文是最活躍的自然地理要素之一，水與大氣相互聯(lián)系，決定著自然地理環(huán)境中的水熱配置，并對地表形態(tài)起著某種塑造作用，滋養(yǎng)

9、整個地球生物界。各種水文過程成為自然地理環(huán)境內(nèi)部相互聯(lián)系的紐帶。,4、植物要素及其作用過程,植物是行星地球的特殊物質(zhì)，有著特殊的不可替代的作用。主要作用是改變大氣圈、水圈的組成，參與風(fēng)化作用、土壤形成作用、地貌的改造、巖石和非金屬礦產(chǎn)的建造等。,5、動物要素及其作用過程,動物也是行星地球的特殊物質(zhì)，是最脆弱、對環(huán)境變化最敏感的要素，雖然活質(zhì)總量遠(yuǎn)低于其他圈層的重量，卻對自然地理系統(tǒng)產(chǎn)生極其深刻的影響。其作用使自然地理環(huán)境變得更豐富多彩，能量利用充分，物質(zhì)循環(huán)速度更快。,6、土壤要素及其作用過程,土壤是地球陸地表面能夠生長植物的疏松表層，是一個獨立的歷史自然體，它不僅具有自身的發(fā)生發(fā)展過程，而且

10、是一個能從物質(zhì)組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上進(jìn)行剖析的物質(zhì)實體。 土壤是地理環(huán)境統(tǒng)一體中的一個組成要素，土壤層的厚度與地殼厚度和沉積巖石層相比，是極為微薄的。盡管這樣，人們還是把它稱為土壤圈，它位于風(fēng)化殼的最表層，處于地球大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈之間的界面上，是地球各圈層中最活躍最富生命力的圈層之一，它們之間不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)與能量平衡。,二、自然地理環(huán)境的基本特征,地球的外能和內(nèi)能作用顯著,地表形態(tài)是兩種主要能源共同作用的結(jié)果，這一特點是地球其他圈層所不具備的。 兩種能源在自然地理環(huán)境中相互疊加，共同作用，尤其是太陽輻射集中分布，在這里重新轉(zhuǎn)化，引起地表一系列自然地理過程，并支配著整個自然地理

11、系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)及動態(tài)發(fā)展。,第二節(jié) 自然地理環(huán)境的組成,2. 氣體、固體和液體三相物質(zhì)并存 陸地表面固體和氣體的界面 海洋表面液體和氣體的交界面 海洋下界液體和固體的交界面 海洋沿岸帶固、液、氣的交界面,形成了海洋、陸地、冰川、沙漠、湖泊等大小等級不同的異質(zhì)系統(tǒng)，從而造成了不同規(guī)模的水分、大氣循環(huán)，實現(xiàn)物質(zhì)和能量的循環(huán)運動和轉(zhuǎn)換。各圈層相互滲透、三相物質(zhì)相互轉(zhuǎn)換，物質(zhì)與能量的交換和循環(huán)（如大氣循環(huán)、水循環(huán)、地質(zhì)循環(huán)）非?；钴S。,三、地球表層的基本特征,3.有機界和無機界相互轉(zhuǎn)化 無生命物質(zhì)與生命體相互轉(zhuǎn)化過程維持了地表自然界的永恒發(fā)展。生命的存在是自然地理環(huán)境最典型的特征。 4.人類聚居的場

12、所 自然地理系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境，是人類活動及其影響最為集中的空間。 人是自然地理系統(tǒng)發(fā)展到了高級階段的產(chǎn)物，是自然界的一部分，他一方面受自然環(huán)境的影響，另一方面又積極作用于這個環(huán)境。 隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，人類與自然地理環(huán)境相互作用的規(guī)模和強度在日益增大。 5、地球表層具有本身自我發(fā)展的形成物 如：生物風(fēng)化殼、土壤層、地貌形態(tài)、沉積巖和粘土礦物，都是地球表層所特有的。,一、自然地理環(huán)境結(jié)構(gòu)的一般特性,定義 自然地理環(huán)境結(jié)構(gòu)是指自然地理環(huán)境各組成要素之間以及各組成部分之間的組合格局。,第三節(jié) 自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu),2.特性 1）分層性最普遍的特性 2）交織性個性 3）集中性 4）綜合性

13、 5）差異性 6）多級性,1） 分層性,4個基本組成成分：空氣、水、巖石、生命有機體，由于密度不同和重力作用分異，密度小的在頂部： 大氣對流層 0.0013 水圈 1 巖石(平均) 2.73 3個圈層在垂直方向上做層狀排列，生物圈分布在3圈交界面上是垂直方向上分層結(jié)構(gòu)的最顯著特征。,進(jìn)一步劃分，還可以分出低級層次的分層結(jié)構(gòu)： 大 氣 圈 大氣侯層 近地表小氣候?qū)?水 體 空中水層 雪圈 地表水層 地下水層 植物群落 喬木層 灌木層 草本層 苔蘚層,2）交織性,以上分層結(jié)構(gòu)的共同點：不是單一成分，而是和其他成分處于彼此疊合、相互滲透之中。 氣候?qū)又邪?、固體物質(zhì)、生物體 水 體包含溶解氣體、

14、礦物質(zhì)、懸浮泥沙 生物體。 巖 石 圈空氣、水、多種生物 生 物 圈三個無機圈層交織在一起,3）集中性,海陸表面是各圈層相互直接接觸的部分，各種物質(zhì)成分相互滲透和相互作用在這里最為顯著，各種自然地理過程和現(xiàn)象最為集中。,4）綜合性,最鮮明的體現(xiàn)是自然綜合體的形成，在綜合體的組成和功能上，都體現(xiàn)其綜合性。,5）差異性,小從翻越一座高山或從海岸往內(nèi)陸跨越一定距離，大到從赤道穿越極地，自然綜合體地域差異明顯。,6）多級性,最高級地理圈 第二級大陸和海洋 第三級各大洲和各大洋 最低級相 規(guī)律：等級越高，重復(fù)性越小，水平范圍和垂直 厚度越大，反之，則相反。,二、自然地理環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)和時間結(jié)構(gòu),自然地理

15、環(huán)境的空間結(jié)構(gòu) 1）定義是指在時間上穩(wěn)定的自然地理要素及自然綜合體的分布格局（結(jié)合方式）。 2）空間結(jié)構(gòu)包括既有聯(lián)系、又有區(qū)別的兩個方面 組成結(jié)構(gòu)（垂直結(jié)構(gòu)）指自然地理環(huán)境各組成要素相互聯(lián)系所構(gòu)成的格局，是地理環(huán)境整體性的基本反映。 地域結(jié)構(gòu)（水平結(jié)構(gòu)）指自然地理環(huán)境各不同自然綜合體之間相互聯(lián)系所構(gòu)成的格局，是地理環(huán)境地域差異的基本反映。,第三節(jié) 自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu),雨林的垂直結(jié)構(gòu),生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu),華北平原的旱地（棋盤式結(jié)構(gòu)）,理想大陸自然帶（平行式結(jié)構(gòu)）,二、自然地理環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)和時間結(jié)構(gòu),2.自然地理環(huán)境的時間結(jié)構(gòu) 1）定義是指維持著空間結(jié)構(gòu)的自然綜合體隨時間的周期性變化模式。 2）

16、時間結(jié)構(gòu) 動力因子太陽能、地殼運動、氣候變化、人類干擾等。 節(jié)律性變化隨時間變化，自然地理過程和現(xiàn)象是周期性重復(fù)出現(xiàn)，空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。 演替變化隨時間變化，自然地理環(huán)境原有結(jié)構(gòu)遭到破壞，空間結(jié)構(gòu)超越穩(wěn)定狀態(tài)。,第三節(jié) 自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu),經(jīng)過漫長時間演化而來的各種自然現(xiàn)象,第四節(jié) 自然地理環(huán)境的系統(tǒng)框架,系統(tǒng)論從首創(chuàng)至今，不過幾十年的歷史，然而卻以不可替代的綜合、整體、最優(yōu)化的特性滲透于自然科學(xué)、社會科學(xué)的許多領(lǐng)域，解決了工業(yè)、交通運輸、電力網(wǎng)、通訊網(wǎng)、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、水源利用、能源開發(fā)、社會經(jīng)濟等方面的許多難題。,系統(tǒng)方法在地理科學(xué)中被廣泛應(yīng)用，已為大家所公認(rèn)。系統(tǒng)論被引進(jìn)地理學(xué)，用來

17、研究地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)、功能及其演化，使地理思維在結(jié)構(gòu)和方法上發(fā)生了深刻的變化，將古老的地理學(xué)從定性分析和解釋引向定量分析和定性解釋相結(jié)合的階段。,目前雖然還未將自然地理學(xué)原理完全建立在系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上，許多關(guān)鍵性問題仍需進(jìn)行深入探討，但是，這種科學(xué)的方法論有助于更深刻地揭示自然地理環(huán)境的一般規(guī)律，在關(guān)于這些規(guī)律的傳統(tǒng)解釋基礎(chǔ)上，運用系統(tǒng)論的基本理論作進(jìn)一步闡述，以便用其新思路來探討自然地理學(xué)的基本問題。,系統(tǒng)框架,一、系統(tǒng)的基本 概 念,三、系統(tǒng)研究的基本原則,按系統(tǒng)功能類型劃分 按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型劃分 按系統(tǒng)尺度、規(guī)模、范圍劃分 ,二、系統(tǒng)的基本分類,整體性原則 層次性原則 綜合性原則 功能結(jié)構(gòu)性原

18、則 動態(tài)性原則,系統(tǒng)框架,一、系統(tǒng)概念,具有特定功能和結(jié)構(gòu)的元素集合，每一個系統(tǒng)都是由相互聯(lián)系、相互作用的事物和過程所組成。 自然界各種事物都是以系統(tǒng)形式存在著的有機整體，整個物質(zhì)世界，大到宇宙天體、太陽系，小到原子、基本粒子，都是由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分組成。,1、按功能類型分： 開放系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境之間具有物質(zhì)、能量、信息的交換和流通。 封閉系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境之間只有能量的交換和流通，沒有物質(zhì)的交換。 孤立系統(tǒng)系統(tǒng)與環(huán)境不發(fā)生任何聯(lián)系和作用,二、系統(tǒng)分類,2、按結(jié)構(gòu)類型分： 形態(tài)系統(tǒng)“地理結(jié)構(gòu)”或“地理事實” 級聯(lián)系統(tǒng)“地理過程” 過程-響應(yīng)系統(tǒng)地理系統(tǒng)中比較高級的類型 控制系統(tǒng),系 統(tǒng) 分 類,系 統(tǒng) 分 類,土壤,植物,食草動物,土壤,植物,食草動物,土壤,土壤,植物,食草動物,形態(tài)系統(tǒng),級聯(lián)系統(tǒng),過程-響應(yīng)系統(tǒng),控制系統(tǒng),3、按系統(tǒng)尺度、規(guī)模和范圍分： 宇宙系統(tǒng)如銀河系、整個宇宙 宏觀系統(tǒng)周圍的宏觀物體，如生態(tài)系統(tǒng)、人體系統(tǒng)。 微觀系統(tǒng)如原子中電子的殼層結(jié)構(gòu)和原子核結(jié)構(gòu)系統(tǒng),細(xì)胞中的核、質(zhì)、膜都是相互聯(lián)系、相互作用的系統(tǒng)。,系 統(tǒng) 分 類,4、