自然地理学概论教学课件

现代自然地理学现代自然地理学Tel:E-mail:授课老师简介张明军张明军，男，汉族，1974年2月出生，甘肃宁县人。1997年7月毕业西北师范大学，获学士学位；2000年7月毕业于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所（原中科院兰州冰川冻土研究所），获理学硕士学位；2003年7月毕业于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，获理学博士学位。现为西北师范大学地理与环境科学学院教授、博士生导师、副院长，地理系主任，西北师范大学自然地理学省级重点学科带头人，中国科学院玉龙雪山冰川与环境观测研究站学术委员会委员。入选陇原青年创新人才扶持计划，甘肃省领军人才第二层次，教育部新世纪优秀人才支持计划。获得第十五届甘肃高校青年教师成才奖和首届全国优秀地理科技工作者称号。主要从事冰芯与气候环境演变方面的研究工作。曾主持和参加国家自然科学基金项目、霍英东教育基金项目、“973”项目、中国科学院知识创新工程重要方向项目、国家科技攻关等研究项目20余项，在Journal of Geophysical Research、Antarctic Science、科学通报、自然科学进展、地理学报、生态学报、地学前缘、地理科学、地理研究等国内外刊物上发表学术论文120余篇，其中SCI论文10篇。主要参考书目王建主编，现代自然地理学（第二版），高等教育出版社，2010。伍光和，王乃昂，胡双熙，田连恕，张建明编著，自然地理学（第四版），高等教育出版社，2008陈效逑编著，自然地理学原理，高等教育出版社，2006杨达源主编，自然地理学，科学出版社，2006刘南威主编，自然地理学（第二版），科学出版社，2007有关杂志地理学报、地理科学、地理研究冰川冻土、中国沙漠、山地学报干旱区地理、地球科学进展、自然资源学报、生态学报现代自然地理学课程基本内容自然地理学与地球表层系统各圈层的组成、结构、运动与特征圈层间的相互作用自然地理学的应用方法、原理与实例第一篇第一篇 自然地理学与自然地理学与地球表层系统地球表层系统 第一章第一章 自然地理学与人类环境自然地理学与人类环境第二章第二章 地球与地球表层环境地球与地球表层环境第三章第三章 地球表层环境与地球表层系统地球表层环境与地球表层系统 第一章第一章 自然地理学与人类环境自然地理学与人类环境第一节第一节日常生活中的自然地理学问题日常生活中的自然地理学问题第二节第二节 自然地理学研究的研究对象、自然地理学研究的研究对象、内容、目的与意义内容、目的与意义第三节第三节自然地理学的性质自然地理学的性质第四节第四节自然地理学与地球表层系统自然地理学与地球表层系统自然地理学的研究对象自然地理学的研究对象自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然环境的区域特征、区域分异及其发生自然环境的区域特征、区域分异及其发生发展过程与变化规律为研究对象的发展过程与变化规律为研究对象的 。或。或者说，自然地理学是以人类赖以生存的地者说，自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然系统的区域特征与空间分布、球表层自然系统的区域特征与空间分布、变化规律为研究对象的。变化规律为研究对象的。第第一一章章地理学的研究对象地理学的研究对象地理环境地理环境如何理解环境？如何理解环境？那些围绕着主体、占据一定空间、构成主体存在那些围绕着主体、占据一定空间、构成主体存在条件的诸种物质实体或社会因素，就是该主体事物的条件的诸种物质实体或社会因素，就是该主体事物的环境。环境。如何理解地理环境？如何理解地理环境？地理环境的主体是人类社会地理环境的主体是人类社会。第第一一章章地理学的研究对象地理学的研究对象地理环境的组成地理环境的组成地理环境包括自然环境、经济环境和社会文化环境。地理环境包括自然环境、经济环境和社会文化环境。自然环境是由地球表层各种自然物质和能量所组成具自然环境是由地球表层各种自然物质和能量所组成具有地理结构特征并受自然规律控制的地理环境部分。有地理结构特征并受自然规律控制的地理环境部分。自然环境又可分为天然环境和人为环境。自然环境又可分为天然环境和人为环境。天然环境是指那些只受人类间接的或轻微影响的，而原天然环境是指那些只受人类间接的或轻微影响的，而原有自然面貌基本上未发生明显变化的原生自然环境，如极有自然面貌基本上未发生明显变化的原生自然环境，如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区以及人类活动较少的海域等。以及人类活动较少的海域等。人为环境是指那些经受人类直接影响和长期作用之后，人为环境是指那些经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的次生自然环境，如农业、工业、自然面貌发生重大变化的次生自然环境，如农业、工业、城镇等开发利用地区。城镇等开发利用地区。第第一一章章地理学的研究对象地理学的研究对象经济环境是在自然环境的基础上由人类经济环境是在自然环境的基础上由人类社会形成的地理环境部分，主要指自然条件和社会形成的地理环境部分，主要指自然条件和自然资源经利用、改造后形成的生产力地域综自然资源经利用、改造后形成的生产力地域综合体，包括工业、农业、交通和城镇居民点等合体，包括工业、农业、交通和城镇居民点等各种生产力实体。各种生产力实体。社会文化环境是人类社会本身所构成的社会文化环境是人类社会本身所构成的地理环境部分，包括人口、社会、国家、民族、地理环境部分，包括人口、社会、国家、民族、语言、文化等方面地域分布和组合结构，还涉语言、文化等方面地域分布和组合结构，还涉及社会上人们对周围事物的心理感应和相应的及社会上人们对周围事物的心理感应和相应的社会行为。社会行为。第第一一章章地理学的学科体系古地理学历史地理学现代地理学时间轴第第一一章章自然地理学的研究对象自然地理学的研究对象自然地理环境自然地理环境1)概念概念2)自然地理环境的范围自然地理环境的范围上界：以对流层的高度为限。上界：以对流层的高度为限。下界：岩石圈的上部（陆地上深下界：岩石圈的上部（陆地上深5-6km，海，海洋上深洋上深4km）。）。即包括大气圈的对流层、沉积岩石圈、水圈即包括大气圈的对流层、沉积岩石圈、水圈和生物圈。和生物圈。第第一一章章自然地理学的研究对象自然地理学的研究对象3)自然地理环境的特征自然地理环境的特征太阳辐射集中分布于地球表层，太阳能的太阳辐射集中分布于地球表层，太阳能的转化亦主要在地球表层进行。转化亦主要在地球表层进行。同时存在着气、固、液三相物质和三相圈同时存在着气、固、液三相物质和三相圈层的界面。层的界面。具有本身自我发展的形成物。具有本身自我发展的形成物。互相渗透的各圈层间进行着复杂的物质循互相渗透的各圈层间进行着复杂的物质循环和能量转化。环和能量转化。存在着复杂的内部分异。存在着复杂的内部分异。人类社会发展的场所。人类社会发展的场所。第第一一章章自然地理学的研究内容自然地理学的研究内容（1）人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构及）人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构及其区域分布规律。其区域分布规律。（2）人类赖以生存的地球表层自然环境的成因与变化规）人类赖以生存的地球表层自然环境的成因与变化规律。律。（3）人类赖以生存的地球表层自然环境系统的运行机制）人类赖以生存的地球表层自然环境系统的运行机制（物质循环（物质循环、能量转换、信息传输）。、能量转换、信息传输）。（4）人类与地球表层自然环境的相互作用、相互影响。）人类与地球表层自然环境的相互作用、相互影响。（5）地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优）地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控。化、调控。第第一一章章自然地理学研究的目的与意义自然地理学研究的目的与意义 通过对地球表层自然环境的评估、通过对地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控，达到预测、规划、管理、优化、调控，达到保护环境、合理利用环境、与环境协调保护环境、合理利用环境、与环境协调共处，从而保障社会的可持续发展。共处，从而保障社会的可持续发展。第第一一章章自然地理学的性质自然地理学的性质1.1.综合性：综合性：综合性是指自然地理学多学科交叉、多综合性是指自然地理学多学科交叉、多要素融合的特性。要素融合的特性。2.2.区域性区域性:区域性是地理学的本质特性区域性是地理学的本质特性,区域特征、区域特征、区域联系与区域分异规律为自然地理学的主要研究区域联系与区域分异规律为自然地理学的主要研究对象。对象。3.3.环境性：环境性：人类生存环境是地理学研究的主要对象人类生存环境是地理学研究的主要对象与内容。与内容。4.4.系统性：系统性：地球表层环境就是一个系统，可以称之地球表层环境就是一个系统，可以称之为地球表层系统。系统具有整体性、层次性、动态为地球表层系统。系统具有整体性、层次性、动态性与结构功能性性与结构功能性。第第一一章章自然地理学的定义自然地理学的定义自然地理学就是用系统的、综合的、自然地理学就是用系统的、综合的、区域联系的观点与方法，去审视与研究人区域联系的观点与方法，去审视与研究人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构、区域分异特征、形成与变化规律，结构、区域分异特征、形成与变化规律，从而对其进行评估、预测、规划、管理、从而对其进行评估、预测、规划、管理、优化、调控的学科。优化、调控的学科。第第一一章章自然地理学与地球表层系统的关系自然地理学与地球表层系统的关系 从系统科学的角度，可将地球作为一个巨大的系统从系统科学的角度，可将地球作为一个巨大的系统-地球系统，地球系统，将研究地球系统的科学称之为地球系统科学。地球系统又可划分为地将研究地球系统的科学称之为地球系统科学。地球系统又可划分为地球表层系统与地球内部系统球表层系统与地球内部系统.地球表层系统又可划分为地表自然系统地球表层系统又可划分为地表自然系统与地表人文系统。自然地理学是研究地表自然系统的核心学科。与地表人文系统。自然地理学是研究地表自然系统的核心学科。第第一一章章自然地理学与其他学科的关系自然地理学与其他学科的关系自然地理学自然地理学大气科学大气科学地质科学地质科学水文学水文学生物学生物学 地球表层自然系统是由大气地球表层自然系统是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈相互圈、水圈、岩石圈、生物圈相互作用而构成的。研究大气圈、水作用而构成的。研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈的核心学科圈、岩石圈、生物圈的核心学科分别是大气科学、水文学、地质分别是大气科学、水文学、地质学与生物学。自然地理学，包含学与生物学。自然地理学，包含了这些学科的某些内容。从人类了这些学科的某些内容。从人类环境科学的角度来看，自然地理环境科学的角度来看，自然地理学是将这些内容有机地交叉、融学是将这些内容有机地交叉、融合在一起，将人类生存环境作为合在一起，将人类生存环境作为一个完整的体系以及对各个区域一个完整的体系以及对各个区域的环境组合进行研究的。也可以的环境组合进行研究的。也可以说，自然地理学是大气科学、水说，自然地理学是大气科学、水文学、地质学与生物学的交叉学文学、地质学与生物学的交叉学科或边缘学科科或边缘学科.自然地理学与其他学科的关系自然地理学与其他学科的关系第第一一章章地理学发展历史第第一一章章自然地理学发展趋势总体趋势：从全球的视野研究地球表层环境的变化规律与成因机理；从系统科学的角度研究地球表层环境的区域联系与圈层相互作用机制；从可持续发展观点出发，探讨人与环境的协调发展；从地球表层环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控方面，研究自然地理学应用的理论与方法。其他趋势与特征：1.研究对象的复杂化；2.研究维度的立体化；3.研究尺度的多样化；4.研究方法的多元化和集成化；5.研究手段的高技术化。第第一一章章自然地理学发展趋势未来地理学家应该具备的素质：1.一个视野（全球）2.两个基础（文理工融合的学科基础和地球系统科学专业基础）3.三种技术（地理观测、调查与信息获取技术，地理实验与分析技术，地理综合与集成技术）4.四个观念（人地相互影响，区域相互联系，圈层相互作用，可持续发展）5.五种能力（多学科交叉、多要素融合，多视角观察和多维度分析，多尺度分析，多种方法合理使用和集成，应用地理学理论、方法与技术服务社会和经济的能力）第第一一章章第二章第二章 地球与地球表层环境地球与地球表层环境第一节第一节 宇宙中的地球宇宙中的地球第二节第二节 地外系统对地表环境的影响地外系统对地表环境的影响第三节第三节地内系统对地表环境的影响地内系统对地表环境的影响宇宙中的地球宇宙中的地球第第二二章章宇宙宇宙：“上下四方曰宇，古往今来曰宙上下四方曰宇，古往今来曰宙”恒星恒星：能自己发光的球状或类球状天体。：能自己发光的球状或类球状天体。行星行星：在椭圆轨道上环绕恒星运行的、近似球形的天体，其质量也远较恒星：在椭圆轨道上环绕恒星运行的、近似球形的天体，其质量也远较恒星小。小。卫星卫星：围绕行星运行的天体。：围绕行星运行的天体。流星流星：行星际空间中的尘粒和固体块闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的：行星际空间中的尘粒和固体块闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。光迹。慧星慧星：在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外：在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。貌。星云星云：银河系内太阳系以外一切非恒星状的气体尘埃云。：银河系内太阳系以外一切非恒星状的气体尘埃云。星系星系：由几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体和尘埃物质等构成，占据几千：由几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体和尘埃物质等构成，占据几千光年至几十万光年的空间的天体系统。光年至几十万光年的空间的天体系统。银河系银河系：我们地球和太阳所在的恒星系统，是一个普通的星系，因其投影在：我们地球和太阳所在的恒星系统，是一个普通的星系，因其投影在天球上的乳白亮带天球上的乳白亮带银河而得名。银河而得名。侧视银河系侧视银河系银河系的结构（俯视）银河系的结构（俯视）宇宙中的地球宇宙中的地球第第二二章章地球所属的太阳系太阳系太阳系由中心天体太阳太阳及其巨大引力作用下，环绕太阳运行的行星行星、卫星卫星、小行星小行星、慧星慧星、流星体流星体和行星际物质行星际物质所组成的天体天体系统系统。第第二二章章宇宙中的地球宇宙中的地球2.地球的质量及其环境效应地球的质量及其环境效应地球质量不大也不小，从而引力适中地球质量不大也不小，从而引力适中,形成了适宜的大气圈形成了适宜的大气圈与水圈，为生命的诞生准备了必要的条件。与水圈，为生命的诞生准备了必要的条件。3.地球的形状及其地理意义地球的形状及其地理意义造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象（如气候、土壤、植被等）的地带性分布。的自然现象（如气候、土壤、植被等）的地带性分布。1.日地距离及其环境意义日地距离及其环境意义距离不近也不远，为生命的孕育创造了条件。距离不近也不远，为生命的孕育创造了条件。第第二二章章地球的形状虚线代表椭球体；实线表示地球的实形第第二二章章不同纬度太阳高度角不同 角c角b角a第第二二章章地球的运动一、地球的自转（一、地球的自转（Earths Rotation）地球绕地轴旋转，称为地球自转。Earth turning on its axis is earths rotation.第第二二章章宇宙中的地球宇宙中的地球4.地球的运动及其环境效应地球的运动及其环境效应1）地球自转及其环境效应：地球自转及其环境效应：地球自转产生了昼夜更替；地球自转产生了昼夜更替；地球自转产生了地方时；地球自转产生了地方时；地球自转产生了地转偏向力。地球自转产生了地转偏向力。第第二二章章北半球水平运动的偏向第第二二章章在极地、赤道和中纬地区的偏转第第二二章章地球的公转轨道和周期地球的公转和四季变化俯视图第第二二章章4.地球的运动及其环境效应地球的运动及其环境效应2）地球公转的地理意义：）地球公转的地理意义：地球的公转导致季节的变化；地球的公转导致季节的变化；地球的公转导致昼夜长短的变化；地球的公转导致昼夜长短的变化；地球运动对地表温度调节、生命孕育的重要意义。地球运动对地表温度调节、生命孕育的重要意义。宇宙中的地球宇宙中的地球第第二二章章冬至与夏至第第二二章章岁差/地轴进动地轴的一种圆锥运动地轴的一种圆锥运动圆锥轴垂直于轨道平面，指向黄极；圆锥轴垂直于轨道平面，指向黄极；圆锥半径圆锥半径23（黄赤交角）；（黄赤交角）；方向向西（与地球自转和公转方向相反）；方向向西（与地球自转和公转方向相反）；速度每年速度每年50；周期周期25800年。年。第第二二章章岁差/地轴进动左：陀螺的进动（向东）右：地球的进动（向西）第第二二章章岁差/地轴进动力矩力矩M1M2，合力矩使地轴趋近黄轴，合力矩使地轴趋近黄轴第第二二章章岁差/地轴进动第第二二章章维维持持地地表表系系统统运运行行、地地表表环环境境发发展展的的能能量量，主主要要来来自自太太阳阳的的辐辐射射。太太阳阳辐辐射射作作用用于于地地表表，由由于于地地表表接接受受的的太太阳阳辐辐射射的的差差异异，导导致致了了行行星星风风带带的的产产生生、季季风风的的形形成成、水水汽汽的的运运移移、洋洋流流的的产产生生以以及及风风化化作作用的进行用的进行。地外系统对地表环境的影响地外系统对地表环境的影响1.能量的来源能量的来源2.引力的影响引力的影响太阳与太阳系行星引力的作用，使地球沿着自太阳与太阳系行星引力的作用，使地球沿着自身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速度。身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速度。由于太阳与月亮引力的作用，产生了地球上的由于太阳与月亮引力的作用，产生了地球上的潮汐现象。潮汐现象。第第二二章章地外系统对地表环境的影响地外系统对地表环境的影响3.陨石撞击的环境效应陨石撞击的环境效应4.其他宇宙因素的影响其他宇宙因素的影响地表系统与地外系统之间，也存在着物质的交地表系统与地外系统之间，也存在着物质的交换；换；太阳活动；太阳活动；太阳风。太阳风。改变了地表形态，造成陨石坑与环型山改变了地表形态，造成陨石坑与环型山;陨石撞击导致地震陨石撞击导致地震;陨石撞击地球，导致地表环境的灾变陨石撞击地球，导致地表环境的灾变;大的撞击还会导致岩石圈的破裂，引起板块分裂大的撞击还会导致岩石圈的破裂，引起板块分裂与运动。与运动。第第二二章章地球的磁层和范艾伦辐射带 太阳风等离子体吹拂着地球，使地球磁场被压缩在一定的范围之内，形成一个被太阳风包围的地球磁层。由于地球磁层的存在，使得太阳风高能带电粒子不能到达地表，从而保护了地球表面有机体的生存和发展。地球磁层对太阳风的屏障作用也不是绝对的，有一部分高能带电粒子闯入磁层，但被磁层禁锢在地球高空，形成包围地球的强辐射带，称为范.艾伦辐射带。它是由范.艾伦等人于1958年发现的。这个强辐射带好象是套在地球赤道周围的两个环子。由于范.艾伦辐射带对人类的宇航活动会造成严重危害，所以宇航活动要采取预防措施。第第二二章章1.能量的来源能量的来源地内系统对地表系统的影响地内系统对地表系统的影响地内活动还对地表环境产生了一些其他的影响。火山、地内活动还对地表环境产生了一些其他的影响。火山、地震；地核、地幔物质的运动与相变。地震；地核、地幔物质的运动与相变。3.地内活动的其他环境效应地内活动的其他环境效应地内系统与地表系统在不断地进行着物质的交换。地内系统与地表系统在不断地进行着物质的交换。2.物质的交换物质的交换尽管太阳辐射是地表系统运行与发展的主要能量来源，尽管太阳辐射是地表系统运行与发展的主要能量来源，但地球内能也对地表系统与环境产生了不可忽视的作用但地球内能也对地表系统与环境产生了不可忽视的作用与影响。与影响。第第二二章章第三章第三章 地球表层环境地球表层环境 与地球表层系统与地球表层系统第一节第一节 地球表层系统的组成地球表层系统的组成第二节第二节 地球表层系统的结构地球表层系统的结构第三节第三节地球表层系统的功能地球表层系统的功能第四节第四节主要的地表过程主要的地表过程第五节第五节人类与地球表层环境人类与地球表层环境四大圈层四大圈层 地球呈现出圈层构造，可以划分出内部圈层与外部圈层。内部内部圈层圈层包括地壳、地幔、地核。外部圈层外部圈层包括岩石圈、大气圈、水圈、生物圈。岩岩石圈石圈指地球表层由固体岩石组成的圈层；大气圈大气圈指环绕地球的由气体组成的圈层；水圈水圈指地球表层由各种形式存在的水组成的圈层；生物圈生物圈指地球表层所有活着的有机体组成的圈层。第第三三章章人在四大圈层中的地位 人是生物圈的一部分，又与一般的生物有着本质的人是生物圈的一部分，又与一般的生物有着本质的区别。人类与四大圈层之间的关系以及人类在地球表区别。人类与四大圈层之间的关系以及人类在地球表层系统中的位置可以用下图来表示：层系统中的位置可以用下图来表示：图表示了三重含义：图表示了三重含义：（1 1）人类是生物圈的一部分，但又不）人类是生物圈的一部分，但又不同于一般的生物；同于一般的生物；（2 2）人类生存在四大圈层的交界面上，）人类生存在四大圈层的交界面上，四大圈层是人类诞生与发展的环境；四大圈层是人类诞生与发展的环境；（3 3）人类对四大圈层均有着重要的作）人类对四大圈层均有着重要的作用与影响。用与影响。四大圈层之间及其与人类相互作用、四大圈层之间及其与人类相互作用、相互影响，构成了地球表层系统。相互影响，构成了地球表层系统。第第三三章章生生物物圈圈三 大 界 通常物质可以划分为无机物与有机物，自然界可以划分为无机界与有机界。但如果用无机界与有机界来概括表达地球表层系统，似乎还不够全面。因为人类诞生、发生发展在地球表层。人类在地球表层系统中的地位与作用，以及人类与自然环境之间的相互作用、相互影响，仅仅用无机界与有机界还难以表达清楚。在自然地理学中，更有必要来强调一下人类的重要性。故有人提出了用人文界人文界来表示人类在地球表层系统中的重要地位与作用，以及人类与自然环境之间的相互作用、相互影响。可以这么说，地球表层系统是地球表层无机界、有机界与人文界相互作用、相互影响而构成的一个系统。第第三三章章地球表层环境（系统）的结构地球表层环境（系统）的结构不不同同空空间间尺尺度度的的环环境境系系统统在在空空间间上上相相互互交交叉叉、叠叠置置，并并且且相相互互联系、相互作用。因此是多级嵌套联系、相互作用。因此是多级嵌套。1.垂直分层垂直分层垂直分层现象非常明显：从地核、地幔、地壳，到水圈、大气圈垂直分层现象非常明显：从地核、地幔、地壳，到水圈、大气圈等；大气圈又可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。等；大气圈又可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。2.水平分异水平分异所谓水平分异，就是指在水平分布方面的差异与变化所谓水平分异，就是指在水平分布方面的差异与变化。3.立体交叉立体交叉组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，不是绝然分开组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，不是绝然分开的，而是相互交叉、相互渗透，在空间上构成了一个立体交叉的结的，而是相互交叉、相互渗透，在空间上构成了一个立体交叉的结构。构。4.多级嵌套多级嵌套第第三三章章地球表层系统的功能地球表层系统的功能对于系统来说，一般都具有物质传输、能量流动、信息传递的功能。对于系统来说，一般都具有物质传输、能量流动、信息传递的功能。垂垂直直方方向向上上，各各个个圈圈层层之之间间、各各个个圈圈层层内内部部的的各各个个次次级级层层次次之之间间，都都可可能能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。水水平平方方向向上上，大大洋洋与与大大陆陆之之间间、大大洋洋与与大大洋洋之之间间、大大陆陆与与大大陆陆之之间间、地地区区与地区之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。与地区之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。生物圈与其他圈层之间也存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。生物圈与其他圈层之间也存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。1.物质传输、能量流动、信息传递物质传输、能量流动、信息传递尽尽管管在在地地质质历历史史上上地地球球的的环环境境曾曾经经发发生生过过一一些些不不同同时时空空尺尺度度的的变变化化，甚甚至至还还包包括括一一些些突突变变和和灾灾变变事事件件，但但是是地地表表的的平平均均温温度度却却保保持持相相对对的的稳稳定定。温温度度的的波波动动始始终终大大都都围围绕绕一一个个相相对对稳稳定定的的值值上上下下波波动动。长长期期保保持持在在15-16。原因在于，地球表层系统具有自我调节的功能。原因在于，地球表层系统具有自我调节的功能。2.地球表层系统的自我调节功能地球表层系统的自我调节功能 第第三三章章地球表层系统的功能地球表层系统的功能3.支撑生命演化和人类生存的功能支撑生命演化和人类生存的功能 岩石圈、水圈、大气圈的相互作用、相互耦合产生了生命，生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用、相互耦合诞生了人类。第第三三章章主要的地表过程主要的地表过程指指物物理理性性质质或或者者状状态态发发生生变变化化的的地地表表过过程程。如如大大气气环环流流、水水分分循循环环、物物理理风风化化、机机械械侵侵蚀蚀、机机械械搬搬运运、重重力力沉沉积积、负负荷荷均均衡衡作作用用、洋洋流流、波波浪浪、潮潮汐汐等等。它它不不仅仅在在地地表表形形态态的的塑塑造造、物物质质的的输输移移与与循循环环以以及及能能量量的的输输移移和和交交换换方方面面起起着着重重要要的作用。的作用。一、物理过程一、物理过程指指化化学学组组成成和和性性质质发发生生变变化化的的地地表表过过程程。如如地地球球化化学学循循环环、变变质质作作用用、化化学学风风化化、溶溶蚀蚀和和淀淀积积、臭臭氧氧层层的的形形成成与与破破坏坏等等。化化学学过过程程不不仅仅在在地地表表的的物物质质循循环环中中起起着着重重要要的的作作用用，而而且且还还不不断断地地改改变变着着地地表表物物质质的的化化学学组组成成，改改变变着着地地表表的的能能量量流流动、交换和平衡。动、交换和平衡。二、化学过程二、化学过程第第三三章章主要的地表过程主要的地表过程指指由由生生物物引引发发的的物物理理性性质质或或者者状状态态以以及及化化学学组组成成和和性性质质发发生生变变化化的的地地表表过过程程。可可以以细细分分为为生生物物物物理理过过程程和和生生物物化化学学过过程程。它它在在地地表表环环境境的的形形成成和和变变化化中中发发挥挥了了巨巨大大的的作作用用。如如生生物物对对大大气气组组成成的的改改变变，生生物物对对岩岩石石的的建建造造和和破破坏坏，植植被被在在地地表表温温度度调调节节中中的的作作用用，植植被被在在防防风风固固沙沙方方面面的的作作用用，以以及及地地球球生生态态系系统统在稳定地表环境中的作用等。在稳定地表环境中的作用等。三、生物过程三、生物过程 指指由由人人类类活活动动引引发发的的使使地地表表环环境境的的组组成成、结结构构、特特征征和和性性质质发发生生变变化化的的过过程程。由由于于人人类类活活动动的的复复杂杂性性，人人类类过过程程既既包包含含物物理理过过程程、化化学学过过程程，又又包包含含生生物物过过程程，甚甚至至还还包包括括一一些些难难以以单单独独用用上上述述三三种种过过程程描描述述的的地地表表过过程程。人人类类过过程程不不仅仅能能够够改改变变地地表表的的物物质质循循环环，而而且且能能够够改改变变地地表表的的能能量量平平衡衡；不不仅仅能能够够改改变变地地表表的的形形态态，而而且且还还能能够够改改变变地地表表的的组组成成和和结结构构；不不仅仅能能够够改改变变地地表表环环境境变变化化的的速速率率和和幅幅度度，而且能够改变地表环境变化的方向和趋势。而且能够改变地表环境变化的方向和趋势。四、人类过程四、人类过程 第第三三章章人类与地球表层环境人类与地球表层环境1.1.地球表层环境对人类的作用与影响地球表层环境对人类的作用与影响v地球表层环境的演化与人类的诞生地球表层环境的演化与人类的诞生v人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物v地球表层环境的区域分异与三大人种的形成地球表层环境的区域分异与三大人种的形成v地球表层环境对人口分布的影响地球表层环境对人口分布的影响v地球表层元素组成与人体健康地球表层元素组成与人体健康v自然灾害对人类的影响自然灾害对人类的影响v地球表层环境对社会发展的影响地球表层环境对社会发展的影响第第三三章章地球表层元素组成与人体健康地球表层元素组成与人体健康第第三三章章地壳岩石中元素平均含量g.g-1人体血液中元素平均含量g.mL-1元素原子序数铬锰铜镁钙铍氢铍氟氟氢铷镉铹镉铹碲铼汞铼汞铅铅钡钡碘锡锡碲碘铷铜绅绅锌铁钙镁钠钠钾钾磷磷铬锰铁人体血液中元素含量均值地壳岩石中元素含量均值2.人类对地球表层环境的作用与影响人类对地球表层环境的作用与影响人类与地球表层环境人类与地球表层环境对环境的污染对环境的污染改变地表环境的结构改变地表环境的结构改变地表环境改变地表环境演化的方向演化的方向改变了地表环改变了地表环境变化的速率境变化的速率改变了地表环境改变了地表环境的物质循环的物质循环改变了地表环改变了地表环境的能量平衡境的能量平衡对资源的消耗与破坏对资源的消耗与破坏人类的影响第第三三章章人类与地球表层环境人类与地球表层环境3.人类与环境的协调发展人类与环境的协调发展 资源、环境、人口资源、环境、人口与可持续发展与可持续发展中国二十一世纪议程中国二十一世纪议程议题议题地理学研究的核心内容地理学研究的核心内容资源的合理利用人与环境的协调发展自然灾害的防治第第三三章章