第六章-自然地理环境的时间演化规律ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 自然地理环境的时间演化规律,发展方向性,节 律 性,稳 定 性,基 本 特 点,第六章 自然地理环境的时间演化规律发展方向性,1,思 路,A,方向性,B,节律性,C,稳定性,D,发展演化规律,E,基本特点,理解,记忆,思 路A方向性B节律性C稳定性D发展演化规律E基本特点,2,第一节 自然地理环境发展的方向性,一、自然地理环境的进化发展,先进的,耗散结构理论具有广泛的普遍性,和,强大的生命力,。,自然地理环境,是一个复杂、开放的巨型系统，,具有耗散结构,，其进化发展就是耗散结构的进化。,自然地理环境的进化发展,1、自然地理环境进化具有方向性,2、原始自然地理系统的形成,3、天然生态系统的形,4、人类生态系统的形成,第一节 自然地理环境发展的方向性一、自然地理环境的进化发展,3,美国得克萨斯大学地质学家,斯科特斯,博士,2.5亿年后,联合古陆,美国得克萨斯大学地质学家斯科特斯博士 2.5亿年后,4,地球形成的“固体的冷物质积聚假说”：,冷物质,积聚过程中,：,放射性元素的蜕变放热,；,原始地球的重力收缩不断使地球增温。地球,热能积累到使,内部物质由刚性改变为可塑性，为重力分异创造了有利条件。,在重力作用下，较重的铁、镍物质缓漫下沉，向地球内部集中；较轻的硅酸盐类物质则缓慢地向上移动，向地表集中。,物质的对流导致了物质的分异，最后形成现代地球内部的三个组成部分：地核、地幔、地壳。,地球形成的“固体的冷物质积聚假说”：,5,1,、自然地理环境进化的方向性,(1),自然地理环境发展演化是不可逆的,白天与黑夜，月圆月缺，春、夏、秋、冬等，包含着时间对称性的破缺。它们,不是原地打圈,，而是,螺旋式前进,。,(2),自然地理环境中的各圈层均存在显著的不可逆现象,1),岩石圈的形成,过程（按康德拉普拉斯假设）：混沌地壳地幔地核，绝不会倒转过来。,2),地壳演化规律,（按地洼学说）：地槽地台地洼，螺旋式向前发展，不可逆。,1、自然地理环境进化的方向性(1)自然地理环境发展演化是不,6,3),大气圈的演化,：原始大气二氧化碳大气现代大气。,4),水圈的演化,：岩石中的结晶水形式存在于地球的内部高温蒸发降水低洼处形成原始海洋（低盐、少水、高钙）现代海洋(高盐、多水、低钙)。,5）土壤的演化：,从物理风化-,化学风化,化学风化作用可依次分为几个阶段：富钙阶段-富硅,铝阶段-富铁铝阶段,相应发育的土壤为：钙质土-硅质土-铁铝土,3)大气圈的演化：原始大气二氧化碳大气现代大气。从物,7,2、原始自然地理系统的形成,原始自然地理系统的形成大概经历如下,阶段,：,(1),天文期宇宙大爆炸,:,46,亿年前，地球起初是一些相互靠近的,宇宙物质、星云,。由,宇宙大爆炸,产生。,(2),地质时期原始自然地理系统,开始,形成（原始圈层形成）,：46亿年后，由于,地球内放射性热,的生成率比今天高出许多倍，是当时地球表层演化的,主要能源,。由于地球,内部热,量大量,聚积,导致地球物质,熔融,喷溢大量,岩浆、气体,和,水蒸气,形成了原始的,岩石圈、水圈,和,大气圈,，标志着原始自然地理系统开始形成。,由于此时,地球内能占优势，,所以,原始大气,以CH,4,、CO,、,N,2,、H,2,O、NH,3,和CO,2,等为主。,原始海洋,和,海水,为,低盐、高钙型,，且,水少,，因此,物质、能量的交换受到一定的限制,。,2、原始自然地理系统的形成 原始自然地理系统的形成大概经历如,8,(3),原始自然地理系统形成三大圈层,紧密联结成,统一整体,：约于,3720,亿年前，地壳不断增厚。由于,地壳增厚,，地球内能对地表的作用减弱，,太阳辐射能逐渐成为地球表层的主要能源,，在三大无机圈层中不断,转换、耗散,，并促成三大无机圈中的,物质交换,，使,三大圈层,紧密联结成,统,一,整体,，联结成一个,新的物质系统,原始自然地理系统,。,由于,原始大气,对太阳的短波辐射基本透明，因此，在强烈的紫外辐射照射下，环境中的,小分子,和,元素,，在,原始的海洋中,合成,高分子化合物（,如碳水化合物）。这为地球生物的诞生，淮备了充足的物质基础。,(3)原始自然地理系统形成三大圈层紧密联结成统一整体：,9,3、天然生态系统的形成,原始自然地理系统是具有耗散结构的物质系统，它还要继续进化。,(1)原始生命的形成异养细菌：大约在30亿年前，地壳增厚到20km，地球内能对地表的作用再减弱，太阳辐射能对地表的作用进一步增强。同时，海洋里的有机化合物大量积聚，这些物质在太阳能的作用下，终于合成了生命，最初是,异养细菌,：靠海洋中的有机物和积聚能量为生。,3、天然生态系统的形成,10,(2)原始生态系统的形成光合作用：,异养细菌感到食物匮乏，产生,自养生物,（,叶绿素,，称为,蓝藻）,，能进行,光合作用,。,原始生态系统形成,，这是,自然地理环境的一次重大飞跃,(3)生物圈,逐渐,形成：,原始生态系统大大,改变了自然地理环境的物理、化学过程,和,元素迁移过程,，从而,改变了自然地理环境的组成和结构,，逐渐,形成生物圈,。由于含有叶绿素的生物不断增多，因而固定太阳能的数量也随之增加。,(2)原始生态系统的形成光合作用：异养细菌感到食物匮乏,11,(4),氧气形成：,光合作用的不断加强，原始大气中的,二氧化碳（CO,2,）减少,（,碳酸盐岩类,固定在沉积岩,中）。O,2,不断增加，并出现,臭氧层,，为生物在自然地理环境中繁衍创造了有利条件。由于,氧含量不断增加,，导致喜氧生物大量产生。而由于有了氧呼吸，自然地理环境中的,能量转换效率提高了大约19倍,。,(5)天然生态系统的形成,：大约在距今,4,亿年前，,生物从海洋登陆,，,接受太阳辐射更为充分,。结果导致生物种类和数量大增，,水陆,都形成由,生产者,（植物）、,消费者,（动物）和,分解者,（细菌）组成复杂、完善的生态系统，,这就是天然生态系统。,(4)氧气形成：光合作用的不断加强，原始大气中的二氧化碳（,12,生物圈的形成，标志着自然地理环境的进化进入了一个全新的阶段：,太阳能在有机界的转换，把有机界和无机界联结成整体系统。,实际上,是绿色植物通过光合作用把太阳能转变成潜能 通过食物链转移 最后，食物链中残存的有机物质的潜能，由微生物通过发酵、腐烂等形式加以释放。,生物圈的出现，天然生态系统的形成，使自然界的两个极重要的地球化学循环建立起来。,生物圈的形成，标志着自然地理环境的进化进入了一个全新的阶段,13,第六章-自然地理环境的时间演化规律ppt课件,14,第六章-自然地理环境的时间演化规律ppt课件,15,4、人类生态系统的形成,(1)人类的出现：大约在距今二三百万年前，人类从动物界中分化出来。,人类的出现，是自然地理环境进化史上又一次重大飞跃。也是人类生态系统形成的标志。,(2)人类社会的不断演化：从狩猎、采集农耕放牧农业工业后工业阶段等。,4、人类生态系统的形成,16,宇宙大爆炸,地质时期（地球内能主导）,原始自然地理系统,地壳增厚（太阳辐射能主导）,原始生命的形成异养细菌,自养生物,大气成分发生变化,生物从海洋登陆,生物圈出现，天然生态系统形成,人类生态系统形成,自然地理环境的进化,二三百万年,4,亿年,30亿年,3720,亿年,46,亿年,宇宙大爆炸地质时期（地球内能主导）原始自然地理系统地壳增厚（,17,随时间的推移，发展不断复杂化，由一种质的状态进入一种新质状态。具有不可逆的特性。,1）岩石圈发展的方向性,地壳的演化具有明显的方向性（地洼学说）；,大陆面积逐渐扩大；,地貌发展的方向性（Davis的侵蚀循环学说）；,风化壳的发育及土壤的形成过程。,2）大气圈发展的方向性,原始大气，二氧化碳大气，现代大气（氮氧大气）,第一节 自然地理环境发展的方向性,二、四大圈层发展的方向性,随时间的推移，发展不断复杂化，由一种质的状态进,18,3）水圈发展的方向性,水体体积日渐增大；,大洋含盐浓度逐渐增大（CaCO,3,;cl,-,）。,4）生物圈发展的方向性,生命起源的方向性（,无机到有机；简单到复杂到原始生命,）；,生物从海向陆发展的方向性,（保护，营养物质，理化条件稳定）,植物演化的方向性,（蓝绿藻；裸蕨，真蕨，裸子植物，被子植物）,动物发展的方向性,（单细胞，无脊椎，鱼类，两栖类，爬行类，鸟类和原始哺乳动物，哺乳动物，人类）,二、四大圈层发展的方向性,3）水圈发展的方向性二、四大圈层发展的方向性,19,自然地理环境的节律性可概括为三类型：一是周期性节律，二是旋回性节律；三是阶段性节律,一、周期性节律,周期性节律是自然地理过程按严格的时间间隔重复的变化规律。它发生在地球自转和公转及地表光、热、水的周期性变化基础上。,昼夜更替（自传）和季节更替（公转）,是其最主要的表现形式。,季节节律显著程度是随纬度的增加而增加的，而昼夜节律却是随纬度的增加而减少的。两极和赤道地区出现特殊的节律性。,还包括潮汐周日变化、月节律变化等。,第二节 自然地理环境的节律性,自然地理环境的节律性可概括为三类型：一是周期性,20,二、旋回性节律,旋回性节律是以不等长的时间间隔为重复周期的自然演化规律。比较于周期性节律，这是更高一级、更为复杂的自然节律。在自然界中，地质旋回和气候旋回是旋回性节律的典型范例。,1、地质旋回,岩层的沉积层序（砾岩砂岩页岩石灰岩）；历程漫长，而且周期长短变化很大；具有级别不同的周期（纪；世）,2、气侯旋回,根据周期长短，世纪内旋回、超世纪旋回和冰期-间冰期旋回三种。,第二节 自然地理环境的节律性,二、旋回性节律第二节 自然地理环境的节律性,21,三、阶段性节律,生物自身特性所形成的节律具有阶段性的特点。,1、生物生长节律,每种生物的生命运动，其生长过程总是经历着个体的出生、成长和衰亡，而子代个体又重复这一类似的过程。,2、生物进化节律,地球生物界的进化不是匀速渐变的，而是表现为阶段性的突变和跃升。（动植物发展的方向性）,第二节 自然地理环境的节律性,三、阶段性节律第二节 自然地理环境的节律性,22,原始自然地理系统,天然生态系统,人类生态系统,原始自然地理系统,23,指自然地理环境的影响条件发生变动，或人为干扰的场合下，自然地理环境的状态并不会变动过大，或者变动后经自我调节机制的作用，是其逐渐恢复原态的性质。,1、因果反馈关系（正、负反馈环）,如A事物增加B事物也随之增加，就是正因果关系，符号表示为“十”；若A事物增加事物随之减少，则为负因果关系，符号表示为“一”。,正反馈环是当反馈环中一个要素发生变化，通过反馈环中各环节的连锁反应，加强这种变化趋势，使其脱离初始状态。这种在变动中,自我增强,的作用是正反馈的作用。,负反馈环是当反馈环中一个要素发生变化，通过反馈环中各要素的连锁反应，减弱了这种变动，使变化趋于稳定。这种在变动中,自我调节,作用是负反馈的作用。,第三节 自然地理环境的稳定性性,指自然地理环境的影响条件发生变动，或人为干,24,第三节 自然地理环境的稳定性性,第三节 自然地理环境的稳定性性,25,2、系统的稳定取决于正、负反馈环的力量对比,系统的稳定是由正反馈环与负反馈环两者的力量对比关系所决定。,由于正反馈环的自我增强作用和负反馈环的自我调节作用，系统必然是在变动与稳定、增长与衰减间相互斗争。当负反馈环的自我调节作用强于正反馈环的自我增强作用时，系统趋于稳定；但当正反馈环的自我增强作用超过负反馈环的自我调节作用时，系统的稳定遭到破坏，脱离初始状态。,第三节 自然地理环境的稳定性性,2、系统的稳定取决于正、负反馈环的力量对比第三节 自然地,26,3、各子系统又有次一级子系统。许多系统构成了复杂、庞大的网络结构，使物质、能量、信息交流（即通信）通道纵横交错，畅通无阻。自然通信的稳定作用和扩散的稳定作用非常有效。涨落（不稳定性因素、波动）就难以扩散，最终自行衰退，系统保持稳定。,简单系统的通信通道不多，涨落容易扩散而支配整个系统，稳定性较差。,4、