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1、高等教育出版社高等教育电子音像出版社 面向21世纪课程教材TextbookSeriesfor21stCentury 第一篇 自然地理学与地球表层系统 第一章自然地理学与人类环境第二章地球与地球表层环境第三章地球表层环境与地球表层系统 高等教育出版社高等教育电子音像出版社 第一节日常生活中的自然地理学问题第二节自然地理学研究的对象 内容 目的与意义第三节自然地理学的性质第四节自然地理学与地球表层系统第五节自然地理学发展的趋势 第一章自然地理学与人类环境 高等教育出版社高等教育电子音像出版社 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环境的区域特征 区域分异及其发生发展过程与变化
2、规律为研究对象的 或者说 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 变化规律为研究对象的 自然地理学研究目的在于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 自然地理学研究的目的及其实现手段 自然地理学研究的目的 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律 3 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 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 5 地球表层
3、自然环境的评估 预测 规划 管理 优化 调控 地球表层自然环境 空间组成与结构 成因与变化过程 物质 能量和信息流动 评估 预测 规划 管理和调控 人地相互作用 主要研究内容 自然地理学的性质1 综合性 综合性是指自然地理学多学科交叉 多要素融合的特性 2 区域性 区域性是地理学的本质特性 是区别于其他学科的最根本的性质 3 环境性 人类生存环境是地理学研究的主要对象与内容 4 系统性 地球表层环境就是一个系统 可以称之为地球表层系统 由于系统具有整体性 层次性 动态性与结构功能性的特点 因此决定了地理学研究必须树立整体性 层次性 动态性与结构功能性的观点 ThemeGalleryisaDes
4、ignDigitalContent ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc 系统性 自然地理学的定义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 从而对其进行评估 预测 规划 管理 优化 调控的学科 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 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 自然地
5、理学与其它学科的关系地球表层自然系统是由大气圈 水圈 岩石圈 生物圈相互作用而构成的 研究大气圈 水圈 岩石圈 生物圈的核心学科分别是大气科学 水文学 地质学与生物学 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 水文学 地质学与生物学的交叉学科或边缘学科 总体趋势 为了适应社会经济可持续发展的需求 现代自然地理学研究的着重点应该从资源转移到环境 从资源的时空分布转移到圈层相互作用和人地相互影响 服务的对象应该从经济建设 社会发展转
6、变为社会和人类的可持续发展 所以现代自然地理学的发展趋势是 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 从地表环境的评估 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 自然地理学发展的趋势 过去的与现在的自然地理学出发点与着重点的变化 未来地理学家应该具备的素质 一个视野 三种技术 未来地理学家应该具备的素质 两个基础 五种能力 四个观念 一个视野 全球的视野 要善于从全球的角度 用世界的眼光来审视和研究地球表层环境以及人与环境的相互作用 要把地球表层环境作为一个整
7、体进行观察和研究 即使研究一个区域或者地方 也应该把区域和地方置于地球表层环境的整体框架下进行 两个基础 具备宽广的文理工融合的学科基础厚实的地球系统科学专业基础 三种技术 熟练掌握地理观测 调查与信息获取的技术 地理实验与分析的技术 地理综合与集成的技术 四个观念 人地相互影响的观念 区域相互联系的观念 圈层相互作用的观念 可持续发展的观念 五种能力 多学科交叉 多要素融合的能力 多视角观察和多维度分析的能力 多尺度以及跨尺度分析研究的能力 多种方法合理使用和集成的能力 应用地理学理论 方法与技术服务社会和经济的能力 第一节宇宙中的地球第二节地外系统对地表环境的影响第三节地内系统对地表环境的
8、影响 第二章地球与地球表层环境 高等教育出版社高等教育电子音像出版社 第一节宇宙中的地球 宇宙中的地球 银河系的结构 俯视 银河系的结构 侧视 太阳系由中心天体太阳及其巨大引力作用下 环绕太阳运行的行星 卫星 小行星 慧星 流星体和行星际物质所组成的天体系统 冥王星被降级 失去行星地位 根据2006年8月24日国际天文学联合会大会通过的决议 行星 指的是围绕太阳运转 自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状 能够清除其轨道附近其他物体的天体 根据这个定义以及大会的表决 冥王星被从太阳系九大行星中开除 太阳系只剩八大行星 即水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星降格为矮行星
9、谷神星 卡戎星和2003UB313也成为矮行星的一员 这样 目前可以说 太阳系有八大行星和四颗矮行星 太阳系八大行星主要物理性质 宇宙中的地球1 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 温度 液态水 2 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 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 3 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的自然现象 如气候 土壤 植被等 的地带性分布 长江口向东南的偏移就可能与科氏力有关 地外系统对地表环境的影响1 能量的来源维持地表系统运行 地表环境发展的能量 主要来自太阳的辐射 由于地表接
10、受的太阳辐射的差异 导致了行星风带的产生 季风的形成 水汽的运移 洋流的产生以及风化作用的进行 2 引力的影响太阳与太阳系行星引力的作用 使地球沿着自身固有轨道运行 具有特定的运行周期与速度 由于太阳与月亮引力的作用 产生了地球上的潮汐现象 海洋潮汐 大气潮汐 固体潮汐 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3 陨石撞击的环境效应改变了地表形态 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 引起板块分裂与运动 4 其他宇宙因素的影响地表系统与地外系统之间 也存在着物质的交换 太阳活动 太阳风 1 能量的来源尽管太阳辐射是
11、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与影响 2 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 3 地内活动的其他环境效应除能量传输 物质交换外 地内活动还对地表环境产生了一些直接的影响 第三节地内系统对地表环境的影响 第一节地球表层系统的组成第二节地球表层系统的结构及其特征第三节地球表层系统的功能第四节主要地表过程第五节人类与地球表层环境 第三章地球表层环境与地球表层系统 高等教育出版社高等教育电子音像出版社 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
12、 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 第一节地球表层系统的组成 可以说 地球表层是由固态 液态 气态三态物质组成的 不仅三态物质相互作用 而且在一定的条件下相互转化 成为地球表层系统中物质循环 能量传递与转化的重要表现形式与表征 比如 海水蒸发变为水蒸汽 吸收能量 水蒸汽在空中随气流运动 物质迁移 在高山或高纬地区变为雪 释放能量 降落地表 当气候变暖时冰雪融化又变为水 吸收能量 流入
13、海洋 在这样一个水的三态 水 水汽 冰 转化过程中 不仅完成了物质的循环 海洋 大气 高山 高纬地区 海洋 而且还完成了能量的传递 从大气吸收能量 释放能量到大气 从大气吸收能量 固 液 气三态物质 地球表层环境可以划分出两个最大的环境单元 陆地和海洋 海洋面积约5 1 108Km2 约占地球表面面积的70 8 陆地面积约3 61 108Km2 约占地球表面面积的29 2 如果从系统角度考察 地球表层系统包括海洋系统 陆地系统 陆地系统又包括山地系统 盆地系统 高原系统 平原系统 丘陵等系统 海洋系统也可以划分出洋盆系统 陆坡系统 陆架系统 海沟系统 岛弧系统等 并且还可以进一步划分出不同级别
14、不同类型的系统 陆地与海洋 陆地和海洋是地表环境的两个最大的组成单元 1 圈层结构地球表层系统是由大气圈 水圈 生物圈 岩石圈相互作用而形成的 四大圈层相互作用与地球表层环境 系统 第二节地球表层系统的结构及其特征 人在圈层中的地位 1 人类是生物圈的一部分 位于生物圈中 但又不同于一般的生物 单独划出来 2 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基础和环境 3 人类对四大圈层 也即对环境 均有着重要的作用与影响 4 四大圈层之间及其与人类相互作用 相互影响 构成了地球表层环境 系统 地球表层环境 系统 与四大圈层之间不是包含和被包含的关系 结构特征 1 垂直分层垂直分层现象
15、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 2 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 3 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 4 多级嵌套不同空间尺度的环境系统在空间上是相互交叉 叠置 并且相互联系 相互作用的 因此是多级嵌套 第三节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 系统的结构决定了系统的功能 垂直方向上 各个圈层之间 各个圈层内部的各个次级层次之间 都可能存在着物质的传输 能量的流动和
16、信息的传递 水平方向上 大洋与大陆之间 大洋与大洋之间 大陆与大陆之间 地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 物质传输 能量流动 信息传递 研究表明 尽管在地质历史上地球的环境曾经发生过一些不同时空尺度的变化 甚至还包括一些突变和灾变事件 但是地表的平均温度却保持相对的稳定 温度的波动始终大都围绕一个相对稳定的值上下波动 长期保持在15oC左右 原因在于 地球表层系统具有自我调节的功能 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来自于哪里呢 尽管宇宙中有亿万颗星星 绕着太阳运动的行星也不只地球一个 但到目前为止 只发现地球上存在着生命 居住着人类 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 岩石圈 水圈 大气圈和生物圈 都不具备单独支撑生命进化 人类生存和社会发展的功能 只有四个圈层相互作用形成的地球表层系统才具有支撑人类诞生和演化的功能 这是地球表层环境 系统 整体性的最好说明 也是地球表层系统不同于其它系统的地方所在 支撑生命演化和人类生存的功能 圈层相互作用与生命 人类 地球表层进行
