第一节 自然地理环境要素变化与环境变迁
一、生物进化、灭绝与环境
(一)生物进化与环境变迁
1 发展变化
在生命出现以前,地球表层的发展主要是化学 演化过程。
在生命出现以后,有机进化,即 生物 演化则扮演了极其活跃的角色。
2生物进化与环境演变简史
地球表层的演变可分为五个代:太古代、元古代、古生代、中生代、新生代,每个代又分为若干个纪。它们是根据地层顺序、生物演化、地壳运动和岩石的年龄等综合划分的。
地球上最初的生命是出现在 海洋 中的 单细胞 生物,生物学上统称为 原核细胞 生物。
其中,具有光合作用功能的生物的出现和发展,对地表环境的演化具有重要意义。
因为它们使大量的 自由氧 释放到环境中,改变了大气 的性质。促使地理环境从 无氧
环境向 有氧 环境转变,为生物进化的下一个重要阶段奠定了环境基础。(绿色植物的光合
作用,改变了大气性质(无氧环境→有氧环境)
经过了大约 20 亿年的漫长演化,在距今约 14 亿年前,从原核细胞中演化出了真核细胞
生物。一方面,生物通过遗传变异适应环境的能力大大增强;另一方面,藻类的光合作
用效率大大提高,从而加速了自由氧在 海洋 和 大气 中的积累,也使太阳 紫外线 辐射
强度大大减弱,扩大和改善了生物的生存环境。
从 古生代寒武纪开始,大量无脊椎动物出现在地球表层,由此揭开了生物系统演化进程的序幕。
动物发展阶段:元古代:动物孕育、萌芽和发展的初期阶段→古生代前期(寒武、奥陶、志留) 海生无脊椎 动物时代→古生代中期(泥盆纪)鱼类 时代 →古生代后期两栖类动物时代→中生代 爬行 动物时代→新生代第三纪 哺乳 动物时代→新生代第四纪 人类 时代。(生物演化史:地球出现(46亿年前)→化学演化→生命出现(约30亿年前)→生物演化由低级到高级,简单到复杂)。))
植物发展阶段:元古代及古生代早期 海生藻类 植物时代→古生代中期 孢子 植物时代→古生代后期、中生代中前期 裸子 植物时代→中生代后期、新生代 被子 植物时代。
生物对环境的作用其根本原因是绿色植物进行光合作用。
(二)环境变迁与生物灭绝
古生代末期 和 中生代末期 时期,是地质史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期。
A在古生代末期,60%以上的 海生无脊椎动物 种类灭绝,脊椎动物中的 原始鱼类 和古老的 两栖 类全部灭绝,蕨类 植物明显衰退。
B在中生代末期,除了盛绝一时的 恐龙 突然灭绝外,海洋中50%以上的 无脊椎 动物种类也灭绝了。
二、人类活动对环境的作用
1人类是地理环境中非常特殊的因素
人类既是自然地理环境的产物,也是地理环境要素之一。能够有意识地适应和改造 自然 ,使其更适合人类的生存,并且能够有意识地提高这种适应和改造的能力,是人类区别于其他地理要素的最显著特点。
2产业以来,人类使自然环境发生了显著变化。
A有利方面:改善环境,开发资源,造福于社会。
B不利方面:给自然环境带来各种破坏甚至危及人类自身的生存。例如,人类燃烧 化石燃料 、砍伐森林 等,致使大量 二氧化碳 、甲烷、氧化氮、臭氧、 氟利昂 等温室气体排放到大气中,改变了大气圈的组成和运行模式,造成全球平均气温以前所未有的速率增加。
C人类必须尊重和顺应自然规律,防止过度的开发活动诱发和加剧对自然环境的破坏,注重协调社会经济建设与环境生态保护的关系。
第二节 自然地理环境的整体性
一、自然地理环境整体性的表现
自然地理环境是 岩石圈、 大气 圈、水 圈、 土壤 圈、生物圈、人类 圈等自然地理环境圈层相互联系和相互作用组成的有机整体。
表现一:每一要素都作为整体的一部分,与其他要素相互联系和相互作用。
表现二:某一要素的变化,会导致其他要素甚至整体的改变。
表现三:某一要素的变化,对其他地区的自然地理环境产生一定的影响。
二、自然地理要素的相互作用
土壤概况:
A土壤:具有肥力,能够生长植物的陆地疏松表层。肥力是土壤的本质属性。
成土母质:土壤形成的物质基础和矿物养分的最初来源。对土壤的物理性状和化学组成均有重要影响。
土壤肥力:土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长过程中所需的水分、养分、空气和热量的能力。土壤肥力是土壤的本质属性。
B 土壤的物质组成:矿物质(45%)、有机质(5%)、水分(20—30%)和空气(20—30%)。
1) 矿物质 — 成土母质(风化壳或风化堆积物)风化形成的土壤固体颗粒,它是土壤的物质基础,组成了整个土体的“骨骼”。土壤中矿物养分的主要来源,如钾、磷、钙、镁等供植物吸收。
2) 有机质 —— 多集中在表层,在土壤中含量不高。通过微生物的分解释放以氮素为主的养分,供植物吸收,同时放出二氧化碳,加强植物的光合作用。 它是衡量土壤肥力高低的一个重要标志.。
3)土壤水分(水溶液)和空气—— 贮存在土壤空隙中,具有很大的流动性.
两者组成比例的变化,影响着土壤的热量状况。
水分多,空气被排挤 土温下降,土壤缺氧,影响植物生长;
空气过多而水分缺少 养分和水分供应不足,植物就会枯萎;
性状良好的土壤 既能通气透水,又能蓄水保温。
C土壤的形成
(一)生物在土壤的形成过程中起着主导作用
1、土壤的形成和发育过程
风化作用 低等植物 高等植物
裸露的岩石 成土母质 原始土壤 成熟土壤
一些微生物和低等植物在母质上着生标志成土过程的开始。
D生物对母质的改造作用
①有机质的积累过程 :植物吸收养分,合成有机质,有机质在微生物作用下转化腐殖质,腐殖质能释放母质中没有的氮素养分,并土壤颗粒团聚,形成土壤肥力。
②养分元素的富集过程: 矿物质分解释放的元素一部分逐渐淋失;而另一部分养分元素由于参与生物循环则在土壤表层富集起来。
土壤的形成除生物作用外,还有气候、地形等因素。
(一)成土母质与土壤
1、成土母质是指岩石经过风化 作用后形成的风化物。它是土壤的初始状态,是土壤形成的物质 基础和植物 矿物 养分元素的最初来源。
2、成土母质的粒度与土壤 质地关系密切。粉砂 和 黏粒 较多,含 砂粒 较少
发育在颗粒较粗母质上的土壤:质地一般较粗,含砂粒较多,含 粉砂 和黏粒较少
发育在残积物和坡积物上的土壤:含 石块 较多
发育在洪积物和冲积物上的土壤:具有明显的 质地分层 特征
3、成土母质的化学成分,在很大程度上决定着土壤的 化学元素 和养分 。
基性岩母质上发育的土壤: 铁、镁、锰、钙 含量高
酸性岩母质上发育的土壤:硅、钠、钾 含量高
(二)气候与土壤
1、直接影响:气候通过土壤与大气之间不断进行的水分 和 热量交换,直接影响土壤的 水热状况 和土壤中物理、化学过程的 性质 与 强度 。
2、间接影响:气候通过影响岩石 风化 过程、外力地貌形态以及动植物 和 微生物
的活动等,间接地影响土壤的形成和发育。
(三)生物与土壤
生物是土壤 有机质 的来源,也是土壤形成过程中最活跃的因素。土壤 肥力 的产生与生物作用密切关联。
(四)地形与土壤
地形主要通过对 物质 、能量的再分配间接地作用于土壤。
1、海拔高度与土壤:在山区,由于温度、降水和湿度随着地势升高的垂直变化,形成不同的垂直 气候 带和 植被 带,导致土壤的 组成成分 和 理化性质
均发生显著的垂直变化。
2、坡度和坡向与土壤:坡度和坡向可改变水热条件和植被状况,从而影响土壤的发育。
坡度 | 地表疏松物质侵蚀迁移速度 | 发育土壤厚度 | ||
陡峭 | 较快 | 浅薄 | ||
平坦 | 较慢 | 深厚 | ||
坡向 | 温度状况 | 水分状况 | ||
阳坡 | 接受太阳辐射能 多 ,温度状况好 。 | 蒸发量较 大 ,水分状况 差 。 | ||
阴坡 | 接受太阳辐射能 少,温度状况 差。 | 蒸发量较 小 ,水分状况 好。 |
人类生产活动主要通过改变 成土因素 作用于土壤形成的形成与演化,其中以改变地表 生物状况 的影响最为突出。
人类活动对土壤的积极影响:培育出肥沃、高产的耕作土壤,如 水稻土等
人类活动对土壤的消极影响:造成土壤退化,如 肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染
三、自然地理环境的整体性与资源综合利用
人类开发利用自然资源必然对自然地理环境产生影响,所以要有综合的考虑和对策。这是因为:
1、人类利用自然资源,其实就是利用自然地理系统中的某些要素,从而对地理环境产生影响。
2、某种单项资源,甚至单项资源的某一部分,都与其他自然要素相互联系、相互制约,构成一个整体系统。
3、各地区之间的自然资源是相互影响的。
4、不可更新资源的利用,需要其他资源的配合,也影响其他环境要素。
第三节 自然地理环境的差异性
一、地球表层差异性的表现
地理上不同的地区,由于所处的纬度位置不同,水热状况及其组合不同,形成了不同的代表性植被和土壤,并在地球上呈带状分布,构成自然带。自然带往往以植被类型命名,因为自然植被是自然环境的一面“镜子”。
二、地域分异的基本规律
地域分异规律是指地域分异表现出一定的 有序 性和 普通 性。
分异规律 | 定 义 | 成 因 | 表现明显地区 |
纬度地带 分异规律 | 自然地理要素和环境整体特征大体上沿 纬线 延伸、随 纬度变化,呈纬向带状分布的差异。 | 太阳辐射能带来的热量在地球表面从低纬度向高纬度逐渐减少,即以热量为基础。 | 低纬地区和高纬地区 |
干湿度地带分异规律 | 自然地理要素和环境整体特征从 沿海 向 内陆 有规律地更替。 | 同一纬度带内,降水量从沿海到内陆逐步降低,即以水分条件为主 | 中纬度地区 |
垂直分异 规律 | 在一定高度的山区,从 山脚 到山顶 自然环境及其各组成要素出现逐渐变化更迭的现象 | 水热状况在垂直方向上的变化 | 低纬度、中纬度的高山地区 |
地方性 分异规律 | 自然环境各组成成分及其组合沿一定地势剖面发生有规律的变化,常常表现出 有序 性和 重复 性。 | 地方地形、地方气候、较大范围地面组成物质等差异的影响 | 又叫非地带性现象 |
分 布 | 植 被 | 因纬度和热量条件差异分出的种类 | |
森林 自然带 | 湿润和 半湿润 地区(年降水量大于450㎜) | 森林 | 热带雨林带、亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、亚寒带针叶林带和寒带冻原带等 |
草原 自然带 | 半湿润 、 半干旱 的内陆地区(年降水量250~450㎜) | 以草本植物为主 | 热带草原自然带、温带草原自然带 |
荒漠 自然带 | 干旱 地区(年降水量小于250㎜) | 旱生植物(旱生小乔木、灌木、仙人掌) | 热带荒漠自然带、温带荒漠自然带 |