环境科学概论——自然环境.ppt

第3课自然环境1 Oct 13 2004 Bipt 主要内容 地球表层系统自然环境的圈层结构 1 地球表层系统 地球表层系统概述大地女神 Gaia 假说 I 地球表层系统概述 环境独特臭氧层适量CO2土壤圈厚度适中的地壳 II 大地女神 Gaia 假说 中心思想 生命活动创造了今天的地球环境Lovelock1969普林斯顿大学有关生命起源的国际会议上公开提出的Gaia假说的主要论点 Gaia假说的主要论点 地球上的所有生物都在不断地主动积极地对地球环境起着调节作用 正是上述作用使地球生态系统保持稳定性 而此稳定性的实现是基于Gaiaxitong系统内部生物的各个部分相互有序 协调的合作 强调只有把生物和环境看成一个整体才能真正了解地球 在地球进化系统中包括地球上所有的生物和物质环境 即强调生物对地球进化的作用和影响 气候和化学组成的调节是该进化系统的自发的应变特性 进化本身是渐进和间断地结合 2 自然环境的圈层结构 大气圈水圈岩石圈土壤圈生物圈 I 大气圈 定义 大气圈是地球表面由各种气体 水汽和多种悬浮物质组成的复杂流体系统 是生命活动长期参与作用的结果 大气圈的组成大气圈的垂直结构 B 大气圈的组成 大气 多种气体 水汽 液体颗粒和悬浮固体杂质组成的混合物干洁空气 大气中除去液体颗粒和悬浮固体杂质的混合气体 其组成 气体 N2 体积约占78 O2 约占21 CO2 0 03 氩 0 9 其他稀有气体和CH4 SO2 NO2 CO NH3 O3等 0 1 水汽 主要来自江河湖海 土壤及其他物体表面水的蒸发和植物蒸腾作用 大气中的自由基 OH HO2 RO RO2自由基 尤其是OH HO2最重要 C 大气圈垂直结构 大气的垂直各层特点 对流层 大气活动最活跃 存在大气对流和水平运动 雨雪云雾等天气现象 大气污染多发生在这里平流层 存在近似等温层 又名同温层 本层以上氧和臭氧吸收太阳辐射 温度随高度增加上升 大气多水平运动 飞机飞行在这一层中间层 最冷 大气对流运动 出现夜光晕 有流星 约 60 80km处为均质层向非均质层的过度层 无线电波在此层 热成层 温度上升快 射线作用空气分子大都发生电离 成为原子 离子和自由电子 又名电离层 火箭 激光 多数流星在此层散逸层 又称外大气层 大气稀薄 地心引力小 运动快的质点可完全摆脱地球引力场以散入宇宙空间 II 水圈 水圈的概念和结构水的重要性人类对水圈的影响 A 水圈的概念和结构 概念 由海洋 陆地水体 河流 湖泊 冰川 地下水 土壤水 大气中的水汽和生物体中的水共同组成的连续的圈层称为水圈总水圈 totalhydrosphere 豪恩R A Home提出 总水圈totalhydrosphere B 水的重要性 水的物理性质 比热大 蒸发热高4密度最大 冰密度比液态水密度小无色透明水的化学性质 极好的溶剂大多数离子化合物能溶解气中并最大程度地电离 有利于营养物质的吸收和生物体内的生化反应 C 人类对水圈的影响 直接影响 大量开采地下水过度不合理开发利用地表水间接影响 修建大型水库河流渠道化 III 岩石圈 岩石圈及其位置地球内部圈层的最外层 人类生存环境的底层 包括地壳和上地幔顶部地壳是由硅镁层和硅铝层组成岩石圈最主要的部分是最外层岩石和风化壳 平均厚度33 35km IV 土壤圈 概念 土壤覆盖于地球陆地表面 能供植物生长和繁殖 它在地球表面形成了一个断断续续的圈层 土壤层土壤的定义 土壤是以母质为基础 在物理 化学和生物的长期共同作用下 不断演化而成的土状物质 它有固相 液相和气相物质以及生物体四部分组成 各部分之间相互作用 形成了一个复杂的体系 土壤基本组成 气相 部分由大气进入 主要成分是O2和N2等 另一部分是由土壤内部产生的 主要是CO2 水汽等 液相 粒间水及溶解在其中的多种溶解性物质 各类昆虫 线虫 节肢动物 土壤微生物 1g土中可达10亿个左右 土壤 土壤的特性 吸附型缓冲性氧化还原性自净功能土壤的特性对于土壤自身的稳定与修复起到了重要的作用 土壤圈的位置 处于大气圈 岩石圈 水圈和生物圈的交界面 是联系有机界和无机界各