现代自然地理学王建主编复习资料.doc

第一篇 自然地理学与地球表层系统第1章 自然地理学与人类环境 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、区域分异及其发生的发展过程与变化规律为研究对象的，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。 自然地理学研究的目的在于对人类赖以生存的地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控。通过这些达到保护环境、合理利用自然资源与环境、与环境协调共处的目的，从而保障人类的可持续发展。 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及其变化规律。（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） 、地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控自然地理学的性质：综合性 多学科交叉、多要素融合区域性 地理学的本质特征，区别于其他学科的最根本的性质环境性 研究人类赖以生存的地球表层环境，以及人与环境互相作用的学科系统性 研究物与物之间联系的科学。 系统性 整体性 系统是由相互作用、相互联系着的部分组成的整体，整体的功能大于各部分功能之和。 层次性 系统可以划分为许多个不同的层次 动态性 系统大都处在不停地发展变化过程中 结构功能性 系统的结构决定了系统的功能，系统的功能是与系统的结构相匹配的自然地理学就是用系统的、综合、区域联系的观点和方法，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。地球系统又可划分为地球表层系统和地球内部系统。地球表层系统又可以划分为地球表层自然系统与地球表层人文系统。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学科、水文学、地质学与生物学。 现代自然地理学的发展趋势：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性联系与圈层相互作用机制；从可持续发展的观点出发，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和方法。其他趋势与特征研究对象的复杂化；研究维度的立体化；研究尺度的多样化；研究方法的多元化和集成化；研究手段的高技术化。未来地理学家应该具备的素质一个视野：全球的视野两个基础：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：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 区域相互联系 圈层相互作用 可持续发展五种能力：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2章 地球与地球表层环境适中的日地距离使地球表面的平均温度高于水的冰点、低于水的沸点，大部分水以液态存在，为生命的孕育创造了条件。地球的质量不大也不小，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。旋转椭球体造成地球上的热量的带状分布和所有与地球表面热状况相关的自然现象的地带性分布。地球自转昼夜更替，地方时，地转偏向力地球公转季节变化，昼夜长短变化第3章 地球表层环境与地球表层系统地球表层的三大界：无机界，有机界，人文界水的三相：水，水汽，冰雪陆地71%海洋29%地球表层系统的结构特征：垂直分布水平分异立体交叉多级嵌套地球表层系统的功能：物质传输、能量流动和信息传递地球表层系统的自我调节功能 地球上存在的生命和生态系统，地球生态系统不断地与大气进行着物质的交换，改变了其原来的化学平衡状态，从而形成并保持着既有还原组分又有氧化组分的混合大气。支撑生命演化和人类生存的功能 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。地球表层进行着的作用和变化过程，叫做地表过程。从系统角度分为物质流动、能量转化、信息交换等；从作用和过程的性质来看，概括为物理过程、化学工程、生物过程和人类过程。物理过程 物理性质或状态发生变化的地表过程。不仅在地球表层形态的塑造、物质的输移和循环方面起着不可替代的作用，而且也在能量的输移和交换方面起着重要的作用。化学过程 化学组成和性质发生变化的地表过程。不仅在地球表层的物质循环中起着重要作用，而且还不断地改变着地球表层物质的化学组成，改变着地球表层的能量流动、交换和平衡。生物过程 由生物引发的物理性质或者状态以及化学组成和性质发生变化的地表过程。细分为生物物理过程和生物化学过程。人类过程 由人类活动引发的使地球表层环境的组成、结构、特征和性质发生变化的过程。人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物。三大人种：尼格罗人种（黑种人）、欧罗巴人种（白种人）、蒙古人种（黄种人）人类对地球表层环境的作用与影响改变地球表层环境的结构、改变地球表层环境的演化方向、改变地球表层环境变化的速度，改变了地球表层环境的物质循环、改变了地球表层环境的能量平衡、对资源的消耗、对环境的污染、对生态的破坏第二篇 各圈层的组成、结构、运动与特征第4章 岩石圈与地球表层结构或轮廓由莫霍面、古登堡面将地球划分为地壳、地幔和地核，康拉德面进一步将地壳划分为上地壳和下地壳。固体地球的最外层的由固态岩石组成的圈层即为岩石圈，包括全部地壳（陆壳和洋壳）和上地幔顶部的橄榄岩层（莫霍面以下软流圈以上），他是一个力学性质基本一致的刚性整体。元素是组成地壳的物质基础，元素化和形成矿物，矿物结合又形成岩石。矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。组成岩石主要成分的矿物，称造岩矿物。常见造岩矿物:长英质（或浅色）矿物，石英、长石和白云母，其色浅，相对密度较小；铁镁质（或深色）矿物，橄榄石、辉石、角闪石和黑云母，其色深，相对密度较大。岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，是构成地壳及地幔的主要物质。岩石是地质作用的产物，又是地质作用的对象，所以岩石是研究各种地质构造和地貌的物质基础。岩石的结构：矿物的结晶程度、颗粒大小和形状以及颗粒间相互关系的特征岩石的构造：矿物的组合形状、大小和空间上相互关系和配合方式岩石分火成岩、沉积岩和变质岩火成岩：岩浆作用形成的岩浆岩和非岩浆作用形成的。火成岩以岩浆岩为主 类型：按化学成分和矿物组成分：超基性岩，基性岩，中性岩，酸性岩 按产状特征分：深成岩，浅成岩（包括脉岩）和喷出岩岩浆作用：岩浆的发生，运移，聚集，变化及冷凝成岩的全部过程。沉积岩：由地表的松散堆积物经压实固结而形成的岩石。 基本特征：在外力作用下形成的一次生岩石 富含次生矿物和有机物质，通常含化石并且层理比较明显 具有多种构造，其中最突出的是层理构造（水平层理、波状 层理和交错层理）和层面构造 主要类型：碎屑岩类、黏土岩类、生物化学岩类变质岩：由地球内力作用引起的岩石性质的变化过程称为变质作用。由变质作用 形成的岩石，就是变质岩。 特点：受原岩的控制具有一定的继承性；由于变质作用的类型和程度不同，而在矿物成分、结构和构造上具有一定的特征 控制变质作用的主要因素由温度、压力和化学因素 变质作用的类型：动力（碎裂）变质作用 接触（热力）变质作用 交代（热液）变质作用 区域（动力）变质作用 常见的变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩*超变质作用：在深度区域变质的基础上，由于地壳下沉或深部热流继续上 升，使原岩发生局部重熔、交代、注入等混合岩化作用，从而形成岩性介于变质 岩与岩浆岩之间的各种混合岩。岩石的相互转化：又叫岩石的循环或地质循环沉积岩变质可以形成变质岩，熔融再凝结就会变为火成岩；火成岩变质可以形成变质岩风化、分解、搬运、沉积、固结就会转化为沉积岩；变质岩熔融再凝结也会变为火成岩，风化、分解、搬运、沉积、固结也会转化为沉积岩。岩石圈的结构：垂直分层，水平变异岩石圈的运动：内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用，称为岩石圈的运动，又叫构造运动。岩石圈的运动是多方向的：水平运动（造山运动），垂直运动（造陆运动）岩石圈运动的表现： （一）地层厚度、产状与接触关系 地层厚度，地层厚度大说明地面下沉,地层厚度薄或者缺失则代表地面相对稳定或者上升。 地层（岩层）产状 地层接触关系，地层的接触关系很大程度上反映了岩石圈的运动。 （二）岩相变化 反映沉积环境的岩性、结构、化石及其组合特征叫做岩相（海相、陆相和海陆过渡相） （三）褶皱 岩层的弯曲现象称为褶皱（规模可大可小）。 褶皱的成因：由构造运动形成，多数水平运动产生，少数垂直运动，也 有受外力作用（冰川、滑坡、流水） 褶曲的形态：多种多样，基本形式:背斜和向斜，背斜是岩层上凸的弯曲；向斜是岩层下凹的弯曲 褶曲的类型：直立、倾斜、倒转、平卧、翻卷 （四）断裂 地壳中岩石，特别是脆性较大和靠近地球表面的岩石，在受力情况下容易发生断裂和错动，总称为断裂。断裂构造分节理和断层。 （五）火山 火山喷发类型裂隙式喷发和中心式喷发 主要火山带：环太平洋火山带、阿尔卑斯-喜马拉雅火山带、大西洋海岭火山带 （六）地震 地震带:环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带、大洋中脊（海岭）地震带、大陆裂谷地震带板块构造学说：岩石圈并非是整体一块，他被许多活动带如大洋中脊，海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷等分割成大大小小的块体，这些块体就是所说中的板块。板块相对于下伏的软流圈来说，是相对刚性的，漂浮在软流圈之上。板块内部是稳定的，而板块边缘则是比较活跃的活动带，有强烈的构造运动、沉积作用、深成作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动，并且还是极有利的地矿地带。岩石圈板块是活动的，围绕着一个旋转轴在活动，并且以水平运动占主导地位，可以发生几千米的大规模的水平位移，大陆的飘移就是板块运动的表现。板块的划分 岩石圈可以划分成太平洋板块、欧亚板块、澳大利亚-印度板块、非洲板块、南美洲板块、北美洲板块和南极洲板块七大板块，以及纳兹卡板块、伊朗板块、阿拉伯板块、菲律宾板块、可可板块、加勒比板块等小版块。板块的边界 1.拉张型边界，又称离散边界，主要以大洋中脊为代表。他是岩石圈板块的生长场所，也是海地扩张的中心地带。主要特征：岩石圈张裂，沿江涌出，形成新的洋壳，并伴随高热值和浅源地震。大裂谷也是拉张型边界。2.挤压型边界（汇集型边界或比尼奥夫带），以海沟-岛弧为代表，是板块相向移动、挤压、俯冲，消减的地带3.转换断层型边界，又称剪切型边界或者平错型边界既没有板块的新生，也没有板块的消亡，只是表现为板块的平移和错断。板块运动的六阶段胚胎期：地幔的活动引起大陆壳（岩石圈）的破裂形成大陆裂谷（东非大裂谷）幼年期：地幔物质上涌、溢出，岩石圈进一步破裂并出现洋中脊和狭窄的洋壳盆地（红海，亚丁湾）成年期：洋中脊的进一步延长和扩张作用的加强，洋盆扩大，两侧大陆相向分离，出现了成熟的大洋盆地，洋盆两侧并未发生俯冲作用，与相邻大陆间不存在海沟和火山弧，称为被动大陆边缘（大西洋）。衰退期：随着海底扩张的进行，洋盆一侧或者两侧出现了海沟，俯冲消减作用开始进行，主动大陆边缘开始出现，洋盆面积开始缩小，两侧大陆相互靠近，太平洋就处于这个阶段。残余期：随着俯冲消减作用的进行，两侧大陆相互靠近，其间仅留村一个狭窄的海盆(地中海)。消亡期：最后两侧大陆直接碰撞拼合，海域完全消失，转化为高峻山系（阿尔卑斯-喜马拉雅山脉）。板块运动的动力：板块构造学说认为，板块运动的驱动力来自于地幔，是地幔对流驱动的。也有人认为与热地幔柱与冷地幔柱有关。地质力学学说认为，岩石圈运动的驱动力来自地球自转速度的变化。还有人认为，转动的地球本身就存在着机械能流。岩石圈运动的特征：（1） 、反对称性 在空间位置和几何形态上是对称的，而在运动方式与构造特征方面则是相反的。（2） 、非平稳性 运动的强度在时间轴上是非平稳的，同时变动的空间格局也是随时间改变的。（3） 、岩石圈漂移的定向性 总体来说岩石圈是向西漂移水半球视阈中心：新西兰的东北沿海（南纬38经度180）陆半球视阈中心：西班牙东南沿海（北纬38经度0） 七大洲：亚洲（最大）、欧洲、非洲、北美洲、南美洲、大洋洲、南极洲（地面海拔最高）四大洋：太平洋（最大平均深度最大）、大西洋、印度洋、北冰洋大陆轮廓呈倒三角形；大型岛群大多分布于大陆东岸且有系列岛弧分布；一些大陆轮廓具有明显的相似性和吻合性岩石圈运动（构造运动）形成的地球表面的形态叫做构造地貌。大地构造地貌：a. 大陆与海洋 最大的地貌单元，最大尺度的构造地貌。b. 海沟、岛弧与边缘海 海沟：由于大洋板块俯冲到大陆板块之下而形成的狭长的海底沟槽（最深：马里亚纳海沟）。 岛弧：当大洋板块俯冲到地幔一定深度时，板块就会脱落、熔融，熔融的物质上涌从而导致靠近海沟的大陆边缘岩石圈的拉张，拉张就使得大陆边缘与大陆主体分离，形成弧状的岛屿（当然大洋岩石圈的褶皱或者隆起也可以形成岛弧） 边缘海：岛弧与大陆主体之间陷落形成盆地弧后盆地，如果弧后盆地与海洋连通就形成了边缘海。c. 大洋中脊、大陆裂谷与地缝合线d. 大陆架、大陆坡、大陆隆与深海盆地区域构造地貌在大地构造的背景上，由于区域构造差异而形成的具有区域特征的构造地貌，叫做区域构造地貌。（一般把海拔低于200m的比较广阔的平坦地面叫做平原，把海拔大于1000m的比较广阔的平坦平原叫做高原。相对起伏高差大于200m的突出于地面并具有一定高度的正向地形叫做山地，由山地环绕的负向地形叫做盆地）局地构造地貌（1） 、褶曲地貌 由于岩层褶曲而形成或者受褶曲构造控制的地貌 单斜地貌：发育在褶曲一翼单向倾斜岩层上的地貌（单面山和猪背脊） 背斜山和向斜谷 背斜谷和向斜山 顺向河与次成河 穹窿地貌（2） 、断层地貌 断层崖和断层谷（3） 、火山地貌 火山锥、火山口、火口湖、熔岩台地、熔岩丘、熔岩垄岗矿物与人类： 矿物是人类生活资料的重要来源；是人类生产资料的重要来源第5章 大气圈与气候异规律大气的成分： 大气是由多种气体、固体微粒和液体微滴混合组成的混合物。除去固体杂质和水汽之外的混合气体，称为干洁空气（干空气）主要由氮气氧气及稀有气体组成。主要成分：氮氧氩微量成分:CO2、水汽、CH4、N2O、SO2、CO、H2、NH、及惰性气体氦氖氪痕量成分：H2S、NMHC（非甲烷类烃）、臭氧、NO2、NO、H2O2几种重要的微量成分和痕量成分的作用与功能二氧化碳：吸收地面长波辐射，使低层大气变暖；同时向周围及地面放射长波辐射对大气和地面温度有明显的温室作用臭氧：吸收太阳紫外辐射，使大气温的升高；同时，使地面上的生物能够免收过多的太阳紫外辐射的伤害，而穿透大气层到达地面的少量紫外辐射，对人类和大部分地球表面生物是有益的，对生物圈着保护作用，故平流层臭氧被称为地面生物的保护神。它还是一种重要的温室气体，对流层臭氧增加将会使地面温度升高。水汽：在天气和气候形成和演变中担当者非常重要的角色，吸收和放射辐射调节温度污染气体：气溶胶：大气中均匀分布的相当数量的固体微粒和液体微滴所构成的稳定混合物。主要集中在大气底层，成为水汽凝结核，对云雾江水等的形成起重要作用大气的结构：大气分为：对流层、平流层以及高空的中间层、暖层和散逸层对流层：最底层，地界是地面。云雾雨雪等主要的天气现象都出现在此层。受地球表层的影响最大，一直接从地球表层获得物质；二从地球表层获得热量，影响对流层大气的水平和垂直温度分布。特征：一般情况下，气温随高度升高而降低，Y=0.65/100m；空气的对流运动显著；天气现象复杂多变。平流层：对流层以上5055km。温度基本不受地面影响；气流平稳，以水平运动为主，垂直混合作用微弱，且水汽含量极少，几乎没有任何天气现象。稳定的气流以及极佳的透明度非常适合飞机的 空中飞行。中间层：平流层顶到80-85km。气温随高度上升迅速下降，没有相当剧烈的垂直运动（高空对流层）。顶部气温可降到-113-83。暖层：中间层到800km高空为暖层，又称为热层。主要物质（氧原子）能强烈吸收波长小于0.175m的太阳紫外线辐射，因此气温随高度增加而迅速升高。密度小，且处于高度电离状态，又称为电离层。能反射无线电波，对远距离无线电通信有特别重要的意义。散逸层：外层。十分稀薄，因远离地面，受引力小，运动速度极快，经常由大气质点散逸到星际空间，气温变化不明显。*对流层的厚度主要受对流强度的控制，而对流强度的大小往往受地面温度的控制，所以，一般来说，地面温度越高，则对流强度越大，对流层厚度则可能越大。大气的运动（不同规模的大气运动称为大气环流）直接原因：气压的时空分布和变化，尤其是水平气压梯度力的存在和变化直接结果：地球上的物质和能量得以传输水平气压梯度力气压梯度是一个向量，方向垂直于等压面，由高压指向低压：大小等于两等压面间的气压差除以其间的垂直距离，Gn=-p/N。存在气压梯度的地方，空气分子受到力的作用，驱使着空气沿着和气压梯度相同的地方移动，这种力称为气压梯度力。地转偏向力（科里奥里力）由于地球的自转，地球表面运动的物体都会发生运动方向的偏转（南左北右）。只改变物体运动的方向；与运动方向垂直；大小与物体运动的线速度成正比；大小与纬度的正弦成正比，赤道处为零，向两极逐步增大。大气的辐合与辐散大气在气压梯度力作用下，由高压去流向低压区。在高压中心附近，大气向周围流动，辐散（反气旋）；在低压中心附近，大气由周围向中心集中，辐合（气旋）。气旋对应大气辐合，反气旋对应大气辐散；地面辐合则高空辐散，.。大气环流在太阳辐射、地球自转、地面性质以及地面摩擦的共同作用下，大气圈内的空气产生了不同规模的三维运动，总称为大气环流。大气环流是形成各种天气气候的主要因素。太阳辐射是大气环流的原动力。 行星风系：太阳系中的任何行星只要它周围包围着气圈，都有环流现象发生，发生在行星上的总的大气环流现象称为行星风系。？ 季风：大范围地区，盛行风随季节变化而发生有规律改变的现象，称为季风。主要由于海陆间热力性质的差异造成的，其次是由于行星风系的季节移动而形成的。 局地环流：由于局部环境的影响，如地面受热不均、地形的起伏以及人类的活动等引起的小范围气流运动。 海陆风：发生在沿海地区的、白天吹海风、夜间吹陆风、以一日为周期的周期性风系。 高原季风：高耸挺拔的大高原，由于它与周围自由大气的热力差异所形成的冬夏相反的盛行风系，称为高原季风。 山谷风：在山区，白天从谷地吹向山坡、夜间从山坡吹向谷底，以一日为周期的周期性风系。 焚风：当流经山地的湿润气流受到山地阻挡时，被迫沿坡绝热爬升，这时按照干绝热递减率降温。当达到水汽凝结高度时，形成云，此后，按照是绝热递减率降温，逐渐形成降水，空气继续沿坡上升，降水也不断发生。当越过山顶以后，空气沿坡下沉增温，水汽含量大为减少，按照干绝热递减率下沉压缩升温。由于干绝热温度变化率比湿绝热温度变化率大，过山后的空气温度比山前同高度上空气的温度要高得多，湿度也小得多，形成了沿背风坡向下吹的既热且干的风，称为焚风。 “城市热岛”和“城市风”：气候分异规律 由于各地接受的太阳辐射量不同，大气环流状况及下垫面性质也各不相同，造成了不同地区的气候差异显著。 气温差异 由于受海陆冷热源的不同影响，在冬、夏不同的季节，海陆之间存在着明显的温度差异。由于海陆热力性质的差异及其相互影响，在冬夏不同的季节，无论是大陆还是海洋，其中部与东西两岸的气温差异都十分显著。 气候分异 气温和降水两个要素是决定气候分异的基本依据。人类对大气圈的影响和改变改变了大气的组成；改变了大气圈的结构；改变了局部和全球的气候。第6章 水圈与水量平衡海洋表层海水盐度的分布和变化主要受蒸发量和降水量的制约，其次受陆地径流、结冰和融冰、洋流等因素的影响。一般来说，降水量大于蒸发量的海区盐度偏低；反之，则盐度偏高。陆地水 河流 河流沿途接纳支流，形成复杂的干支流网络系统，就是水系。每一条河流或每一个水系都从一定的陆地面积上获得补给水，这一集水区就是河流或水系的流域。 径流形成过程 大量降水到达地面后，除一部分蒸发外，其余则通过地下或地面汇集到河流，这种汇水过程称为径流。大气降水阶段植物截留阶段流域蓄渗阶段坡地漫流阶段河槽集流过程 湖泊 按成因分：构造湖、火口湖、堰塞湖、河成湖、风成湖、冰成湖、海成湖、溶蚀湖； 按湖水排补情况分：吞吐湖、闭口湖； 按湖水与海洋沟通情况分：外流湖、内陆湖； 按湖水矿化度分：淡水湖、微咸水湖、咸水湖、盐水湖； 按湖水营养物不同分：贫营养湖、中营养湖、富营养湖。 沼泽 沼泽是地面长期处于过湿状态或潴滞着微弱流动的水，生长喜湿和喜水植物，并有泥炭积累的洼地。主要分布四川的诺尔盖高原，东北的三江平原、大小兴安岭、长白山地等。 沼泽形成的自然条件一般要求地势低平、排水不畅、蒸发量小于降水量、地面组成物质黏重不易渗透。 地下水 存在于地面以下岩层空隙中的各个不同形式的水。 冰川 冰川根据成因、形态和存在地区不同分成大陆冰川和山岳冰川。大陆冰川是由于所处纬度高，冰雪常年难以融化形成，呈盾形，主要分布在南极大陆和格陵兰岛山岳冰川是由于海拔高，气温低而形成，呈舌状，主要分布在北美洲大陆和亚欧大陆的一些高山地区。水圈的结构 水圈的水平结构具有连续性和不均匀性。在垂直方向上，水圈具有近地面集中分布特征、垂直分层的特征和相态分异特征（水的相态在垂直方向上有规律的变化现象）。水圈的演化 从无到有（自生的或外生的） 水从少到多 从酸性到碱性 从气态到液态、固态 水的运动 水循环 地球上各种形态的水，在太阳辐射重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断发生相态转换和周而复始运动的过程。洋流 洋流是指海洋中具有相对稳定的流速还有流向的海水，从一个海区水平地或垂直地向另一个海区大规模地非周期性地运动。按成因分风海流、密度流、补偿流；按本身与周围海水温度的差异分暖流和寒流。水量平衡水量平衡的概念是建立在现今的宇宙背景下，地球上的总水量接近一个常数，自然界的水循环持续不断并具有相对稳定性这一客观的现实基础上。根据质量守恒定律，地球上任何一个区域在任何一时段内，水的收入与支出差额等于该地区的蓄水变化量。通用水量平衡方程 I（收入项）-Q（支出项）=S（蓄水变化量） P（降水量）+E1（凝结量）+R表（地表流入量）+R地下（地下流入量）+S1（始蓄水量）=E2（蒸发量）+R表（地表流出量）+R地下（地下流出量）+q（工业及生活用水量）+S2（末蓄水量）（P+R表+R地下）-(E+R表+R地下+q)=S水荒（1） 、水的时空分布不均，给水的利用这造成困难；（2） 、随着人口的增加，生活水平的提高，工农业生产及城市的发展以及其他社会用水的扩大，使总的需水量增长太快，水利的建设速度很难适应需水量的增长速度，结果出现供需矛盾；（3） 、水资源利用不合理，管理不善，大量浪费水资源的现象较普遍；（4） 、水体污染严重，可利用的水资源减少。第7章 生物圈与生态系统生物圈的组成元素组成生物体的元素组成主要是氢氧碳，此外还有微量的氮、钙、钾、硅、镁、磷、硫、铝。系统组成陆地生物系统和海洋生态系统。生物组成原核微生物、原生生物、后生植物、后生动物。生物圈的结构垂直准正态分布指在垂直方向上，集中分布在某一范围内，而向上和向下都逐渐减小。（生物集中分布在平均海平面附近，从海平面向上或者向下随着高度或深度的增大，生物的种类和数量依次减少。）水平连续不均匀结构水平分布具有以下两个特征：连续性和不均匀性。地球表面任何一个地方都有生物分布，生物在地球表面的分布是连续的。当然这个圈层不是一个很均匀的圈层。多级嵌套结构在空间上相互交叉、叠置、并且相互联系、相互作用。结构特性亲岩性、亲水性、亲气性、亲光性、温控性。生物的地域分异与区系性区域分异，指地球上的动植物随着自然环境的空间地理变化，而产生一定的地理格局，形成不同的动、植物区域。区系性特征：地带性（纬度地带性）、干湿度分带性、垂直带性、地方性、区系性。生物圈的形成与演化生命的起源从无机到简单有机物阶段、从简单有机物到复杂有机物阶段、从高分子有机物到具有新陈代谢机能的蛋白质体阶段。生物圈的演化生物种类由少到多与生物圈结构由简单到复杂，生物分布的空间由小到大并由海洋向陆地扩展生态系统的组成非生物物质生物有机体 生产者有机体 消费者有机体 食草动物、食肉动物分解者有机体（还原者有机体）生态系统的结构 营养级 不同的生态系统往往具有不同数目的营养级，一般为3-5个。在一个生态系统中，不同营养级的组合就是营养结构。 食物链 食物网 生态放大作用*一个有机体在金字塔中的位置越高，它的组织中污染物的浓度就可能越大。生态系统的功能生物生产 绿色植物被称为生态系统的第一性生产者或初级生产者，其生产量称为第一生产量或初级生产量。生态系统的能量流（生态系统的能量单向流动的现象）（1） 、生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低；（2） 、能量只朝单一方向流动；（3） 、流动中能量逐级减少；（4） 、各级消费者之间的能量利用率也不高；（5） 、只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能才能保持动态的平衡。生态系统的稳定性生态平衡在发展的早期阶段，系统生物种类成分少、结构简单、食物链短、对外界干扰反应敏感、抵御能力小，所以是比较脆弱而不稳定的。当生态系统逐渐演替进入成熟时期时，生物种类多、食物链较长、结构复杂、功能效率高、对外界的干扰有较强的抵御能力，因而稳定程度高。 生态平衡的维持和调节主要是通过系统的反馈机制、抵抗力和恢复力实现的。第8章 大气圈与岩石圈的相互作用岩石风化与气候地球表层的岩石，在太阳辐射、大气、水及生物的作用下，其物理、化学性质不断地发生着变化，并形成新物质的过程，叫风化作用。物理风化又称机械风化，是指岩石崩解、破碎而使其物理性质发生变化的过程。化学风化指岩石在大气、水及生物的作用下，化学性质发生变化的过程。生物风化岩石在生物作用下，其物理性质或化学性质反生变化的过程。风化壳地球表层岩石风化后，由残留在原地基岩上的风化产物组成的壳层。气候对岩石风化的影响在干旱地区，由于缺乏水的参与，化学风化作用比较弱；在寒冷地区，由于温度低、生物稀疏，化学风化与生物风化都较弱；在冰缘地区，由于温度经常变化于冰、冻点附近，冻结与融化交替频繁，因而使物理风化作用比较强烈；在温暖湿润的地区，由于温度高、降水多、生物比较茂盛，化学风化和生物风化都比较强烈。表现在风化壳的厚度与特征上：热带、亚热带地区多形成酸性的红色风化壳；在湿润的温带森林区，主要为弱酸性的棕色或黄色风化壳，厚度也较小；在半湿润、半干旱的森林草原或草原地区，发育的主要为浅色的、中性至碱性的钙质风化壳，厚度也不大；在干旱荒漠地区，化学风化更加微弱，发育的为含碎屑的碱性风化壳，颜色更浅，厚度更薄。岩石圈变动与气候海底在扩张，大陆在漂移，山地在隆起，海沟在加深。地貌与气候地球表面的形态叫做地貌。地貌是内动力（内部能量所产生的作用力，主要由岩石圈的变动表现出来）与外动力（地球表面受大气、水的运动与生物作用而产生的力）共同作用的结果。塑造地貌的外动力，主要受气候因素的控制。风成地貌大气圈与岩石圈相互作用的结果。基本条件：植被稀疏的干燥的地面； 较大的有相对固定风向的地面风； 破碎的交易被侵蚀的岩石。风对地面岩石的侵蚀作用，称为风蚀作用。表现：风的吹蚀作用，也就是地面的松散颗粒被风刮走的过程；风的磨蚀作用，即风吹动沙粒或石块对地面撞击、磨损的过程。当风力减弱或遇到阻碍时，由风携带的颗粒就会降落到地面并在地面停止运动并堆积，这就是风积作用。风蚀地貌：风蚀石窝：在岩壁上形成的大小不等、形状各异的洞穴和凹坑。风蚀蘑菇：突出于地面的、顶部大底部小、形态浑圆，类似于蘑菇的岩石。风蚀谷地：在干旱荒漠地区，风对洪流形成的冲沟进行侵蚀改造而形成的谷底。风蚀残丘：经长期的风蚀作用形成的突兀于平坦地面上的残留的岩石小丘。风蚀雅丹：风吹蚀干燥地区的古代河湖相土状堆积物而形成的沟槽与龙岗相间的崎岖起伏、支离破碎的地面。风蚀洼地：由松散物质组成的经风力吹蚀形成的蝶形洼地。风蚀城堡：风力作用于岩层产状近水平的基岩裸露的隆起地面形成的平顶丘，远看就像突立于平地上面的颓废了的城堡。沙尘暴：大风扬起的地面尘埃使空气浑浊，水平能见度小于1000m的恶劣天气现象。要求：除地面比较干燥外，岩石圈表面要比较破碎或分布有较多的松散沉积物。具有特定的大气环流条件。第三篇 圈层间的相互作用第9章 水圈与岩石圈的相互作用岩石与水沉积岩的形成经过了四个阶段：风化剥蚀阶段、搬运作用阶段、沉积作用阶段、成岩作用阶段。无论是哪个阶段，都离不开水的作用。火成岩主要是由于岩浆冷凝而形成。含有一定量的水。变质岩是由沉积岩或火成岩变质而来的。流域：内流域：河水不流入海洋的流域。外流域：流域的水汇入海洋的流域。流域的形态也受到岩石圈的结构与构造的影响与控制。水负荷均衡调整与岩石圈的形变由于水的分布发生了变化，水负荷均衡调整导致的岩石圈变形的的区域也随之发生变化。所谓水负荷均衡调整是指