水圈大气圈生物圈与岩石圈相互作用与地球表层系统重点-

1、第13章 水圈、大气圈、生物圈与岩石圈相互作用与地球表层系统（重点）基本要求：基本掌握地球表层系统的能量平衡概念。掌握地球表层系统物质循环的分类和主要类型大气循环、水循环、地质循环、生物循环、和生物地球化学循环的基本概念和内涵（难点）。掌握地域分异规律的概念。掌握纬度地带性概念和地球表面的热量分带（热带、亚热带、温带、寒带）特征及其与气候带的差异。掌握干湿度分带性的概念和干湿度分带性在我国的基本情况。掌握垂直地带性的概念和有关基带、森林线、雪线、顶带等基本概念。第13章 水圈、大气圈、生物圈与岩石圈相互作用与地球表层系统（重点）掌握土壤的概念。掌握有关土壤的组成、土壤剖面发生层次基本知识。基本

2、掌握土壤的物理性状（颜色、质地、结构、酸碱度等）（难点）。了解我国不同生物、气候条件下的土壤类型（发生分类）的分布规律。基本掌握影响土壤形成和发育的因素及其各因素对土壤发育的影响。掌握喀斯特的概念，喀斯特形成的基本条件。了解喀斯特地区地表环境的特殊性。理解喀斯特地区的水文地质条件的特殊性（难点）。第13-1节 地球表层系统的能量流动与能量平衡基本要求：了解地球能量的3大来源日辐射能、地热能、地球自转能。了解地球表层系统中不同来源的能量传输与转化方式。理解圈层间能量的交换及其热能、动能、化学能的交换形式。基本掌握地球表层系统的能量平衡概念。第13-2节 地球表层系统的物质迁移与循环基本要求：掌握

3、地球表层系统物质循环的分类和主要类型大气循环、水循环、地质循环、生物循环、和生物地球化学循环的基本概念和内涵。 第13-3节 地球表层自然环境的地域分异规律基本要求：掌握地域分异规律的概念。掌握纬度地带性概念和地球表面的热量分带（热带、亚热带、温带、寒带）特征及其与气候带的差异。掌握干湿度分带性的概念和干湿度分带性在我国的基本情况。掌握垂直地带性的概念和有关基带、森林线、雪线、顶带等基本概念。了解我国不同热量带的垂直带谱。了解其他地域分异规律，如高原、构造-地貌、地貌部位等引起的地域分异规律。第13-4节 土壤与土壤系统基本要求：掌握土壤的概念。掌握有关土壤的组成、土壤剖面发生层次基本知识。基

4、本掌握土壤的物理性状（颜色、质地、结构、酸碱度等）。了解土壤的系统分类和发生分类。了解我国不同生物、气候条件下的土壤类型（发生分类）的分布规律。基本掌握影响土壤形成和发育的因素及其各因素对土壤发育的影响。 第13-5节 喀斯特作用与喀斯特地貌基本要求：掌握喀斯特的概念，喀斯特形成的基本条件。了解喀斯特的分类和不同气候条件下主要的喀斯特地貌类型。了解喀斯特的（地下）垂直发育规律及其特征。了解喀斯特地区地表环境的特殊性。理解喀斯特地区的水文地质条件的特殊性。karstification：（酸性的）水对可溶性岩石 (碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩等)进行的综合地质作用和现象的统称。其以化学作用为特征（

5、溶蚀和沉淀），并包括水的机械侵蚀、崩塌作用以及物质的携出、转移和沉积。因此，karst一词，在不同的场合可有karst phenomeana、 karstification 、 karst region 等多重含义。 世界可溶性岩石以石灰岩为最多，其分布面积约占世界陆地总面积的15%。karst原是Yugoslavia西北部Istria Peninsula的Limestone plateau，当地称为Kras，意大利语carso（carsologica sinica），德语叫karst，意为石头。 18世纪初，欧洲人使用了karst一词。19世纪末，Yugoslavia学者司威依奇(J.Cvi

6、jie)首先对该地区进行研究，借用了karst作为Limestone terrain的一系列溶蚀作用过程和产物的名称，现已成为世界通用的Term。20世纪初，karst成为了独立的学科。 我国早在17世纪初明代地理学家徐霞客 (1587-1641年)就已有专著对湖南，广西、贵州、云南一带的karst morph 和300多个cave的特征进行了详细记述。 13-5-1 karstification岩溶作用、喀斯特化13-5-1-1 karstification的基本条件：岩石的可溶性、透水性；水的溶蚀性、流动性4个P319 Col1。13-5-1-2 karstification的过程：P31

7、9 Col13from botoom，最为普遍的是碳酸。CO2溶于H2O形成碳酸离解为H+1和HCO3-1H+1与CaCO3发生反应，置换出Ca+2HCO3-1+ Ca+2。 此过程是可逆的，当水中的CO2含量减少时，发生逆反应，CaCO3重新沉淀出来。13-5-1-3 karstification的空间分布：个方面：水文垂直分带、气候差异造成的从地表到地下的垂直分带：P319 the last Col.。 1）垂直渗流带（饱气带）地表到丰水期地下水位。水分以垂直运动为主，发育垂直的溶蚀和沉积微地貌形态。溶蚀形态发育，沉积形态较少，几乎没有侵蚀形态；2）季节变动带丰水期地下水位到枯水期地下水位

8、。丰水期水分以水平运动为主，枯水期以垂直运动为主。水平的和垂直的溶蚀和沉积微地貌均较 发育。沉积形态最为发育，溶蚀形态发育，几乎没有侵蚀形态；3）水平流动带（饱水带）枯水期地下水面以下，至附近补给河流水面。一水平流动为主，溶蚀和侵蚀形态发育，沉积形态不发育；4）深部滞留带位于水平流动带以下。Karstification（溶蚀、侵蚀、沉淀）微弱。 气候差异造成的：P320 Col20从karstification的基本条件可知，水的流动性和酸度是至关重要的。问：在什么气候条件下更有利于karstification？所以南方的洞穴很多，而。13-5-1-4 karstification是大圈层作用

9、的结果：H2O-水圈；CO2-气和生物圈、CaCO3-可溶岩。 13-5-2 Karst morph 13-5-2-1 岩溶类型（type of karst）： 可按气候环境 、形态特征、出露条件、可 溶岩岩性、水文地质等对岩溶做出的分类。 1)按气候带可划分为寒带、温带、中欧型、亚热 带、地中海型、热带岩溶、干旱区岩溶； 2)按高度或地貌区可划分为高山岩溶、高原岩溶 、丘陵平原岩溶、滨海岩溶、礁坪岩溶； 3)按出露条件可划分为裸露岩溶、覆盖岩溶、埋 藏岩溶； 4)按所在深度可划分为：地表岩溶、地下岩溶、 浅层岩溶、深部岩溶。 5)按岩溶形成时期可划分为：化石岩溶、现代岩 溶、古岩溶。6) 按

10、可溶岩岩性可划分为：石灰岩、白云岩、石膏岩溶、岩盐岩溶、盐湖岩溶、假岩溶、红层岩溶7) 按水文地质条件可分为包气带岩溶、饱水带岩溶、深部缓流带岩溶等。13-5-2-2我国常见的type of karst1)温带岩溶(temperate karst)：形成在温带，气温、雨量和降水强度都低，地表岩溶发育程度也低。岩溶形态以溶洞、干谷、浅封闭洼地和岩溶裂隙泉为主，也有地下河。在奥地利的阿尔卑斯地区和捷克等地的温带岩溶称为中欧型岩溶(central European karst)。我国华北一带的岩溶区，以干谷、大泉为主要特征，属温带半干旱岩溶。英国约克郡、日本秋吉台、我国东北的，则为温带湿润岩溶。 2

11、)亚热带岩溶(subtropical karst)：我国亚热带有明显的干季和雨季，年降水量在800mm以上，雨季集中在夏季。这种气候下，岩溶发育以各种洼地、盆地、漏斗及岩溶丘陵为特征，并有一些大的洞穴及地下河系。我国以四川、湖北、湖南、贵州、浙江及安徽为代表。 地中海型岩溶(Mediterranean karst)也是亚热带岩溶。它的气候特点是夏干炎热，冬温多雨，植被繁茂。形态以封闭洼地、坡立谷为特征，地下岩溶作用比较强烈，有许多大型洞穴系统，竖井及地下河。以Yugoslavia为代表。 3)热带岩溶(tropical karst)：具有岩溶发育的最高水分条件，地表与地下岩溶均发育强烈，溶蚀速

12、度较快。条件特征：降水量大（15002000mm）植被繁密、微生物作用强烈、植物腐植质分解完全（使土壤空气中CO2含量高）。 常形成峰林、峰丛、大型漏斗、谷地、洼地。由于热带地区岩溶水较快地达到饱和，因此形成大量的钟乳石，尤其是大量的洞外钟乳石。也是其特征之一。 4)干旱区岩溶(arid region karst)：降水量小、植被稀少，缺乏发育的外在条件，故地表及地下岩溶微弱。一般只形成溶痕、干谷等形态。5)裸露型岩溶(bare karst)：缺少植物和土层覆盖，可溶岩裸露地表。如都安七百弄岩溶区。有植物覆盖的裸露岩溶，在国外称为绿岩溶(green karst)。6)覆盖型岩溶（covered karst）：被松散堆积物覆盖的岩溶。如桂林南部。7)埋藏型岩溶（buried karst）：已成岩的非可溶性岩层之下的可溶岩所发育的岩溶。一般不反映于地表。如四川盆地底部被中生界红层覆盖的岩溶。8)石膏岩溶(gypsum karst)：发育在石膏、硬石膏层及其与石灰石、白云岩、盐石共生，但以石膏层为主的岩层中的岩溶。常见的形态有膏盐角砾岩、溶孔、小溶穴、落水洞