第3章-自然地理环境的时间演化名师优质课获奖市赛课一等奖课件

综合自然地理学IntegratedPhysicalGeographyКомплекснаяФизическаяГеография第3章自然地理环境时间演化规律第1页IntegratedPhysicalGeography

第3章自然地理环境时间演化规律

提要：一、自然地理环境发展方向性二、自然地理环境节律性三、自然地理环境稳定性四、自然地理环境发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点第2页IntegratedPhysicalGeography

第3章自然地理环境时间演化规律

自然地理环境演化•从低级向高级•从简单到复杂•不停发展改变第3页第3章自然地理环境时间演化规律

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1.岩石圈发展方向性（1）地壳演化•地槽区（活动区）•地台区（相对稳定区）•地洼区（新活动区）第4页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）地貌发展戴维斯（Davis）地貌侵蚀循环理论:幼年期→青年期→壮年期→老年期（3）风化壳发育及土壤形成

波雷诺夫（Полынов）风化发育阶段:物理风化-化学风化

富钙阶段→富硅铝阶段→富铝铁阶段第5页IntegratedPhysicalGeography

2.大气圈发展方向性•

原始大气：H2O、CO、CO2、N2、NH3和CH4•CO2大气：O2、CO2逐步增多•当代大气：N2、O2大气3.水圈发展方向性•水圈中水体总量逐步增大•海水性质由酸性到弱碱性改变•海水含盐浓度逐步增大第3章自然地理环境时间演化规律

第6页第3章自然地理环境时间演化规律

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第7页第3章自然地理环境时间演化规律

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(1)生命起源

无机物→

简单有机物→

复杂有机物→

多分子体系→

原始生命从无机小分子物质→有机小分子物质从有机小分子物质→有机高分子物质从有机高分子物质→多分子体系从多分子体系→原始生命第8页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）生物进化第9页第3章自然地理环境时间演化规律

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植物演化:藻类→蕨类→裸子植物→被子植物第10页第3章自然地理环境时间演化规律

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动物演化单细胞动物→无脊椎动物→鱼类→两栖类→爬行类→哺乳动物→人类第11页第3章自然地理环境时间演化规律

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提要：

一、自然地理环境发展方向性二、自然地理环境节律性三、自然地理环境稳定性四、自然地理环境发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点第12页第3章自然地理环境时间演化规律

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节律性(节奏性、韵律性，rhythm，ритм)：

自然地理过程（及其现象）随时间重复出现改变规律，称为自然地理环境节律性，简称节律性，或节奏性、韵律性

周期性节律旋回性节律阶段性节律第13页第3章自然地理环境时间演化规律

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1.周期性节律•昼夜节律•月节律•季节节律第14页第3章自然地理环境时间演化规律

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2.旋回性节律

地理现象重复出现时间间隔长度不定，或者是按不等时间间隔重复出现现象。

地质旋回气候旋回第15页第3章自然地理环境时间演化规律

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（1）地质旋回

岩层沉积层序非常鲜明地反应了地质旋回节律性比如：地层剖面由老渐新重复出现：

砾岩-砂岩–页岩-石灰岩

反应：从海退到海侵或从地壳上升到下降旋回节律。第16页第3章自然地理环境时间演化规律

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地质旋回节律延续时间很长比如：加里东时期：延续2亿年，前半期地壳沉降占优势，后半期地壳上升占优势，伴随沉降发生海侵或褶皱运动。海西时期：延续时间稍短，为125百万年，前半期也以沉降占优势，后半期以上升占优势。第17页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）气候旋回气候变迁6亿多年来，地球气候史是以温暖时期和严寒时期交替演变为其基本特点。另外,还有干-湿改变纪内旋回超世纪旋回冰期一间冰期旋回第18页第3章自然地理环境时间演化规律

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世纪内旋回波动周期较短，在几年至几十年范围内。常见周期：22-23及35年

竺可桢：中国温度升降有50-100年周期。第19页第3章自然地理环境时间演化规律

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王绍武：中国20世纪气候趋势：降水：干→湿10年周期气温：暖→冷20年周期气温∩降水：暖干-冷湿-冷干-暖湿-暖干

40年周期第20页第3章自然地理环境时间演化规律

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•超世纪旋回周期长短超出100年以上如:周期1800-1900年超世纪气候旋回。分两个阶段：寒湿气候阶段，300-500年，期间冰川扩展，河流水量增加，湖泊水位上升；干热气候阶段，1000年以上，期间冰川后退，河流变浅，湖泊水位下降。竺可桢，中国5000气候变迁，有400年，800年和1200年，1700年周期。第21页第3章自然地理环境时间演化规律

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•冰期-间冰期旋回波动周期在1万年以上，甚至超出100万年气候旋回，第四纪早期极地和温带冰川作用很普遍。第四纪——冰川作用由一系列冰期和间冰期组成。冰期：气候严寒，冰川覆盖面积扩大间冰期：气候温暖，冰川覆盖面积缩小阿尔卑斯——四次冰期：固茨、明德、里斯、雨木三次间冰期第22页第3章自然地理环境时间演化规律

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3.阶段性节律

生物类群在周期性或旋回性改变背景上，以一定阶段为周期表现出突变性重复。（1）生物生长节律

罗辑斯蒂曲线（S曲线）第23页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）生物进化节律阶段性突变和跃升第24页第3章自然地理环境时间演化规律

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提要：一、自然地理环境发展方向性二、自然地理环境节律性三、自然地理环境稳定性四、自然地理环境发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点第25页第3章自然地理环境时间演化规律

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稳定性指自然地理环境影响条件发生变动，或人为干扰情况下，自然地理环境状态并不会变动过大，或变动后经自我调整机制作用，使其逐步恢复原态性质第26页第3章自然地理环境时间演化规律

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1.正反馈和负反馈如A事物增加，B事物也随之增加，正因果关系若A事物增加，B事物随之降低，负因果关系第27页第3章自然地理环境时间演化规律

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（1）正反馈（positivefeedback）假如回返信息使系统输入或过程原因在原来改变方向上得到放大，深入偏离初始状态，称为正反馈。当反馈环中一个要素发生改变，经过反馈环中各步骤连锁反应，加强这种改变趋势，使其脱离初始状态。自我增强作用第28页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）负反馈（negativefeedback）假如回返信息使系统输入或过程原因在原来改变方向上得到抑制或缩小，趋向回到初始状态，称为负反馈。当反馈环中一个要素发生改变，经过反馈环中各要素连锁反应，减弱了这种变动，使改变趋于稳定。自我调整作用第29页第3章自然地理环境时间演化规律

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第30页第3章自然地理环境时间演化规律

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正反馈是使偏差增强负反馈则使偏差抵消第31页第3章自然地理环境时间演化规律

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2.正、负反馈关系•正反馈自我增强作用和负反馈自我调节作用，系统必定是在变动与稳定、增长与衰减间改变之中。•负反馈自我调整作用强于正反馈环自我增强作时，系统趋于稳定。•正反馈自我增强作用超出负反馈环自我调整作用时，系统稳定遭到破坏，脱离初始状态。第32页第3章自然地理环境时间演化规律

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第33页第3章自然地理环境时间演化规律

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•自然地理环境不一样等级自然单元都是在历史发展过程中形成和不停向前演化。•稳定只是代表整个演化过程一个阶段。整个地球表层是不停向前发展，是由简单到复杂不可逆过程。自然地理环境在某阶段是稳定，但自然历史长河又是发展。•负反馈自我调整作用不会引发自然环境演化终止，负反馈环自我调整作用在演化过程中，即使是起“保守”作用，但它作用有一定程度，当一些变动超出“阈值”时，自我调整便会失去作用，系统会偏离初始状态。第34页第3章自然地理环境时间演化规律

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提要：一、自然地理环境发展方向性二、自然地理环境节律性三、自然地理环境稳定性四、自然地理环境发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点第35页第3章自然地理环境时间演化规律

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第36页第3章自然地理环境时间演化规律

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大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球形成，有利于吸引和积聚太阳星云物质，使体积和质量不停增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温到达熔融状态时，比重大亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻液态和气态成份，经过火山喷发溢出地表形成原始水圈和大气圈。行星地球开始了不一样圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换演化历史。原始沉积岩石圈、大气圈、水圈和生物圈早期阶段，能够追溯到距今25亿年前太古代。1.古代自然地理环境普通发展过程第37页第3章自然地理环境时间演化规律

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太古代早期（距今25亿年）地球表面有许多小型花岗岩陆块，其间为深度不一古海洋。地壳运动和岩浆活动广泛而又强烈，火山喷发十分频繁，“脱气”过程形成了大气圈和水圈。

大气圈富含CO2、水蒸汽、火山尘埃、极少N和非生物成因O。

陆地是酷热、荒凉。后期水圈中陆续出现了蛋白质、核酸、原核细胞、细菌和蓝藻，开始形成生命。第38页第3章自然地理环境时间演化规律

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元古代（距今6-25亿年）•大陆地壳逐步扩大、增厚，火山活动相对减弱，

大气中CO2浓度降低，游离氧增加。•原核生物进化为真核生物，嫌气生物转化为好气生物，物种数量增多。•植物经历第一次大发展，晚期出现了原始动物。•造山运动屡次发生并使小陆块逐步拼合为泛古陆。第39页第3章自然地理环境时间演化规律

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古生代（距今2.3-6亿年）泛大陆分裂，形成冈瓦纳、北美、欧洲和亚洲四个大陆。大陆分裂引发海侵。海生无脊索动物空前繁盛，海生植物出现向陆生植物过渡迹象，鱼类诞生。加里东运动后，古欧洲与北美合并为一个大陆。海西运动后，欧美大陆和冈瓦纳古陆合并，晚二叠纪，亚欧大陆形成。至此，新泛大陆宣告形成，海退现象相伴而生，鱼类和两栖动物到达旺盛，陆生植物日益繁荣，蕨类森林遍布各大陆。第40页第3章自然地理环境时间演化规律

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中生代（距今0.7-2.3亿年）自晚二叠纪起，泛大陆再次分裂，造山运动强烈。爬行动物繁盛之后又走向灭绝。鸟类、哺乳动物、被子植物欣欣向荣。第41页第3章自然地理环境时间演化规律

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古代自然地理环境改变主要包含：①由结构运动引发海陆变迁、陆地表面起伏程度改变以及地面物质大规模迁移；②作为气候改变表现形式全球冷暖干湿改变，大气环流形势和气候带改变；③生物界发展。第42页第3章自然地理环境时间演化规律

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2.新生代自然地理环境发展趋势

当代自然地理环境就是经过新生代，尤其是第四纪以来发展改变逐步形成。第四纪结构运动和气候变迁直接结果。第43页第3章自然地理环境时间演化规律

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（1）第四纪结构运动强烈地壳结构运动使新生代海陆轮廓显著改观，古地中海消失，欧非大陆深入靠拢，当代大地貌单元基本形成。大陆平均海拔由新生代初300增至875米。巨大地势起伏影响了气候改变，干扰了自然地理地带分布，而盆地和平标准不停接收河湖沉积。第44页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）第四纪气候变迁高纬地域和中低纬高山地域发生了屡次冰川作用，冰期与间冰期交替出现。据研究，每百万年发生冰川作用既达20次左右，冰期与间冰期温差约3-4℃或6-10℃不等。冰期与间冰期交替出现，对自然地理环境造成了显著后果，表现在气候带移动、地表侵蚀和堆积情况、水文情况、有机界及土壤发生改变，海平面高度改变超出100m，海岸线位移达数百km，厚层黄土堆积等许多方面。第45页第3章自然地理环境时间演化规律

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最近1万年来全新世时期:冰川大量消融，气候全方面转暖，年均温上升8-10℃，海平面大幅度上升，中低纬山地雪线抬升1000m以上自然地带向极地方向移动5-10个纬度，自然地理环境逐步具备当代特征。含有显著波动性。第46页第3章自然地理环境时间演化规律

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（3）人类产生和发展地球表层系统进化史上最近重大飞跃。开始时人类只是天然系统中一个普通消费步骤，以后因为人类以社会生产方式改变生态系统能量和物质输入、输出和流通转换，形成了独立含有更为高级耗散结构开放系统——人类生态系统。

火使用是人类第一次将大量能量投入到生态系统中，自此以后输入能量逐步增多，人类生态系统进化发展也越来越快。现在人类活动已极大地改变了地球表层面貌，人类作用使含有耗散结构环境系统进入了一个全新发展阶段。第47页第3章自然地理环境时间演化规律

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提要：一、自然地理环境发展方向性二、自然地理环境节律性三、自然地理环境稳定性四、自然地理环境发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点第48页第3章自然地理环境时间演化规律

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伊萨钦科：组成成份发展都是相互联络，所以组成成份发展同时，成份间物质和能量交换也得到了加强。含有前进式发展特点，表现为新组成成份陆续出现，太阳能逐步积累和自然界地域分异日益强化。发展非直线过程，周期现象并不决定主要发展方向

纬度地带性作为普遍规律在发挥了作用。事物矛盾斗争结果。其中，有机体对环境适应和改造起着特殊作用。第49页第3章自然地理环境时间演化规律

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（1）从简单到复杂，从无序到有序能量与物质逐步以同心圆形式分异，最初形成岩石圈、大气圈和水圈，随即又从无机环境发展到有机环境，形成生物圈。

太阳能在地球表层中流通转化路径日趋复杂。作为一个开放系统，负熵流不停增加，积累着越来越多自由能，使它不停进化，形成越来越复杂有序耗散结构。第50页第3章自然地理环境时间演化规律

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（2）依次出现了三大耗散结构类型

自然地理系统（physicalgeographicsystem）

生态系统（ecosystem）

人类生态系统（humanecosystem）自然地理系统演化就是这三大系统进化发展关系:自然地理系统是生态系统环境第51页第