环境地学考试复习2013(重点版)

第一章在环境科学中所讲的环境也称人类生存环境，是指以人群为中心、为主体的外部世界，主要是地球表层与人类发生相互作用的自然要素及其总体。换句话说，以人类为中心，人以外的充满着各种有生命和无生命的物质、空间、条件和状况,即为人类环境。从环境地学研究的角度，可以将地球环境系统分解为生态子系统、资源子系统和社会经济子系统三个相对独立的部分。在这个系统中环境要素之间的相互作用通常遵循以下规律：木桶定律整体大于部分之和原理相互依赖性和不可替代性环境地学属于环境科学的分支学科之一，它是以人-地系统为研究对象，研究人-地系统的组成、结构、发展变化规律，并运用地球科学一系列分支学科的理论和方法来调节和控制、改造和利用人-地系统的科学。环境地学并不是研究人-地系统的全面性质，而只研究自然环境作用于人类的影响，以及人类作用于环境而引起环境变化对人类活动的反馈的那部分内容。环境地学研究的起步必须立足于坚实的野外调查与定位观测，结合室内化验分析与实验模拟资料，运用综合比较研究法和相关分析研究法，才能从宏观和微观相结合角度把握环境系统过程与功能时空分异规律。图片中子解的常识：叠层石，由古老的蓝绿藻和沉积物所形成，1800Ma；三叶虫，兴盛于寒武纪，5亿年；恐龙兴盛于珠罗纪、白垩纪，绝灭于第三纪开始0.65亿年。第二章太阳系是由恒星太阳、行星及其卫星、小行星、矮行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。太阳是太阳系的中心天体，占太阳系总质量的99.86%，其他天体都在太阳的引力作用下绕其公转。按照2006年在布拉格召开的国际天文学联合会（IAU）新的定义，太阳系中共计有八大行星，按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，按照最新的行星定义，原来的行星冥王星被降级为矮行星。太阳是一个炽热的气体球，在广阔的恒星世界中，太阳是一颗中等质量的壮年星。太阳大气层从内到外可分为光球、色球和日冕三层。太阳黑子是指光球上经常可以看到许多黑色斑点，是光球表面剧烈旋涡状气流形成的局部强磁场区域，是光球活动的重要标志。八大行星可归为三类：①类地行星，包括水星、金星、地球、火星等体积和质量都较小，密度大，卫星少的行星；②巨行星，包括木星、土星，其特征是体积和质量大，密度小，卫星多；③远日行星，包括天王星、海王星，其特征介于前两者之间。八大行星都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转，即行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性。小行星是指主要分布于火星和木星轨道之间，围绕太阳旋转的为数众多的小天体。大多数小行星的体积都很小，是形状不规则的石块或碎屑物质。目前已登记在册和编了号的小行星已超过8000颗。彗星是绕太阳运行的一种微小天体，是由冰冻着的各种杂质、尘埃组成云雾状的斑点。地球是目前发现的唯一有适宜生物生长发育的温度场、压力场、电磁辐射场、充裕氧气和液态水的星球；唯一经由板块构造过程不断更新的地表结构，使生命体所必需养分反复循环的星球。根据对地震波传播的研究，地球内部分为四个主要圈层，即地壳、地幔、地外核和地内核。各个圈层之间存在着一个物理上不连续的界面，即莫霍洛维奇界面(MohorovicicDiscontinuity)，简称莫霍面、古登堡面（GutenberyDiscontinuity）和利曼界面（RehmannDiscontinuity）。一种是质点振动方向与传播方向一致的纵波，另一种是质点振动方向与传播方向相垂直的横波。纵波又称P波；横波又称S波。地壳：是莫霍面以上的地球表层。其厚度变化在5-70km之间。其中大陆地区厚度较大，平均约为33km；大洋地区厚度较小，平均约7km。地壳为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类。这些岩石主要由各类富铝的硅酸盐矿物所组成。它们具有架状、链状或层状等比较松散的硅酸盐晶体结构。地幔:其厚度约2850km，占地球体积的82.3％，质量的67.0％。是地球的主体部分。是由固态的岩石所组成。球粒陨石的密度（３～５g/cm３）、化学成分与地幔相近，主要是由与球粒陨石成分相当的橄榄岩类［（Mg,Fe）2SiO4］所组成的。还含有少量金属硫化物或氧化物的流体。地核其体积约为地球的16.2％，质量约占地球的32.0％，地核的密度达9.98～12.5g/cm3。其成分以铁镍合金为主。在外核中，根据横波不能通过，纵波发生大幅度衰减的事实推测其为液态。岩石圈在地质学研究中常常将地壳和上地幔顶部刚性岩石层统称为岩石圈，其厚度约60～120km。岩石圈厚度不均一，通常认为在大洋中脊处岩石圈厚度接近于零，到大陆下部大约100～150km处。地球表层系统是由大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈和人类智慧圈所组成的复杂开放系统，也是环境科学、环境地学和地理科学重要的研究内容。根据地球最古老的岩石及其放射性同位素的测定，地球大约诞生于46亿年前。地球形成的早期是一个炙热的球体，球体表面的大气中几乎没有氧气，即早期的地球是一个无生命的世界。经过数十亿年的演化才逐渐形成了现代地球环境。物质是指那些具有质量并占据一定空间的客观存在。在地球环境系统之中物质常以固态、液态、气态和等离子态存在；其存在形式可归结为元素和化合物两大类。有92种自然元素存在。地球环境系统对人类社会生存和发展的影响，可以归结为自然资源、自然灾害、环境条件三个方面。自然资源是人类社会生产生活原料和燃料的来源，或是社会生产力布局的必要条件和场所。自然灾害是指发生在地球表层并给人类社会带来重大损失与危害的各种自然变异过程和事件。一般将自然灾害划分为突发性灾害和非突发性灾害。？环境质量对人类社会的生存和发展具有全方位、持续性的影响。第三章大气圈是指连续包围地球外围的空气层。大气圈的总质量约为5.31015t，其中98.2％的空气集中在30km以下的近地层。大气是由多种气体及悬浮其中的液态和固态杂质所组成的混合物。影响大气污染程度和污染物迁移转化的重要因素。其主要包括：①气温，②气压，③湿度，④降水量，⑤风，⑥云量，⑦大气能见度。依据大气温度、成分、电荷和大气垂直运动状况的垂直差异性，可以将整个大气圈划分为对流层、平流层、中间层、热层和逸散层五个层次。辐射是能量传播方式之一，也是太阳能传输到地球的唯一途径。太阳辐射通过星际空间到达地球，实际上大气层顶单位面积的表面所接受到的太阳辐射能并不均等于太阳常数，而是随时间和空间不同而变化，其变化受日地距离、太阳高度角和日照时间三个因素所制约。由于地面和大气温度比太阳低得多，因而地面和大气辐射的电磁波长比太阳辐射波长得多，其能量集中在3～120m的红外波段。故习惯上称太阳辐射为短波辐射，地面和大气辐射为长波辐射。太阳辐射的分布规律尽管受到其他因素的干扰，从全球范围来看，热量分布总趋势仍然与纬度大致平行，由低纬向高纬呈带状排列，形成地球上的热量带。热量带的划分有着不同的标准。气压梯度力：因气压在空间分布不均，便产生一个从高压指向低压的力，这是气压梯度力；科里奥利力：地球自转的角速度分为垂直和水平两个方向的分量，水平方向分量对地球上任何做水平运动的物体产生一个与其运动方向相垂直的作用力；摩擦力。季风，是指大范围的具有显著季节性变化的盛行风。在大气运动的过程中常常伴随有水分的蒸发、凝结和降水等过程。液态水吸热转化为水汽的过程叫蒸发。蒸发消耗的水量称为蒸发量，以蒸发失去的水层厚度（mm）表示。蒸发量大小与所在地区的年降水量也有关系。降水量是指降落在地面的雨和融化后的雪、雹、霰等，未经蒸发、渗透流失而积聚在水平面上的水层厚度（mm）。全球降水量的空间分布，受地理纬度、海陆位置、大气环流、天气系统和地形等多种因素制约。从降水量的纬度分布来看，全球可划分为四个降水带：赤道多雨带亚热带15～30少雨带中纬度多雨带高纬少雨带人类活动时刻不断地对大气圈施加各种各样的影响，这些影响可归结为：温室气体排放、臭氧层耗损、大气污染、城市小气候与热岛效应。大气层中那些对太阳短波辐射透明、且能够吸收地面和低层大气长波辐射的气体被称为温室气体，其种类主要有：CO2、CH4、N2O、CFCs等。大气污染是指大气中一些物质的含量超过其正常本底值且持续的时间足以对人体、生物及材料产生不利的影响和危害，这时的大气状况就称之为大气污染。大气污染源是指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、装置和设备。按大气污染物质的来源，可分为天然污染源和人为污染源。大气污染的天然污染源主要有：①火山喷发；②森林火灾；③自然风尘；④沼泽释放温室气体；⑤海洋飞沫。人为大气污染源可分四类：①工业企业排放源——点源；②家庭炉灶与取暖设备排放源——面源；③交通运输污染源——线源；④农业污染源——面源。按大气污染物发生成因可归为两大类，即一次污染物(primaryairpollutants)和二次污染物(secondaryairpollutants)。自然大气中O3多分布在距地面10～50km的平流层中，其浓度峰值在距地面25km左右，O3分子的混合比是指单位体积大气中所含O3气体的体积，以mL/m3表示。由于现代工业的发展，人们的活动范围已进入了平流层，如超音速飞机向平流层中排放大量水汽、氮氧化合物、碳氢化合物等污染物，另外现代化学工业所释放的制冷剂、喷雾剂和发泡剂，这些含有CFCs类物质的污染物进入平流层，在太阳辐射的作用下，能够加速O3耗损过程。一个区域大气污染程度取决于本区域污染源特征、环境因素。污染源特征决定着区域污染物数量和组成、排放方式和几何形状、相对位置和密集程度；环境因素决定了大气对污染物稀释扩散速率和迁移途径。城市小气候是大气圈局部经受人类活动强烈影响之后，形成的一种特殊的人工气候。第四章水圈是指地球上除了存在于各种矿物中的化合水、结合水以及被深层岩石所封存的液态水以外，由海洋、河流、湖泊、沼泽、地下水、冰川和大气水分等共同构成的一个环绕地球表层的不连续的圈层，其中海洋是水圈的主体。河流和大气水是水圈中水分交换最活跃、更新最快的水体。从整体上看水圈具有以下特点：在地球环境系统中水以液、固、气三态存在水是一种可重新利用、可更新的自然资源对流层中天气现象与水迁移转化密不可分水是生物生存的基本原料水是再生的和不可替代的自然资源水是地球环境中物质迁移转化的重要媒介物水分及其运动，一能调节气候，二能净化环境地表水热的不同组合孕育了多样的生存环境地球环境系统中水分循环的主要原动力是太阳辐射能、地心引力。从环境地学角度来看，地表水分循环的重要意义有：①缓解了地表湿度、温度的时空梯度，为生物创造了适宜的生存环境；②是地球环境系统中营养循环的传送带；③为人类社会生存和发展提供了水资源；④是地表环境自净过程的主要机制；⑤是自然环境过程主要组成部分；⑥许多矿产资源的形成也有赖于长期的水分循环。地面流水：分为片流、洪流和河流。片流：是指沿着山坡流动的面状暂时性流水。洪流：是指沿着沟谷流动的线状暂时性流水。河流：是指沿着沟谷流动的常年性流水。埋藏在地表以下，岩石或堆积物孔隙或裂隙中的水。地下水可分为：包气带水、潜水、承压水。湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水及水中物质组成的自然综合体。湖泊也是地表交替周期较长、流动缓慢的滞流水体，因受周期陆地环境和社会经济系统的制约，湖泊与河流和海洋相比，湖泊的动力学过程、生物化学过程均具有明显的个性和地区性的特点。沼泽是地表有多年薄层积水或土壤层水分过饱和、生长着喜湿和喜水植物的地段，沼泽具有以下三个特征：地表经常有薄层积水或土壤层处于水分饱和状态；其上生长湿生植物或沼生植物；地面表层或有泥炭层或无泥炭层，但地表下层均有灰蓝色的潜育层。地下水是存在于地表以下岩层、土壤层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水主要来源于大气降水的地表水的入渗补给；同时它又以地下渗流的方式补给河流、湖泊和沼泽，或直接注入海洋；上部土壤层中的水分则通过地表蒸发和植物蒸腾再散发到大气之中。地下水硬度的增高：一般把含有一定数量的Ca、Mg、Al和Mn的碳酸盐、重碳酸盐、氯化物、硫酸盐及硝酸盐杂质的水称为硬水。而水的硬度