自然地理学概论

第一篇自然地理学与地球表层系统第一章自然地理学与人类环境第二章地球与地球表层环境第三章地球表层环境与地球表层系统第一章自然地理学与人类环境•第一节日常生活中的自然地理学问题•第二节自然地理学研究的研究对象、内容、目的与意义•第三节自然地理学的性质•第四节自然地理学与地球表层系统自然地理学的研究对象•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。第一章自然地理学的研究内容•（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与变化规律。•（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。第一章自然地理学研究的目的与意义•通过对地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控，达到保护环境、合理利用环境、与环境协调共处，从而保障社会的可持续发展。第一章自然地理学的性质•1.综合性：综合性是指自然地理学多学科交叉、多要素融合的特性。•2.区域性:区域性是地理学的本质特性,区域特征、区域联系与区域分异规律为自然地理学的主要研究对象。•3.环境性：人类生存环境是地理学研究的主要对象与内容。•4.系统性：地球表层环境就是一个系统，可以称之为地球表层系统。系统具有整体性、层次性、动态性与结构功能性。第一章自然地理学的定义•自然地理学就是用系统的、综合的、区域联系的观点与方法，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。第一章自然地理学与地球表层系统的关系从系统科学的角度，可将地球作为一个巨大的系统---地球系统，将研究地球系统的科学称之为地球系统科学。地球系统又可划分为地球表层系统与地球内部系统.地球表层系统又可划分为地表自然系统与地表人文系统。自然地理学是研究地表自然系统的核心学科。第一章自然地理学与其他学科的关系自然地理学大气科学地质科学水文学生物学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科学、水文学、地质学与生物学。自然地理学，包含了这些学科的某些内容。从人类环境科学的角度来看，自然地理学是将这些内容有机地交叉、融合在一起，将人类生存环境作为一个完整的体系以及对各个区域的环境组合进行研究的。也可以说，自然地理学是大气科学、水文学、地质学与生物学的交叉学科或边缘学科.自然地理学与其他学科的关系第一章第二章地球与地球表层环境•第一节宇宙中的地球•第二节地外系统对地表环境的影响•第三节地内系统对地表环境的影响宇宙中的地球2.地球的质量及其环境效应地球质量不大也不小，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。3.地球的形状及其地理意义造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象（如气候、土壤、植被等）的地带性分布。1.日地距离及其环境意义距离不近也不远，为生命的孕育创造了条件。第二章4.地球的运动及其环境效应1）地球自转及其环境效应：地球自转产生了昼夜更替；地球自转产生了地方时；地球自转产生了地转偏向力。2）地球公转的地理意义：地球的公转导致季节的变化；地球的公转导致昼夜长短的变化；地球运动对地表温度调节、生命孕育的重要意义。宇宙中的地球第二章维持地表系统运行、地表环境发展的能量，主要来自太阳的辐射。太阳辐射作用于地表，由于地表接受的太阳辐射的差异，导致了行星风带的产生、季风的形成、水汽的运移、洋流的产生以及风化作用的进行。地外系统对地表环境的影响1.能量的来源2.引力的影响太阳与太阳系行星引力的作用，使地球沿着自身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速度。由于太阳与月亮引力的作用，产生了地球上的潮汐现象。第二章地外系统对地表环境的影响3.陨石撞击的环境效应4.其他宇宙因素的影响地表系统与地外系统之间，也存在着物质的交换；太阳活动；太阳风。改变了地表形态，造成陨石坑与环型山;陨石撞击导致地震;陨石撞击地球，导致地表环境的灾变;大的撞击还会导致岩石圈的破裂，引起板块分裂与运动。第二章1.能量的来源地内系统对地表系统的影响地内活动还对地表环境产生了一些其他的影响。火山、地震；地核、地幔物质的运动与相变。3.地内活动的其他环境效应地内系统与地表系统在不断地进行着物质的交换。2.物质的交换尽管太阳辐射是地表系统运行与发展的主要能量来源，但地球内能也对地表系统与环境产生了不可忽视的作用与影响。第二章第三章地球表层环境与地球表层系统•第一节地球表层系统的组成•第二节地球表层系统的结构•第三节地球表层系统的功能•第四节人类与地球表层环境四大圈层地球呈现出圈层构造，可以划分出内部圈层与外部圈层。内部圈层包括地壳、地幔、地核。外部圈层包括岩石圈、大气圈、水圈、生物圈。岩石圈指地球表层由固体岩石组成的圈层；大气圈指环绕地球的由气体组成的圈层；水圈指地球表层由各种形式存在的水组成的圈层；生物圈指地球表层所有活着的有机体组成的圈层。第三章人在四大圈层中的地位人是生物圈的一部分，又与一般的生物有着本质的区别。人类与四大圈层之间的关系以及人类在地球表层系统中的位置可以用下图来表示：图表示了三重含义：（1）人类是生物圈的一部分，但又不同于一般的生物；（2）人类生存在四大圈层的交界面上，四大圈层是人类诞生与发展的环境；（3）人类对四大圈层均有着重要的作用与影响。四大圈层之间及其与人类相互作用、相互影响，构成了地球表层系统。第三章生物圈三大界通常物质可以划分为无机物与有机物，自然界可以划分为无机界与有机界。但如果用无机界与有机界来概括表达地球表层系统，似乎还不够全面。因为人类诞生、发生发展在地球表层。人类在地球表层系统中的地位与作用，以及人类与自然环境之间的相互作用、相互影响，仅仅用无机界与有机界还难以表达清楚。在自然地理学中，更有必要来强调一下人类的重要性。故有人提出了用人文界来表示人类在地球表层系统中的重要地位与作用，以及人类与自然环境之间的相互作用、相互影响。可以这么说，地球表层系统是地球表层无机界、有机界与人文界相互作用、相互影响而构成的一个系统。第三章地球表层环境（系统）的结构不同空间尺度的环境系统在空间上相互交叉、叠置，并且相互联系、相互作用。因此是多级嵌套。1.垂直分层垂直分层现象非常明显：从地核、地幔、地壳，到水圈、大气圈等；大气圈又可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。2.水平分异所谓水平分异，就是指在水平分布方面的差异与变化。3.立体交叉组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，不是绝然分开的，而是相互交叉、相互渗透，在空间上构成了一个立体交叉的结构。4.多级嵌套第三章地球表层系统的功能对于系统来说，一般都具有物质传输、能量流动、信息传递的功能。垂直方向上，各个圈层之间、各个圈层内部的各个次级层次之间，都可能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。水平方向上，大洋与大陆之间、大洋与大洋之间、大陆与大陆之间、地区与地区之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。生物圈与其他圈层之间也存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。1.物质传输、能量流动、信息传递可以通过研究地表系统物质传输、能量流动和信息传递的过程与规律，来预测系统的可能变化，通过改变系统的物质流、能量流或信息流，来改变系统的结构与演化的趋势，从而达到对地表系统进行优化、调控的目的。2.地球表层系统的可预测、可调控功能第三章人类与地球表层环境1.地球表层环境对人类的作用与影响地球表层环境的演化与人类的诞生人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物地球表层环境的区域分异与三大人种的形成地球表层环境对人口分布的影响地球表层元素组成与人体健康自然灾害对人类的影响地球表层环境对社会发展的影响第三章地球表层元素组成与人体健康第三章地壳岩石中元素平均含量／µg.g-1人体血液中元素平均含量／µg.mL-1元素原子序数铬锰铜镁钙铍氢铍氟氟氢铷镉铹镉铹碲铼汞铼汞铅铅钡钡碘锡锡碲碘铷铜绅绅锌铁钙镁钠钠钾钾磷磷铬锰铁人体血液中元素含量均值地壳岩石中元素含量均值2.人类对地球表层环境的作用与影响人类与地球表层环境对环境的污染改变地表环境的结构改变地表环境演化的方向改变了地表环境变化的速率改变了地表环境的物质循环改变了地表环境的能量平衡对资源的消耗与破坏人类的影响第三章人类与地球表层环境3.人类与环境的协调发展资源、环境、人口与可持续发展《中国二十一世纪议程》议题地理学研究的核心内容资源的合理利用人与环境的协调发展自然灾害的防治第三章