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第五章 自然环境的整体性与差异性
5.1 自然环境的整体性
学习目标
课程标准:
1.9 运用图表并结合实例,分析自然环境的整体性和地域分异规律。
学习目标:
结合图表资料,理解自然环境整体性的基本内涵,说明自然环境各要素之间的相互作用。
结合实例,掌握自然环境整体性的生产功能和稳定功能。
结合实例,理解自然环境整体性的表现,并能够根据整体性原理解释相关地理现象。
“五岳归来不看山,黄山归来不看岳”。被誉为“天下第一奇山”的黄山,不仅山峰险峻、秀美,而且以奇松、怪石、云海、温泉四绝闻名。地质、地貌、生物、大气、水等其中一项特色突出的山,就能美名远扬,而黄山松、石、云、泉俱绝。
1、黄山拥有四绝的神奇组合是偶然现象吗
2.你能对这种神奇组合做出解释吗
1、组成要素
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
思考:
图中有哪几种自然环境要素
水在各要素间是如何转换的
1、组成要素
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
地貌
大气
植被(生物)
河流(水文)
土壤
岩石
自然环境由大气、水、土壤、生物、岩石及地貌等要素组成。
1、组成要素
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
思考:
图中有哪几种自然环境要素
水在各要素间是如何转换的
部分土壤水通过蒸发作用直接进入大气;部分土壤水通过植物根系被植物吸收,并通过植物蒸腾作用直接进入大气
大气中的水汽在适当条件下凝结形成降水,降落到植物叶面和地表,被植物吸收或转化为地表径流和土壤水
被植物吸收的水分通过蒸腾作用再次进入大气,进入土壤的水分则继续重复上述转换过程
1、组成要素
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
2、物质迁移和能量转换
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
自然环境各要素并不是孤立、互不相关的,而是通过水循环、生物循环、岩石圈物质循环等过程进行着物质迁移和能量交换,形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。
水循环
大气
大气
陆地
海洋
水汽
输送
径流
输送
降水
蒸发
降水
蒸发
生物循环
植物
微生物
环境
动物
岩石圈循环
岩浆岩
变质岩
沉积岩
岩浆
2、物质迁移和能量转换
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
阅读案例:生物循环将自然环境要素联系为整体,分析生物在自然环境的形成与演化中的作用。
生物循环是指生态系统中生物和环境间的物质流动过程,周而复始的生物循环改变了各环境要素的性质。
地球早期大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,没有氧和氮。现今地球大气组成,是生物循环的结果。陆地水中溶解的元素在相当程度上也受生物循环制约。生物从陆地水中选择性吸收化学元素,改变了陆地水中的元素组成。生物循环改变了陆地水的循环过程。石灰岩等沉积岩以及煤炭、石油等化石能源都是生物循环的产物。生物循环影响着岩石的风化,促进了土壤的形成。
据有关资料,自地球上有生命以来,创造的生物物质已达4x1022千克,相当于对流层大气质量的1万倍,水圈质量的30倍和沉积岩质量的16倍。自然环境中的物质已多次被生物加工。地球上生物循环的出现,将自然环境要素联系为一个整体,使地球面貌发生了根本的改变。从而形成了适宜人类生存的自然环境。
2、物质迁移和能量转换
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
阅读案例:生物循环将自然环境要素联系为整体,分析生物在自然环境的形成与演化中的作用。
生物循环
植物
微生物
环境
动物
改变大气成分,改造大气圈
制约陆地水的化学成分,改善陆地的水分状况
改造岩石圈,促进土壤的形成
改变地球面貌,形成自然环境
二、自然环境的整体功能
自然环境作为一个系统,在各自然环境要素共同作用下,拥有了整体功能,如生产功能、稳定功能等。
自然环境的功能既包括自然要素的自身功能,也包括整体功能。
二、自然环境的整体功能
1、生产功能
概念:指自然环境具有合成有机物的能力
植 物
大 气
土 壤
叶绿素
热量和CO2
水 分
营养盐
水 圈
岩石圈
提供
提供
提供
光合作用
生产出有机物
二、自然环境的整体功能
1、生产功能
生产功能的差异性:生物、大气、水、土壤、岩石及地貌的不同组合,生产功能强弱有明显差异
山地“阴阳脸”是指以山脊线为界,一侧山坡林木葱郁,另一侧山坡草地青翠。在山地丘陵地区,阴坡和阳坡由于光照、热量、与降水等方面的差异,地表植被受其影响出现“阴阳脸”。
祁连山:阴坡植被是森林,阳坡植被为草地
相邻的坡地与平地,坡度、太阳辐射、水分条件、土壤肥力、风化物粗细等也不同,共同影响着土地的生产功能,即使生长同种植物,生物量也有较大差别
二、自然环境的整体功能
2、稳定功能
活动:自然环境要素通过物质和能量交换,使自然环境具有能够自我调节、保持性质稳定的功能
活动:分析藏羚羊数量与环境的关系
环 境 食物、水源丰沛
寒潮少
多避风处及含盐土壤充足
藏羚羊 存活率上升
数量增加
环 境 食物、水源、避风处、含盐土壤不足
藏羚羊 存活率下降
数量锐减
二、自然环境的整体功能
2、稳定功能
概念:自然环境要素通过物质和能量交换,使自然环境具有能够自我调节、保持性质稳定的功能
人类活动增加了大气中的二氧化碳含量大气本身不具有消减二氧化碳的功能
自然环境主要通过以下两个途径来削减:其一,植物与大气的碳交换,把碳保存在植物体及土壤中;其二,通过海一气相互作用, 大气中的二氧化碳和海水中溶解的钙相结合,形成沉淀,这是消减大气中二氧化碳含量增加的最主要途径
这样,通过自然环境要素间的碳交换,部分实现了大气中二氧化碳含量的相对稳定
二、自然环境的整体功能
案例:坡面土壤厚度的稳定性
一般来说,如果流水侵蚀强烈,土壤薄,下覆岩石受环境影响加剧,风化加速;相反,如果流水侵蚀较弱,在厚厚的土壤的保护下,岩石就不易风化。表面上看,流水对土壤的侵蚀很明显,一次降水过程就能观察到;而土壤的形成速度比较慢,短时间内难以察觉,土壤厚度似乎应该变薄。但事实上,在自然状态下植被生长良好的坡面,则经过多年的土壤侵蚀与土壤形成过程,土壤厚度一般没有明显变化。通过土壤与水、土壤与岩石间的物质交换,土壤厚度及自然环境具有相对的稳定性。
坡面土壤表层常常发生流水侵蚀。岩石不断风化,为土壤形成提供原料。流水侵蚀和岩石风化共同控制着土壤厚度。
三、自然环境的统一演化和要素组合
变化性:自然环境要素每时每刻都在演化
流水侵蚀下,高原的峡谷不断拓宽,高原面萎缩,逐步演化为山地
山地逐步侵蚀为丘陵,进而演化成平原
自然环境的演化,是要素间物质交换的结果,正是由于水与岩石的物质交换导致了流水地貌的演化
三、自然环境的统一演化和要素组合
湖泊演变为陆地的过程
土壤变化
淤泥转化为土壤
生物变化
水生-湿生-陆生生物
水文变化
水位变浅,水量减少
气候变化
小气候逐渐干燥
统一性:一个要素的演化必然伴随着其他各个要素的演化,各个要素的演化是统一的
案例:湖泊演变为陆地的过程
四、自然环境的统一演化和要素组合
湖泊演变为陆地的过程是地貌、气候、生物、土壤、水等要素的统一变化过程,在这一变化过程中,依次出现不同的自然环境要素组合
案例:湖泊演变为陆地的过程
三、自然环境的统一演化和要素组合
黄山“四绝”组合就是花岗岩断块山形成与演化过程中特定阶段的组合
花岗岩岩体沿节理风化,造就“怪石”
山体高大陡峭,气流抬升强烈,形成“云海”
在缺水少土的峭壁岩缝间,发育不良的黄山松成为“ 奇松”
岩浆上涌加热地下水,形成“温泉”
在遥远的未来,随着自然环境的演化,黄山特有的景观将逐步变化
意义:自然环境具有统一的演化过程,保证了自然环境要素之间的协调,形成了阶段性的自然环境要素组合
四、自然环境对干扰的整体响应
表现:某一自然环境要素受到外部干扰发生变化,进而改变了该要素与其他要素间的物质和能量交换,使得其他要素发生连锁变化,最终导致整个自然环境发生改变
森林面积锐减
生
态
环
境
恶
化
浮尘、扬沙天气增加
水旱灾害增加
地表沟谷纵横、岩石风化加速
水土流失加剧
腐殖质减少、土壤肥力下降
四、自然环境对干扰的整体响应
速度:与自然环境普遍存在着的演化相比,干扰下的环境变化多为快速的,各要素变化也不同步
陡峭山地逐步侵蚀为浑圆丘陵的演化过程中,植被同步由灌草演化为森林,这一过程可能需要上千万年
而遭受火灾干扰后,损毁植被由灌草演化为森林可能只需几十年
四、自然环境对干扰的整体响应
人类影响:人类对自然环境的干扰不断增强。通过自然环境要素连锁变化,不但干扰的后果常常被放大了,环境变化也越来越快,环境的快速变化往往不利于人类的适应
雨林面积
不断减少
大气CO2
含量增加
全球气候
变暖
海平面上升
淹没沿海低地
两极冰川融化
人类大量
砍伐雨林
随着人类活动强度的不断增强,全球变暖越来越严重,地球上的热带雨林,正在不断地被焚毁或者砍伐,面积不断萎缩,森林质量持续下降。据研究,100年来,全球已经有超过20%的热带雨林完全消失。思考:雨林被毁导致的后果。
四、自然环境对干扰的整体响应
活动:认识修建大坝对自然环境的影响
强化训练
世界经济论坛于2020年1月15日在伦敦发布《2020全球风险报告》。报告中提到未来10年的全球五大风险全部与环境相关。读图完成1~2题。
1.图中反映了自然地理环境的( )
A.差异性 B.制约性
C.整体性 D.平衡性
4.引起图中生态环境失调的自然要素主要是 ( )
A.气候 B.地貌
C.水文 D.生物
C
D
强化训练
3.阅读图文材料,完成下列各题。
芦苇,多年水生或湿生的高大禾草,具有较强的耐盐能力,是河口湿地生态系统中有机物质的重要来源。辽河三角洲是植被类型保存完好、面积较大的芦苇沼泽湿地。
分析图示芦苇分布区容易发生土壤盐渍化的原因。
过去每年春节前后,当地会在收割后的苇塘里放火“炼塘”,以提高来年芦苇的产量。分析这种做法对湿地、地下水、动物及土壤所造成的影响。
处于河流下游,地下水位较高;地处暖温带半湿润地区,蒸发量大于降水量;地处沿海,湿地水位降低时,易引发海水入侵。
对湿地:面积减小,调节气候的功能减弱;对地下水:地表水下渗量减少,地下水位降低;对动物:失去栖息地,动物种类减少;对土壤:有机质含量下降,土壤肥力降低。