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第一节
自然环境的整体性
第五章自然环境的整体性和差异性
课程目标
1.结合实例理解自然环境整体性的基本内涵。
2.举例说明某自然地理要素在自然环境形成和演化中的作用。
3.举例说明自然环境各要素之间的相互作用。
4.从自然环境整体性的视角分析一些自然现象。
情景导入
“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。
黄山四绝
思考
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.自然环境由大气、地形、土壤、水文、生物、岩石等六大要素组成
大气
地形
土壤
水文
生物
岩石
气地土水生岩
自然环境要素间的物质迁移和能量交换
2.物质迁移和能量交换的途径
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
自然地理要素通过水循环、生物循环、和岩石圈的物质循环等过程,进行物质迁移和能量交换。
物质迁移
能量
交换
意义
各要素形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。
江南地区
要素相互关系
水
生物
岩石
无机盐
二氧化碳等气体、降水
氧气等气体
有机物
无机盐
有机物
矿物质
尘埃
降水、风能
降水
大气
“相互联系、相互制约、相互渗透”
要素相互关系
思考题
1.右图中有哪几种自然环境要素?
2.水在各要素间是如何迁移的?
1.要素:生物、土壤、大气、水、岩石
2.水在各要素间的转换:大气降水使土壤、水圈和生物不断获得水分的补给。水面的蒸发、土壤表面的蒸发和植物的蒸腾作用使水又以水汽的形式再进入大气
我国西北地区自然环境
干旱
大陆性
气候
植被
地貌
岩石
深居内陆
戈壁、沙漠为主
风化严重
稀疏
水文
河流欠发育
土壤
贫瘠
我国西北地区自然环境
自然环境的整体功能
自然地理环境作为一个系统,除了具备每个地理要素的独特功能之外,各要素间相互作用还会产生一些新的、整体的功能。
生产功能
稳定功能
概念:指自然地理环境具有合成有机物的能力
过程:植物提供叶绿素,大气提供热量和二氧化碳,土壤及水圈、岩石圈提供水分及无机盐,通过光合作用,生产出有机物
概念:自然环境要素通过物质迁移和能量交换,使自然环境具有能够自我调节、保持性质稳定的能力。
特征:各地理要素本身不具备平衡功能,但自然地理环境拥有此功能
生产功能
大气
CO2、光热
土壤岩石水圈
水分、无机盐
植物
叶绿素
结合起来
生产出了
有机物
提供
提供
提供
过程:绿色植物能进行光合作用
光照
(有机物)
6CO2+6H2O
C6H12O6+6O2
叶绿素
生产功能
坡度
差异
太阳辐射
水分条件
土壤肥力
风化物粗细
生物类型差异
生物量差异
生产功能差异
自然环境生产功能的差异性
相邻的坡地与平地,不仅坡度不同,其接受的太阳辐射、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。
稳定功能
案例:二氧化碳稳定性
植物通过光合作用将二氧化碳固定在植物和土壤中
通过海气相互作用,大气中的二氧化碳与海水中溶解的钙相结合进入海洋中
二氧化碳的消耗
+
动植物呼吸作用,产生二氧化碳
二氧化碳的产生
稳定
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控制着土壤厚度。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,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的变化。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。
案例:坡面土壤厚度的稳定性
案例:坡面土壤厚度的稳定性
坡面土壤厚度
生成
岩石的风化
流
水
侵蚀
减弱
加速
坡面土壤厚度
消耗
土壤厚度稳定性
强烈
减弱
流水侵蚀较弱,在厚厚的土壤保护下,土壤变薄少,岩石就不易风化,土壤生成少
流水侵蚀强烈,土壤变薄,下覆岩石受环境影响加剧,风化加速,土壤生成多
1.整治前当地土壤厚度与岩石裸露率、坡度与坡位的关系( )
A.坡位越高,土壤厚度越小
B.岩石裸露率越高,土壤厚度越小
C.坡位越低,土壤厚度越大
D.坡度越大,土壤厚度越小
2.村民种植玉米,造成石漠化最严重的坡位是( )
A.坡顶 B.上坡 C.下坡 D.洼地
云贵高原某小村寨以传统玉米种植为主,石漠化严重,经济落后,近年来,通过区域整治与开发,生态改善,村民收入提高。下图示意整治前当地土壤厚度与岩石裸露率、坡度与坡位的关系。据此完成下面小题。
D
B
问题探究
活动
分析藏羚羊数量与环境的关系
可可西里位于青藏高原西北部海拔多在4500米以上,是藏羚羊的主要栖息地。藏羚羊的繁殖率各年变化不明显,存活率却变化显著。若冬季食物、水源充足,寒潮少发,藏羚羊存活率上升,数量增加。当数量增加以后,食物、水源相对不足,避风处相对缺乏,藏羚羊存活率下降,数量减少。因此,在自然状态下,藏羚羊的数量虽然随着环境变化有所波动,但基本稳定。
1.推测可可西里地区的气候与植被特点。
气候特点:可可西里地处青藏高原西北部,海拔高,气温低,降水少,气候严寒。
植被特点:以高寒草甸为主,植被较为稀疏,生产力较小。
2.说明可可西里地区动物(如藏羚羊)是数量更易受环境条件影响的原因。
原因:可可西里地区气候严寒、植被稀少,所以生态环境脆弱,导致动物的数量更易受环境条件的影响。
3.藏羚羊的数量虽有波动,但基本稳定这种现象符合什么地理原理?
原理:自然环境的稳定功能。
自然地理环境的统一演化和要素组合
1.自然环境要素每时每刻都在演化。各要素相互影响、相互制约、相互渗透。
2.一个要素的演化必然伴随着其他各要素的演化,各个要素的演化是统一的。
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要素组合。
高原
流水侵蚀下,高原的峡谷不断拓宽,高原面萎缩
山地
逐步侵蚀
丘陵
进而演化
平原
自然环境整体性原理
地形的演化
案例探究
湖泊演变为陆地的过程
湖泊淤积,逐步变浅,面积萎缩。同时,水量逐步减少,生物由水生生物演变为湿生生物,最后演变为陆生生物,湖底底泥转化为土壤,小气候也逐渐干燥。湖泊演变为陆地,是地形、气候,生物、土壤、水文等地理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。
问题:请根据统一变化过程的原理,分析在湖泊演变为陆地的过程中,各地理要素是如何统一变化的。
答.在湖泊演变为陆地过程中,各地理要素是统一变化的。 随着湖泊面积逐渐缩小直至消失,水面蒸发进入大气的水汽逐渐减少,地方气候趋于干燥,水生生物逐渐被陆生生物代替,土壤水位逐渐下降。
3.阅读图文材料,完成下列要求。
随着非洲板块及印度洋板块北移,地中海不断萎缩,里海从地中海分离。有学者研究表明,末次冰期晚期气候转暖,里海一度为淡水湖。当气候进一步转暖,里海北方的大陆冰川大幅消退后,其补给类型发生变化,里海演化为咸水湖,但目前湖水盐度远小于地中海的盐度。下图示意里海所在区域的自然地理环境。
(1)板块运动导致的山脉隆起改变了区域的地貌、水文和气候特征,分析这些特征的变化对里海的影响。
(2)末次冰期晚期里海一度为淡水湖,对此作出合理解释。
(3)分析补给类型发生变化后里海演化为咸水湖的原因。
(4)指出黑海、地中海未来演化为湖泊的必要条件。
高考链接
【答案】(1)山脉隆起,里海与海洋分离,形成湖泊(湖盆)。山脉隆起,导致里海汇水面积缩小,湖泊来水量减少,湖泊面积缩小。山脉隆起,阻挡湿润气流,导致干旱,推动湖泊向内陆湖演化。
(2)气温仍较低,湖面蒸发弱;受冰雪融水补给;补给大于蒸发。
(3)有河流汇入,带来盐分;无出水口,盐分无法排出;地处内陆,蒸发强烈,导致盐度升高。
(4)非洲板块及印度洋板块(继续)北移(或板块运动趋势不变)。
自然环境对干扰的整体响应
表现:
1.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。
2.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。
3.人类对自然环境的干扰及影响
a.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。
b.环境的快速变化往往不利于人类的适应。
案例:东北森林变化导致环境的整体变化
森林过度采伐变化导致东北自然环境的整体变化
东北林区北部为寒温带针叶林,南部为温带针阔叶混交林。它平衡大气成分,净化空气、补给土壤有机质、涵养水源、保持水土,对改善当地自然生态环境具有重要的作用。
但是,经过20世纪的大规模采伐,目前,东北林海已发生了根本性的变化——森林面积锐减,现存森林多为天然次生林或人工林。
b
a
案例
森林面积下降,一方面造成土壤缺乏枯枝落叶的补给,腐殖质减少,另一方面使水土流失加剧,土壤变薄,土壤肥力下降。
森林面积下降和天然次生林与人工林增多,降低了森林滞留降水的功能,导致降水时形成洪水,无降水时河流水量锐减甚至断流。
水土流失使地面沟谷纵横,岩石裸露,岩石的风化速度加快。
d
e
c
东北林区森林的环境效益及森林变化引起的生态效应如下图所示:
“牵一发而动全身”
地下水位上升
物种构成改变
变的温和湿润
泥沙淤积减少
洪水频率减少
活动:认识修建大坝对自然环境的影响
知识巩固
阅读下列材料,回答相关问题。
材料一:伊朗位于亚洲西南部,气候属于大陆性气候,在该国中东部地区形成许多沙漠和盐沼。盐沼是指含有大量盐分的湿地,位于中北部的卡维尔盐沼,多泥沼洼地,荒无人烟,面积达77000平方千米。据美国宇航局一颗人造卫星记录,地球上地表温度最高的地方是伊朗卢特荒漠,气温高达71℃,这是有记录的最高地球表面温度,这里的地表被黑色的火山熔岩所覆盖。
材料二:伊朗区域图
(1)简述该国的地形特点。
(2)运用地理环境整体性的原理,分析卡维尔盐沼的成因。
(3)结合材料及所学知识,分析说明地球表面最高温度出现在卢特荒漠的原因。
(1)以高原、山地(或高原)为主,沿海有狭窄平原;中东部地势较低,(地势南、西、北较高).
(2)地势四周高中间低,山脉阻挡海洋水汽深入,气候干旱;多内流河,河流在低洼处汇集;盐分随河流汇入低洼地而不断积累;泥沼洼地,地表水下渗难;蒸发量大,容易形成盐沼.
(3)纬度较低;受副高影响晴天多,降水量稀少,太阳辐射强;地处背风坡,气流下沉增温(焚风效应);谷地逆温,热量不易扩散;地表被黑色的火山熔岩所覆盖,容易吸收太阳辐射,升温快.
知识巩固
(1)气温年较差小 纬度低;正午太阳高度年变化小;昼夜长短年变化小;地处沿海,海洋对气温的调节作用较大;夏半年受沿岸寒流影响降温,冬半年受沿岸暖流影响增温,缩小了气温年较差。
(2)终年受赤道低气压带控制,降水丰沛;森林茂密(林中气温较低、风力较小),地表蒸发较弱;大型盆地,地形平坦开阔;地势低洼,排水不畅;河网稠密,水系发达。
阅读下列材料,回答问题。
2015年2月,横贯安哥拉全境的本格拉铁路建成通车,这是继援建坦赞铁路之后,中国在海外修建的最长铁路,并与安赞(安哥拉至赞比亚)、坦赞铁路(坦桑尼亚至赞比亚)及周边铁路网接轨,成为刚果民主共和国、赞比亚等内陆国家的重要出海通道,实现区域铁路的互联互通,形成大西洋与印度洋之间的国际铁路大通道。
( 1)指出甲地气温年较差的特点,并简析成因。
(2)运用自然地理环境整体性的原理,解释乙地大面积湿地的成因。
读某地区地理环境变化图,完成第3~5题。
3.引起图中地理环境变化的根本原因是 ( )
A.水热条件的变化B.地壳运动
C.植被类型的变化D.岩浆活动
4.下列地区的地理环境与③时期的地理环境类似的是 ( )
A.马达加斯加岛东、西两侧
B.天山山脉南、北两侧
C.斯堪的纳维亚山脉东、西两侧
D.安第斯山脉南段东、西两侧
B
D
知识巩固
1.秸秆还田可以增加土壤有机质,改良土壤结构,体现了地理环境的( )
A.整体性 B.差异性
C.区域性 D.综合性
地理环境中各要素间是相互联系的,某一个因素的变化会导致其他因素的改变,如秸秆还田可以增加土壤有机质,改良土壤结构,体现了地理环境的整体性。
知识巩固
A
下图为“湖泊演变为陆地的过程示意图”。读图,回答2~4题。
2.湖泊演变为陆地的过程是( )
A.③④①② B.①②③④ C.②④①③ D.③①④②
湖泊演变为陆地的过程中,湖泊泥沙沉积量逐渐增加,水量减少,湖泊面积缩小,到后期陆生生物生长,演变过程结束;据此可知湖泊的演变过程。
A
课程结束