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第五章第一节 自然环境的整体性
1. 结合水循环、生物循环和岩石圈物质循环等相关案例,理解自然环境要素间的物质和能量交换。
2. 结合实例,说明自然环境的生产功能和稳定功能。
3. 结合实例,说明自然环境的统一演化过程。
4. 通过对比,说明自然环境对干扰的整体响应,理解自然环境要素“牵一发而动全身”的特点,正确理解人类活动对自然环境的影响。
学习目标
自然环境要素间的物质迁移和能量交换
整体性的含义
组成地理环境的各要素通过水循环、生物循环和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。
地 形
大气
岩石
生物
土壤
水
1.自然地理环境的组成要素
2. 物质迁移和能量交换
(1)类型:水循环、生物循环和岩石圈物质循环等。
(2)意义:进行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。
水循环的意义
使水体不断更新,维持全球水的动态平衡;
缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾;
海陆间联系的主要纽带;
不断塑造地表形态。
生物循环的意义
促进自然界物质和化学元素的迁移运动,能量的流动、转化;
联系自然地理环境中的有机界和无机界。
岩石圈物质循环的意义
形成了丰富的矿产资源;
改变了地表形态,塑造了各种自然景观;
实现了地区之间、圈层之间的物质变换、能量传输。
生物圈
水圈
大气圈
岩石圈
降水
降水
矿物质
水、无机物
无机物
二氧化碳、降水
氧气
水
水汽
尘埃
有机物
有机物
水循环
岩石圈循环
生物循环
自然环境要素间的物质迁移和能量交换
3. 自然地理环境各要素之间的相互关系
(1)气候与水文
降水影响陆地水体的分布
水分的蒸发和凝结影响气候
土壤
气候
地形
水文
生物
(2)气候与地貌
湿润的气候条件:流水侵蚀、堆积地貌
地表性质影响大气温度
气候影响水文特征
地表水富集的地方,空气湿度大,昼夜温差小
年降水量多少影响河流径流量的大小;降水量的季节分配影响河流径流量的季节变化;
降水量的年际变化影响河流径流量的年际变化;
冬季均温影响河流结冰期的长短
水文状况影响气候特征
气候与水文
气候影响地貌
湿润地区:流水地貌
干旱地区:风成地貌
不同海拔水热不同
地形雨
地形影响气候
气候与地貌
3. 自然地理环境各要素之间的相互关系
(3)气候与生物
光照、热量、水分影响植物分布及形态
生物影响大气的组成,调节气候
土壤
气候
地形
水文
生物
(4)气候与土壤
气候影响土壤的质地、土壤形成速度和土壤的有机质含量
土壤的干湿状况影响着空气的温度和湿度
气候影响生物
光照、热量、水分影响植物分布及形态
森林地区湿度大
生物影响气候
气候与生物
气候影响土壤
气候影响土壤的质地、形成速度和有机质含量
土壤的干湿状况影响着空气的温度和湿度
土壤影响气候
气候与土壤
3. 自然地理环境各要素之间的相互关系
(5)地貌与水文
地貌影响水体的形状、大小和分布
水体运动塑造地表形态
土壤
气候
地形
水文
生物
(6)地貌与土壤
坡度、地形部位不同,土层厚度和土壤肥力不同
土壤经固结成岩作用可以转化为岩石
地貌与水文
地貌影响水文
地貌影响河流的流速及水系分布特征
流水侵蚀和堆积地貌塑造地表形态
水文影响地貌
地貌与土壤
地貌影响土壤
坡度、地形部位不同,土层厚度、肥力不同
黄土地貌,土质疏松
土壤影响地貌
3. 自然地理环境各要素之间的相互关系
(7)地貌与生物
沙丘地貌与冰川地貌下植被类型迥然不同
生物促使岩石风化对地表进行微改造
土壤
气候
地形
水文
生物
(8)水文与生物
水分决定生物的多样性和分布
生物吸收和蒸腾水分
地貌与生物
雪莲花:冰川地貌
山脉阴阳脸
生物风化
保持水土
地貌影响生物
生物影响地貌
水文与生物
缺水:胡杨林
水文影响生物
水湿:红树林
涵养水源
桉树致干旱
生物影响水文
3. 自然地理环境各要素之间的相互关系
(9)土壤与生物
土壤是陆地生物生长的基础
生物促进土壤的形成和发育
土壤
气候
地形
水文
生物
土壤与生物
土壤影响生物
酸性土壤:茶树
土壤有机质的生成
生物影响土壤
自然环境的整体功能
1.生产功能:自然地理环境共同合成有机物的能力
概念:指自然环境具有合成有机物的生产功能。
形成过程:生产功能主要依赖于植物的光合作用。
特点:自然环境要素的组合不同,生产功能的强弱有明显差异。
光照
(有机物)
6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
叶绿素
绿色
植物
水圈
大气圈
无机盐(岩石圈)
大气圈
1.生产功能:自然地理环境共同合成有机物的能力
1.生产功能:自然地理环境共同合成有机物的能力
自然要素组合的差异影响生产功能的强弱
热带雨林
露生层
树冠层
林下层
灌木层
草本层
亚寒带针叶林
太阳辐射量、热量、水分、土壤、地貌组合条件越好
植被高度越大
植物种的数量越多
生物量越大
2.稳定功能: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,是环境整体功能。
O2
CO2
碳酸钙(沉淀)
CO2
溶解钙
CO2
光合作用
海-气
作用
碳氧平衡
削减CO2最
主要途径
削减
CO2
例如:大气中CO2的含量长期保持稳定。
稳定功能
形成过程——碳稳定:人类活动增加了大气中的二氧化碳含量,通过植物光合作用、海—气相互作用的削减,部分实现了大气中二氧化碳含量的相对稳定。
大气中二氧化碳浓度的变化
稳定功能
案例2:坡面土壤厚度的稳定性
(1)坡面土壤表层常常发生流水侵蚀;(2)岩石不断风化,为土壤形成提供原料;
(3)流水侵蚀和岩石风化共同控制着土壤厚度等。
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。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,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。
坡面土壤厚度的稳定性如何保持的?
稳定功能
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。当藏羚羊数量增加以后,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。
分析藏羚羊数量与环境的关系
1.推测可可西里地区的气候与植被特点。
高寒气候,昼夜温差较大。
植被以高寒草甸为主,较为稀疏,生产力较小。
可可西里自然保护区示意图
稳定功能
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。当藏羚羊数量增加以后,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。
分析藏羚羊数量与环境的关系
可可西里自然保护区示意图
2.说明可可西里地区动物(如藏羚羊)的数量更易受环境条件影响的原因。
可可西里地区气候高寒,草类稀疏,食物产量有限且受环境条件
影响明显,因此动物数量更易受环境条件影响。
稳定功能
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。当藏羚羊数量增加以后,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。
分析藏羚羊数量与环境的关系
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
藏羚羊的数量与可可西里的自然环境承载力相适应。在无人类干扰的情况下,自然环境各要素的变化迫使藏羚羊通过增减数目来适应环境,其结果是藏羚羊的数目保持了相对稳定。这体现了自然环境的稳定功能。
藏羚羊与环境的动态平衡
环 境 食物、水源丰沛
寒潮少
避风处、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
经典习题
整体性
稳定功能
自然环境的统一演化和要素组合及自然环境对干扰的整体响应
自然环境具有统一演化过程
要素特点
变化性
自然环境要素每时每刻都在演化
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
活动: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。
地貌:
气候:
生物:
土壤:
水文:
由湖泊变成了陆地
由湿润变得干燥
由水生生物变成陆地生物
逐渐由湿变干
水面逐渐缩小至消失
经过a—b—c—d—e五个阶段的演化
自然环境具有统一演化过程
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。
整体响应原理
某一自然环境要素受到干扰发生变化
改变要素间的物质迁移和能量交换
其他要素发生连锁变化
整个自然环境发生变化
干扰下的环境变化多为快速的;
人类对自然环境的干扰不断增强,干扰的后果常常被放大;
环境的快速变化往往不利于人类的适应。
响应特点
自然环境整体性的表现
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。
坡面变缓,地表径流减少,水土流失减弱,在成土过程作用下土壤逐渐变厚,植被也更为发育,大气湿度也有所增加。
高原
山地
丘陵
平原
流水侵蚀
进一步侵蚀
自然环境整体性的表现
(1)地理环境各要素并不是孤立存在和发展的,而是作为整体的一部分发展变化的,即各要素与环境总体特征是协调一致的。如我国西北内陆地区温带荒漠景观的形成。
自然环境整体性的表现
(2)自然环境各组成要素或各组成部分是相互联系、相互制约和相互渗透的,某一要素或部分的变化,会影响其他要素或部分甚至整体的改变,即“牵一发而动全身”。如大量使用矿物燃料和滥伐森林会引起整个生态环境的失调。
自然环境整体性的表现
(3)某一要素的变化,不仅影响当地的整个自然环境,还会对其他地区的自然环境产生一定的影响。如青藏高原隆起对自然环境产生巨大影响。
青藏高原隆升对当地和我国气候的影响
1、促进了青藏地区高寒环境的形成 高原隆升后,气温下降,广大高原面上形成高山草甸、草原和寒漠景观,冻土广布,冰川地貌发育。
2、加剧了我国西北地区的干旱程度。高原隆升后,阻碍了南部海洋湿润气流西进北上,并且导致西北地区盛行下沉气流。
青藏高原隆升对当地和我国气候的影响
3、对中国气候影响巨大,直接改变了大气环流的格局
南支沿喜马拉雅山脉向东流动,明显加强了西南季风;
北支从青藏高原的东北边缘向东流动,从而加强了由于海陆分布引起的偏北季风。
进入第四纪后,体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中,把西风带分为南、北两支。
青藏高原隆升对当地和我国气候的影响
3、对中国气候影响巨大,直接改变了大气环流的格局
由于青藏高原的屏障作用,使蒙古高原、西伯利亚一带在冬季不容易受到暖气流的影响,冷空气因而有机会积聚,形成强盛的冷高压。
夏季位于青藏高原以南的印度次大陆受地形屏障,受不到北方冷空气的影响,热低压因而得以长期保存。
青藏高原隆升对当地和我国气候的影响
4、形成我国西高东低的地势
喜马拉雅山运动导致秦岭的不断抬升,造就南方和北方的地域分异。
青藏高原隆升对当地和我国河流的影响
青藏高原隆升对我国河流分布的影响:形成大面积的高山冰川,成为大河的源头。
知识巩固
下图示意青藏高原附近地区从渐新世(3400万年前—2300万年前)至现代三个不同时期南北向海拔变化剖面。
①因青藏高原隆升,阻挡了南方海洋湿润气流(夏季风或西南风),使甲区域降水稀少,气候干燥,大陆性强;
②因气候干燥,河流稀少,地表水缺乏,植被覆盖率低;
③昼夜温差大,物理风化作用及风力作用强,荒漠、戈壁广布。
从自然地理环境整体性角度,分析甲区域现代地表景观的成因。
自然环境整体性的表现
认识修建大坝对自然环境的影响
修建大坝
阻断水生生物联系
形成人工湖泊
草甸化或盐碱化
诱发地震
改变下游河流流速和流量
时空调控
地方气候
生物
地下水
土壤
泥沙沉积
洪水灾害
水资源
岩石
减少
减少
地下水位上升
物种构成改变
变得温和湿润
练 习
材料 5世纪时毛乌素地区河水澄清、水草丰美。后来由于不合理开垦、气候变化和战乱,地面植被丧失殆尽,就地起沙,至明清时已形成茫茫大漠。1959年以来,当地政府大力兴建防风林带,引水拉沙,引洪淤地,截至2020年4月沙化土地治理率已达93.24%,正在还原其最初的模样!
问题:1.毛乌素自然环境具有较强的过渡性,
请从气候和植被角度描述过渡性的表现。
答案:气候从半湿润向半干旱过渡;植被从森林草原向草原过渡。
练 习
材料 5世纪时毛乌素地区河水澄清、水草丰美。后来由于不合理开垦、气候变化和战乱,地面植被丧失殆尽,就地起沙,至明清时已形成茫茫大漠。1959年以来,当地政府大力兴建防风林带,引水拉沙,引洪淤地,截至2020年4月沙化土地治理率已达93.24%,正在还原其最初的模样!
问题:2.毛乌素的变迁是什么地理要素变化引起的,
分析对其他地理要素的影响。
答案:植被。植被覆盖率下降(恢复),气候变干(湿润),土壤沙化(肥力提高),河流、湖泊干涸(水量增加),植被减少(增加),形成恶性(良性)循环。
练 习
材料 5世纪时毛乌素地区河水澄清、水草丰美。后来由于不合理开垦、气候变化和战乱,地面植被丧失殆尽,就地起沙,至明清时已形成茫茫大漠。1959年以来,当地政府大力兴建防风林带,引水拉沙,引洪淤地,截至2020年4月沙化土地治理率已达93.24%,正在还原其最初的模样!
问题:3.毛乌素的变迁体现了什么地理原理?具体表现有哪些?
答案:地理原理:自然环境的整体性。
表现:自然环境具有统一的演化过程;自然环境对干扰的整体响应。
练 习
材料 5世纪时毛乌素地区河水澄清、水草丰美。后来由于不合理开垦、气候变化和战乱,地面植被丧失殆尽,就地起沙,至明清时已形成茫茫大漠。1959年以来,当地政府大力兴建防风林带,引水拉沙,引洪淤地,截至2020年4月沙化土地治理率已达93.24%,正在还原其最初的模样!
问题:4.分析人为干扰对自然环境影响的特点。
答案:人类对自然环境的干扰后果常常被放大,环境变化越来越快,而环境的恶性变化不利于人类生存。
练 习
下图为“某区域不同时期地理环境变化示意图”。据图下列小题。
1.引起该区域地理环境变化的根本原因是
A.地壳上升 B.植被破坏
C.气候变化 D.农业开发
图中的地壳运动引起地形抬升,地形抬升使背风坡受湿润气流影响变小,气候变得干旱,形成草地和荒漠。所以引起该地环境变化的根本原因是地壳上升。
√
练 习
下图为“某区域不同时期地理环境变化示意图”。据图下列小题。
2.该区域地理环境的变化,主要体现了
A.地理环境的独特性
B.地理环境的区域性
C.地理环境的差异性
D.地理环境的整体性
√
组成地理环境的各要素是一个整体,各要素相互联系、相互制约,构成一个整体。
练 习
新疆楼兰古城遗址曾经是人们生息繁衍的乐园,那时,这里河流两岸水草丰美,田地肥沃,一派“七里十万家”的繁荣景象。然而,到了公元400年,楼兰已经“上无飞鸟,下无走兽”。从此,楼兰古城悄无声息地消失了。楼兰古城究竟是怎样消亡的,也就成为一个难解的谜团。但多数人认同的说法是:由于孔雀河改道,塔里木河断流,下游的楼兰地区水源逐渐枯竭,植被死亡,居民的生计难以维系,纷纷离开故土,古城由此消亡。
楼兰古城
1.假如材料中的说法成立,楼兰古城的消亡反映了地理环境的什么特征?
2.举例说明楼兰文明消失过程中某个地理环境要素变化对其他要素的影响。
整体性
河流断流,水资源短缺,生物多样性减少;
河湖减少,气候恶化,风沙增多。
课堂小结