第四章自然地理系统的时间结构

新 生 代 自 然 地 理 系 统 的 变 化
1. 海陆变迁
构造运动所引起的地貌分异， 构造运动所引起的地貌分异，往往导致许多自然地理 要素发生变化，以致影响整个自然地理系统的面貌。 要素发生变化，以致影响整个自然地理系统的面貌。 在大陆上，构造运动所决定的地形起伏与山系排列， 在大陆上，构造运动所决定的地形起伏与山系排列，强烈 地形起伏 气候要素的梯度变化， 地影响到气候要素的梯度变化 地影响到气候要素的梯度变化，自然地理的纬度地带性也 由于地形的影响而受到干扰，巨大的山系或高原的“ 由于地形的影响而受到干扰，巨大的山系或高原的“雨影 出现了大面积的干旱荒漠 干旱荒漠； 区”出现了大面积的干旱荒漠；与巨大的山系相伴产生的 盆地与平原，不断接受各种沉积物， 盆地与平原，不断接受各种沉积物，并且形成比较发达的 河湖水系； 河湖水系； 在大洋里，构造运动也造成了洋中脊、裂谷、 在大洋里，构造运动也造成了洋中脊、裂谷、洋底火山以 及各种规模的海底盆地 海底火山等复杂地形 海底盆地、 等复杂地形， 及各种规模的海底盆地、海底火山等复杂地形，它们对于 大洋环流、大洋水的物理化学性质、 大洋环流、大洋水的物理化学性质、大洋生物都有很大的 影响。大陆与大洋在地球上的空间配合， 影响。大陆与大洋在地球上的空间配合，不仅决定了全球 的气候特征， 的气候特征，还决定了全球自然地理环境演替过程中出现 的各种复杂的物质 能量交换关系 物质、 关系。 的各种复杂的物质、能量交换关系。
原始状态 一、古代自然地理环境的演变 元古代 古生代 中生代 海陆变迁 二、新生代自然地理系统的变化 气候变化 生物演进
一、古代自然地理环境的演变
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
人们把40亿年以前的地球发展史称为地球的天文时期， 人们把40亿年以前的地球发展史称为地球的天文时期， 40亿年以前的地球发展史称为地球的天文时期 40亿年以来称为地球的地质时期。 亿年以来称为地球的地质时期 40亿年以来称为地球的地质时期。 在距今40～19亿年期间 在距今40～19亿年期间 40 地球内部热量大量积聚，使地球物质熔融，火山喷 地球内部热量大量积聚，使地球物质熔融， 发十分频繁，喷溢出大量的岩浆、气体和水蒸汽， 发十分频繁，喷溢出大量的岩浆、气体和水蒸汽，形成 原始的岩石圈、水圈和大气圈。 了原始的岩石圈、水圈和大气圈。 原始的岩石圈主要是由玄武岩类的岩石所组成 ◆原始的岩石圈主要是由玄武岩类的岩石所组成 如太平洋底的硅镁层），没有沉积岩。 ），没有沉积岩 （如太平洋底的硅镁层），没有沉积岩。 原始的大气圈主要成分是 主要成分是H CO、 ◆原始的大气圈主要成分是H2O、CO2、CO、CH4 缺乏O 尤其是动、 和NH3等，缺乏O2，尤其是动、植物呼吸所必须的游离 氧更为缺乏。 氧更为缺乏。 原始海洋面积可能比现代海洋大 但相当浅， 面积可能比现代海洋大， ◆原始海洋面积可能比现代海洋大，但相当浅，且 为酸性矿化水，缺乏现在海水中所含的各种盐类物质。 为酸性矿化水，缺乏现在海水中所含的各种盐类物质。
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
距今6 25亿年的元古代 距今6～25亿年的元古代
大陆地壳逐渐扩大、增厚， 大陆地壳逐渐扩大、增厚，地能对自然地理系统的作 减弱，太阳辐射能逐渐成为自然地理系统的主要能源 逐渐成为自然地理系统的主要能源。 用减弱，太阳辐射能逐渐成为自然地理系统的主要能源。 火山活动相对减弱，大气中CO 浓度降低，游离氧增加。 火山活动相对减弱，大气中CO2浓度降低，游离氧增加。 原核生物进化为真核生物 生物进化为真核生物， 单细胞进化到多细胞， 进化到多细胞 从原核生物进化为真核生物，从单细胞进化到多细胞，从 异养生物转化为自养生物 生物转化为自养生物， 厌氧生物进化为喜氧生物 生物进化为喜氧生物， 异养生物转化为自养生物，从厌氧生物进化为喜氧生物， 地球表层进化史进入一个新阶段。 地球表层进化史进入一个新阶段。 由于光合作用， 由于光合作用，原始大气的成分逐渐从还原型转变成 氧化型，大气圈的上层形成了臭氧层 臭氧层， 氧化型，大气圈的上层形成了臭氧层，吸收对生物有杀伤 力的短波紫外线， 力的短波紫外线，为生物在地球表层中的繁衍创造了有利 条件，物种数量增多。植物经历第一次大发展， 条件，物种数量增多。植物经历第一次大发展，晚期出现 了原始动物。造山运动多次发生，并使小陆块逐渐拼合为 原始动物。造山运动多次发生， 泛古陆。 泛古陆。
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
中生代（距今0.7～2.3亿年） 中生代（距今0.7～2.3亿年） 0.7 亿年 当时世界各大陆不仅有热带和温带的差别， 当时世界各大陆不仅有热带和温带的差别， 而且还有沿海温润气候区和内陆干燥气候 区的差异。这种气候的地域差异性， 区的差异。这种气候的地域差异性，导致 了当时生物界的大变革： 了当时生物界的大变革： 裸子植物代替了蕨类植物， 裸子植物代替了蕨类植物，爬行动物一度 代替了蕨类植物 繁盛之后又走向灭绝，鸟类、哺乳动物、 繁盛之后又走向灭绝，鸟类、哺乳动物、 被子植物欣欣向荣。 被子植物欣欣向荣。
新 生 代 自 然 地 理 系 统 的 变 化
1. 海陆变迁
全世界大陆的平均海拔高度由新生代初期的 300m，增加到现在的 左右。 ，增加到现在的800m左右。全球海陆 左右 分布轮廓已经和现代相似， 分布轮廓已经和现代相似，只是海水所占面 积比现在稍大，而陆地面积比现在稍小。 积比现在稍大，而陆地面积比现在稍小。 第四纪期间虽然已形成现代全球构造和地理 面貌， 面貌，但新构造运动却在时时刻刻改变和塑 造着新的面貌。 造着新的面貌。
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
古生代（距今2.3～ 亿年） 古生代（距今2.3～6亿年） 2.3
古生代早期，泛大陆分裂，形成冈瓦纳、北美、 古生代早期，泛大陆分裂，形成冈瓦纳、北美、欧 冈瓦纳 洲和亚洲四个大陆 四个大陆。 洲和亚洲四个大陆。 气候随海陆范变化： 当海侵范围扩大时，气候区相吻合，海洋性气 当海侵范围扩大时，气候区相吻合，海洋性气 候特征比较明显，气候的地域差异性很小 差异性很小； 候特征比较明显，气候的地域差异性很小； 当陆地面积增大时，气候的干燥程度增强， 当陆地面积增大时，气候的干燥程度增强，大 干燥程度增强 陆性气候特征较明显。 陆性气候特征较明显。到泥盆纪初期陆地面积扩展 气候的地带性和非地带性差异已非常显著 差异已非常显著。 时，气候的地带性和非地带性差异已非常显著。
干、湿变化，以及与其相应的大气环流和气候带的变化。 湿变化，以及与其相应的大气环流和气候带的变化。 通过这些变化，生物界也在变化。 通过这些变化，生物界也在变化。虽然某些发展变化 过程至今仍影响着现代自然地理系统的发展， 过程至今仍影响着现代自然地理系统的发展，但它们作为 历史过程中的一些环节， 历史过程中的一些环节，与现代自然地理环境毕竟缺乏直 接的联系。因此，新生代， 接的联系。因此，新生代，特别是第四纪以来自然地理系 统的发展或变迁过程作为我们讨论的重点。 统的发展或变迁过程作为我们讨论的重点。
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
中生代（距今0.7～2.3亿年） 中生代（距今0.7～2.3亿年） 0.7 亿年 中生代自晚二叠纪起，泛大陆再次分裂， 中生代自晚二叠纪起，泛大陆再次分裂，造山 运动强烈。 运动强烈。 约从三叠纪中期开始到侏罗纪中期为止，广大 约从三叠纪中期开始到侏罗纪中期为止， 地域的气候虽然不断变化，各地互有差异， 地域的气候虽然不断变化，各地互有差异，但 是主要以温暖潮湿的气候类型占优势。 温暖潮湿的气候类型占优势 是主要以温暖潮湿的气候类型占优势。 从侏罗纪末期开始到白垩纪中期为止， 从侏罗纪末期开始到白垩纪中期为止，气候的 地带性和非地带性分异逐渐增强， 地带性和非地带性分异逐渐增强，亦即气候的 地域差异性逐渐增大。 地域差异性逐渐增大。
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
古代自然地理系统的变化
古代自然地理系统的变化，从宏观上看，主要包括： 古代自然地理系统的变化，从宏观上看，主要包括： 面起伏程度的改变以及地面物质的大规模迁移。 面起伏程度的改变以及地面物质的大规模迁移。 由于构造运动而引起的全球性的海陆变迁、 ● 由于构造运动而引起的全球性的海陆变迁、陆地表 由于气候变化而引起的全球性的或大范围的冷、 ● 由于气候变化而引起的全球性的或大范围的冷、暖、
古 代 自 然 地 理 环 境 的 演 变
古生代（距今2.3～6亿年） 古生代（距今2.3～ 亿年） 2.3
加里东运动后，古欧洲和北美合并成一个大陆； 加里东运动后，古欧洲和北美合并成一个大陆； 海西运动后，欧美大陆和冈瓦纳大陆合并； 海西运动后，欧美大陆和冈瓦纳大陆合并； 晚二叠纪，亚欧大陆形成，至此新的泛大陆宣告 晚二叠纪， 亚欧大陆形成， 形成，海退现象相伴而生； 形成，海退现象相伴而生； 随着陆地面积的不断扩大， 随着陆地面积的不断扩大，鱼类和两栖类动物达 到全盛； 到全盛； 植物界从水生发展到陆生；蕨类植物达到极盛； 植物界从水生发展到陆生；蕨类植物达到极盛； 晚古生代晚期出现了裸子植物。 晚古生代晚期出现了裸子植物。 裸子植物
二、新生代自然地理系统的变化
新 生 代 自 然 地 理 系 统 的 变 化
作为自然地理系统发展演变一个重要 历史阶段的新生代时期， 历史阶段的新生代时期，约从中生代的白 垩纪后期开始，经过第三纪、延至第四纪， 垩纪后期开始，经过第三纪、延至第四纪， 持续时间达7000 多万年。 新生代以来， 7000多万年 持续时间达 7000 多万年 。 新生代以来 ， 世界自然地理系统进入到了一个新的发展 时期。现代自然地理系统就是通过新生代， 时期。现代自然地理系统就是通过新生代， 特别是第四纪以来的变化逐步形成的。 特别是第四纪以来的变化逐步形成的。
什么是时间结构？
任何一个事物同时具有时间、空间的 任何一个事物同时具有时间、 特性，时间结构也就是地理事物发展演化 特性，时间结构也就是地理事物发展演化 时间序列结构，用于揭示地理事物的动 的时间序列结构，用于揭示地理事物的动 态特征， 态特征，深刻理解地理事物随时间演化的 规律。 规律。