王建现代自然地理学考研笔记(第三章：地球寰层环境与地球表层系统)

一、地球表层系统的组成1. 大气层：- 对流层：位于地球表面上方约10-15公里的大气层，其中包含了大部分的气候现象和天气变化。

对流层中的空气循环形成了风和气候系统。

- 平流层：位于对流层之上，高度约15-50公里，大气层中的气流基本上是水平流动的。

平流层中的臭氧层起到了屏蔽紫外线辐射的作用。

- 臭氧层：位于平流层之上，高度约20-50公里，含有大量的臭氧分子，起到过滤紫外线的作用，保护地球上的生物免受紫外线辐射的伤害。

2. 水体：- 海洋：地球表层的海洋占据了地球表面的约71%，是地球上最大的水体。

海洋对调节气候、吸收二氧化碳、提供食物资源等起着重要作用。

海洋中的洋流和海洋生物多样性也对地球生态系统具有重要影响。

- 湖泊：地球表层的湖泊是由淡水组成的水体，对于维持地区的水循环、生物多样性和人类生活等具有重要意义。

湖泊中的水质和湖泊生态系统的健康状况对周围环境和生物群落有着重要影响。

- 河流：地球表层的河流是水体在陆地上流动的一部分，它们对于水循环、土壤侵蚀和提供淡水资源等起着重要作用。

河流的水量和水质对周围生态系统和人类社会有着重要影响。

- 冰川：地球表层的冰川是由积雪和冰形成的，它们对于地球的水循环、气候调节和海平面的变化等有重要影响。

冰川的融化速度和冰川水资源的变化对地球气候和水资源分配有着重要影响。

3. 陆地：- 大陆：地球表层的大陆是由地壳构成的陆地部分，包括七大洲和一些岛屿。

大陆上的地形地貌多样，包括山脉、高原、平原、盆地等。

大陆地壳的构造和地质活动对地球的地震、火山活动和地壳演化有着重要影响。

- 植被：地球表层的植被是陆地上的植物群落，包括森林、草原、沙漠等。

植被对于土壤保持、气候调节和生物多样性维持等起着重要作用。

植被的分布和类型受到气候、土壤和人类活动等因素的影响。

- 土壤：地球表层的土壤是由岩石风化和有机物分解形成的，它们是植物生长的基础，同时也是水分和养分的储存和传递介质。

土壤的质地、养分含量和水分状况对植物生长和生态系统的健康状况有着重要影响。

4. 生物圈：- 动物：地球表层的动物包括各种野生动物和人类。

动物对于维持生态平衡、传播种子和控制害虫等起着重要作用。

动物的分布和数量受到生境、食物资源和人类活动等因素的影响。

- 植物：地球表层的植物包括各种植物群落和植被类型，它们通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，维持气候和提供食物资源。

植物的分布和生长状况受到气候、土壤和人类活动等因素的影响。

- 微生物：地球表层的微生物包括细菌、真菌和病毒等微小生物，它们在土壤、水体和大气中起着重要的生态功能。

微生物对于分解有机物、循环养分和维持生态平衡具有重要作用。

5. 地球系统的相互作用：- 水循环：大气层、水体和陆地之间的水循环是地球系统中重要的循环过程，包括蒸发、降水、融化和地下水等。

水循环对气候、水资源分配和生态系统的健康状况有着重要影响。

- 碳循环：大气层、植被和土壤之间的碳循环是地球系统中重要的循环过程，包括光合作用、呼吸作用和碳储存等。

碳循环对于气候调节、全球变暖和生态系统的稳定具有重要影响。

- 能量循环：地球表层的能量循环包括太阳辐射的吸收、地球表面的辐射和大气层的吸收等，影响着气候和气象现象。

能量循环对于气候变化、天气系统和生物生长具有重要影响。

- 物质循环：地球表层的物质循环包括水、碳、氮、磷等元素的循环过程，维持着生物生长和生态系统的稳定。

物质循环对于养分供应、生物多样性和生态系统功能具有重要影响。

二、地球表层系统的结构及其特征1. 地壳：- 大陆地壳：由花岗岩、片麻岩、石英岩等构成，厚度较大，平均约为35公里。

大陆地壳上分布着山脉、高原、盆地等地貌特征。

- 岛屿地壳：由玄武岩、安山岩等构成，厚度较薄，平均约为5-10公里。

岛屿地壳形成于板块构造活动和火山喷发。

2. 地幔：- 上地幔：厚度约为400公里，主要由橄榄石、辉石等构成。

上地幔的岩石流动和对流现象是地球内部热量传递的重要途径。

- 下地幔：厚度约为2500公里，主要由橄榄石、辉石等构成。

下地幔的高温高压条件下，岩石呈现固态，但仍存在微小的流动。

3. 地核：- 外核：厚度约为2200公里，主要由液态的铁和镍构成。

外核的流动产生了地球的磁场，对地球的磁性和地磁活动具有重要影响。

- 内核：厚度约为1220公里，主要由固态的铁和镍构成。

内核的高温高压条件下，铁和镍呈现固态，但由于地核的自转，内核呈现不均匀的流动状态。

4. 大气层：- 对流层：厚度约为10-15公里，主要包含对流层顶和对流层底两个界面。

对流层中的气体随着温度的变化而发生对流运动，是天气现象发生的主要区域。

- 平流层：厚度约为15-50公里，平流层中的气体呈现水平流动，大气稳定，飞行器常常在此层飞行。

- 中间层：厚度约为50-85公里，中间层中的气体温度逐渐上升，大气密度逐渐减小。

- 外层：厚度约为85-600公里，外层中的气体稀薄，与太阳风相互作用，形成极光等现象。

5. 水圈：- 海洋：占地球表面积的约71%，平均深度约为3800米。

海洋中的水分循环和海洋生物对全球气候和生态系统具有重要影响。

- 湖泊和河流：地球表面分布着众多湖泊和河流，是淡水资源的重要组成部分。

湖泊和河流的水循环和水质变化对地表生态和人类生活有重要影响。

- 冰川：包括冰盖、冰帽、冰川和冰山等，是地球上的淡水储存库之一。

冰川的融化和形成与气候变化密切相关，对海平面的变化有重要影响。

- 地下水：位于地下的水资源，是地球上最大的淡水储存库之一。

地下水的补给和利用对地表生态和人类生活有重要影响，也是地下水文循环的重要组成部分。

三、地球表层系统的功能1. 能量交换：- 吸收和反射：大气层中的气体和云对太阳辐射的吸收和反射影响地球的能量平衡。

地表的不同材质和颜色也会影响太阳辐射的吸收和反射。

- 辐射传输：大气层中的辐射传输包括热辐射和光辐射，通过辐射传输，能量在大气、水体和陆地之间传递和分配。

2. 水循环：- 蒸发：水体表面的水分受热蒸发成水蒸气，进入大气层。

- 凝结和降水：水蒸气在大气中冷却凝结成云，云中的水滴或冰晶通过重力作用降落为降水，如雨、雪、雾、露等。

- 地表径流和地下水：降水通过地表径流进入水体，或渗入土壤形成地下水，最终回归到水体中。

3. 物质循环：- 光合作用：植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，吸收二氧化碳和水，产生氧气和有机物质。

- 呼吸作用：植物和动物通过呼吸作用将有机物质氧化分解，释放能量和二氧化碳。

- 分解和循环：分解者（如细菌和真菌）将有机物质分解为无机物质，再被植物吸收利用，形成物质循环。

4. 生物多样性维持：- 生境提供：地球表层系统中的不同地理要素和地球系统为各种生物提供了适宜的生存和繁衍的生境条件。

- 物种互依：生物之间通过食物链和食物网相互依存，形成复杂的生态系统，维持生物多样性。

- 生态平衡：地球表层系统的稳定和健康对于维持生物多样性至关重要，生物之间的相互作用和平衡是生态系统的关键。

5. 环境调节：- 气候调节：大气层通过吸收和反射太阳辐射，调节地球的气候和气温，影响降水分布和季节变化。

- 水资源调节：地球表层系统中的水体通过降水和蒸发调节地球的水资源和水循环，影响水文过程和水资源分配。

- 土地利用调节：地球表层系统中的陆地通过土壤和植被的调节，影响土壤侵蚀、水土保持、生物多样性和生态系统的稳定。

四、主要的地表过程1. 地貌与地表过程：- 地貌类型：山地的类型和特征，如抬升山地、火山山地、折叠山地等；平原的类型和特征，如冲积平原、冰碛平原等。

- 地貌发育过程：不同地貌类型的形成过程，如构造抬升、风化侵蚀、河流冲刷等。

- 地表动力学：重力对地表形态的作用，如坡度、坡面形态的形成；水力对地表形态的作用，如河流侵蚀、冲刷等；风力对地表形态的作用，如风蚀、风沙等。

2. 气候与地表过程：- 气候要素：气温对地表过程的影响，如冻融作用、植被生长等；降水对地表过程的影响，如侵蚀、河流径流等；风对地表过程的影响，如风蚀、沙漠化等。

- 气候变化：全球气候变化对地表过程的影响，如冰川消融导致的海平面上升、河流径流量的变化等。

3. 水文与地表过程：- 水文过程：降水的形式和分布对地表水文的影响，如雨水的径流、蒸发蒸腾等；地下水对地表过程的影响，如泉水的形成、地下水位的变化等。

- 水文循环：水在地表和大气中的循环过程，包括蒸发、降水、蒸腾等。

- 水资源利用与管理：水资源的开发利用和管理，如水库的建设、水资源保护等。

4. 植被与地表过程：- 植被类型：不同植被类型的分布规律和特征，如森林的类型、草原的类型等。

- 植被与地表过程的相互关系：植被对土壤侵蚀的影响，如植被覆盖的减少导致的土壤侵蚀加剧；植被对水文循环的影响，如植被蒸腾作用的调节作用等。

5. 土壤与地表过程：- 土壤类型：不同土壤类型的形成和特征，如黄土的形成过程、红壤的特征等。

- 土壤形成过程：土壤形成的物理、化学和生物过程，如风化作用、土壤有机质的积累等。

- 土壤侵蚀与保护：土壤侵蚀的原因和影响，如水力侵蚀、风力侵蚀等；相关的保护措施，如植被恢复、水土保持措施等。

6. 人类活动与地表过程：- 城市化：城市化对地表过程的影响，如城市扩张导致的土地利用变化、城市热岛效应等。

- 工业化：工业化对地表过程的影响，如工业废弃物的排放、大气污染等。

- 农业活动：农业对地表过程的影响，如农田水利工程的建设、农药使用对环境的影响等。

五、人类与地球表层环境1. 地球表层环境的概念和特征：- 地球表层环境是指地球表面及其上的大气、水体、土壤、植被等自然要素以及人类活动所形成的人文要素的总和。

- 地球表层环境的复杂性体现在不同要素之间的相互作用和影响，如大气与水体的水循环、土壤与植被的相互关系等。

- 地球表层环境的动态性指的是其随时间的推移和人类活动的变化而发生变化，如季节性的气候变化、土地利用的变化等。

- 地球表层环境的系统性体现在各要素之间存在相互联系和相互影响的关系，如气候系统、水循环系统等。

2. 人类活动对地球表层环境的影响：- 土地利用变化：人类活动导致土地利用方式的改变，如城市化、农业扩张、森林砍伐等，对生态系统和生物多样性产生影响。

例如，城市化导致土地覆盖变为建筑和道路，破坏了原有的生态系统。

- 水资源利用与管理：人类活动对水资源的开发利用和管理产生影响，如水污染、水资源过度开采等。

例如，工业废水和农业农药的排放导致水体污染，过度开采地下水导致地下水位下降。

- 大气污染与气候变化：人类活动排放的废气和温室气体导致大气污染和气候变化。

例如，工业排放的二氧化碳和甲烷等温室气体导致全球气候变暖，引发极端天气事件。

- 生物多样性丧失：人类活动导致生物多样性的丧失，如物种灭绝、生态系统退化等。