第三章 自然地理环境的组成和结构

华北平原的旱地（棋盘式结构）
理想大陆自然带（平行式结构）
第三节 自然地理环境的结构
二、自然地理环境的空间结构和时间结构
2.自然地理环境的时间结构
1）定义——是指维持着空间结构的自然综合体随时间的周 期性变化模式。
2）时间结构
动力因子——太阳能、地壳运动、气候变化、人类干扰等。
节律性变化——随时间变化，自然地理过程和现象是周期性 重复出现，空间结构保持稳定。
2、地貌要素及其作用过程
地貌是自然地理环境要素的基本部分，是 其他自然要素作用的结果，同时又影响其他各 要素的发展。
地貌是内外力作用下的产物，在地貌发育 过程中，两种力量是同时出现，彼此消长，相 互作用，相互影响的。在地球表面长期演化过 程中，内力作用与外力作用在数量上或强度上 都具有同等重要的意义，两者趋于动态平衡。
对流层以下至沉积岩石圈
气
四 圈 作 用
液——水 固——微粒 生——微生物 对流层以上 无水，无生命 岩石圈以下 无空气、无液态水、无生物
2）有沉积岩
在此深度以下无沉积岩，说明外力（大气圈）影响的消失。
3）太阳能是主要能源
• 自然地理壳范围内，最重要的能源是太阳能。 • 太阳能在此空间范围内引起了一系列物质循环以及能量转化， 大气对流层、沉积岩石圈、整个水圈和生物圈的物质也都参与 了这种物质循环过程。 • 而沉积岩石圈以下的热力条件却是地热占优势。
第三章 自然地理环境的组成和结构
重点
讲明自然地理环境的组成和结构，了 解自然地理环境的系统框架 难点 自然地理环境和自然地理环境结构的特征
内容提要
第一节 自然地理环境的范围和边界
第二节 自然地理环境的组成
第三节 自然地理环境的结构 第四节 自然地理环境的系统框架
第一节 自然地理环境的范围和边界
一、自然地理环境的范围
环境。 随着社会生产力的发展，人类与自然地理环境相互作用的规模 和强度在日益增大。
5、地球表层具有本身自我发展的形成物
如：生物风化壳、土壤层、地貌形态、沉积岩和粘土矿物，都是 地球表层所特有的。
第三节 自然地理环境的结构
一、自然地理环境结构的一般特性
1. 定义
自然地理环境结构——是指自然地理环境各组成要素之 间以及各组成部分之间的组合格局。
• 可见，大气对流层的顶部和陆地5～6km的深度是自然地理环 境内在联系逐渐减弱以至消失的地方。
• 上述范围边界，反映了自然地理环境内部各圈层之间、各组成 成分之间的联系远比该系统与其外部各圈层、各组成成分的联 系更为紧密，更为独特。
• 这个空间范围正是人类生存和发展的自然地理环境的空间范围。
2. 牛文元在《自然地理新论》提出—— 自然地理面（近地表活动层）
四大基本地圈：对流圈、水圈、沉积岩石圈、生物圈
2、能量组成 主要包括太阳辐射、地球内能、潮汐能 3、要素组成 主要包括地貌、气候、水文、植物、动物、土壤
1、气候要素及其作用过程
大气是自然地理系统的重要组成部分和 最活跃的要素，在地理环境物质交换与能量 转化中是一个十分重要的环节。大气层中天 气系统的生成与消亡，发展与运动，是全球 气候的基础。 大气层是使生物免受有害辐射的保护层， 其所含气体还满足植物、动物维持生命的需 要。
大多数自然地理学者观点的依据
1）对流层、水圈、陆地表层直接参与太阳辐射引起的 地球表面的物质循环，有生命物质存在，内部联系紧密。 2）有沉积岩。 3）太阳能是主要能源。
1）有生命物质存在，内部联系紧密
• 对流层顶以上的大气层 缺少水蒸气，强烈的太阳短波辐 射使生命物质难以生存，气团 没有垂直变化，温度 分 布不受地表影响（受水圈、岩石圈、生物圈影响极少）
6）多级性
最高级——地理圈 第二级——大陆和海洋
第三级——各大洲和各大洋
…… 最低级——相 规律：等级越高，重复性越小，水平范围和垂直 厚度越大，反之，则相反。
第三节 自然地理环境的结构
二、自然地理环境的空间结构和时间结构
1. 自然地理环境的空间结构
1）定义——是指在时间上稳定的自然地理要素及自然综 合体的分布格局（结合方式）。
2. 气体、固体和液体三相物质并存 陆地表面——固体和气体的界面 海洋表面——液体和气体的交界面 海洋下界——液体和固体的交界面 海洋沿岸带——固、液、气的交界面 形成了海洋、陆地、冰川、沙漠、湖泊等大小等级不 同的异质系统，从而造成了不同规模的水分、大气循环， 实现物质和能量的循环运动和转换。各圈层相互渗透、 三相物质相互转换，物质与能量的交换和循环（如大气 循环、水循环、地质循环）非常活跃。
上限——在地球大气的近地面边界层顶部 自地表向上50～100米的高度。 下限——太阳能量影响地面以下的终止线 一般太阳能对地表影响作用的限度： 陆地部分为地下25～30米深处 海洋中为100深处 上下限的总厚度在75～200米之间内——自然地理面 面——按几何学讲，不具有厚度。“面”是指自然地理 环境中具有一定厚度的空间，但同整个自然地理环境相比， 面是近地表的一个薄层，其厚度微不足道。
1、地球构造的一个显著特点——圈层性
2、四大地圈：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈
3、所有地圈的组合形式具有两种类型：上下成层组合、 相互交织组合
4、地理圈/地理壳——镶嵌于地球的表层，以自己的表面 朝向宇宙空间。
第一节 自然地理环境的范围和边界
二、自然地理环境的边界
1、边界的类型： 突变的鲜明边界：如海陆交界 渐变的模糊边界：如大气圈和岩石圈 2、自然地理环境的边界（四类）
6、土壤要素及其作用过程
土壤是地球陆地表面能够生长植物的疏松表层， 是一个独立的历史自然体，它不仅具有自身的发生 发展过程，而且是一个能从物质组成、形态、结构 和功能上进行剖析的物质实体。 土壤是地理环境统一体中的一个组成要素，土壤层 的厚度与地壳厚度和沉积岩石层相比，是极为微薄 的。尽管这样，人们还是把它称为土壤圈，它位于 风化壳的最表层，处于地球大气圈、水圈、生物圈、 岩石圈之间的界面上，是地球各圈层中最活跃最富 生命力的圈层之一，它们之间不断地进行物质循环 与能量平衡。
3. A.N斯特拉勒
美国地理学家A.N斯特拉勒认为自然地理学研究领域 是人类生存生活的自然环境。 范围：与人类活动密切相关的空间。 代表了讲求实际的研究方向。未划分出明确的界限， 极地、高山、沙漠很少有人类活动或人类足迹未到的地 方，这种直接相关环境的概念不清楚。
4. 陈传康见解
厚度——随研究范围大小和研究问题的性质而有差别。
2.特性
1）分层性——最普遍的特性 2）交织性——个性 3）集中性 4）综合性 5）差异性 6）多级性
1） 分层性
4个基本组成成分：空气、水、岩石、生命有机
体，由于密度不同和重力作用分异，密度小的在顶部：
大气对流层 水圈 0.0013 1
岩石(平均)
2.73
3个圈层在垂直方向上做层状排列，生物圈分布在3圈 交界面上——是垂直方向上分层结构的最显著特征。
2、地貌要素及其作用过程
从地貌的长期发展史来看，内力在地表 变化过程中通常起着构成地表大型地貌骨架 的作用，或隆起成为高山高原，或下沉成为 海洋盆地。而外力作用主要是将地表夷平， 使高地削蚀，低地填高，且在此过程中塑造 出各种丰富多彩的外力地貌。
3 、水文要素及其作用过程
水文是最活跃的自然地理要素之一，水 与大气相互联系，决定着自然地理环境中的 水热配臵，并对地表形态起着某种塑造作用， 滋养整个地球生物界。各种水文过程成为自 然地理环境内部相互联系的纽带。
演替变化——随时间变化，自然地理环境原有结构遭到破坏， 空间结构超越稳定状态。
经过漫长时间演化而来的各种自然现象
第四节 自然地理环境的系统框架
• 系统论从首创至今，不过几十年的历史，然而却以不可 替代的综合、整体、最优化的特性渗透于自然科学、社 会科学的许多领域，解决了工业、交通运输、电力网、 通讯网、环境保护、城市规划、水源利用、能源开发、
1）大多数自然地理学者观点——划定在一个巨大的空间范围 2） 自然地理面（牛文元《自然地理新论》）——划定在较小的空间 范围 3） A.N斯特拉勒 4）陈传康的见解
1. 大多数自然地理学者观点
将自然地理环境的界限划定在一个巨大的空间范围—
—原苏联学者提出的地理壳的边界： 上界——大气圈顶部（极地上空8～10km；赤道上空 16～18km；平均13km） 下界——岩石圈的上部（陆地深5 ～ 6km，海洋下平均 深4km） • 注意：上下界之间包括： 大气圈的对流层 地壳的沉积岩石圈 水圈 生物界
2）空间结构——包括既有联系、又有区别的两个方面
组成结构（垂直结构）——指自然地理环境各组成要素 相互联系所构成的格局，是地理环境整体性的基本反映。
地域结构（水平结构）——指自然地理环境各不同自然 综合体之间相互联系所构成的格局，是地理环境地域差 异的基本反映。
雨 林 的 垂 直 结 构
生态系统的垂直结构
研究范围越小，厚度小。研究范围越大，厚度大。
研究整个地球表层 ——行星尺度 研究整个大陆 ——大陆尺度
研究范围较大的区域 ——区域尺度 研究范围较小的区域 ——地方尺度
全球尺度的自然地理环境——伊萨钦科的观点 具体的研究——陈传康的观点
第二节 自然地理环境的组成Biblioteka Baidu
一、自然地理环境的物质组成、能量组成和要素组成 1、物质组成 四大类物质成分：固态的岩石、液态的水、气态的空气和 活质有机体
进一步划分，还可以分出低级层次的分层结构：
大 气 圈—— 水 体—— 大气侯层 空中水层 雪圈 地表水层 地下水层 植物群落—— 乔木层 灌木层 草本层 苔藓层 近地表小气候层
2）交织性
以上分层结构的共同点：不是单一成分，而是和其 他成分处于彼此叠合、相互渗透之中。 • 气候层中——包含水分、固体物质、生物体 • 水 体——包含溶解气体、矿物质、悬浮泥沙 生物体。 • 岩 石 圈——空气、水、多种生物 • 生 物 圈——三个无机圈层交织在一起
3）集中性
海陆表面是各圈层相互直接接触的部分，各种物
质成分相互渗透和相互作用在这里最为显著，各种 自然地理过程和现象最为集中。
4）综合性
最鲜明的体现是自然综合体的形成，在综合体的
组成和功能上，都体现其综合性。
5）差异性
小从翻越一座高山或从海岸往内陆跨越一定距离 ，大到从赤道穿越极地，自然综合体地域差异明显 。
社会经济等方面的许多难题。 • 系统方法在地理科学中被广泛应用，已为大家所公认。 系统论被引进地理学，用来研究地理环境的结构、功能 及其演化，使地理思维在结构和方法上发生了深刻的变 化，将古老的地理学从定性分析和解释引向定量分析和 定性解释相结合的阶段。
3.有机界和无机界相互转化
无生命物质与生命体相互转化过程维持了地表自然界的永恒 发展。生命的存在是自然地理环境最典型的特征。
三、地球表层的基本特征
4.人类聚居的场所
自然地理系统是人类赖以生存和发展的环境，是人类活动及 其影响最为集中的空间。 人是自然地理系统发展到了高级阶段的产物，是自然界的一部
分，他一方面受自然环境的影响，另一方面又积极作用于这个
第二节 自然地理环境的组成
二、自然地理环境的基本特征
1. 地球的外能和内能作用显著 地表形态是 两种主要能源 共同作用的结果，这一特
点是地球其他圈层所不具备的。
两种能源在自然地理环境中相互叠加，共同作用，尤其 是太阳辐射集中分布，在这里重新转化，引起地表一系列 自然地理过程，并支配着整个自然地理系统的功能、结构 及动态发展。
4、植物要素及其作用过程
植物是行星地球的特殊物质，有着特 殊的不可替代的作用。主要作用是改变大 气圈、水圈的组成，参与风化作用、土壤 形成作用、地貌的改造、岩石和非金属矿 产的建造等。
5、动物要素及其作用过程
动物也是行星地球的特殊物质，是最脆 弱、对环境变化最敏感的要素，虽然活质 总量远低于其他圈层的重量，却对自然地 理系统产生极其深刻的影响。其作用使自 然地理环境变得更丰富多彩，能量利用充 分，物质循环速度更快。
• 对流层的性质则恰好相反，在下垫面（岩石圈和水圈） 的影响下，温度分布不均，气流产生水平和垂直运动， 并伴随水分循环，同时还把大气中所含的固体微粒、细 菌微生物带到对流层。（与水圈、岩石圈、生物圈联系 紧密）
• 沉积岩石圈以下由于缺少空气和液态水，因此，排除了 微生物及生命物质存在的可能性（受水圈、大气圈、生 物圈影响极少）。