地理科学导论(上海师范大学,白润光)

地球所得的能量是2.46×1018卡/分,只相当 于太阳辐射总热能的22亿分之一,太阳每年 给地球的热能，相当于100亿亿度电力，是 目前全世界总发电量的几十亿倍。太阳能是 地球生命的源泉，哺育了地球上30 多种植 物和100多种动物。
2、太阳黑子与气候变化相关，引起磁爆和 极光，甚至直接影响人类的生产、生活和生 物生长。
距太阳的远近
水星 0.39 -173+427 金星 地球 0.72 1.00 +465- -80+485 +60 金星 224.7 天 地球 1 年 火星 687 天 火星 1.52 -140+20 木星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 5.20 9.54 19.19 30.07 39.52 -150 -140 -211 -227 -250-220 土星 天王星 84.01 年 海王星 164.8 年 冥王星 248 年
银 河 系
太阳系
地月系
天体

恒星
星座与星等
星座——天球中恒星构成各种几何形状 的区域，如仙女星座、狮子星座 星等——恒星亮度的衡量 星等越低恒星越亮 -3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6

飞马星座
星座
仙女星座
行星

开普勒三大定律
c a 2 b2 e a a
e c a 2 b2 a a
宇宙的构成
天体体统

总星系——河外星系 ——银河系 —太阳系以外的星系 —太阳系 －地月系以外的行星系统 －地月系
河外星系
河外星系是银河系以外 的恒星系的总称。观察 所及河外星系有10亿个， 有的有几百万颗恒星， 有的甚至有几百亿、上 千亿颗恒星。按外形可 分旋涡星系、椭圆星系、 不规则星系等。肉眼可 见的河外星系有仙女座 星系、大小麦哲伦云等。
T2 k 3 a
九大行星
小行星
卫星
其他天体
地球在那里？
九大行星关系图
内行星 类地行星 水 金 地 火 小 行 星 星 球 星 星 地内行星 外行星 类木行星 木土 天 海 冥 王 王 王 星星 星 星 星 巨行星 远日行星 地外行星
地球在宇宙中的位置给地球环 境带来怎样的影响？

地球的表面积：51000934平方公里
质 体 量：5.98×1021吨 积：1.0832×1012立方公里
平 均 密 度：5.52克/厘米3 地球的圈层构造： 地球大气层圈: 重力、地磁、地热
地球化学性质 表1-2
图1-19
梨形地球
表 1—2 地球整体及各圈层的化学成分
元素重量 氧 铁 硅 硫 镁 镍 钙 铝 钠 钾 钴 铬 其他 地 30 35 15 1.9 13 2.4 1.1 1.1 0.57 0.11 0.13 0.26 <1 球 地 46 6 28 4 2.4 8 2.1 2.3 壳 地 44 9.9 23 19 1.7 1.6 0.84 0.11 0.40 <1 0.38 <1 <1 幔 地 86 7．4 6 核
自然环境海陆梯度地带性
社会经济海陆地带性
国民经济产值（1983）
35% 10% 55%
自然环境垂直带性
图 3-10
社会经济垂直带性
火 山 地 震
石 林
区位空间系统
区 位 理 论
农 业 区 位 工 业 区 位 市 场 区 位 中 心 地 理 论 空 间 动 力 学 空 间 行 为
图3-16 图 3-16
月球的地理效应
图 1-18 大潮（上）和小潮（下）示意图
其他宇宙因素地理效应 近地小天体对地球的撞击危险。 陨石 流星、彗星 宇宙射线
第二章 地球表层系统
地球表层的构造
地球表层的能量转换和物质循环 人类干扰下的地理环境
人类干扰下的地理环境
人类对岩石圈的影响
人类对大气圈的影响 人类对水圈的影响 人类对生物圈的影响
基本思想 增长极理论（极化效应，涓滴效应） 梯度推移理论 点轴发展理论
空 间 动 力 学
重 力 模 型
空 间 扩 散
等 级 扩 散 区 移 扩 散
原始采集时代区域
农耕社会区域
工业化预备阶段的区域 工业化起飞阶段区域 后工业化区域
工业化大发展阶段区域
地缘空间


概念 理论： 麦金德、德国、美国 冷战对立格局 多极化 边缘带与破碎带 中国地缘政策
人类对生物圈的影响
森林破坏 草原退化 物种灭绝 基因改变 改变生态系统、提高生物量
第三章 地球表层空间系统
环境空间系 统
区位空间系 统
区域空间系 地缘空间系 统 统
纬度地带性：
环 境 空 间 系 统
陆地生态系纬度地带性 海洋生态系纬度地带性 社会经济纬度地带性
人种纬度地带性 种植业纬度地带性 文化纬度地带性南北对比
亚热带 1北亚热带 2中亚热带 3南亚热带
最冷月气温>0℃ >10℃积温： 4500—53000℃ 5300—65000℃ 6500—80000℃
低温平均值>-10℃ >10℃日数 226—240天 241—285天 285—365天
无“死冬” 稻麦两熟，桑、竹 双季稻，两年三熟，柑橘、油桐茶、茶 双季稻，一年三熟，龙眼、荔枝
气候带 指标 参考指标 农业特征
温带
1寒温带 2中温带 3暖温带
最冷月气温<0℃ >10℃积温： <1700℃ 1700℃—3500℃ 3500℃—4500℃
低温平均值<-10℃ >10℃日数 <105天 106—180天 181—225天
有“死冬”
一季早熟作物，林业、狩猎为主 一季一熟，春小麦为主，甜菜、亚麻 二年三熟，冬小麦为主，苹果、梨
13
2
03
4
认知地图
图 3-38 地理物象评价、行为决策及其地理研究
图 3-39 芬兰北部木材经营者行为矩阵
时间地理的三维表示
tr
tr
tp
tq tp
tq
to
区域空间系统
区域发展理论
均衡发展理论 非均衡发展理论 地域生产综合体理论 劳动地域分工理论.
经济全球化与区域经济一体化（经济全球化，区 域集团化）
地理科学导论
主讲教授：白光润
第一章
地理科学研究的 基本单位是什么？
板块运动
厄尔尼诺


上海的环境特征有何特点？为什么 有这样的特点？ 中东问题为什么特别复杂？它受哪 些因素影响？
现代地理信息技术
遥感（RS） ——太空的眼睛 地理信息系统（GIS） ——地理学的第三代语言 全球定位系统（GPS） ——测量的革命
大气：稀薄，适中 适中 温度：温差大 高 适中 四季：短 四季 四季
不分 分明 适中
昼夜：长
长
只有一个地球
地外文明探索：
１９６０年美国奥兹玛计划 １９６８年苏联人监听地球附近的１２颗恒星 １９７２年美国执行第二期的奥兹玛计划
１９７２年美国发射“先驱者１０号”，“先驱者１１号”飞向宇宙深处
１９７４年美国向银河系内的球状星团Ｍ１３发出了第一份电讯 １９７７年美国相继发射了“旅行者１号”和“旅行者２号”飞船 ８０年代初，美国国家科学院西替计划 长生鸟计划（1995、1996美国），比塔计划（1995美国），米塔计划（1985-1990阿根廷） 雪兰第普计划 （1978—1997美国）， 南雪兰第普计划（澳大利亚，1998） 结论：在宇宙空间中出现原始生命的的概率是极小的，椐统计只有104000分之一。 第４４届联大主席加尔巴忧心忡忡地说:要使各国政府能够认识到，如果地球上的生态 平衡不能得以保持，生物系统不能得以保护，任何发展理论和发展计划都等于零
认识宇宙

无限的宇宙 人类观察到的宇宙 宇宙的构成
人类宇宙视野 的不断扩大
18世纪以前：太阳系和银河
19世纪：发现河外星系 20世纪60年代：100亿光年 目前：150亿光年 今后将继续扩大
宇宙
河外星系
银河系 太阳系
宇宙大爆炸学说的证据：

1.红移现象 2.微波背景辐射 3.天体化学元素的丰度与理论值吻合 （76%的氢，24%氦）
图 3-18 城市土地利用空间分异图
区位三角形
M2
Ó Ê º Á Ö Ã
¿ « ó Ð ¾ ¿
M
P M1
K K
ß µ º ¸ È Ö Ã
Í ð Ä Ï Ä » ² Á
Q
Q
F P
F
P
F
图 3-34
％
图 3-35 美国玉米杂交种采用的累积曲线
图 3-36 格尔德的环境认知体系
1 伯卡大街 19 18 17 16 15 14 2 教区 3 史密斯路 4 小学 5 理发店 6 外教区人居地 20 2 3 7 花店 8 面包店 4 9 药店 10 普里茨路 11 中心商业区 12 停车场 13 游戏机房 12 14 仓库 6 15 花店 16 空地 10 9 8 7 5 17 食品店 18 斯雷齐斯路 19 高中 1 20 研究所
地球的运动
自转与昼夜形成
科里奥力
公转与四季形成
哥白尼与天体运行论
地理坐标与时间
地球系统过程的特征
方向性
非线性 节律性 稳定性
一级节律 次级节律 三级节律 四级节律
地球系统过程的时空尺度
地球的演化
天文时代
地文时代
生文时代
人文时代
太 阳 系
天体： 恒星
行星
卫星
其他天体
星云
太阳的地理效应 1、太阳能是地球表层的基本能源：
共生理论 环境容量思想 人与自然共同创造
拉采尔
环境容量


狭义：在健康与自然生态不受损害的情 况下污染物最大含量 广义：在预期时间范围内，利用本地资 源、能源、人力、技术，在保证与其社 会文化准则相符的物质生活水平下，能 够持续供养的人口数量
地球人的太空名片
射电天文望远镜
思考题：

学习地理为什么要了解地球和宇宙？ 为什么要珍爱地球环境？ 人类在哪里？
地上现象，天上原因——宇宙的地理效应
太阳的地理效应
月球的地理效应
其他宇宙因素地理效应
地球的物理化学性质和运动
物理性质： 形状： 地球数据：地球平均半径：6371008公里 地球赤道周长：40075.7公里
岩石圈
大气圈
生物圈
水圈
智慧圈
地球表层的能量转换
无机界转换
有机界转换
地球表层的物质循环
地 质 循环
人类对岩石圈的影响
人工地貌过程人工沉积物 土壤侵蚀与改良 触发地壳运动
人类对大气圈的影响
改变大气成分：温wk.baidu.com效应、酸雨、臭氧层破坏、大气污染
改变下垫面
人类对水圈的影响
改变地表水系，调节水量的空间分布 改变水循环，调节水量的时间分布 （对蒸发、输送、降水、径流的影响） 水体污染
人类反复迅速整体观察地球
地球是一个相对完整的物质 系统，地球表层的物质运动、 生命活动都受这个系统整体规 律的支配和影响。 人类具备整体观察地球的能 力。 现代地理学就是全球地理学。 不科学地认识地球系统就不 能从根本上理解地球表层的地 理过程。
第一章地球系统
第一节
宇宙中的地球
认识宇宙 地球在宇宙中的位置 只有一个地球
第四章 地球表层生态系统
人地关系理论
可持续发展理论
景观生态理论
文化生态理论
人地关系理论
第一思潮——文明与环境关系论
地理环境决定论 对地理环境决定论的驳论 可能论（或然论） 非决定论、生产关系决定论
第二思潮——进化与环境关系论
拉采尔的“国家有机体”、“生存空间”思想及其评述
第三思潮 ——发展与环境关系论
海陆梯度地带性：
自然环境海陆梯度地带性 社会经济海陆梯度地带性
垂直带性：
自然环境垂直带性 社会经济垂直带性
非地带性：
物质组成、地壳运动
纬度地带性(湿润地区)
热带雨林 热带季雨林 亚热带常绿林 温带阔叶林 温带针叶林 极地苔原带
表3—5 我国东部季风区主要作物的纬度地带性 （据《中国自然区划概要》
区域演化
1经济全球化



概念 背景 主体 过程 影响因素 意义 反全球化
区域集团化

概念 阶段 新趋势 中国政策
计划经济下的均衡发展理论
生产力布局通过国家预先地，有计划地协调 安排
生产布局要尽可能均衡。 强调生产力布局理论的阶级性，生产关系的 决定性
大推动理论
非均衡发展理论

公转周期
水星 87.9 天 11.8 29.5 年 年

行星质量
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星
0.085 0.81 1

0.38 0.108 318 95.18
14.63 0.075
自转周期
58.64 243 23时 24时 ９时 10时 24 ±3 22 小时 6天 天 天 56分 37分 50分 14分 小时 9时17分
重力

0.38
0.85
1
0.38
2.51
1.07
0.83
1.14
?

逃离速度（秒／千米） 4.3 10.2 11.2 5.1
60
35.6
21
23.6
?
九大行星表面环境
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星
稀薄 浓密 温差大 低 长 适中 长 短 浓密 低 长 短 浓密 极低 长 适中 浓密 极低 长 适中 极稀薄 极低 长 长