第六章自然地理環境的時間演化規律發展方向性節律性穩定性基本特點思路A方向性B節律性C穩定性D發展演化規律E基本特點理解

記憶地球形成的“固體的冷物質積聚假說”：冷物質積聚過程中：放射性元素的蛻變放熱；原始地球的重力收縮不斷使地球增溫。地球熱能積累到使內部物質由剛性改變為可塑性，為重力分異創造了有利條件。

在重力作用下，較重的鐵、鎳物質緩漫下沉，向地球內部集中；較輕的硅酸鹽類物質則緩慢地向上移動，向地表集中。

物質的對流導致了物質的分異，最后形成現代地球內部的三個組成部分：地核、地幔、地殼。第一節自然地理環境發展的方向性一、巖石圈發展的方向性（1）地殼的演化具有明顯的方向性。

地槽區地洼區活動區穩定區地臺區地殼演化過程示意圖xy1.巖石圈發展的方向性（1）地殼的演化?地槽區（活動區）?地臺區（相對穩定區）?地洼區（新的活動區）（2）大陸面積有逐漸擴大的趨勢。（3）地貌的發育也具有方向性。Davis的侵蝕循環學說（地理輪回說）假定地殼抬升后再沒有上升、下降運動及大的氣候變化，由流水逐漸夷平地表，從以下蝕為主的V型河谷的河流青年期開始，經過側蝕為主的壯年期，最后進入侵蝕微弱、谷地間地面降低成緩坡的老年期，整個地表被磨蝕成幾乎是起伏不大的平原，即準平原。然后地殼再上升進入第二輪回，往復下去。（4）風化殼的發育以及土壤的形成過程也都具有方向性。波雷諾夫的風化發育階段:物理風化-化學風化富鈣階段→富硅鋁階段→富鋁鐵階段二、大氣圈發展的方向性原始大氣→二氧化碳大氣→現代大氣。地球現代大氣就是氮、氧大氣。三、水圈發展的方向性海水的主要鹽分含量1、水體體積的日漸增大2、大洋含鹽濃度的逐漸增大四、生物圈發展的方向性1.生命起源的方向性（1）從無機物到簡單有機物。（2）從簡單有機物到復雜有機物。（3）從復雜有機物到原始生命。1、生命起源

無機物→

簡單有機物→

復雜有機物→

多分子體系→

原始生命從無機小分子物質→有機小分子物質從有機小分子物質→有機高分子物質從有機高分子物質→多分子體系從多分子體系→原始生命IntegratedPhysicalGeography

2、生物從海向陸的方向性IntegratedPhysicalGeography

3、植物演化方向性:藻類→蕨類→裸子植物→被子植物4、動物發展方向性單細胞動物→無脊椎動物→魚類→兩棲類→爬行類→哺乳動物→人類五、自然地理環境的進化發展原始自然系統天然生態系統人類生態系統1、原始自然地理系統的形成

原始自然地理系統的形成大概經歷如下階段：

(1)天文期——宇宙大爆炸:

46億年前，地球起初是一些相互靠近的宇宙物質、星云。由宇宙大爆炸產生。

(2)地質時期——原始自然地理系統開始形成（原始圈層形成）：46億年后，由于地球內放射性熱的生成率比今天高出許多倍，是當時地球表層演化的主要能源。由于地球內部熱量大量聚積→導致地球物質熔融→噴溢大量巖漿、氣體和水蒸氣→形成了原始的巖石圈、水圈和大氣圈，標志著原始自然地理系統開始形成。

由于此時地球內能占優勢，所以原始大氣以CH4、CO、N2、H2O、NH3和CO2等為主。

原始海洋和海水為低鹽、高鈣型，且水少，因此物質、能量的交換受到一定的限制。

(3)

原始自然地理系統形成——三大圈層緊密聯結成統一整體：約于37～20億年前，地殼不斷增厚。由于地殼增厚，地球內能對地表的作用減弱，太陽輻射能逐漸成為地球表層的主要能源，在三大無機圈層中不斷轉換、耗散，并促成三大無機圈中的物質交換，使三大圈層緊密聯結成統一整體，聯結成一個新的物質系統——原始自然地理系統。由于原始大氣對太陽的短波輻射基本透明，因此，在強烈的紫外輻射照射下，環境中的小分子和元素，在原始的海洋中合成高分子化合物（如碳水化合物）。這為地球生物的誕生，淮備了充足的物質基礎。

2、天然生態系統的形成

原始自然地理系統是具有耗散結構的物質系統，它還要繼續進化。(1)原始生命的形成——異養細菌：大約在30億年前，地殼增厚到20km，地球內能對地表的作用再減弱，太陽輻射能對地表的作用進一步增強。同時，海洋里的有機化合物大量積聚，這些物質在太陽能的作用下，終于合成了生命，最初是異養細菌：靠海洋中的有機物和積聚能量為生。(2)原始生態系統的形成——光合作用：異養細菌感到食物匱乏，產生自養生物（葉綠素，稱為藍藻），能進行光合作用。原始生態系統形成，這是自然地理環境的一次重大飛躍(3)生物圈逐漸形成：原始生態系統大大改變了自然地理環境的物理、化學過程和元素遷移過程，從而改變了自然地理環境的組成和結構，逐漸形成生物圈。由于含有葉綠素的生物不斷增多，因而固定太陽能的數量也隨之增加。(4)

氧氣形成：光合作用的不斷加強，原始大氣中的二氧化碳（CO2）減少（碳酸鹽巖類固定在沉積巖中）。O2不斷增加，并出現臭氧層，為生物在自然地理環境中繁衍創造了有利條件。由于氧含量不斷增加，導致喜氧生物大量產生。而由于有了氧呼吸，自然地理環境中的能量轉換效率提高了大約19倍。(5)天然生態系統的形成：大約在距今4億年前，生物從海洋登陸，接受太陽輻射更為充分。結果導致生物種類和數量大增，水陸都形成由生產者（植物）、消費者（動物）和分解者（細菌）組成復雜、完善的生態系統，這就是天然生態系統。

生物圈的形成，標志著自然地理環境的進化進入了一個全新的階段：太陽能在有機界的轉換，把有機界和無機界聯結成整體系統。實際上是綠色植物通過光合作用把太陽能轉變成潛能→通過食物鏈轉移→最后，食物鏈中殘存的有機物質的潛能，由微生物通過發酵、腐爛等形式加以釋放。生物圈的出現，天然生態系統的形成，使自然界的兩個極重要的地球化學循環建立起來。3、人類生態系統的形成

(1)人類的出現：大約在距今二三百萬年前，人類從動物界中分化出來。人類的出現，是自然地理環境進化史上又一次重大飛躍。也是人類生態系統形成的標志。(2)人類社會的不斷演化：從狩獵、采集→農耕放牧→農業→工業→后工業階段等。

宇宙大爆炸地質時期（地球內能主導）原始自然地理系統地殼增厚（太陽輻射能主導）原始生命的形成——異養細菌自養生物大氣成分發生變化生物從海洋登陸生物圈出現，天然生態系統形成人類生態系統形成自然地理環境的進化二三百萬年4億年30億年37～20億年46億年第二節

自然地理環境的節律性

一、節律性的概念把自然地理過程（及其現象）隨時間重復出現的變化規律稱為自然地理環境的節律性，簡稱節律性或節奏性、韻律性。

二、節律性分類周期性節律旋回性節律階段性節律自然地理環境的節律性周期性節律周期性節律是自然地理過程按嚴格的時間間隔重復的變化規律。晝夜節律季節節律二、旋回性節律旋回性節律是以不等長的時間間隔為重復周期的自然演化規律。1、地質旋回2、氣候旋回

地質旋回地質旋回具有旋回性節律。巖層的沉積層序非常鮮明地反映了地質旋回的節律性。

例如在地層剖面上見到的由老漸新反復出現礫巖→砂巖→頁巖→石灰巖的巖相更迭演化，就反映了從海退到海侵又到海退的旋回性節律。

地殼的演化可分為太古代、元古代、早古生代、晚古生代、中生代和新生代等若干個時期，這些時期實際上就是地質旋回的周期。地質旋回的周期基本決定于天文因素。氣侯旋回

氣候的變遷也呈現一種旋回性節律。6億多年來的地球氣候史是以溫暖時期和寒冷時期交替演變為其基本特點的。氣候旋回又可分為世紀內旋回、超世紀旋回和冰期-間冰期旋回三種。（1）世紀內旋回

王紹武：中國20世紀氣候趨勢：降水：干→濕10年周期氣溫：暖→冷20年周期氣溫∩降水：暖干-冷濕-冷干-暖濕-暖干40年周期IntegratedPhysicalGeography

世紀內旋回波動周期較短，在幾年至幾十年范圍內。常見周期：22-23及35年竺可楨：中國溫度的升降有50-100年周期。第3章自然地理環境的時間演化規律

（2）超世紀旋回周期長短超過100年以上如:周期1800-1900年的超世紀氣候旋回。兩個階段：一是寒濕氣候階段，長約300—500年，其間冰川擴展，河流水量增加，湖泊水位上升；二是干熱氣候階段，長在1000年以上，其間冰川退縮，河流變淺，湖泊水位下降。（3）冰期-間冰期旋回這7億年中出現過三次大冰期：震旦紀大冰期石炭-二疊紀大冰期第四紀大冰期。在歐洲，第四紀大冰期的亞冰期-亞間冰期劃分為：（1）群茲亞冰期

寒冷群茲-明德亞間冰期

溫暖（2）明德亞冰期

寒冷明德-里斯亞間冰期

溫暖（3）里斯亞冰期

寒冷里斯-武木亞間冰期

溫暖（4）武木亞冰期

寒冷冰后期（延至現代）溫暖三、階段性節律1.生物生長節律

種子休眠營養生長衰老和死亡果實和種子形成生物生長節律生長速度2.生物進化節律

階段性的突變和躍升第三節自然地理環境的穩定性一、自然地理環境的穩定性的概念是指其影響條件發生變動，或人為干擾的場合下，自然地理環境的狀態并不會變動過大，或變動后經自我調節機制的作用，使其逐漸恢復原態的性質。1、正反饋環坡面徑流土壤滲透力坡面侵蝕--++正反饋環1、正反饋（positivefeedback）

如果回返信息使系統輸入或過程原因在原來變化方向上得到放大，進一步偏離初始狀態，稱為正反饋。當反饋環中一個要素發生變化，通過反饋環中各環節的連鎖反應，加強這種變化趨勢，使其脫離初始狀態。空氣中的二氧化碳含量植物生長氣溫+-+-負反饋環2、負反饋（negativefeedback）如果回返信息使系統輸入或過程原因在原來變化的方向上得到抑制或縮小，趨向回到初始狀態，稱為負反饋。當反饋環中一個要素發生變化，通過反饋環中各要素的連鎖反應，減弱了這種變動，使變化趨于穩定3、系統的穩定取決于正、負反饋環的力量對比

系統的穩定是由正反饋環與負反饋環兩者的力量對比關系所決定。由于正反饋環的自我增強作用和負反饋環的自我調節作用，系統必然是在變動與穩定、增長與衰減間相互斗爭。當負反饋環的自我調節作用強于正反饋環的自我增強作用時，系統趨于穩定；但當正反饋環的自我增強作用超過負反饋環的自我調節作用時，系統的穩定遭到破壞，脫離初始狀態。第三節自然地理環境的穩定性性4、自然地理環境在長達幾年-8000萬年間，保持著相對的穩定，靠的是自然地理環境本身復雜的網絡結構。一旦出現重大的結構調整，導致不平衡，達到某閾值以后出現不穩定，隨機漲落可能迅速被放大，并擴散到整個系統，形成新結構，出現新的穩定。5、幾點說明1）穩定只是代表整個演化過程的一個階段。整個地球表層是不斷向前發展，是由簡單到復雜的不可逆過程。自然地理環境在某階段是穩定的，但自然歷史的長河又是發展的。2）負反饋環的自我調節作用不會引起自然環境演化的終止，負反饋環的自我調節作用在演化過程中，雖然是起“保守”作用，但它的作用有一定限度，當某些變動超過“閾值”時，自我調節便會失去作用，系統會偏離初始狀態。3）系統的穩定性還與系統結構的復雜程度有關。越復雜的系統，負反饋作用的閾值范圍越大，也就越穩定。珠峰

甘肅黃土高原

巴蜀梯田

黃淮海平原

騰格里沙漠

呼倫貝爾大草原

第四節

自然地理環境時間演化的基本特點一、演化是不可逆的前進過程二、演化是不斷重復的節律過程三、演化是前進與節律的統一過程IntegratedPhysicalGeography

太古代早期（距今25億年）地球表面有許多小型花崗巖陸塊，其間為深度不一古海洋。地殼運動和巖漿活動廣泛而又強烈，火山噴發十分頻繁，“脫氣”過程形成了大氣圈和水圈。大氣圈富含CO2、水蒸汽、火山塵埃、很少的N和非生物成因的O。陸地是炎熱的、荒蕪的。后期水圈中陸續出現了蛋白質、核酸、原核細胞、細菌和藍藻，開始形成生命。IntegratedPhysicalGeography

元古代（距今6-25億年）?大陸地殼逐漸擴大、增厚，火山活動相對減弱，大氣中CO2濃度降低，游離氧增加。?原核生物進化為真核生物，嫌氣生物轉化為好氣生物，物種數量增多。?植物經歷第一次大發展，晚期出現了原始動物。?造山運動多次發生并使小陸塊逐漸拼合為泛古陸。IntegratedPhysicalGeography

古生代（距今2.3-6億年）泛大陸分裂，形成岡瓦納、北美、歐洲和亞洲四個大陸。大陸分裂引起海侵。海生無脊索動物空前繁盛，海生植物出現向陸生植物過渡的跡象，魚類誕生。加里東運動后，古歐洲與北美合并為一個大陸。海西運動后，歐美大陸和岡瓦納古陸合并，晚二疊紀，亞歐大陸形成。至此，新的泛大陸宣告形成，海退現象相伴而生，魚類和兩棲動物達到旺盛，陸生植物日益繁榮，蕨類森林遍布各大陸。IntegratedPhysicalGeography

中生代（距今0.7-2.3億年）自晚二疊紀起，泛大陸再次分裂，造山運動強烈。爬行動物繁盛之后又走向滅絕。鳥類、哺乳動物、被子植物欣欣向榮。IntegratedPhysicalGeography

新生代自然地理環境的發展趨勢

現代自然地理環境就是通過新生代，特別是第四紀以來的發展變化逐步形成的。第四紀構造運動和氣候變遷的直接結果。IntegratedPhysicalGeography

（1）第四紀構造運動強烈的地殼構造運動使新生代的海陸輪廓顯著改觀，古地中海消失，歐非大陸進一步靠攏，現代大地貌單元基本形成。大陸平均海拔由新生代初300增至875米。