第六章 圈层间的相互作用,第一节 水圈与岩石圈的相互作用 一 水圈与岩石圈相互作用的基本原理 1.岩石与水 （1）岩石的形成离不开水 （2）岩石的风化、剥蚀与水有关 （3）岩石的性质决定了水的下渗、流动与循环 （4）水对岩石的侵蚀改变了岩石圈表面的形态 2.岩石圈的结构与水系发育及流域性质 （1）岩石圈结构与水系发育 岩石圈的结构，决定水系的形状。 （2）岩石圈结构对流域性质的影响 岩石圈结构，决定流域的大小、形状和性质。,3.构造-侵蚀-地貌循环 （1）侵蚀循环理论 戴维斯于19世纪末提出的地貌循环（侵蚀循环）理论，描述了地面 发育的阶段性。这一理论建立在构造上升与河流侵蚀基础之上，说明岩石圈与水圈的相互作用。他将地面的发育分为幼年期、壮年期和老年期，随着河流侵蚀的继续进行 ，地面发育由幼年期、壮年期进了壮年期。最终形成一个高原接近于基准面的由基岩组成的微缓起伏的地面夷平面或准平面。在侵蚀循环过程中，岩石圈与水圈相互作用、相互反馈，影响与控制了地面的发育与演化。 （2）剥蚀系统模式 为了克服侵蚀循环的不足，即地面的剥蚀不完全发生在地面上升以后，而是在地面的上升过程中就已经开始；对地面剥蚀导致的地面均衡补偿没有考虑；地面的稳定时间不一定会足够长，以保证地面的演化能够经理从幼年到老年期的所有阶段。斯特拉母发展了新的地面演化模式剥蚀系统模式。 陆块海拔随时间减小的程序是指数式衰减。 在地面剥蚀循环过程中，如果没有进一步的构造抬升，地面总是倾向于降低。,二 流水作用与流水地貌 流水具有侵蚀、搬运、堆积三种作用。沟谷流水与河流的侵蚀呈线状，并有下切、侧蚀与溯源侵蚀三种形式（如图）。流水对泥沙的搬运有两种方式，一是推移，二是悬移。,1.坡面流水作用与流水地貌 坡面流水对地表的侵蚀比较均匀。 坡度、坡长、坡面组成物质、降水强 度与降水持续时间、植被覆盖度等， 影响坡面侵蚀强度。 2.沟谷流水作用与地貌 岩性软弱程度、植被覆盖度与降 水强度等，影响沟谷地貌，并对谷坡 形态产生很大影响。 3.河流作用与地貌 （1）河谷的发育,（2）河床与河漫滩 河床是平水期河水淹没的河槽，河漫滩则是汛期洪水淹没而平水期露出水面的河床两侧的谷底。 河漫滩表面常由微小起伏，但其地势多向谷坡或阶地方向微倾斜，沉积物也在同一方向上有粗变细，并有水平层理，与河床相冲积物上部的斜层理或交错层理形成鲜明对比。 心滩是复式环流作用下在江心堆积而成的。心滩淤积高度超过中水位，便称为江心洲。 右图：河谷结构图,（3）三角洲 河口三角洲是河流与海洋共同作用下，由河流携带的泥沙在河口地区的陆上和水下形成的、平面形态近似三角形的堆积体。依其形态，三角洲可分为：鸟足状三角洲，尖头状三角洲，扇形三角洲以及多岛形三角洲。 鸟足状三角洲,右图上： 尖头状三角洲 右图下：扇形三角洲,多岛形三角洲 洪积扇 干旱半干旱区的季节性或突发性洪流在河流出口因比降突减、水流分散、水量减少而形成的扇形堆积物地貌。扇形坡度约510度，物质主要沙砾，分选差；扇缘坡度12度堆积物多为粉砂、粘土和亚粘土，或又粗粒物质透镜体，分选较好并出现近水平层理。扇缘低地常有泉水出露，因而形成绿洲。并列的洪积扇相互连接，可形成长数百千米，宽数千米至数十千米的山麓洪积扇倾斜平原。气候变化与地壳上升可使洪积扇遭受切割，形成洪积扇阶地。,河流阶地 谷地因河流下切而抬升到洪水位以上冰呈阶梯状分布于河谷两侧，即为河流 阶地。阶地由阶面与阶坡组成，前者为原有谷地的遗留部分，后者则为河流下切形成。 三 海岸线与海岸带 海岸带是海洋与大陆接触并相互作用的地带，也是水圈与岩石圈相互作用的典型地带。在这里，水圈与岩石圈相互作用，决定了海岸线的轮廓、海岸的岸坡与海岸线的进退。 1.海岸均衡剖面与海岸线进退 （1） 均衡剖面的塑造 在波浪与潮流的作用下，有些地方发生侵蚀，有些地方发生堆积，泥沙发生平行海岸线的移动纵移动和垂直于岸线的移动横向移动，从而使海岸线的平面轮廓与剖面形态发生变化。 （2）三个假设 a 原始水下岸坡微微向海倾斜； b 水下岸坡由相同粒径的泥沙组成； c 波浪前进的方向与海岸垂直及其作用力保持不变。,（3）侵蚀均衡剖面 当海蚀平台展宽到一定程度，波浪作用在也影响不到海蚀崖，海蚀崖后退停止，从而形成了一个均衡剖面。有人称这样的剖面为侵蚀均衡剖面。 海平面升降、侵蚀沉积与海岸进退的关系,2.海岸地貌 海岸带通常分为海岸、潮间带与水下岸坡三个部分。 （1）海蚀地貌,海蚀穴和海蚀拱桥 海蚀台 海蚀柱 海蚀崖,（2）海积地貌 海岸带的松散物质，在波浪变形理的作用力推动下移动，并进一步被研磨和分选，便形成海滨沉积物。 四 河口地貌 1.河口分段与河口地貌 （1）潮区界：河流下游河段中，潮差为零的那个地点。 （2） 潮流界：潮流沿河上溯到达的最远地点。 （3）近口段：从潮区界到潮流界的河段。 （4） 河口段：从潮流界到口门的河段。 （5） 口外海滨段：从口门到三角洲前缘坡折处。 河口地区最大的地貌单元是三角洲和三角港。 2.三角洲 （1）三角洲形成的基本条件 （2）三角洲的沉积结构,三角洲形成的基本条件： 丰富的泥沙来源。 河流的侵蚀搬运能力弱。这样可以保证河流带来的泥沙不至于被波浪、潮流、海流等全部带走。 口外海滨区地势平坦，水深比较浅。 （2）三角洲的沉积结构 过去通常划分为三部分： 顶积层 前积层 底积层 现在一般将三角洲体系划分为： 三角洲平原相 三角洲前缘相 前三角洲相,五 冰川作用与冰川地貌 1.冰川作用 2.冰川地貌 （1）冰蚀地貌 典型冰蚀地貌有冰斗、槽谷（U形谷）、峡湾、刃脊、角峰、羊背石、卷毛岩、冰川磨光面、悬谷、冰川三角面等。 （2）冰碛地貌 冰川表碛 冰川侧碛 冰川底碛 冰川中碛 冰川终碛,（3）冰水堆积地貌 分为冰水扇和冰水河谷沉积平原、季候泥、冰砾阜阶地、锅穴、蛇行丘等几类。 （4）冰面地貌 主要有：冰瀑、冰裂隙、冰川湖拱、冰面河、冰面湖、冰蘑菇、冰塔林等。 冰钟乳 冰面湖 冰蘑菇 冰塔,六：喀斯特作用与喀斯特地貌 1.喀斯特作用发生必须具备四个基本条件 ： 岩石的可溶性 岩石的透水性 水的溶蚀力 水的流动性 2.喀斯特地貌 喀斯特地貌示意图,第二节：生物圈与岩石圈、大气圈的相互关系,一 生物圈与岩石圈的相互作用 1.土壤与土壤系统 （1）土壤的组成及性状 （2）土壤的分类与分布 2.中国土壤系统分类,3.土壤的地带性规律（如图） 在湿润地区，从北到南，随着温度的升高，土壤由灰化土变为棕色土或淋溶棕色土、老城土和铁铝质土。在温带地区，从内陆相海岸，随着湿润程度的增加，土壤逐渐由灰漠土变为棕钙土、栗钙土、黑钙土、林溶黑钙土、灰色森林土等。 土壤的地带性规律,4.水、气候、岩石、生物的共同作用与土壤发育 19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫指出，土壤是岩石、地形、气候、生物与时间的函数，并用函数关系式表示为 =f(，) 式中， 为土壤， 为气候， 为生物， 为岩石， 为地形， 为时间。 20世纪40年代以来，美国土壤学家Jenny，考虑到其他因素的影响以及不同土壤形成过程中的主导因素不同，提出另外一个函数关系式：S=f(Cl,O,R,P,T.)式中， S为土壤， Cl为气候， O为生物， R为地形， P为母质， T为时间。 省略号为尚未确定的其他因素。,二：生物圈与大气圈的相互作用 1.大气圈的演化与生命的起源及进化 大气的演化促进了生命的进程，生命的出现与演化又导致了大气的变化。在生命的演化进程中，生物与大气相互作用、相互影响、相互促进。 2.生物与气候变化之间的正负反馈作用 （1）生物对气候的负反馈 生物对气候的负反馈 （2）生物对气候变化的正反馈作用,3.大气污染与植物 在空气中，已经检测出261种挥发性有机污染物。其中最重要的污染物是二氧化硫、氟化氢、氯气，以及由氮氧化物和碳氢化物在紫外线作用下形成的光化学烟雾。 植物具有吸附尘埃的作用 ；植物可以分泌一些发挥性杀菌物质 ；调节二氧化碳与氧气的平衡；保持空气新鲜方面发挥重要作用。 植物对保持与改善环境的关系,第三节：水圈、大气圈、生物圈、岩石圈的相互作用与地球表层系统,一：地球表层系统的物质循环与能量流动 1.地球表层系统的能量流动与能量平衡 圈层间能量交换示意图,2.地球表层系统的物质迁移与循环 地球表层系统的物质循环，通常划分为大气循环、水循环、地质循环、生物循环和地球生物化学循环。 （1）跨越圈层的水循环 （如图） 水循环是地球表层系统中最重要的物质循环之一。它对地球表层系统的能量起着再分配的作用。当水蒸发时，带走植物体内的热量，同时也吸收大量的热量。它是地球表层系统其他物质运动与循环的传送带。任何物质的运动和循环，都离不开水的运动和循环。 水循环,（2）碳循环 碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环。地球表层系统中的碳，绝大部分以沉积物的形式处存在岩石圈中的储存库里，储存库中的碳以碳水化合物的形式存在于有机物之中（如岩石中的石油、天然气、煤），或以无机物的形式存在于矿物碳酸盐中（如碳酸钙）。,（3）氧循环 氧循环也跨越了水圈、大气圈、生物圈、岩石圈，是各个圈层相互作用的结果。（如图）,（4）氮循环 氮以气态的形式通过生物、尤其是微生物（某些细菌）的作用而循环。大气体积的78%是氮气，因此大气是氮的巨大储存库。,（5）矿质循环 许多元素不是以气态而是以固态形式参加物质循环的，这样的物质循环称之为矿质循环，也有人称之为沉积循环，但沉积循环容易造成误解，所以仍称之为矿质循环。（如图）,二：地球表层自然环境的地域分异规律 1.纬度地带性 地带性学说堪称近代地理学的经典学说之一，地带性主要是指纬度带或纬度地带。由于太阳辐射随纬度不同而发生有规律的变化，导致地球表面热量分带：热带、亚热带、温带、和寒带。由于这些热量带平行于纬线呈东西向分布，并且随着纬度的高低呈南北向的交替变化，故称之为纬度地带性。 2.干湿度分带性 简而言之，由于海陆分布导致的干湿度由海向陆地的带状分布规律，就称为干湿度分带性。 3 垂直分带性 随着海拔高的增大，气温逐渐降低，降水也呈现出一定的变化，因而导致了气候、植被、土壤和自然景观呈现除垂直方向的上的带状分布于变化，这就是垂直带性。简而言之，垂直带性就是自然景观随海拔高度而呈现出的带状分布与变化规律。,谢谢大家！ 第六章结束,