第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用 教学重点：教学重点： 海海陆陆分分布布变变化化对对气气候候的的影影响响、地地形形起起伏伏变变化化对对气气候候的的影影响响、岩岩石石圈圈与与大大气气圈圈的的相相互互作作用用和和气气候候与与地地貌貌的的相互作用。相互作用。教学难点：教学难点： 高高原原隆隆升升对对气气候候的的影影响响、气气候候对对地地貌貌的的影影响响与与控制。控制。第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用教学活动：教学活动： 野外观察或观看影碟：野外观察或观看影碟：风沙地貌、沙尘暴。风沙地貌、沙尘暴。 讨论：讨论： 1.从气、岩相互作用谈谈如何防治沙尘暴？从气、岩相互作用谈谈如何防治沙尘暴？ 2.大气圈与岩石圈怎么相互作用？大气圈与岩石圈怎么相互作用？ 3.假若没有青藏高原，中国的地理环境格局是个什么样子？假若没有青藏高原，中国的地理环境格局是个什么样子？ 4.假若太平洋封闭，中国的气候会发生怎样的变化？假若太平洋封闭，中国的气候会发生怎样的变化？ 思考：思考：地貌与气候的关系。地貌与气候的关系。第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用参阅文献：参阅文献： 1 Ruddiman W F,Kutzbach J EPlateau uplift and climatic change Scientific American, 1991，264(3)：66752 Broccoli A J,Manabe S. The effects of orography on midlatitude northern hemisphere dry climates. Journal of Climate ,1992, 5：11811 2013王王建建等等26 Ma BP 前前后后亚亚洲洲季季风风系系统统的的重重组组古古地地理理学学报报，2000，2(2):73834 张张德德二二我我国国历历史史时时期期以以来来降降尘尘的的天天气气气气候候学学初初步步分分析析中中国国科科学学（B辑辑），1984，(3):2782885陈陈隆隆勋勋，刘刘骥骥平平，周周秀秀骥骥，汪汪品品先先青青藏藏高高原原隆隆起起及及海海陆陆分分布布变变化化对对亚亚洲洲大陆气候的影响第四纪研究，大陆气候的影响第四纪研究，1999,（4）：）：3143296刘东生等黄土与环境北京：科学出版社，刘东生等黄土与环境北京：科学出版社，1985第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用内容提要：内容提要： 一、海陆分布变化对气候的影响 海海陆陆分分布布位位置置的的巨巨大大变变化化导导致致了了纬纬度度位位置置、洋洋流流分分布布、大大气气活活动动中中心心的的分分布布格格局局等等的的变变化化，从从而而引引起起世世界界或区域气候的变化。或区域气候的变化。第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用二、 地形起伏变化对气候的影响 气温随高度的变化。气温随高度的变化。 对局部地区气候的影响。对局部地区气候的影响。 对区域和全球气候的影响。对区域和全球气候的影响。1. 1. 高原隆升导致北半球晚新生代气候变冷高原隆升导致北半球晚新生代气候变冷2. 2. 高原隆升，加强季风环流，使气候的季节差异增大高原隆升，加强季风环流，使气候的季节差异增大3. 3. 高原的隆升导致北半球中纬地区干旱气候的形成高原的隆升导致北半球中纬地区干旱气候的形成（1 1）高高原原与与山山地地的的形形成成，导导致致西西风风带带的的分分叉叉，水水汽汽运运移移不不再再经经过过这这些些地地区区，而而气气流流变变为为下下沉沉气气流流为为主主，尤尤其其在在亚亚洲洲中中部部和和美美国国西西部部内陆；内陆；（2 2）高大地形阻挡了来自附近海洋的水汽进入内陆地区；高大地形阻挡了来自附近海洋的水汽进入内陆地区；（3 3）在高大地形的上游地区，风暴发生频率较低。在高大地形的上游地区，风暴发生频率较低。4. 4. 高原隆升加强亚洲季风的强度，改变季风的风向，改变季风影响高原隆升加强亚洲季风的强度，改变季风的风向，改变季风影响的范围的范围 第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用三、岩石圈与大气圈的相互作用 岩石圈的变化，在很大程度上改变大气环流，改变了气候的格局岩石圈的变化，在很大程度上改变大气环流，改变了气候的格局与性质。实际上，改变了的大气圈，反过来又作用于岩石圈，对岩石圈与性质。实际上，改变了的大气圈，反过来又作用于岩石圈，对岩石圈施加影响。岩石圈与大气圈是相互作用、相互影响的。施加影响。岩石圈与大气圈是相互作用、相互影响的。 不仅岩石圈的变化会引起大气圈的变化，而且大气圈的变化同样不仅岩石圈的变化会引起大气圈的变化，而且大气圈的变化同样也会引起岩石圈的变化。也会引起岩石圈的变化。第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用四、地貌与气候的关系 1.地貌对气候的影响地貌对气候的影响 大陆与大洋是最大的地貌单元。由于大陆与大洋之间的热力差，大陆与大洋是最大的地貌单元。由于大陆与大洋之间的热力差，产生了季风环流。产生了季风环流。 从从高高原原、盆盆地地、山山地地、丘丘陵陵到到河河谷谷、平平原原，不不同同的的地地貌貌单单元元对对应于不同的区域或局地气候环境。应于不同的区域或局地气候环境。 在山区，由于山坡与山谷对温度日变化的响应速度不同，故产在山区，由于山坡与山谷对温度日变化的响应速度不同，故产生了山谷风。生了山谷风。第八章第八章 大气圈与岩石圈的相互作用大气圈与岩石圈的相互作用2.气候对地貌的影响与控制气候对地貌的影响与控制气候区气候区 主要地貌过程主要地貌过程 主要地貌特征主要地貌特征 冰川气候区 冰川作用；雪蚀作用；风力作用 刃脊、角峰、冰斗、冰碛冰缘气候区 冰冻作用；泥流作用；流水作用多边形地面、泥流阶地、石海、石河、石冰川、冰丘干旱气候区 干化（旱化）作用；风力作用；流水作用 沙丘、盐盘、风蚀盆地、穴状风化、干旱谷、风蚀垄槽 半干旱气候区 流水作用；风化作用（尤其物理风化）；快速物质移动山麓面、冲积扇、劣地（崎岖地） 温润气候区 流水作用；化学风化；土溜（土壤蠕动） 浑圆的山坡、土壤覆盖、岭谷相间、广泛的水流沉积 湿热气候区 化学风化；块体移动；流水作用 陡坡峭峰（中期阶段）、浑圆缓丘（晚期阶段）、深厚土壤、生物礁 第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 教学重点：教学重点： 水水均均衡衡引引起起岩岩石石圈圈的的变变形形、岩岩石石圈圈与与水水圈圈的的正正反反馈馈作作用用、侵侵蚀蚀循循环环理理论论的的内内容容和和局局限限性性、剥剥蚀蚀系系统统模模式式、河河流流作作用用与与地地貌、海岸地貌、河口地貌。貌、海岸地貌、河口地貌。教学难点：教学难点： 水均衡引起岩石圈的变形、剥蚀系统模式、河床动力水均衡引起岩石圈的变形、剥蚀系统模式、河床动力形态反馈机制、海岸均衡剖面的塑造形态反馈机制、海岸均衡剖面的塑造 。第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 教学活动：教学活动： 野野外外观观察察或或观观看看录录像像、影影碟碟：流流水水地地貌貌、海海岸岸地地貌貌、滑滑坡坡、崩崩岸岸、海海啸啸、泥石流。泥石流。座座 谈谈： 计计算算：负负荷荷均均衡衡引引起起的的地地面面升升降降量量。如如果果海海平平面面上上升升100m，水水负负荷荷均均衡衡调调整整完完成成后后，海海底底会会下下沉沉多多少少米米？当当2 000m厚厚的的冰冰盖盖彻彻底底融融化化，均均衡衡调调整整全全部部完完成成后后，地地面面将将会会上上升升多多少少米米？（假假设设上上地地幔幔比比重重为为3.4，海海水水与冰的比重近似地看作与冰的比重近似地看作1） 1. 1.海岸均衡剖面塑造过程中，水与岸坡是怎样相互作用的？海岸均衡剖面塑造过程中，水与岸坡是怎样相互作用的？ 2. 2.从水、岩相互作用的角度，评述侵蚀循环理论与剥蚀系统模式从水、岩相互作用的角度，评述侵蚀循环理论与剥蚀系统模式 3. 3.从水、岩相互作用的角度，谈谈如何防治滑坡、崩岸和泥石流？从水、岩相互作用的角度，谈谈如何防治滑坡、崩岸和泥石流？ 4. 4.海平面升降一定会引起海岸线的进退吗？海平面升降一定会引起海岸线的进退吗？第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 参阅文献：参阅文献： 1王颖王颖,朱大奎朱大奎海岸地貌学海岸地貌学北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，19942谢谢志志仁仁海海面面变变化化与与环环境境变变迁迁-地地面面/海海面面系系统统和和海海-气气-冰冰系系统统初探初探贵阳：贵阳：贵州科技出版社，贵州科技出版社，19963 严钦尚，曾昭璇主编严钦尚，曾昭璇主编地貌学地貌学北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，19854康志成中国泥石流灾害与防治北京：科学出版社，康志成中国泥石流灾害与防治北京：科学出版社，19965 Ollier C. Tectonic and landforms.New York :Longman Inc., 19816 Satake K, Shimazaki K,Tsuji Y, Ueda K.Time and size of a giant earthquake in Cascadia inferred from Japanese Tsunami records of January 1700. Nature,1996,379:2462497 Ritter D F.Process geomorphology. Second Edition. Dubuque :Wm. C. Brown Publishers,1986第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 内容提要：内容提要： 一、岩石与水的关系 三大类岩石的形成、风化、剥蚀都离不开水的参与；岩石的性质决三大类岩石的形成、风化、剥蚀都离不开水的参与；岩石的性质决定了水的下渗、流动与循环；另外，岩石的性质决定了水的下渗、流动定了水的下渗、流动与循环；另外，岩石的性质决定了水的下渗、流动与循环。与循环。 二、岩石圈的结构与流域性质和水系发育 岩石圈结构，决定流域的大小、形状和性质。岩石圈结构，决定流域的大小、形状和性质。 岩石圈的结构，决定水系的形状；同时，水沿水系运移，塑造出岩石圈的结构，决定水系的形状；同时，水沿水系运移，塑造出各种地貌景观。各种地貌景观。 第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 三、水均衡引起岩石圈的变形 水均衡是指，由于地球表面水分布的变化，导致各个地区受到的水水均衡是指，由于地球表面水分布的变化，导致各个地区受到的水的重力负荷发生改变，从而导致岩石圈变形、地面升降的过程。的重力负荷发生改变，从而导致岩石圈变形、地面升降的过程。 在海洋的边缘，由于海水深度向大陆的减小，水均衡下沉量向岸边在海洋的边缘，由于海水深度向大陆的减小，水均衡下沉量向岸边逐渐减小，从而导致大陆架、大陆坡地区的掀斜。由于海底的均衡下沉，逐渐减小，从而导致大陆架、大陆坡地区的掀斜。由于海底的均衡下沉，软流圈物质从海底流向大陆，从而引起大陆边缘地区的隆升。这一过程软流圈物质从海底流向大陆，从而引起大陆边缘地区的隆升。这一过程的结果导致：（的结果导致：（1）海洋的加深和大陆的增高，海洋与陆地的高差、起）海洋的加深和大陆的增高，海洋与陆地的高差、起伏增大；（伏增大；（2）大陆架、大陆坡的坡度增大（变陡）；（）大陆架、大陆坡的坡度增大（变陡）；（3）海洋面积的）海洋面积的缩小和陆地面积的增大。（找证据：如大旋回、地史、古地理等）实际缩小和陆地面积的增大。（找证据：如大旋回、地史、古地理等）实际上，自大洋形成以来，面积在逐渐减小，而深度却在不断增大，除与岩上，自大洋形成以来，面积在逐渐减小，而深度却在不断增大，除与岩石圈运动有关外，还可能与水均衡作用有关。石圈运动有关外，还可能与水均衡作用有关。 第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 四、岩石圈与水圈的正反馈作用 岩石圈与水圈相互作用、相互影响，形成正反馈作用的循环。岩石圈与水圈相互作用、相互影响，形成正反馈作用的循环。岩石圈形变岩石圈形变水圈结构的改变水圈结构的改变（水的分布的改变）（水的分布的改变）负荷均衡作用负荷均衡作用地球表层环境的变化地球表层环境的变化第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 五、侵蚀循环理论的内容和局限性以及在此基础上提出的剥蚀系统模式 1. 戴维斯于戴维斯于19世纪末提出的地貌循环（世纪末提出的地貌循环（侵侵蚀循环）理论，描述了地蚀循环）理论，描述了地面发育的阶段性面发育的阶段性幼年期：幼年期：水系尚未充分发育，河谷间分水地带宽广而平坦。水系尚未充分发育，河谷间分水地带宽广而平坦。壮年期：壮年期：地面起伏最大，地面最为破碎、崎岖。地面起伏最大，地面最为破碎、崎岖。老年期：老年期：地面由原来的高峰深谷变为低丘宽谷。地面由原来的高峰深谷变为低丘宽谷。 戴维斯的地貌循环理论的局限性：戴维斯的地貌循环理论的局限性：地面的剥蚀不完全发生在地面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上升没有考虑；地面稳定的时间不一定会足够致的地面均衡补偿上升没有考虑；地面稳定的时间不一定会足够的长，保证地面的演化能够经历从幼年期到老年期的所有的阶段。的长，保证地面的演化能够经历从幼年期到老年期的所有的阶段。 第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 2.2.岩石圈变动与剥蚀作用反馈关系岩石圈变动与剥蚀作用反馈关系 岩石圈的变动岩石圈的变动（陆块上升）（陆块上升）地面高程增大地面高程增大 剥蚀（或侵蚀）剥蚀（或侵蚀）作用增强作用增强均衡补偿均衡补偿 岩石圈变动与剥蚀作用反馈关系图岩石圈变动与剥蚀作用反馈关系图第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 六、流水作用与流水地貌 1. 坡面流水作用的定义及产生的地貌坡面流水作用的定义及产生的地貌 微微弱弱侵侵蚀蚀带带、强强烈烈侵侵蚀蚀带带、堆堆积积带带（如如坡坡积积裙裙）；沟沟谷谷流流水水作作用的定义及产生的地貌：冲出锥或洪积扇。用的定义及产生的地貌：冲出锥或洪积扇。2. 河流作用与地貌河流作用与地貌河床动力河床动力- -形态反馈机制形态反馈机制 过水断面减小过水断面减小过水断面增大过水断面增大水流携沙能力增大水流携沙能力增大河床侵蚀河床侵蚀河床淤积河床淤积水流携沙能力减小水流携沙能力减小 河流的自调节作用（河床动力河流的自调节作用（河床动力-形态反馈机制）形态反馈机制）(王建王建,2000)第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 河流侵蚀基准面及溯源侵蚀河流侵蚀基准面及溯源侵蚀均衡剖面均衡剖面河床类型：顺直微弯型河床、弯曲河床、分汊河床、游荡型河床河床类型：顺直微弯型河床、弯曲河床、分汊河床、游荡型河床 河漫滩发育与地貌河漫滩发育与地貌河河漫漫滩滩、二二元元相相沉沉积积结结构构、河河岸岸沙沙堤堤（滨滨河河床床沙沙坝坝）、迂迂回回扇扇等等 的定义的定义 河流阶地的定义及类型（基岩阶地、堆积阶地、基座阶地）河流阶地的定义及类型（基岩阶地、堆积阶地、基座阶地） 第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 七、海岸线与海岸带 1.1.海岸均衡剖面海岸均衡剖面 假设原始水下岸坡是一个微微向海倾斜的，由同一粒径的泥沙假设原始水下岸坡是一个微微向海倾斜的，由同一粒径的泥沙组成的斜坡，并且波浪前进的方向与海岸垂直及其作用力保持不变，组成的斜坡，并且波浪前进的方向与海岸垂直及其作用力保持不变，那么在水下岸坡上，存在着一个中立线。那么在水下岸坡上，存在着一个中立线。 整个岸坡上的泥沙的静位移量都为零，岸坡上没有侵蚀也没有淤整个岸坡上的泥沙的静位移量都为零，岸坡上没有侵蚀也没有淤积，整个剖面处在动态平衡状态，这时的海岸剖面为均衡剖面。积，整个剖面处在动态平衡状态，这时的海岸剖面为均衡剖面。2. 海岸线的进退海岸线的进退 相对海平面上升将导致海岸线向陆地的迁移相对海平面上升将导致海岸线向陆地的迁移海侵，海侵， 相对海平面的下降将导致海岸线向海洋方向的退却相对海平面的下降将导致海岸线向海洋方向的退却海退。海退。 第九章第九章 水圈与岩石圈的相互作用水圈与岩石圈的相互作用 八、河口地貌 1.1.河口地貌的概念及河口的特点河口地貌的概念及河口的特点 两种介质、三重作用、双向水流、快速沉积和生物生产率高。两种介质、三重作用、双向水流、快速沉积和生物生产率高。2.2.河口分段与河口地貌河口分段与河口地貌 河口区通常可以划分为近口段、河口段和口外海滨段。河口区通常可以划分为近口段、河口段和口外海滨段。3.3.三角洲三角洲 三三角角洲洲形形成成的的基基本本条条件件：丰丰富富的的泥泥砂砂来来源源；海海洋洋的的侵侵蚀蚀搬搬运运能能力力比比较较弱弱；口口外海滨区地势平坦，水深比较浅。外海滨区地势平坦，水深比较浅。三三角角洲洲的的类类型型：根根据据三三角角洲洲的的进进退退，可可以以将将三三角角洲洲划划分分为为建建设设性性三三角角洲洲；破破 坏坏性性三三角角洲洲。根根据据河河流流、波波浪浪和和潮潮流流的的作作用用强强弱弱，可可以以划划分分为为河河流流型型、波波浪浪型型和和潮潮流流型型三三角角洲洲。根根据据三三角角洲洲的的平平面面形形态态可可以以将将三三角角洲洲划划分分为为鸟鸟足足状状三三角角洲；尖头状或者鸟喙状三角洲；扇状三角洲。洲；尖头状或者鸟喙状三角洲；扇状三角洲。 第十章第十章 水圈与大气圈相互作用水圈与大气圈相互作用 教学重点：教学重点： 水与气候、水与气候、大气环流与水的循环、大气环流与水的循环、海气相互作用。海气相互作用。 教学难点：教学难点： 海气相互作用。海气相互作用。教学活动教学活动: :讨论：讨论： 1. 假如大气中没有水或者水中没有大气，世界将会是个什假如大气中没有水或者水中没有大气，世界将会是个什 么样子？么样子？ 2. 大气环流与洋流之间的关系如何？大气环流与洋流之间的关系如何？ 3. 海平面升降与气候变化是怎样相互作用的？海平面升降与气候变化是怎样相互作用的？ 4. 以厄尔尼诺现象为例说明水圈与大气圈之间的相互作用。以厄尔尼诺现象为例说明水圈与大气圈之间的相互作用。参阅文献：参阅文献： 1周淑贞主编，气象学与气候学周淑贞主编，气象学与气候学(第三版第三版)， 高等教育出版社高等教育出版社 19972谢志仁。海面变化与环境变迁谢志仁。海面变化与环境变迁地面地面/海面系统和海海面系统和海-气气-冰系冰系统初探，贵州科技出版社统初探，贵州科技出版社, 19963汪品先，西太平洋边缘海对我国冰期干旱化影响的初步探讨。第汪品先，西太平洋边缘海对我国冰期干旱化影响的初步探讨。第四纪研究，四纪研究，1995，（，（1）：）：32-42。4刘刘昌昌明明，何何希希吾吾.中中国国21世世纪纪水水问问题题方方略略.北北京京：科科学学出出版版社社，19985沈晋，沈冰等沈晋，沈冰等.环境水文学环境水文学.合肥：合肥：安徽科技出版社，安徽科技出版社，19926冯冯士士笮笮，李李凤凤歧歧，李李少少箐箐.海海洋洋科科学学导导论论.北北京京：高高等等教教育育出出版版社社，19997乔万利乔万利.多彩的海水运动多彩的海水运动.济南：济南：山东科技出版社，山东科技出版社，1999第十章第十章 水圈与大气圈相互作用水圈与大气圈相互作用 内容提要：内容提要： 一、水与气候 1. 海洋水与环流、气候海洋水与环流、气候 海洋是大气环流运转的能量和水汽供应的最主要的源地和储存库，对海洋是大气环流运转的能量和水汽供应的最主要的源地和储存库，对地球气候的形成起着不可忽视的作用。地球气候的形成起着不可忽视的作用。 洋流对气候的影响主要表现在暖洋流的增温增湿作用和冷洋流的降温洋流对气候的影响主要表现在暖洋流的增温增湿作用和冷洋流的降温减湿作用。减湿作用。 2. 陆地水与环流、气候陆地水与环流、气候 地表水能直接增大大气中的水汽含量，使河湖及邻近地区上空的湿度增大；地表水能直接增大大气中的水汽含量，使河湖及邻近地区上空的湿度增大；地表水还能调节局地气温，使沿河湖地区的气温变化不致过于激烈。地表水还能调节局地气温，使沿河湖地区的气温变化不致过于激烈。 3. 环流、气候与水的分布环流、气候与水的分布 若若终终年年在在单单一一环环流流的的控控制制下下，则则形形成成单单一一的的气气候候类类型型；若若处处于于大大气环流的交替地区，则形成过渡型的气候类型。气环流的交替地区，则形成过渡型的气候类型。 第十章第十章 水圈与大气圈相互作用水圈与大气圈相互作用 二、大气环流与水的循环 1.大气环流与水的循环大气环流与水的循环 大气环流与水分循环中的三个环节（蒸发、降水及水分输送）的关系密切。大气环流与水分循环中的三个环节（蒸发、降水及水分输送）的关系密切。2.大气环流与水体运动大气环流与水体运动 在在大大气气运运动动所所产产生生的的风风应应力力的的作作用用下下，大大气气不不断断地地向向水水体体（尤尤其其水水体体表表层）输送动量，使水体尤其是表层水体产生运动。层）输送动量，使水体尤其是表层水体产生运动。洋流洋流 : 海洋水体大规模的定向流动，即洋流。海洋水体大规模的定向流动，即洋流。波浪波浪: 在风的作用下，水面起伏产生了波浪，海洋中称为在风的作用下，水面起伏产生了波浪，海洋中称为“风浪风浪”。湖湖流流: 在在大大气气运运动动产产生生的的风风的的作作用用下下，如如果果风风向向稳稳定定，陆陆地地水水体体也也会会产产生生一一定方向的流动，如湖流。定方向的流动，如湖流。第十章第十章 水圈与大气圈相互作用水圈与大气圈相互作用 三、海气相互作用 1. 厄尔尼诺厄尔尼诺/南方涛动（南方涛动（ENSO） 厄厄尔尔尼尼诺诺一一词词源源自自西西班班牙牙文文El Nino，原原意意是是“圣圣婴婴”，用用来来表表示示在在南南美美西西海海岸岸（秘秘鲁鲁和和厄厄瓜瓜多多尔尔附附近近）延延伸伸至至赤赤道道东东太太平平洋洋向向西西至至日日界界线线附附近近的的海面温度异常增暖的现象。海面温度异常增暖的现象。 南南方方涛涛动动（Southern Oscillation，简简称称SO），指指南南太太平平洋洋副副热热带带高高压压与与印印度度洋洋赤赤道道低低压压这这两两大大活活动动中中心心之之间间气气压压变变化化的的负负相相关关关关系系，即即南南太太平平洋洋副副热热带带高高压压比比常常年年增增高高时时，印印度度洋洋赤赤道道低低压压就就比比常常年年降降低低，两两者者气气压压的的变变化化有有“跷跷板跷跷板”现象。现象。2. 海平面升降与气候变化海平面升降与气候变化 海平面变化是水圈变动的表现，气候变化则是大气圈变化的显示。海平面变化是水圈变动的表现，气候变化则是大气圈变化的显示。 气候的变化，引起了海平面的升降；海平面的升降，反过来又导致气候的气候的变化，引起了海平面的升降；海平面的升降，反过来又导致气候的变化。气候变化与海平面升降，相互作用、相互影响，构成了气候变化。气候变化与海平面升降，相互作用、相互影响，构成了气候/ /海平面之间海平面之间的一个反馈机制。的一个反馈机制。 第十章第十章 水圈与大气圈相互作用水圈与大气圈相互作用 第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 教学重点：教学重点： 气候气候海面海面冰川冰川均衡之间的关系；气候均衡之间的关系；气候水的分布水的分布地地球自转速度球自转速度构造运动或形变；构造运动构造运动或形变；构造运动大气环流大气环流水循环；黄水循环；黄土地貌；水圈、大气圈、岩石圈相互作用与冰川、冰缘地貌土地貌；水圈、大气圈、岩石圈相互作用与冰川、冰缘地貌 。 教学难点：教学难点： 气候气候海面海面冰川冰川均衡之间的关系，气候均衡之间的关系，气候水的分布水的分布地地球自转速度球自转速度构造运动或形变，构造运动构造运动或形变，构造运动大气环流大气环流水循环。水循环。第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 教学活动：教学活动： 野野外外观观察察或或者者观观看看影影碟碟、录录像像：冰冰川川、冰冰川川地地貌貌、冰冰缘缘地地貌貌和和黄黄土土地地貌貌，加深理解水圈、大气圈、岩石圈的相互作用。加深理解水圈、大气圈、岩石圈的相互作用。 讨讨 论：论：水、气、岩相互作用的途径与方式（不限于该教材所列内水、气、岩相互作用的途径与方式（不限于该教材所列内容）。容）。 模拟实验：模拟实验： 随自转速度的变化，地表水分布的变化（在地球仪表面中随自转速度的变化，地表水分布的变化（在地球仪表面中纬度放一滴水，旋转地球仪观察水滴的运动方向，为了减纬度放一滴水，旋转地球仪观察水滴的运动方向，为了减弱重力的影响，将地轴放水平），地表水质量分布纬度的弱重力的影响，将地轴放水平），地表水质量分布纬度的变化引起的地球自转速度的变化（在地球仪的赤道上粘贴变化引起的地球自转速度的变化（在地球仪的赤道上粘贴一块橡皮泥，转动地球仪；然后将橡皮泥转移到中高纬度，一块橡皮泥，转动地球仪；然后将橡皮泥转移到中高纬度，再转动地球仪，比较前后转动的难易程度）。再转动地球仪，比较前后转动的难易程度）。第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 参阅文献：参阅文献： 1Ritter D F. Process geomorphology.Second Edition. Dubuque: Wm. Crown Publishers,19862李四光李四光天文、地质、古生物天文、地质、古生物北京：北京：科学出版社，科学出版社，19723任任振振球球全全球球变变化化-地地球球四四大大圈圈层层异异常常变变化化及及其其天天文文成成因因北北京京：科学出版社，科学出版社，19904李李吉吉均均青青藏藏高高原原的的地地貌貌演演化化与与亚亚洲洲季季风风海海洋洋地地质质与与第第四四纪纪地地质质1999，19（2）：）：1115任任美美锷锷，杨杨仁仁章章，包包浩浩生生中中国国自自然然地地理理纲纲要要北北京京：商商务务印印书书馆馆，19796崔之久崔之久中天山冰冻圈中天山冰冻圈-地貌过程与沉积特征地貌过程与沉积特征石家庄：石家庄：河北科技河北科技出版社，出版社，1998第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 内容提要：内容提要：一、气候海面冰川均衡 气气候候冷、冷、暖暖变变化化冰冰 川川扩扩展展/消融消融海海 平平面面 的的下下降降/上升上升岩岩石石圈圈的的均均衡衡调调整整气候气候-海面海面-冰川冰川-均衡之间的相互关系均衡之间的相互关系 第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 二、气候水的分布地球自转速度构造运动或形变 气气候候的的变变化化，引引起起地地球球表表层层水水的的分分布布发发生生变变化化，导导致致地地球球自自转转速速度度发发生生变变化，从而引致岩石圈的变动和构造形变。化，从而引致岩石圈的变动和构造形变。 岩岩石石圈圈的的变变动动和和构构造造形形变变，反反过过来来又又导导致致气气候候的的变变化化、水水的的分分布布的的变变化化，以及地球自转速度的变化。以及地球自转速度的变化。 岩石圈的变动和构造形变，导致了地球表层物质的重新分配。岩石圈的变动和构造形变，导致了地球表层物质的重新分配。三、构造运动大气环流水循环 构构造造运运动动导导致致海海陆陆分分布布、地地形形起起伏伏的的变变化化，从从而而引引起起大大气气环环流流、洋洋流流的的变变化化，改变地球的水分循环。改变地球的水分循环。 如如果果没没有有海海陆陆之之间间的的热热力力差差异异，如如果果没没有有地地形形的的起起伏伏，地地球球表表面面则则完完全全由由行行星风系控制，大气环流、地面风带、水循环完全成纬度地带性分布。星风系控制，大气环流、地面风带、水循环完全成纬度地带性分布。 构构造造运运动动奠奠定定或或改改变变海海陆陆分分布布的的格格局局，改改变变地地形形起起伏伏，从从而而也也就就改改变变大大气气环环流，改变行星风系，也改变水循环。流，改变行星风系，也改变水循环。第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 四、黄土地貌 黄黄土土是是一一种种灰灰黄黄色色或或棕棕黄黄色色的的特特殊殊的的土土状状堆堆积积物物。黄黄土土是是一一种种特特殊殊的的物物质质，具具有有以以下下特特征征：（1）质质地地均均一一，以以粉粉沙沙为为主主；（2）结结构构松松散散，空空隙隙比比较较发发育育，空空隙隙度度一一般般在在40%55%之之间间；（3）富富含含碳碳酸酸钙钙，碳碳酸酸钙钙含含量量一一般般在在10%16%之之间间；（4）无无沉沉积积层层理理，垂垂直直节节理理发发育育；（5）具具有有湿湿陷陷性性（遇遇水后碳酸钙等可溶盐被淋溶、流失而沉陷）。水后碳酸钙等可溶盐被淋溶、流失而沉陷）。 黄黄土土是是风风尘尘堆堆积积，是是大大风风或或暴暴风风作作用用于于干干燥燥松松散散地地面面而而形形成成的的，是是大大气气圈圈与与岩岩石石圈圈相相互互作作用用的的产产物物。而而黄黄土土地地貌貌的的形形成成，有有两两种种途途径径。一一是是黄黄土土披披盖盖在在高高原原、山山脉脉、山山丘丘之之上上形形成成塬塬、梁梁、峁峁等等地地貌貌，在在此此基基础础上上流流水水作作用用塑塑造造成成为为现现在在的的黄黄土土地地貌貌；二二是是黄黄土土堆堆积积形形成成黄黄土土塬塬，黄黄土土塬塬被被流流水水侵侵蚀蚀切切割割形形成成黄黄土土梁梁，黄黄土土梁梁进进一一步步被被切切割割便便形形成成黄黄土土峁峁，在在黄黄土土梁梁与与黄黄土土峁峁的的形形成成过过程程中中，也也形形成成了了黄黄土土的的沟沟谷谷地地貌貌。无无论论是是哪哪种种途途径径与与过过程程，都都反反映映了了水水圈圈、大大气气圈圈、岩岩石圈的参与，可以说黄土地貌是水圈、大气圈、岩石圈相互作用的产物。石圈的参与，可以说黄土地貌是水圈、大气圈、岩石圈相互作用的产物。第十一章第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作水圈、大气圈、岩石圈的相互作用用 五、水圈、大气圈、岩石圈相互作用与冰川、冰缘地貌 在在特特定定的的地地形形、特特定定的的气气候候条条件件下下，水水发发生生相相态态的的变变化化，发发育育了了冰冰川川，发发生生了了冰冰川川与与冰冰缘缘作作用用，对对岩岩石石圈圈表表面面进进行行改改造造，形形成成冰冰川川、冰冰缘缘地地貌貌。因因此此，冰川、冰缘地貌，实际上是大气圈、水圈、岩石圈相互作用的产物。冰川、冰缘地貌，实际上是大气圈、水圈、岩石圈相互作用的产物。 在在冰冰川川作作用用下下形形成成的的地地貌貌，叫叫做做冰冰川川地地貌貌。冰冰川川地地貌貌可可以以划划分分为为冰冰蚀蚀地地貌貌、冰冰碛碛地地貌貌和和冰冰水水地地貌貌，它它们们分分别别是是冰冰蚀蚀作作用用、冰冰川川堆堆积积作作用用、冰冰融融水水作作用用形形成成的地貌。的地貌。冰蚀地貌：冰蚀地貌：冰川谷（冰川谷（U型谷）；冰斗；刃脊；角峰；羊背石。型谷）；冰斗；刃脊；角峰；羊背石。冰碛地貌：冰碛地貌：终碛垄；侧碛堤；冰碛丘陵；鼓丘。终碛垄；侧碛堤；冰碛丘陵；鼓丘。冰水地貌：冰水地貌：蛇形丘；冰砾阜；冰砾阜阶地；锅穴；冰水扇。蛇形丘；冰砾阜；冰砾阜阶地；锅穴；冰水扇。 由冰缘作用形成的地貌叫做冰缘地貌。由冰缘作用形成的地貌叫做冰缘地貌。第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用 教学重点：教学重点： 岩石岩石土壤土壤生物的联系，生命活动与大气组分，大气圈的生物的联系，生命活动与大气组分，大气圈的演化与生命的起源、进化的关系，生物与气候变化之间的正负反馈演化与生命的起源、进化的关系，生物与气候变化之间的正负反馈作用，生物与水的相互作用，生物圈、大气圈、水圈之间的相互作作用，生物与水的相互作用，生物圈、大气圈、水圈之间的相互作用与机制（湖泊效应等几种效应）。用与机制（湖泊效应等几种效应）。教学难点：教学难点： 生物与气候变化之间的正负反馈作用，植被与水循环，生物圈、生物与气候变化之间的正负反馈作用，植被与水循环，生物圈、大气圈、水圈之间的相互作用与机制（湖泊效应等几种效应）。大气圈、水圈之间的相互作用与机制（湖泊效应等几种效应）。第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用教学活动：教学活动： 讨论：讨论： 1.从生物与大气的相互作用分析城市绿地在维护城市环境中的作用。从生物与大气的相互作用分析城市绿地在维护城市环境中的作用。 2.从自己的感性认识出发谈谈湖泊效应、沙漠化效应或绿洲效应。从自己的感性认识出发谈谈湖泊效应、沙漠化效应或绿洲效应。 3.以洋面封冻、厄尔尼诺现象为例，说明水、气、生的相互作用。以洋面封冻、厄尔尼诺现象为例，说明水、气、生的相互作用。第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用参阅文献：参阅文献： 1李博李博.生态学生态学.北京北京:高等教育出版社，高等教育出版社，20002黄黄振振管管，曹曹广广才才，姚姚高高宽宽，李李廷廷华华植植物物、环环境境与与人人类类北北京京：气象出版社，气象出版社，19993福福井井英英一一郎郎，吉吉野野正正敏敏气气候候环环境境概概论论北北京京：气气象象出出版版社社，19884张家诚等编著张家诚等编著气候变迁及其原因气候变迁及其原因北京：北京：科学出版社，科学出版社，19765金岚主编金岚主编环境生态学环境生态学北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，19926陆景冈陆景冈土壤地质学土壤地质学北京：北京：地质出版社，地质出版社，1997第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用内容提要：内容提要： 一、生物圈与岩石圈相互作用 1. 生物风化与岩石的分解生物风化与岩石的分解 生生物物风风化化作作用用是是指指生生物物在在其其生生命命活活动动过过程程中中对对岩岩石石、矿矿物物产产生生的的破破坏坏作作用用。它包括生物机械风化作用和生物化学风化作用。它包括生物机械风化作用和生物化学风化作用。 2. 岩石土壤生物岩石土壤生物 土土壤壤是是在在一一定定的的水水热热条条件件下下，岩岩石石与与生生物物相相互互作作用用的的产产物物，是是岩岩石石与与生生物物联系的纽带与桥梁。联系的纽带与桥梁。3. 岩石性质对生物的生长、发育的影响岩石性质对生物的生长、发育的影响 4. 岩石圈运动与生物岩石圈运动与生物 岩岩石石圈圈的的运运动动导导致致海海陆陆分分布布的的变变化化，导导致致沧沧海海桑桑田田的的环环境境变变迁迁，从从而而导导 致地球表面生物面貌与分布格局的变化。致地球表面生物面貌与分布格局的变化。 5. 生物岩石、生物矿床、生物地貌生物岩石、生物矿床、生物地貌 生物可以破坏岩石，如生物风化作用就是生物破坏岩石的一个例证。生物可以破坏岩石，如生物风化作用就是生物破坏岩石的一个例证。 第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用二、 生物圈和大气圈相互作用1. 生命活动与大气组分生命活动与大气组分 生物的生命活动离不开大气，同时改变大气的成分。生物的生命活动离不开大气，同时改变大气的成分。 2. 大气圈的演化与生命的起源及进化大气圈的演化与生命的起源及进化 在地球演化的历史进程中，大气与生物相互作用、相互影响，才形成了今在地球演化的历史进程中，大气与生物相互作用、相互影响，才形成了今天这样的大气圈和生物圈。天这样的大气圈和生物圈。 3. 生物与气候变化之间的正负反馈作用生物与气候变化之间的正负反馈作用 生生物物与与气气候候变变化化之之间间存存在在着着正正负负反反馈馈作作用用，这这些些反反馈馈作作用用在在一一定定程程度度上上反映了生物圈与大气圈的相互作用。反映了生物圈与大气圈的相互作用。4. 大气污染与植物大气污染与植物 大大气气污污染染对对植植物物的的影影响响主主要要有有：大大气气污污染染降降低低植植物物的的寿寿命命；大大气气污污染染降降低低 植植物物生生产产率率; 植植物物对对空空气气的的净净化化作作用用:除除尘尘灭灭菌菌；吸吸碳碳吐吐氧氧；对对污污染染物物的的吸吸附附、吸收。吸收。 第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用三、生物和水的相互作用 1. 1. 生命与水生命与水 生命来源于水；生物的生存离不开水；生命来源于水；生物的生存离不开水；水的多少决定生物的种类。水的多少决定生物的种类。2. 2. 生物分布与水生物分布与水 由于生物的生长、发育离不开水，因此生物的分布受到水的分布的由于生物的生长、发育离不开水，因此生物的分布受到水的分布的控制与影响。控制与影响。 3. 3. 水质与生物水质与生物 由由于于水水质质不不同同，生生活活在在其其中中的的生生物物也也不不一一样样。生生活活在在海海洋洋中中的的动动物与生活在低盐环境和淡水环境中的动物，其渗透压调节情况不同。物与生活在低盐环境和淡水环境中的动物，其渗透压调节情况不同。4. 4. 植被与水循环植被与水循环5. 5. 生物与水的正反馈作用生物与水的正反馈作用 第十二章第十二章 生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用四、水圈、大气圈、生物圈的相互作用 1. 湖泊效应湖泊效应 湖湖区区由由于于水水体体热热容容量量大大，温温度度升升高高缓缓慢慢，温温度度相相对对于于周周围围地地 面面比比较较低低，空空气气在在这这里里下下沉沉，从从而而产产生生了了湖湖泊泊及及其其周周围围地地区区的的局局部的大气环流。部的大气环流。2. 沙漠化效应沙漠化效应 在在干干旱旱、半半干干旱旱地地区区，当当植植被被遭遭到到破破坏坏，则则可可能能导导致致严严重重的的沙漠化。沙漠化。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统教学重点：教学重点： 地地球球表表层层系系统统的的能能量量传传输输；地地球球表表层层系系统统的的能能量量平平衡衡；跨跨越越圈圈层层的的水水循循环环；地地球球表表层层自自然然环环境境的的地地域域分分异异规规律律；喀喀斯斯特特作作用用（喀斯特地貌发育）的基本条件。（喀斯特地貌发育）的基本条件。教学难点：教学难点： 地地球球表表层层系系统统的的能能量量流流动动与与能能量量平平衡衡，地地球球表表层层系系统统的的物物质质迁迁移与循环。移与循环。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统教学活动：教学活动： 野野外外观观察察或或观观看看影影碟碟、录录像像：喀喀斯斯特特地地貌貌，不不同同地地带带或或地地区区的植被、土壤。的植被、土壤。实习：实习：观察土壤组成和层次，加深对圈层相互作用形成土观察土壤组成和层次，加深对圈层相互作用形成土壤的认识，用壤的认识，用pH纸或纸或pH计测量土壤的酸碱度。计测量土壤的酸碱度。 座座谈谈：从从学学生生对对自自己己家家乡乡以以及及旅旅行行所所接接触触到到的的不不同同地地区区的的不不同的气候、植被、土壤来归纳说明地域分异规律。同的气候、植被、土壤来归纳说明地域分异规律。思考：思考： 1.地表系统的主要能量来源及其对地表环境的影响。地表系统的主要能量来源及其对地表环境的影响。 2.为什么说物质循环是圈层相互作用的纽带与桥梁为什么说物质循环是圈层相互作用的纽带与桥梁？ 第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统参阅文献：参阅文献： 1MurckMurck B B W, W, Skinner Skinner B B J,Porter J,Porter S S C. C. Environmental Environmental geology. geology. New York :John Wiley & Sons, Inc., 1996New York :John Wiley & Sons, Inc., 19962 StrahlerStrahler A A H, H, StrahlerStrahler A A N. N. Physical Physical geographysciencegeographyscience and and systems systems of of the the human human environment. environment. New New York: York: John John Wiley Wiley & & Sons, Inc., 1997Sons, Inc., 19973陈陈传传康康，伍伍光光和和，李李昌昌文文编编综综合合自自然然地地理理学学北北京京：高高等等教教育育出出版社，版社，199319934刘南威，郭有立刘南威，郭有立综合自然地理学综合自然地理学北京：北京：科学出版社，科学出版社，199819985严钦尚，曾昭璇主编严钦尚，曾昭璇主编地貌学地貌学北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，198519856 G. E. G. E. 赫钦孙等著赫钦孙等著生物圈生物圈北京：北京：科学出版社，科学出版社，19741974第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统内容提要：内容提要： 一、 地球表层系统的能量流动与能量平衡 1. 能量的来源能量的来源 输入地球表层系统的能量主要有三个渠道：太阳的短波辐射（占全部输入地球表层系统的能量主要有三个渠道：太阳的短波辐射（占全部能量输入的能量输入的99.986%）、地热能（是地球表层系统能量的第二大来源）、）、地热能（是地球表层系统能量的第二大来源）、地球转动的动能地球转动的动能 。 2. 地球表层系统中能量的传输转化地球表层系统中能量的传输转化 在地球表层系统中，能量不断进行着吸收、释放、传输、转化的过程。在地球表层系统中，能量不断进行着吸收、释放、传输、转化的过程。这些过程交叉、交替进行，跨越了圈层的限制，是圈层之间、圈层内部各这些过程交叉、交替进行，跨越了圈层的限制，是圈层之间、圈层内部各部分之间相互作用的纽带。部分之间相互作用的纽带。 3. 地球表层系统的能量平衡地球表层系统的能量平衡 太太阳阳辐辐射射能能是是地地球球表表层层系系统统能能量量主主要要来来源源，占占全全部部能能量量来来源源99.986%。因此，地球表层系统的能量平衡主要是太阳辐射能的平衡。因此，地球表层系统的能量平衡主要是太阳辐射能的平衡。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统二、地球表层系统的物质迁移与循环 能能量量驱驱动动地地球球表表层层系系统统的的物物质质迁迁移移与与循循环环，反反过过来来，物物质质迁迁移移与与循循环环不不仅仅带带动动了了能能量量的的流流动动与与传传输输，而而且且还还导导致致能能量量的的转转化化与与交交换换。物物质质迁迁移移与与循循环环，和和能能量量传传输输与与转转化化一一样样，是是地地球球表表层层系系统统发发展展演演化化的的原原因因与与动动力力，也也是是圈圈层层间间相相互互联联系系的的纽纽带带、相相互互作用的杠杆。作用的杠杆。 地球表层系统的物质循环，通常划分为大气循环、水循环、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、生物循环和生物地球化学循环。地质循环、生物循环和生物地球化学循环。 第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统1. 1. 跨越圈层的水循环跨越圈层的水循环 蒸发、蒸腾使水变为水蒸气，从水圈、岩石圈、生物圈进入大气蒸发、蒸腾使水变为水蒸气，从水圈、岩石圈、生物圈进入大气圈，水蒸气在大气圈中随大气环流而运动，最后以降雨、降雪等形式圈，水蒸气在大气圈中随大气环流而运动，最后以降雨、降雪等形式回到水圈、岩石圈、生物圈。如降水被生物截留和利用，然后参与下回到水圈、岩石圈、生物圈。如降水被生物截留和利用，然后参与下一个水循环；降水变为地表或地下径流，参与岩石圈的侵蚀、改造，一个水循环；降水变为地表或地下径流，参与岩石圈的侵蚀、改造，然后流入海洋；落于高纬度地区或高山、高原地区的降雪，形成冰川然后流入海洋；落于高纬度地区或高山、高原地区的降雪，形成冰川或冰盖，成为水圈的组成部分，当冰川融化，水又参与生物的生长、或冰盖，成为水圈的组成部分，当冰川融化，水又参与生物的生长、岩石的风化，或者再次被蒸发、蒸腾进入大气圈，参与到天气过程中，岩石的风化，或者再次被蒸发、蒸腾进入大气圈，参与到天气过程中，形成雨、雪、霜、露、雹、雾等各种各样的天气现象。形成雨、雪、霜、露、雹、雾等各种各样的天气现象。 第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统2. 2. 碳循环碳循环 碳碳是是组组成成生生命命的的最最重重要要的的物物质质成成分分之之一一，在在生生命命物物质质中中占占到到24.9%。碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环。碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环。碳碳循循环环具具有有重重要要的的意意义义：一一方方面面满满足足植植物物光光合合作作用用的的需需要要，维维持持了了地地球球表表层层生生命命活活动动的的正正常常进进行行；另另一一方方面面，调调节节地地球球表表面面气气候候。由由于于碳碳循循环环的的存存在在，使使得得大大气气CO2保保持持在在某某一一恒恒定定的的水水平平，从从而而保保证证了了地地球球表表面面温温度度不不至至于于过过高高或或者者过过低低，为为生生物物的的生生长长发发育育和和人人类类的的生存提供了适宜的环境。生存提供了适宜的环境。 第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统 3. 氧循环氧循环 氧循环，也跨越四大圈层，是水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相氧循环，也跨越四大圈层，是水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用的结果。海洋与陆地上的植物光合作用，释放出氧气进入大气互作用的结果。海洋与陆地上的植物光合作用，释放出氧气进入大气中，火山作用也能够以中，火山作用也能够以CO2和和H2O的形式释放出少量氧。而与之平衡的形式释放出少量氧。而与之平衡的是，植物、动物、微生物的呼吸作用从大气中吸收氧，人类燃烧木的是，植物、动物、微生物的呼吸作用从大气中吸收氧，人类燃烧木材、化石燃料消耗大气中的氧，森林火灾消耗大气中的氧，岩石的风材、化石燃料消耗大气中的氧，森林火灾消耗大气中的氧，岩石的风化分解也吸收、消耗氧。当然生物制造的有机物，或地球表层发生的化分解也吸收、消耗氧。当然生物制造的有机物，或地球表层发生的化学反应产生的无机物（如碳酸钙）沉积下来，形成石油、天然气或化学反应产生的无机物（如碳酸钙）沉积下来，形成石油、天然气或岩石、煤，将一部分氧固定在岩石圈中。当化石燃料被开采、燃烧，岩石、煤，将一部分氧固定在岩石圈中。当化石燃料被开采、燃烧，氧又会释放到大气中。氧又会释放到大气中。 第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统4. 氮循环氮循环 氮氮以以气气态态的的形形式式通通过过生生物物、尤尤其其是是微微生生物物（某某些些细细菌菌）的的作作用用而而循循环环。大大气气体体积积的的78%是是氮氮气气，因因此此大大气气是是氮氮的的巨巨大大的的储储存存库库。在在大大气气中中，分分子子态态的的N2不不易易为为动动物物或或植植物物所所吸吸收收、利利用用，只只有有某某些些微微生生物物具具有有直直接接利利用用N2的的能能力力。直直接接利利用用N2 的的过过程程叫叫做做固固氮氮作作用用。某某些些细细菌菌将将可可以以利利用用形形态态的的氮氮转转变变为为N2的的作作用，叫做反硝化作用。用，叫做反硝化作用。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统 5. 矿质循环矿质循环 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。也有人称为沉积循环，但沉积循环容易物质循环称之为矿质循环。也有人称为沉积循环，但沉积循环容易造成误解，故还是以叫做矿质循环为好。岩石风化分解，颗粒变细。造成误解，故还是以叫做矿质循环为好。岩石风化分解，颗粒变细。风可以将风化的细粒物质吹拂到大气中，然后再降落到地面，形成风可以将风化的细粒物质吹拂到大气中，然后再降落到地面，形成一个局部小循环。流水搬运这些物质沉积在海洋、湖泊或洼地中，一个局部小循环。流水搬运这些物质沉积在海洋、湖泊或洼地中，当这些沉积物出露地表时，再次经历风化、剥蚀，进入第二次循环。当这些沉积物出露地表时，再次经历风化、剥蚀，进入第二次循环。生物吸收其中的某些元素，使之参与到生物循环过程中。当生物死生物吸收其中的某些元素，使之参与到生物循环过程中。当生物死亡，生物体被分解，元素又重新回到土壤或者变为沉积物，此后或亡，生物体被分解，元素又重新回到土壤或者变为沉积物，此后或被风、流水搬运，或参与到下一轮的生物循环过程。当然，沉积物被风、流水搬运，或参与到下一轮的生物循环过程。当然，沉积物固结可以形成岩石，从而参与地质大循环。某些元素如硫和氯可以固结可以形成岩石，从而参与地质大循环。某些元素如硫和氯可以通过蒸发，随同水蒸气一起从海洋进入大气，与大气或水一起循环通过蒸发，随同水蒸气一起从海洋进入大气，与大气或水一起循环 。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统三、地球表层自然环境的地域分异规律 1. 纬度地带性纬度地带性 由由于于太太阳阳辐辐射射随随纬纬度度不不同同而而发发生生有有规规律律的的变变化化，导导致致地地球球表表面面热热量量由由赤赤道道向向两两极极逐逐渐渐变变少少，因因而而产产生生地地球球表表面面的的热热量量分分带带。由由于于这这些些热热量量带带平平行行于于纬纬线线呈呈东东西西向向分分布布，并并且且随随着着纬纬度度的的高高低低呈呈南南北北向向的的交交替替变变化化，故故称之为纬度地带性。称之为纬度地带性。2. 干湿度分带性干湿度分带性 由于海陆分布导致的干湿度由海向陆的带状分布规律。由于海陆分布导致的干湿度由海向陆的带状分布规律。3. 垂直带性垂直带性 是自然景观随海拔高度而呈现出的带状分布与变化规律。是自然景观随海拔高度而呈现出的带状分布与变化规律。4. 其他地域分异规律其他地域分异规律 构构造造地地貌貌成成因因的的地地域域性性分分异异、具具有有地地方方气气候候背背景景的的地地域域分分异异、地地貌貌部位与小气候引起的地域分异、高原地带性。部位与小气候引起的地域分异、高原地带性。 第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统四、土壤与土壤系统 土土壤壤是是陆陆地地最最表表层层能能够够为为植植物物生生长长提提供供营营养养成成分分、水水和和自自然然支支撑撑的的物物质质层层次次。土土壤壤发发生生在在岩岩石石圈圈、大大气气圈圈、水水圈圈、生生物物圈圈的的界界面面上上，是岩石圈、大气圈、水圈、生物圈相互作用的产物。是岩石圈、大气圈、水圈、生物圈相互作用的产物。 1. 土壤的组成土壤的组成 土土壤壤是是由由固固相相、液液相相、气气相相物物质质组组成成的的，它它们们相相互互联联系系、相相互互转转化化和和相相互互作作用用，构构成成土土壤壤系系统统的的物物质质基基础础。主主要要包包括括：土土壤壤矿矿物物质质（原生矿物、次生矿物）、土壤有机质、土壤水、土壤空气。（原生矿物、次生矿物）、土壤有机质、土壤水、土壤空气。 2. 土壤剖面与层次土壤剖面与层次天天然然土土壤壤分分为为六六个个发发生生层层：有有机机层层（O）、腐腐殖殖质质层层（A）、淋淋溶溶层（层（E）、）、淀积层（淀积层（B）、）、母质层（母质层（C）和母岩层（和母岩层（R）。）。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统3. 土壤的性状土壤的性状 土土壤壤颜颜色色、土土壤壤质质地地、土土壤壤结结构构、土土壤壤松松紧紧度度、土土壤壤孔孔隙隙度度、土土壤壤干湿度、干湿度、土壤土壤新生体、新生体、土壤土壤侵入体。侵入体。 4. 土壤分类土壤分类 中中国国采采用用的的是是土土纲纲、亚亚纲纲、土土类类、亚亚类类、土土属属、土土种种、变变种种7级级分分类类系系统统。共共分分出出12个个土土纲纲、27个个亚亚纲纲、60个个土土类类、234个个亚亚类类。土土纲纲有有铁铁铝铝土土、淋淋溶溶土土、半半淋淋溶溶土土、钙钙层层土土、干干旱旱土土、漠漠土土、初初育育土土、半半水水成成土土、水水成土、盐碱土、人为土和高山土。成土、盐碱土、人为土和高山土。 5. 土壤的分布土壤的分布 土壤分布存在纬度地带性分布规律、干湿度分带性分布规律和垂直带土壤分布存在纬度地带性分布规律、干湿度分带性分布规律和垂直带性分布规律。性分布规律。 6. 水、气候、生物、岩石的共同作用与土壤的发育水、气候、生物、岩石的共同作用与土壤的发育 土土壤壤是是在在一一定定的的水水、气气条条件件下下生生物物与与岩岩石石相相互互作作用用，经经过过一一系系列列物物理理、化学和生物化学过程形成的。化学和生物化学过程形成的。第十三章第十三章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统与地球表层系统五、喀斯特作用与喀斯特地貌 喀喀斯斯特特地地貌貌是是在在一一定定的的大大气气、气气候候和和生生物物条条件件下下，水水对对岩岩石石溶溶蚀蚀、侵侵蚀蚀、淀积沉积的结果，在一定程度上反映了水、大气、生物、岩石的相互作用。淀积沉积的结果，在一定程度上反映了水、大气、生物、岩石的相互作用。 1. 喀斯特作用喀斯特作用 水水对对可可溶溶性性岩岩石石以以化化学学过过程程为为主主，机机械械过过程程为为辅辅的的破破坏坏与与改改造造作作用用，叫叫做做喀喀斯斯特特作作用用。喀喀斯斯特特作作用用的的基基本本条条件件：岩岩石石的的可可溶溶性性、岩岩石石的的透透水水性性、水水的的溶溶蚀力、水的流动性。蚀力、水的流动性。 喀喀斯斯特特作作用用发发生生在在岩岩石石圈圈、水水圈圈、大大气气圈圈和和生生物物圈圈的的界界面面上上，喀喀斯斯特特地地貌貌是四大圈层相互作用的结果。是四大圈层相互作用的结果。 2. 喀斯特地貌喀斯特地貌 地地面面喀喀斯斯特特地地貌貌：溶溶沟沟；石石芽芽；喀喀斯斯特特漏漏斗斗（溶溶斗斗）；落落水水洞洞；溶溶蚀蚀洼洼地地；溶蚀谷地；溶蚀平原；干谷；峰林；峰丛；孤峰溶蚀谷地；溶蚀平原；干谷；峰林；峰丛；孤峰. 地地下下喀喀斯斯特特地地貌貌：溶溶洞洞；地地下下河河；石石钟钟乳乳；石石笋笋；石石柱柱；石石幔幔；边边石石堤堤（边石坝）（边石坝）.