3章地球表層環(huán)境與地球表層系統(tǒng)

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1、第三章地球表層環(huán)境與地球表層系統(tǒng)第一節(jié)地球表層系統(tǒng)的組成地球表層環(huán)境是一個系統(tǒng)，可以稱之為地球表層系統(tǒng)。地球表層系統(tǒng)，是一個非常復(fù)雜的巨系統(tǒng)。說其復(fù)雜，是因為它由許多大大小小的系統(tǒng)組成。并且涉及環(huán)境的因素多、空間范圍大。對于這樣一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，如果事無巨細(xì)、面面俱到，是無法對其進(jìn)行刻畫與研究的。這里只想從自然地理學(xué)的角度，對其基本的組成與特征作一個簡要的敘述。一、四大圈層???地球呈現(xiàn)出圈層構(gòu)造，可以劃分出內(nèi)部圈層與外部圈層。內(nèi)部圈層包括地殼、地幔、地核（圖3-1）。圖3-1地球的內(nèi)部圈層外部圈層包

2、括巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈。巖石圈指地球表層由固體巖石組成的圈層；大氣圈指環(huán)繞地球的由氣體組成的圈層；水圈指地球表層由各種形式存在的水組成的圈層；生物圈指地球表層所有活著的有機(jī)體組成的圈層。巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈在空間上有著一定的交叉，難以絕然分開；在物質(zhì)交換、能量傳遞以及發(fā)生發(fā)展過程方面，更是緊密地聯(lián)系在一起，相互作用、相互影響。每個圈層均可看作一個次級系統(tǒng)。一般來說，地球表層系統(tǒng)由巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈交叉而成。人類是生物圈的一部分。當(dāng)然，也有的學(xué)者，為了強(qiáng)調(diào)人類的重要性與特殊性，

3、單獨列出一個“智慧圈”或“文化圈”、“技術(shù)圈”。實際上，人類既是生物圈的一部分，又與一般的生物有著一定的區(qū)別。人類與四大圈層之間的關(guān)系以及人類在地球表層系統(tǒng)中的位置，可以用圖3-2來表示。圖3-2四大圈層及其相互作用（據(jù)Mackenzie改繪）13上圖表示了三重含義：　?。?）人類是生物圈的一部分，但又不同于一般的生物；　?。?）人類生存在四大圈層的交界面上，四大圈層是人類誕生與發(fā)展的環(huán)境；　?。?）人類對四大圈層均有著重要的作用與影響。　　四大圈層之間及其與人類相互作用、相互影響，構(gòu)成了地球表層系統(tǒng)

4、。二、三大界???通常物質(zhì)可以劃分為無機(jī)物與有機(jī)物，自然界可以劃分為無機(jī)界與有機(jī)界。地球表層系統(tǒng)的物質(zhì)組成，也可以概括為無機(jī)物與有機(jī)物兩大類。但如果用無機(jī)界與有機(jī)界來概括表達(dá)地球表層系統(tǒng)，似乎還不夠全面。因為人類誕生在地球表層，發(fā)生發(fā)展在地球表層。人類在地球表層系統(tǒng)中的地位與作用，以及人類與自然環(huán)境之間的相互作用、相互影響，僅僅用無機(jī)界與有機(jī)界還難以表達(dá)清楚。尤其是自然地理學(xué)就是研究人類賴以生存的地球表層自然環(huán)境的學(xué)科。在自然地理學(xué)中，更有必要來強(qiáng)調(diào)一下人類的重要性。故有人提出了用人文界來表示人類在地

5、球表層系統(tǒng)中的重要地位與作用，以及人類與自然環(huán)境之間的相互作用、相互影響?？梢赃@么說，地球表層系統(tǒng)是地球表層無機(jī)界、有機(jī)界與人文界相互作用、相互影響而構(gòu)成的一個系統(tǒng)（圖3-3）。圖3-3地球表層的三大界（王建，2000）三、固、液、氣三態(tài)物質(zhì)???地球表層在物質(zhì)組成上還有一個特征，就是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)物質(zhì)共存?？梢哉f，地球表層是由固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)物質(zhì)組成的。例如，巖石、冰是固態(tài)；水、巖漿是液態(tài)；空氣、水汽則是氣態(tài)。不僅三態(tài)物質(zhì)相互作用，而且在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化，成為地球表層系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能

6、量傳遞與轉(zhuǎn)化的重要表現(xiàn)形式與表征。比如，海水蒸發(fā)變?yōu)樗羝ㄎ漳芰浚羝诳罩须S氣流運(yùn)動（物質(zhì)遷移），在高山或高緯地區(qū)變?yōu)檠ㄡ尫拍芰浚┙德涞乇?，?dāng)氣候變暖時冰雪融化又變?yōu)樗ㄎ漳芰浚┝魅牒Ｑ?。在這樣一個水的三態(tài)（水——水汽——冰）轉(zhuǎn)化過程中，不僅完成了物質(zhì)的循環(huán)（海洋——大氣——高山、高緯地區(qū)——海洋），而且還完成了能量的傳遞（從大氣吸收能量——釋放能量到大氣——從大氣吸收能量）。13第二節(jié)地球表層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、垂直分層從整個地球看，垂直分層現(xiàn)象非常明顯。從地核、地幔、地殼，到水圈、大氣圈等

7、，都說明了這一點。地球表層同樣具有明顯的垂直分層現(xiàn)象。除巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈顯示出垂直方向的明顯分層現(xiàn)象外，這些圈層內(nèi)部也表現(xiàn)出明顯的垂直分層特征。例如：巖石圈包括上地幔的上部（在上地幔的“軟流層頂”上部）與地殼。地殼又可以分為上部的“硅鋁層”和下部的“硅鎂層”。“硅鋁層”主要由O、Si、Al、K、Na等組成，和花崗巖的成分相似，又稱為“花崗巖層”；“硅鎂層”雖然也以O(shè)、Si、Al等為主，但Mg、Fe、Ca等明顯增加，和玄武巖成分相似，又稱為“玄武巖層”。大氣圈又可分為對流層、平流層、中間層、

8、暖層、散逸層。生物圈也可以出現(xiàn)“草被——灌木——喬木”的垂直分層。二、水平分異地球表層環(huán)境的水平分異也非常明顯。（主要表現(xiàn)為“緯度地帶性”和“經(jīng)度地帶性”）所謂水平分異，就是指在水平分布方面的差異與變化。比如說，中國南方與北方冷暖不同、亞毆大陸東岸與西岸干濕不一，山區(qū)與平原的植被、土壤有一定的差異。再如，有的地區(qū)火山、地震比較頻繁，有的地區(qū)卻少有發(fā)生；有的地區(qū)一馬平川、一望無際，有的地區(qū)卻高山峽谷、懸崖峭壁；有的地區(qū)常年冰天雪地，有的地區(qū)卻是四季如春；海