第3章-自然地理环境的时间演化名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,综合自然地理学,Integrated Physical Geography,第,3,章,自然地理环境时间演化规律,第1页,Integrated Physical Geography,第3章 自然地理环境时间演化规律,提要：,一、自然地理环境发展方向性,二、自然地理环境节律性,三、自然地理环境稳定性,四、自然地理环境发展演化,五、自然地理环境时间演化基本特点,第2页,Integrated Physical Geography,第3章 自然地理环境时间演化规律,自然地理环境演化,从低级向高级,从简单到复杂,不停发展改变,第3页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,1.岩石圈发展方向性,（1）地壳演化,地槽区,（活动区）,地台区,（相对稳定区）,地洼区,（新活动区）,第4页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（2）地貌发展,戴维斯,（Davis）,地貌侵蚀循环理论:,幼年期青年期壮年期老年期,（3）风化壳发育及土壤形成,波雷诺夫,（）,风化发育阶段:,物理风化-化学风化,富钙阶段,富硅铝阶段,富铝铁阶段,第5页,Integrated Physical Geography,2.大气圈发展方向性,原始大气：H,2,O、CO、CO,2,、N,2,、NH,3,和CH,4,CO,2,大气：O,2,、CO,2,逐步增多,当代大气：N,2,、O,2,大气,3.水圈发展方向性,水圈中水体总量逐步增大,海水性质由酸性到弱碱性改变,海水含盐浓度逐步增大,第3章 自然地理环境时间演化规律,第6页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,第7页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,(1)生命起源,无机物,简单有机物复杂有机物,多分子体系,原始生命,从无机小分子物质,有机小分子物质,从有机小分子物质,有机高分子物质,从有机高分子物质,多分子体系,从多分子体系原始生命,第8页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（2）生物进化,第9页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,植物演化:,藻类,蕨类,裸子植物,被子植物,第10页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,动物演化,单细胞动物,无脊椎动物,鱼类,两栖类,爬行类,哺乳动物,人类,第11页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,提要：,一、自然地理环境发展方向性,二、自然地理环境节律性,三、自然地理环境稳定性,四、自然地理环境发展演化,五、自然地理环境时间演化基本特点,第12页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,节律性,(,节奏性、韵律性，,rhythm，,)：,自然地理过程（及其现象）随时间重复出现改变规律，称为自然地理环境节律性，简称节律性，或,节奏性、韵律性,周期性节律,旋回性节律,阶段性节律,第13页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,1.周期性节律,昼夜节律,月节律,季节节律,第14页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,2.旋回性节律,地理现象重复出现时间间隔,长度不定,，或者是按不等时间间隔重复出现现象。,地质旋回,气候旋回,第15页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（1）地质旋回,岩层沉积层序非常鲜明地反应了地质旋回节律性,比如,：地层剖面由,老,渐,新,重复出现：,砾岩-砂岩 页岩-石灰岩,反应,：从海退到海侵或从地壳上升到下降旋回节律。,第16页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,地质旋回节律延续时间很长,比如,：,加里东时期,：延续,2,亿年，前半期地壳沉降占优势，后半期地壳上升占优势，伴随沉降发生海侵或褶皱运动。,海西时期,：延续时间稍短，为,125,百万年，前半期也以沉降占优势，后半期以上升占优势。,第17页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（2）气候旋回,气候变迁,6亿多年来，,地球气候史,是以,温暖,时期和,严寒,时期交替演变为其基本特点。另外,还有,干-湿,改变,纪内旋回,超世纪旋回,冰期一间冰期旋回,第18页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,世纪内旋回,波动周期较短，在几年,至几十年范围内。,常见周期,：,22-23,及,35,年,竺可桢：,中国温度升降,有,50-100,年周期。,第19页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,王绍武,：,中国20世纪气候趋势,：,降水,：,干湿 10年,周期,气温,：,暖冷 20年,周期,气温降水,：,暖干-冷湿-,冷干-暖湿-暖干,40,年周期,第20页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,超世纪旋回,周期长短超出,100年,以上,如,:周期1800-1900年超世纪气候旋回。,分两个阶段,：,寒湿气候阶段,，300-500年，期间冰川扩展，河流水量增加，湖泊水位上升；,干热气候阶段,，1000年以上，期间冰川后退，河流变浅，湖泊水位下降。,竺可桢,，中国,5000气候变迁,，有400年，800年和1200年，1700年周期。,第21页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,冰期-间冰期旋回,波动周期在,1万年,以上，甚至超出100万年气候旋回，第四纪早期极地和温带冰川作用很普遍。,第四纪,冰川作用由一系列冰期和间冰期组成。,冰期,：气候严寒，冰川覆盖面积扩大,间冰期,：气候温暖，冰川覆盖面积缩小,阿尔卑斯,四次冰期：固茨、明德、里斯、雨木,三次间冰期,第22页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,3.阶段性节律,生物类群在周期性或旋回性改变背景上，以一定阶段为周期表现出突变性重复。,（1）生物生长节律,罗辑斯蒂曲线,（S曲线）,第23页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（2）生物进化节律,阶段性,突变,和,跃升,第24页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,提要：,一、自然地理环境发展方向性,二、自然地理环境节律性,三、自然地理环境稳定性,四、自然地理环境发展演化,五、自然地理环境时间演化基本特点,第25页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,稳定性,指自然地理环境影响条件发生变动，或人为,干扰,情况下，自然地理环境状态并不会变动过大，或变动后经自我调整机制作用，使其逐步恢复原态性质,第26页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,1.正反馈和负反馈,如A事物增加，B事物也随之增加，,正因果关系,若A事物增加，B事物随之降低，,负因果关系,第27页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（,1,）正反馈,（,positive feedback,）,假如回返信息使系统输入或过程原因在原来改变方向上得到,放大,，深入,偏离,初始状态，称为,正反馈。,当反馈环中一个要素发生改变，经过反馈环中各步骤连锁反应，,加强,这种改变趋势，使其,脱离,初始状态。,自我增强作用,第28页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（,2,）负反馈,（,negative feedback,）,假如回返信息使系统输入或过程原因在原来改变方向上得到,抑制,或缩小，趋向回到初始状态，称为,负反馈,。,当反馈环中一个要素发生改变，经过反馈环中各要素连锁反应，,减弱,了这种变动，使改变趋于,稳定,。,自我调整作用,第29页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,第30页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,正反馈是使偏差增强,负反馈则使偏差抵消,第31页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,2.正、负反馈关系,正反馈,自我增强作用和,负反馈,自我调,节作用，系统必定是在变动与稳定、增,长与衰减间改变之中。,负反馈,自我调整作用强于正反馈环自,我增强作时，系统趋于稳定。,正反馈,自我增强作用超出负反馈环自,我调整作用时，系统稳定遭到破坏，,脱离初始状态。,第32页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,第33页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,自然地理环境不一样等级自然单元都是在历史发,展过程中形成和,不停向前演化,。,稳定,只是代表整个演化过程一个阶段。整个地,球表层是不停向前发展，是由简单到复杂,不可,逆过程自然地理环境在某阶段是稳定，但自,然历史长河又是发展。,负反馈,自我调整作用不会引发自然环境演化,终止，负反馈环自我调整作用在演化过程中，,即使是起,“,保守,”,作用，但它作用有一定程度，,当一些变动超出,“,阈值,”,时，自我调整便会失去作,用，系统会偏离初始状态。,第34页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,提要,：,一、自然地理环境发展方向性,二、自然地理环境节律性,三、自然地理环境稳定性,四、自然地理环境发展演化,五、自然地理环境时间演化基本特点,第35页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,第36页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，,并无分层结构,。,原始地球形成，有利于吸引和积聚太阳星云物质，使体积和质量不停增大，同时因,重力分异,和,放射性元素,蜕变而增加温度。,当原始地球内部物质增温到达熔融状态时，比重大亲铁元素加速向地心下沉，成为,铁镍地核,，比重小亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻液态和气态成份，经过火山喷发溢出地表形成原始,水圈,和,大气圈,。,行星地球开始了,不一样圈层,之间相互作用，以及频繁发生物质能量交换演化历史。,原始沉积岩石圈、大气圈、水圈和生物圈,早期阶段,，能够追溯到距今,25亿年前,太古代。,1.古代自然地理环境普通发展过程,第37页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,太古代早期（距今25亿年）,地球表面有许多小型,花岗岩陆块,，其间为深度不 一,古海洋,。,地壳运动和岩浆活动广泛而又强烈，火山喷发十分频繁，“,脱气,”过程形成了大气圈和水圈。,大气圈,富含CO2、水蒸汽、火山尘埃、极少N和非生物成因O。,陆地,是酷热、荒凉。,后期,水圈,中陆续出现了蛋白质、核酸、原核细胞、细菌和蓝藻，开始形成生命。,第38页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,元古代（距今6-25亿年）,大陆,地壳,逐步扩大、增厚，火山活动相对减弱，,大气,中CO2浓度降低，游离氧增加。,原核,生物进化,为真核生物，嫌气生物转化为好气,生物，物种数量增多。,植物,经历第一次大发展，晚期出现了,原始动物。,造山运动屡次发生并使小陆块逐步拼合为,泛古陆,。,第39页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,古生代（距今2.3-6亿年）,泛大陆分裂，形成冈瓦纳、北美、欧洲和亚洲,四个大陆,。大陆分裂引发,海侵,。,海生无脊索,动物空前繁盛，,海生植物,出现向陆生植物过渡迹象，鱼类诞生。,加里东运动,后，古欧洲与北美合并为一个大陆。,海西运动后,，欧美大陆和冈瓦纳古陆合并，晚二叠纪，,亚欧大陆,形成。,至此，新,泛大陆,宣告形成，海退现象相伴而生，,鱼类和两栖动物,到达旺盛，,陆生植物,日益繁荣，,蕨类,森林遍布各大陆。,第40页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,中生代（距今0.7-2.3亿年）,自晚二叠纪起，泛大陆再次,分裂,，造山运动强烈。,爬行动物,繁盛之后又走向灭绝。,鸟类、哺乳动物、被子植物,欣欣向荣。,第41页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,古代自然地理环境改变主要包含：,由结构运动引发,海陆变迁,、陆地表面起伏程度改变以及地面物质大规模迁移；,作为,气候改变,表现形式全球冷暖干湿改变，大气环流形势和气候带改变；,生物界,发展。,第42页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,2.新生代自然地理环境发展趋势,当代自然地理环境,就是经过新生代，尤其是,第四纪,以来发展改变逐步形成。,第四纪,结构运动,和,气候变迁,直接结果。,第43页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（,1,）第四纪结构运动,强烈地壳,结构运动,使新生代海陆轮廓显著改观，,古地中海,消失，欧非大陆深入靠拢，当代大地貌单元基本形成。,大陆,平均海拔,由新生代初,300,增至,875,米。,巨大地势起伏影响了,气候改变,，干扰了自然地理地带分布，而盆地和平标准不停接收河湖沉积。,第44页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（2）第四纪气候变迁,高纬地域和中低纬高山地域发生了屡次,冰川作用,，冰期与间冰期交替出现。,据研究，每,百万年,发生冰川作用既达,20次,左右，冰期与间冰期温差约,3-4,或,6-10,不等。,冰期与间冰期,交替,出现，对自然地理环境造成了显著后果，,表现在,气候带移动、地表侵蚀和堆积情况、水文情况、有机界及土壤发生改变，海平面高度改变超出100m，海岸线位移达数百km，厚层黄土堆积等许多方面。,第45页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,最近1万年来全新世时期:,冰川大量消融，,气候全方面转暖,，年均温上升8-10，海平面大幅度上升，中低纬山地雪线抬升1000m以上,自然地带,向极地方向移动5-10个纬度，自然地理环境逐步具备当代特征。,含有显著,波动性,。,第46页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（3）人类产生和发展,地球表层系统进化史上最近,重大飞跃。,开始时人类只是天然系统中一个,普通消费步骤,，以后因为人类以社会生产方式改变生态系统能量和物质输入、输出和流通转换，形成了独立含有更为高级耗散结构开放系统,人类生态系统,。,火使用,是人类第一次将大量能量投入到生态系统中，自此以后输入能量逐步增多，人类生态系统进化发展也越来越快。,现在,人类活动,已极大地改变了地球表层面貌，人类作用使含有耗散结构环境系统进入了一个全新发展阶段。,第47页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,提要,：,一、自然地理环境发展方向性,二、自然地理环境节律性,三、自然地理环境稳定性,四、自然地理环境发展演化,五、自然地理环境时间演化基本特点,第48页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,伊萨钦科,：,组成成份发展都是,相互联络,，所以组成成份发展同时，成份间物质和能量交换也得到了加强。,含有,前进式,发展特点，表现为新组成成份陆续出现，太阳能逐步积累和自然界地域分异日益强化。,发展,非直线,过程，周期现象并不决定主要发展方向,纬度地带性,作为普遍规律在发挥了作用。,事物,矛盾斗争,结果。其中，有机体对环境适应和改造起着特殊作用。,第49页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（1）从简单到复杂，从无序到有序,能量与物质逐步以,同心圆,形式分异，最初形成岩石圈、大气圈和水圈，随即又从无机环境发展到有机环境，形成生物圈。,太阳能,在地球表层中流通转化路径日趋复杂。,作为一个开放系统，,负熵流,不停增加，积累着越来越多,自由能,，使它不停进化，形成越来越复杂有序耗散结构。,第50页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（2）依次出现了三大耗散结构类型,自然地理系统,（,physical geographic system,）,生态系统ecosystem,）,人类生态系统,（,human ecosystem,）,自然地理系统演化就是这,三大系统进化发展,关系,:自然地理系统是生态系统环境,第51页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,生态系统,：在自然地理系统中孕育发展。因为有机体固定、转化太阳能，引入负熵流比自然地理系统更多、更强，所以也更为有序，功效更强。,人类生态系统,：以人为中心生态系统，它与天然生态系统有本质区分，是以人社会生产与消费实现系统与环境能量和物质交流及其在内部流转。,第52页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,从天然生态系统中获取最主要,负熵流,，维持人类生存所必须食物等。人类将天然生态系统不停地,改造,成人工生态系统，,譬如,农田生态系统、牧场生态系统、城市生态系统。,开发利用,地球表层在过去地质历史时期积聚太阳能，,如,煤、石油、天然气等。,关系,：人类生态系统是生态系统进化产物，因为它获取了更强负熵流，形成了远比天然生态系统复杂有序耗散结构，而且表现出比自然地理系统和生态系统高得多进化速率。,第53页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,（,3,）物质能量依次在三大耗散结构中流通,发生学,联络,能量与物质,交换联络,流通路径,：自然地理系统生态系统人类生态系统,第54页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,不规则螺旋状发展过程：,不停地由简单向复杂、由低级向高级进化；,不停地重演着相同事件和过程,周期性节律和生物生长节律,，自然地理环境维持,稳定,组成、结构和功效；,旋回性节律和生物进化节律,，自然地理环境发生大规模改组，出现“,巨涨落,”，原有稳定系统遭破坏，而重新自组织出一个新稳定系统，实现了系统进化。,第55页,第3章 自然地理环境时间演化规律,Integrated Physical Geography,第56页,Thanks !,!,Integrated Physical Geography,第57页,