第十講 整體性和差異性

1、第 十 講 整 體 性 和 差 異 性考點一 自然地理要素變化與環(huán)境變遷 （一）生物進化與環(huán)境變遷 在生命出現(xiàn)以前，地球表層的發(fā)展主要是化學(xué)演化過程；在生命出現(xiàn)以后，有機進化，即生物演化則扮演了極其活躍的角色。 生物進化與環(huán)境演變簡史 地球上最初的生命是出現(xiàn)在海洋中的單細胞生物，生物學(xué)上統(tǒng)稱為原核細胞生物。因地球早期環(huán)境中有機物數(shù)量有限，對生物繁衍和進化產(chǎn)生很大壓力，促使一部分生物逐漸演化出利用外界的有機物合成自己所需要養(yǎng)分的能力。其中，具有光合作用功能的生物的出現(xiàn)和發(fā)展，對地表環(huán)境的演化具有重要意義。因為它們使大量的自由氧釋放到環(huán)境中，改變了大氣的性質(zhì)，促使地理環(huán)境從無氧環(huán)境向有氧環(huán)境轉(zhuǎn)變，

2、為生物進化的下一個重要階段奠定了環(huán)境基礎(chǔ)。 經(jīng)歷了大約億年的漫長演化，在距今約億年前，從原核生物細胞中演化出了真核細胞生物。真核細胞生物出現(xiàn)以后，生物的演化進程明顯加快。一方面，生物通過遺傳變異適應(yīng)環(huán)境的能力大為增強；另一方面，藻類的光合作用效率大大提高，從而加速了自由氧在海洋和大氣中的積累，也使太陽紫外線輻射強度大大減弱，擴大和改善了生物的生存環(huán)境。從古生代寒武紀開始，大量無脊椎動物出現(xiàn)在地球表層，由此揭開了欣欣向榮的生物系統(tǒng)演化進程的序幕 將生物發(fā)展階段的序號填入下表內(nèi)： 動物界： 爬行動物時代 魚類時代 海生無脊椎動物時代 動物孕育、萌芽和發(fā)展的初期階段 人類時代 哺乳動物時代

3、 植物界： 陸上孢子植物時代 被子植物時代 裸子植物時代 海生藻類時代代紀距今年代（億年）生物發(fā)展階段動物界植物界新生代第四紀0.030.020.71.41.952.52.853.34.04.45.26.0253846第三紀中生代白堊紀侏羅紀三疊紀古生代二疊紀石炭紀泥盆紀志留紀奧陶紀寒武紀元古代太古代地球初期發(fā)展階段 （二）環(huán)境變遷與生物滅絕 在地質(zhì)歷史時期，也經(jīng)歷過一些不利于生物生存的環(huán)境變化階段，導(dǎo)致大量生物物種的衰退和滅絕。古生代末期和中生代末期，是地質(zhì)歷史上兩次最重要的全球性生物大規(guī)模滅絕時期。 在古生代末期，以上的海生無脊椎動物種類（如三葉蟲等）滅絕了，脊椎動物中的原始魚類和古老的兩

4、棲類則全部滅絕，蕨類植物明顯衰退。在中生代末期，除了盛極一時的恐龍突然從地球上完全銷聲匿跡以外，海洋中有以上的無脊椎動物種類也滅絕了。閱讀下列材料，回答問題。隕石：中生代恐龍滅絕的證據(jù) 在世界上許多地方的中生代末期的地層內(nèi)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銥元素含量異常，高出相鄰巖層平均值的倍左右，這成為支持小行星撞擊地球假說的證據(jù)。因為銥元素在地球表面并不常見，而隕石中卻經(jīng)常存在銥含量較高的現(xiàn)象。有些地質(zhì)學(xué)家認為，如果一顆足夠大的富含銥的小行星撞擊地球并發(fā)生爆炸，那么，大量的富含銥的塵埃顆粒就會散發(fā)到大氣層中，在地球表面就會覆蓋一層富含銥的塵土層，最后形成的地層銥元素含量就會異常多。經(jīng)計算，含銥?zāi)嗤晾锎嬖诘你?，?/p>

5、要一顆大約千米直徑的小行星撞擊才能產(chǎn)生。 在美洲尤卡坦半島的北部海岸，地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個部分淹沒在海中的隕石坑，直徑千米，隕石坑中到處開裂的巖石表明，曾發(fā)生過一次強烈的爆炸。這是中生代小行星毀滅性撞擊地球最可能發(fā)生的地點。 上述材料是否可以說明中生代恐龍滅絕的原因？ 請收集資料，嘗試解釋中生代恐龍滅絕之謎，并將獲得的結(jié)果與同學(xué)們交流?？键c二 自然地理環(huán)境的整體性自然地理環(huán)境是巖石圈、大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈、人類圈等自然地理圈層組成的有機整體。其中，每一要素都作為整體的一部分，與其他要素相互聯(lián)系和相互作用。某一要素的變化，會導(dǎo)致其他要素甚至整體的改變。土壤既是自然地理環(huán)境的一個要素，也是反

6、映自然地理環(huán)境整體性的一面“鏡子”。不同的土壤，可以反映出不同的氣候、地表物質(zhì)、地形、水文條件、生物乃至人類活動。從多種因素對土壤形成的作用，可以看出各自然地理要素之間是相互聯(lián)系和相互影響的，共同構(gòu)成一個有機整體。 （一）成土母質(zhì)與土壤 風(fēng)化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的風(fēng)化物。這些風(fēng)化物逐步發(fā)育成土壤，故稱風(fēng)化物為成土母質(zhì)。成土母質(zhì)是土壤的初始狀態(tài)，是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和植物礦物養(yǎng)分元素（氮除外）的最初來源。在氣候與生物的長期作用下，成土母質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變成可生長植物的土壤。成土母質(zhì)對土壤的物理性狀和化學(xué)組成均有極其重要的影響。 成土母質(zhì)的粒度與土壤質(zhì)地（土壤粗細狀況）關(guān)系密切。因為

7、各種成巖礦物抗風(fēng)化的能力差別顯著，所以在不同的成土母質(zhì)中，風(fēng)化物顆粒大小不一。發(fā)育在顆粒較細母質(zhì)上的土壤，質(zhì)地一般較細，含粉砂和黏粒較多，含砂粒較少；發(fā)育在顆粒較粗母質(zhì)上的土壤，質(zhì)地一般較粗，含砂粒較多而含粉砂和黏粒較少；發(fā)育在殘積物和坡積物上的土壤含石塊較多；發(fā)育在洪積物和沖積物上的土壤具有明顯的質(zhì)地分層特征。 成土母質(zhì)的化學(xué)成分，在很大程度上決定著土壤中的化學(xué)元素和養(yǎng)分。例如，基性巖（二氧化硅含量在的巖漿巖）母質(zhì)上的土壤，其鐵、錳、鎂、鈣的含量，要顯著地高于酸性巖（二氧化硅含量在的巖漿巖）母質(zhì)上的土壤，其中鈣的含量最高，而硅、鈉、鉀的含量則低于酸性巖母質(zhì)上的土壤。土壤與其他自然地理要素的關(guān)

8、系  （二）氣候與土壤 通過土壤與大氣之間不斷進行的水分和熱量交換，氣候直接影響土壤的水熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強度。通常情況下，溫度每增加 ，化學(xué)反應(yīng)速度平均增加倍。溫度從 增加到 ，化合物的分解速度增加倍。在寒冷的氣候條件下，土壤凍結(jié)時間長，微生物分解作用非常緩慢，使有機質(zhì)積累起來；在常年溫暖濕潤的氣候條件下，微生物活動旺盛，全年都能分解有機質(zhì)，使有機質(zhì)含量趨于減少。氣候還通過影響巖石風(fēng)化過程、外力地貌形態(tài)以及動植物和微生物的活動等，間接地影響土壤的形成和發(fā)育。例如，從干燥的荒漠地帶或寒冷的苔原地帶，到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變

9、化，化學(xué)與生物風(fēng)化逐漸增強，有機殘體歸還逐漸增多，風(fēng)化殼（風(fēng)化產(chǎn)物殘留原地）逐漸加厚。 比較說明成土母質(zhì)與土壤的區(qū)別和聯(lián)系。 有人說，熱帶地區(qū)的土壤層厚度比溫帶和寒帶地區(qū)的要大，這種說法對不對？說明你判斷的理由。 （三）生物與土壤生物是土壤有機物質(zhì)的來源，也是土壤形成過程中最活躍的因素。土壤肥力的產(chǎn)生與生物作用密切關(guān)聯(lián)。在適宜的日照和濕度條件下，巖石表面滋生出苔蘚類生物，它們依靠雨水中溶解的微量礦物質(zhì)得以生長，同時產(chǎn)生大量分泌物，對巖石進行化學(xué)、生物風(fēng)化。隨著苔蘚的大量繁殖，生物與巖石之間的相互作用日益加強，巖石表面慢慢地形成了土壤。此后，一些高等植物在“年幼”的土壤上逐漸生長起來，進一步促進

10、土壤的形成。綠色植物有選擇地吸收母質(zhì)、水體和大氣中的養(yǎng)分元素，并通過光合作用制造有機質(zhì)，然后以枯枝落葉和殘體的形式，將有機養(yǎng)分再歸還給地表。不同的植被類型，有不同的養(yǎng)分歸還方式，所形成土壤的有機質(zhì)含量也是不同的。 生物與土壤有機質(zhì) 森林土壤的有機質(zhì)含量一般低于草地，這是因為草類根系茂密且集中在近地表的土壤中，向下則根系的集中程度遞減，從而為土壤表層提供了大量的有機質(zhì)；樹木的根系分布很深，直接提供給土壤表層的有機質(zhì)不多，主要是以落葉的形式將有機質(zhì)歸還到地表。動物除以排泄物、分泌物和殘體的形式為土壤提供有機質(zhì)外，有些動物如蚯蚓、白蟻等，還可通過對土體的攪動，改變土壤結(jié)構(gòu)和孔隙度等。微生物則主要通過

11、對有機殘體的分解、轉(zhuǎn)化以及腐殖質(zhì)的合成，來促進成土過程。  （四）地形與土壤 地形主要通過對物質(zhì)、能量的再分配間接地作用于土壤。在山區(qū)，由于溫度、降水和濕度隨著地勢升高的垂直變化，形成不同的垂直氣候帶和植被帶，導(dǎo)致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直分化。坡度和坡向也可改變水、熱條件和植被狀況，從而影響土壤的發(fā)育。在陡峭的山坡上，地表疏松物質(zhì)的遷移速度較快，很難發(fā)育成深厚的土壤；在平坦的地方，地表疏松物質(zhì)的侵蝕速率較慢，成土母質(zhì)能在較穩(wěn)定的氣候、生物條件下逐漸發(fā)育成深厚的土壤。陽坡由于接受太陽輻射能多于陰坡，溫度狀況比陰坡好；陽坡的蒸發(fā)量相對較大，水分狀況比陰坡差。 在上述各種成

12、土因素中，母質(zhì)和地形是比較穩(wěn)定的影響因素，氣候和生物則是比較活躍的影響因素。土壤是一個構(gòu)成復(fù)雜、不斷變化的自然綜合體，其形成過程是相當(dāng)緩慢的。 人類活動與土壤 人類生產(chǎn)活動主要通過改變成土因素作用于土壤的形成與演化，其中以改變地表生物狀況的影響最為突出。典型例子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，它以稻、麥、玉米、大豆等一年生草本農(nóng)作物代替天然植被。這種人工栽培的植物群落結(jié)構(gòu)單一，依賴大量額外的物質(zhì)、能量輸入和人類精心的護理獲得高產(chǎn)。因此，人類通過耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性，通過灌溉改變土壤的水分、溫度狀況，通過農(nóng)作物的收獲剝奪本應(yīng)歸還土壤的部分有機質(zhì)，從而改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況，通過施用化肥和有機肥補充

13、養(yǎng)分的損失，從而改變土壤的營養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動等，最終將自然土壤改造成為各種耕作土壤。人類活動對土壤的積極影響是培育出一些肥沃、高產(chǎn)的耕作土壤，如水稻土等。由于違反自然成土過程的規(guī)律，人類活動也造成了土壤退化，如肥力下降、水土流失、鹽漬化、荒漠化和土壤污染等消極影響。 從土壤形成與自然地理要素的關(guān)系中，我們可以看出，各種自然地理要素的相互作用造就了環(huán)境的整體特征。這種整體特征不僅表現(xiàn)為自然地理環(huán)境具有所有要素各自的屬性，而且具有它們相互作用而產(chǎn)生的更多屬性。為什么說生物是土壤形成過程中最活躍的因素？比較說明在下列土壤類型中，哪一類發(fā)育程度較好：黃河三角洲沖積土，青藏高原寒漠

14、土，江南丘陵紅壤。查閱資料，說一說黃土高原土壤的性狀和成因。查閱資料或?qū)嵉乜疾?，說一說水稻土的性狀和成因?？键c三 自然地理環(huán)境的差異性一、地球表層差異性的表現(xiàn)地球表層自然地理環(huán)境的差異性無處不在。不同的空間尺度存在著不同程度的差異。根據(jù)“合成衛(wèi)星影像所顯示的地球表層差異性”圖，說出在地球陸地表層有哪些主要的自然地理景觀類型。圖中箭頭所指示的各是哪一種典型自然地帶？想一想，在各自然帶內(nèi)部是否還存在著差異，舉例說明。地球表層的差異性 親歷中國自然地理環(huán)境的差異性如果你從海南島出發(fā)，經(jīng)瓊州海峽，陸路旅行到黑龍江漠河，那么，你可以看到自然景觀大致依次出現(xiàn)為：熱帶季雨常綠闊葉林亞熱帶常綠闊葉林溫帶落葉闊

15、葉混交林亞寒帶針葉林。如果你從北京向西一直走到烏魯木齊，則會依次看見森林森林草原草原荒漠草原荒漠等自然景觀。這種景觀變化，實際上是自然地理環(huán)境變化的反映，說明自然地理環(huán)境在空間分布上是有差異性的。 二、地域分異的基本規(guī)律地球表層的差異性表現(xiàn)為大小不等、內(nèi)部具有一定相似性的一系列地域單元，并由此產(chǎn)生各地域單元自然條件的差異，這就是地域分異。地域分異表現(xiàn)出一定的有序性和普遍性，就是地域分異規(guī)律。 （一）緯度地帶分異規(guī)律太陽輻射能在地球表層的空間分布上呈現(xiàn)出有規(guī)律的差異性，這成為制約自然地理環(huán)境差異性的基本因素。太陽輻射帶來的熱量從低緯度向高緯度逐漸減少，隨之引起其他自然地理要素和環(huán)境整體

16、特征大體上沿緯線延伸、隨緯度變化。這種呈緯向帶狀分布的差異就是緯度地帶分異。 從海南島到漠河的景觀變化，反映的是哪一種地域分異的基本規(guī)律？為什么？ 影響上述自然帶分布的基本因素是什么？ 緯度地帶性分異規(guī)律的復(fù)雜性地球自轉(zhuǎn)造成地表流體，包括氣團、洋流等發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這增加了緯度地帶性格局的復(fù)雜性，又由于海、陸組成物質(zhì)的差異引起了能量收支狀況的改變，從而導(dǎo)致緯度地帶性規(guī)律發(fā)生很大的變形或扭曲，致使地球表面某些緯度地帶并不呈現(xiàn)連續(xù)的帶狀分布，而往往發(fā)生中斷和尖滅。因此，僅僅用緯度地帶分異規(guī)律，還不能全面解釋自然地理環(huán)境的差異性。  （二）干濕度地帶分異規(guī)律在同一緯度地帶內(nèi)，降水量往往從沿海到內(nèi)

17、陸逐步降低，從而出現(xiàn)不同的自然地理環(huán)境。這種由于水分條件不同而導(dǎo)致的其他自然地理要素和環(huán)境整體特征的差異，被一些地理學(xué)家稱為“干濕度地帶分異”。因為這種分異大致沿經(jīng)度方向變化，另一些地理學(xué)家又稱之為“經(jīng)度地帶分異”。 填表比較緯度地帶分異規(guī)律與干濕度地帶分異規(guī)律。地域分異規(guī)律自然帶更替方向形成地域分異的主要因素舉例緯度地帶分異規(guī)律干濕度地帶分異規(guī)律 在非洲從赤道出發(fā)，沿°經(jīng)線依次向南、向北前進。想一想，自然景觀將發(fā)生什么變化？為什么？ 從歐洲西海岸出發(fā)，沿°緯線向東前進。想一想，自然景觀將發(fā)生什么變化？為什么？ （三）垂直分異規(guī)律地球表層存在著明顯的地勢起伏。在有一定高度的

18、山區(qū)，隨著高度上升，溫度降低，降水增加，從山麓到山頂自然環(huán)境及其各組成要素會出現(xiàn)逐漸變化更迭的現(xiàn)象，這就是垂直分異。出現(xiàn)垂直分異的山區(qū)處在一定的緯度和干濕度地帶上，必然受緯度地帶分異規(guī)律和干濕度地帶分異規(guī)律的制約。在垂直分異規(guī)律的支配下，具有一定高度的山體由下而上出現(xiàn)隨等高線延伸的不同帶狀自然地理環(huán)境，稱為垂直自然帶。由于植被和土壤是自然地理環(huán)境的“鏡子”，所以垂直自然帶的劃分通常以植被或土壤為主導(dǎo)標志。垂直自然帶在珠穆朗瑪峰地區(qū)有明顯的表現(xiàn)。同一山體的垂直自然帶，又有陰坡和陽坡的明顯差異。垂直分異景觀 觀察上圖，描述山體的垂直分異現(xiàn)象。 讀下圖，思考下列問題： （）為什么珠穆朗瑪峰南坡出現(xiàn)的

19、自然帶譜比北坡復(fù)雜？ （）比較珠穆朗瑪峰南坡和北坡降水量的差異，并解釋產(chǎn)生這種差異的原因。 （）山地雪線的海拔高度與氣溫和降水有密切關(guān)系。想一想，珠穆朗瑪峰南坡雪線比北坡低的原因。 （四）地方性分異規(guī)律地方性分異是較小尺度的地域分異，它是在地方地形、地方氣候、較大范圍地面組成物質(zhì)等差異的影響下，自然環(huán)境各組成成分及其組合沿一定地勢剖面發(fā)生變化的規(guī)律。三、 主要陸地自然帶陸地面積約占全球總面積的/，但陸地自然帶生物群落的現(xiàn)存生物量卻占了全球的以上，可見陸地自然帶在整個地球表層起著至關(guān)重要的作用。陸地自然帶有非常復(fù)雜的差異性，從炎熱多雨的赤道到冰雪覆蓋的極地，從濕潤的沿海到干燥的內(nèi)陸，形成各種各樣的自然地理環(huán)境。 綠色植物是陸地自然帶中的生產(chǎn)者，而植物群落的組成成分和結(jié)構(gòu)，決定著消費者（動