環(huán)境概論-2地球表層系統(tǒng)

1、環(huán)境概論東北大學石忠寧 地球表層系統(tǒng)地球表層系統(tǒng)2-1 2-1 地球的起源與人類地球的起源與人類2-2 2-2 地球表層系統(tǒng)地球表層系統(tǒng)-最復雜的巨系統(tǒng)最復雜的巨系統(tǒng)地球表層系統(tǒng)指的是地面以上至地球表層系統(tǒng)指的是地面以上至8585公里高的大公里高的大氣層的中低層，環(huán)境科學中的地球系統(tǒng)指的就氣層的中低層，環(huán)境科學中的地球系統(tǒng)指的就是地球表層系統(tǒng)，包含四大圈層的部分或全部是地球表層系統(tǒng)，包含四大圈層的部分或全部： 大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈。大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈。宇宙與人一、大氣圈：一、大氣圈：指包圍地球的空氣層，對流、平流、中間層、暖指包圍地球的空氣層，對流、平流、中間層、暖層及逸散層

2、，厚達層及逸散層，厚達30003000公里，公里，3030公里以下占大氣重量的公里以下占大氣重量的90%90%氣象萬千大氣環(huán)流l對流層：大氣環(huán)流、臺風、對流層：大氣環(huán)流、臺風、-大氣污染大氣污染l平流層：臭氧層存在的地段。平流層：臭氧層存在的地段。l大氣圈提供的服務大氣圈提供的服務 1 1、是供應生物呼吸所需氧氣的儲備庫；、是供應生物呼吸所需氧氣的儲備庫； 2 2、是一座大型溫室的玻璃窗，白天吸收掉一部分、是一座大型溫室的玻璃窗，白天吸收掉一部分 太陽能，使生物免除酷暑，夜間又不使地面的太陽能，使生物免除酷暑，夜間又不使地面的 熱過多散失而免受過分的嚴寒；熱過多散失而免受過分的嚴寒； 3 3、

3、它能吸收一部分太陽輻射到地球的射線，同時、它能吸收一部分太陽輻射到地球的射線，同時 又反射到宇宙空間一部分，使地球上的生命免又反射到宇宙空間一部分，使地球上的生命免 遭傷害；遭傷害； 4 4、它又能防護天外物體撞擊地球，以免燃燒為灰燼、它又能防護天外物體撞擊地球，以免燃燒為灰燼。大氣圈對人類有什么作用二、水圈：有三態(tài)，氣、水、冰；相互轉換二、水圈：有三態(tài)，氣、水、冰；相互轉換13.86億立方公里-水深2718米0.07億立方公里l水圈的作用 水是生命過程的介質，是構成生物的基礎水是生命過程的介質，是構成生物的基礎，最初的原始生命就產(chǎn)生于水中，人體的，最初的原始生命就產(chǎn)生于水中，人體的2/32/

4、3是是水，其他生物也離不開水，水又能溶解、搬遷水，其他生物也離不開水，水又能溶解、搬遷、化學轉移地球表面的物質，形成各種不同的、化學轉移地球表面的物質，形成各種不同的地貌類型，是自然界中最重要的動力之一，它地貌類型，是自然界中最重要的動力之一，它帶著熱量和物質不斷循環(huán)轉化，是影響環(huán)境的帶著熱量和物質不斷循環(huán)轉化，是影響環(huán)境的主導因子，攜帶巨大能量，例如拉尼娜、厄爾主導因子，攜帶巨大能量，例如拉尼娜、厄爾尼諾現(xiàn)象。尼諾現(xiàn)象。水圈對人類有什么作用三、巖石圈三、巖石圈: : 巖石層、土壤巖石層、土壤四、生物圈：四、生物圈：2-3 2-3 人類智慧圈人類智慧圈是指人類通過各種技術手段直接或間接地使生是

5、指人類通過各種技術手段直接或間接地使生物圈受到影響的部分。又稱為人類圈（物圈受到影響的部分。又稱為人類圈（Anthroposphere)Anthroposphere)、智能圈（、智能圈（NoosphereNoosphere）或技）或技術圈（術圈（TechnosphereTechnosphere）人類對生物圈及整個地球表層系統(tǒng)的影響日益人類對生物圈及整個地球表層系統(tǒng)的影響日益加深加深取代自然演化的地質時期，成為取代自然演化的地質時期，成為“工程時期工程時期”地表環(huán)境包括了自然環(huán)境和社會環(huán)境地表環(huán)境包括了自然環(huán)境和社會環(huán)境2-3 2-3 人類智慧圈人類智慧圈智慧圈又稱人類圈，是地球表層系統(tǒng)五大圈層

6、之智慧圈又稱人類圈，是地球表層系統(tǒng)五大圈層之一，也是目前為止最高級最復雜的圈層。智慧圈一，也是目前為止最高級最復雜的圈層。智慧圈的概念是前蘇聯(lián)學者的概念是前蘇聯(lián)學者B.N.B.N.維爾納茨基維爾納茨基1942 1942 年首次年首次提出。它是一個要素眾多、結構復雜、區(qū)域明顯提出。它是一個要素眾多、結構復雜、區(qū)域明顯的系統(tǒng)；人類及由人類的能動作用所創(chuàng)造的人工的系統(tǒng)；人類及由人類的能動作用所創(chuàng)造的人工物質環(huán)境如鄉(xiāng)村、城市、農(nóng)田、人工牧場、人工物質環(huán)境如鄉(xiāng)村、城市、農(nóng)田、人工牧場、人工林場、水利設施、交通工具、宇宙飛船、道路、林場、水利設施、交通工具、宇宙飛船、道路、通訊、工廠等是智慧圈中最典型最直

7、接的代表事通訊、工廠等是智慧圈中最典型最直接的代表事物；人類是智慧圈中最活躍的主導因素，人類不物；人類是智慧圈中最活躍的主導因素，人類不僅僅是通過自己的生物功能去影響自然，而是通僅僅是通過自己的生物功能去影響自然，而是通過自己的智慧、有意識有目的的勞動去影響自然過自己的智慧、有意識有目的的勞動去影響自然，即通過社會生產(chǎn)勞動、科學技術，改造和建設，即通過社會生產(chǎn)勞動、科學技術，改造和建設環(huán)境，這樣就形成了人類文明的圈層。環(huán)境，這樣就形成了人類文明的圈層。 2-3 2-3 人類智慧圈人類智慧圈智慧圈是表示社會與自然相互關系的概念。它表示智慧圈是表示社會與自然相互關系的概念。它表示社會與自然界的統(tǒng)一

8、。社會與自然界的統(tǒng)一。智慧圈要求智慧圈要求社會發(fā)展社會發(fā)展和生物圈的組織性最優(yōu)地協(xié)調(diào)和生物圈的組織性最優(yōu)地協(xié)調(diào)一致。這時，人類活動產(chǎn)生的物質一致。這時，人類活動產(chǎn)生的物質- -能量流能量流納入自納入自然循環(huán)過程，不僅不破壞，反而促進它的有序性和然循環(huán)過程，不僅不破壞，反而促進它的有序性和方向性，并不斷提高自然條件適于生存的狀態(tài)。在方向性，并不斷提高自然條件適于生存的狀態(tài)。在智慧圈形成過程中，人類的智慧及智慧指導下的勞智慧圈形成過程中，人類的智慧及智慧指導下的勞動成為重要的決定性的發(fā)展因素，良好的人工動成為重要的決定性的發(fā)展因素，良好的人工生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)的結構和功能主要是由人的合理的活動決定的

9、。的結構和功能主要是由人的合理的活動決定的。 2-4 環(huán)環(huán)相扣的圈層相互作用環(huán)環(huán)相扣的圈層相互作用大氣圈、水圈、巖石圈及生物圈之間相互滲透、大氣圈、水圈、巖石圈及生物圈之間相互滲透、相互影響、相互制約，共處于地球表層這個矛盾相互影響、相互制約，共處于地球表層這個矛盾的統(tǒng)一體中。的統(tǒng)一體中。地球表層的能量轉化、物質循環(huán)的整體功能也是地球表層的能量轉化、物質循環(huán)的整體功能也是依靠各圈層的相互協(xié)調(diào)來共同完成的，這些圈層依靠各圈層的相互協(xié)調(diào)來共同完成的，這些圈層組成了不可或缺的環(huán)環(huán)相扣的功能網(wǎng)絡。組成了不可或缺的環(huán)環(huán)相扣的功能網(wǎng)絡。人類社會與自然環(huán)境之間存在復雜的相互作用。人類社會與自然環(huán)境之間存在復雜的相互作用。人地系統(tǒng)人地系統(tǒng)-人與自然的相互作用，自然對人類社人與自然的相互作用，自然對人類社會的反作用。會的反作用。2-4 環(huán)環(huán)相扣的圈層相互作用環(huán)環(huán)相扣的圈層相互作用我們所生存的地球表層，是自然與社會的復合系我們所生存的地球表層，是自然與社會的復合系統(tǒng)，是自然地理的多種要素和宇宙進化的最高形統(tǒng)，是自然地理的多種要素和宇宙進化的最高形式式人類社會的復合系統(tǒng)。不僅其組成部分和人類社會的復合系統(tǒng)。不僅其組成部分和要素極多，而且各部分和要素之間的相互作用極要素極多，而且各