《现代自然地理》期末考试【复习题+答案】要点_第1页
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文档简介

1、现代自然地理学动态复习提纲1、 自然地理学的特征及其性质答:定义:自然地理学就是用系统的,综合的,区域联系的观点与方法,去审视与研究人类赖以生存的地球表层自然环境的组成,结构,区域分异特征,形成与变化规律以及人与环境相互作用,从而对地表自然环境进行评估,预测,规划,管理,优化,调控的学科。性质:地理学具有综合性,区域性,系统性和环境性。综合性是指自然地理学多学科交叉,多要素融合的性质。自然地理学的研究对象是地球表层自然环境,它涉及到大气圈,水圈,岩石圈和生物圈的许多方面,许多要素。这些要素相互作用相互影响,构成了人类赖以生存的地表环境。因此多要素融合便成了自然地理学的特征。然而,多要素融合并不

2、是多要素的拼凑。拼凑只是简单的综合,不是真正意义上的自然地理学综合。多学科交叉,不是多学科知识的拼凑,而是建立在多学科基础上的具有自身特色与体系的综合。区域性是地理学的本质特性,是区别于其他学科的最根本的性质。地理学就是以人类赖以生存的地球表层环境以及人地相互作用的区域特征,区域联系与区域分异规律为主要的研究对象的学科。环境性: 人类的生存环境是地理学的研究的主要对象与内容。自然资源的发生、 发展及其区域分异规律也是自然地理学研究的内容,但是一定角度上来说,他们又是人类环境的组成部分。因此环境性变成了地理学的另一个性质。系统性:系统科学是研究物与物之间联系的科学。地球表层环境就是一个系统,可以

3、称之为地球表层系统。因此,如不用系统科学的理论与方法去研究,就难以弄清楚这些要素之间的 因果关系与内在联系。2、 自然地理学与大气科学、水文学、地质科学、生物学之间的关系答:自然地理学是研究地球表层自然系统的核心学科。地球表层自然系统是由大气圈,水圈,岩石圈,生物圈相互作用而构成的。研究大气圈,水圈,岩石圈,生物圈的核心学科分别是大气科学,水文学,地质学和生物学。自然地理学包含了这些学科的某些内容。自然地理学研究大气圈、水圈岩、石圈、生物圈这些要素的相互作用、相互影响所构成的地表环境,从人类环境科学的角度来看,自然地理学是将这些内容有机地交叉、融合在一起,将人类生存环境作为一个完整的体系以及对

4、各个区域的环境组合进行研究的。因此也可以说,自然地理学是大气科学,水文学,地质学与生物学的交叉学科或边缘学科。多学科的交叉,不是多学科知识的拼凑,而是建立在多学科基础上的具有自身特色与体系的综合。3、 试述地表环境形成的宇宙背景以及地内系统对地表环境的影响答:地表环境形成的宇宙背景包括能量来源、引力影响、陨石撞击和其它宇宙因素等。维持地表系统运行、地表环境发展的能量,主要来自于太阳辐射。1. 能量的来源( 1)地表环境的形成需要能量,这些能量主要来自太阳的辐射。( 2)绿色植物利用太阳辐射进行光合作用,生产出有机质, 并通过生物链引起地表系统中的物质小循环。( 3)太阳辐射作用于地表,由于地表

5、接受的太阳辐射的差异,导致了行星风带的产生、季风的形成、水汽的运移、洋流的产生以及风化作用的进行。( 4)由于太阳辐射中紫外线对大气中氧的作用,在距离地面1535km高度的大气中,形成了臭氧分子大量集中的臭氧层。它强烈吸收太阳辐射中紫外线,从而保护了地表的生物免受 紫外线的伤害。2. 引力的影响, 由于宇宙天体,尤其是太阳与太阳系行星引力的作用,使地球沿着自身固有的轨道运行,具有特定的运行周期与速度。这是地球表层环境形成的基础与背景。由于太阳与月亮引力的作用,产生了地球上的潮汐现象:海洋潮汐、大气潮汐、固体潮汐。潮汐作用对于地球表层环境的形成具有重要的意义。3. 陨石撞击的环境效应 陨石撞击地

6、球,也会改变地球表层的自然环境。主要表现在以下几个方面:一是改变了地表形态,造成陨石坑与环型山。二是陨石撞击导致地震。三是陨石撞击地球,导致地表环境的灾变。四是大的撞击还会导致岩石圈的破裂,引起板块分裂与运动。4. 其它宇宙因素的影响, 地表系统与地外系统之间也存在着物质交换, 如太阳活动和太阳风等,尽管数量并不是很大。太阳活动不仅会干扰地球的磁场,影响无线电通讯,而且还会影响地面的气候与人类的身体健康。地内系统对地表系统也产生了不可忽视的作用与影响。概括起来,主要表现在以下几个方面:1、能量的来源尽管太阳辐射是地表系统运行与发展的主要能量来源,但地球内能也对地表系统与环境产生了不可忽视的作用

7、与影响。地热是地球内部各种放射性元素所释放出的能量。据估计,地球内部每年产生的地热能可达 2.14 X 1021 J。一部分地热向地表传播,使得地球表面每年每平方 厘米获得167210 J的热能。尽管平均而言,相对于地表所获得的太阳辐射能量来说微不足道, 但由于它在地表的局部富集,对某些地区地表环境产生了不可忽视的影响。例如,对地表小气候的影响。地热另一重要的作用是,它提供动力引起地球内部物质的运动与迁移,从而成为火山活动、板块运动的原动力。火山活动、板块运动则改变了海陆的分布、地表的起伏,甚至对大气组成产生了不可忽视的影响,从而对地表系统(环境)施加影响。2、物质的交换地内系统与地表系统在不

8、断地进行着物质的交换。 例如,火山喷发,不仅使地幔物质喷出,进入地表,参与地表系统的物质循环,而且还使大量水汽、二氧化碳、尘埃进入大气圈,从而改变大气的物质组成、对地表环境与气候产生重要影响。由于地幔对流、海底扩张,洋壳不断新生;由于板块俯冲,岩石圈物质又不断被带入地球内部。这样地表系统与地内系统之间不断地进行着物质的交换。这些物质交换,对地表系统的发生与发展,对地表环境的演化,产生深刻的影响。3、地内活动的其他环境效应除能量传输、物质交换外,地内活动还对地表环境产生了一些直接的影响。比如,火山、地震直接威胁着人类安全;地核、地幔物质的运动与相变,导致地球重力场、磁场的变化,不仅会引起大地水准

9、面的变化、影响无线电通讯,而且还会影响到人体健康。由于地幔对流引起的海底扩张、板块运动,导致了海陆轮廓和地面起伏的形成和变化,从而成为地表环境形成和演化的基础。4、假如黄赤夹角由目前的23o27'变为0°,那么地表的环境将会发生什么样的变化?答:太阳辐射是地球表面最主要的能量来源,由于黄赤交角的存在,决定了正午太阳高度角由南、北纬23。27'向两极地区减小。因此,太阳辐射使地表增暖的程度也按同样的方向降低,从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然地理现象(如气候、土壤、植被等)的地带性分布。假如黄赤交角由目前的 23 27'变为0。,季节将会消

10、失,温度年较差将会减小;季风消失,干湿度的季节变化也将很小;由于太阳直射点一年四季都在赤道,赤道附近地带将会比现在热,而中高纬度地带将由于缺少太阳辐射而变的更加寒冷,径向热力梯度将会增大,从而导致径向环流加强;极昼、极夜现象不再存在;热带宽度将会减小,而寒带宽度将会增大;季风区降水将会减少,中高纬度地区降水将会减少;纬度地带性将会变得更加明显,中高纬度地区的径向分异和垂直分异将会减弱等等。5、 试述世界地震与火山分布的规律及其原因答:地震分布规律:带状分布,与活动性很强的构造活动带一致(1)环太平洋地震带全世界约80 %的浅源地震,90 %的中院地震和几乎全部深源地震都发生在这一带。所释放的地

11、震能量约占全世界能量的80% ,但其面积仅占世界地震带总面积的一半(2)地中海-喜马拉雅地震带横跨欧亚大陆南部,包括非洲北部,大致呈东西方向的地震带除太平洋地震带外几乎其余的较大浅源地震和中原地震都发生在这一带,释放能量占全世界地震释放总量的 15%(3)大洋中脊(海岭)地震带主要有三条:大西洋中脊(海岭)地震带印度洋海岭 东太平洋中隆 这三带借以浅源地震为主(4)大陆裂谷地震带分布于一些区域性断裂带或地堑构造带,此带主要为浅源地震火山分布规律:带状分布(1)环太平洋火山带占世界活火山总数的 62%,其中中西带构成了西太平洋火山岛弧,并且东西二带构成环太平洋火山圈(2)阿尔卑斯-喜马拉雅火山带

12、又称地中海火山带,占世界活火山总数的18%(3)大西洋海岭火山带占10%(4)还有太平洋,印度洋,南极洲和东非大裂谷,约占10%原因:地震与火山都集中分布在板块的边缘,因为板块内部是稳定的,而板块的边缘是构 造活动最强烈的地方,有强烈的构造运动。6、假如一个地区的构造主压应力为南北向(或者东西向),那么请画出该区的应力椭球体,并说明这个地区的断裂构造体系(几组断裂的性质与方向)答:EW走向张性断裂、SN 走向压性断裂、NE和NW走向 剪切平移断裂。南北向的张裂 隙或正断层、东西走向的褶皱 和逆冲断层、东北西南向和西 北东南向的剪切断裂或平移 断层;反过来,如果在某一地 区或某一岩石上发现这样组

13、 合的构造现象,那么可以反推 形成这组构造现象的主压应 力为南北向。7、读图5-10 ,阐述夏季与冬 季地面大气系统和近地面风 向的变化答:大范围地区,盛行风随季节变化而发生有规律改变的现象,称为季风。季风的形成与多种 因素有关,最主要的是由于海陆间热力性质的差异造成的,其次是由于行星风系的季节移动而 形成的。由于地球表面海陆分布的不均,引起厂海陆气压场的季节变化,这在亚洲东部表现得特别明显,形成了世界上最著名的季风气候区。夏季,亚欧大陆强烈受热,近地圆形成热低压,北太 平洋副热带高压增强并扩张,气流从海洋流向陆地,形成夏季风;冬季,亚欧大陆迅速冷却, 近地面形成特别强盛的冷高压,而北太平洋上

14、的副热带高八逐渐退缩。低压扩展,气流从大陆 流向海洋,形成冬季风。亚洲南部的季风主要是由海陆热力差异和行星风系的季节移动引起的。夏季,赤道低压带移到赤道与10。N之间,南半球的东南信风越过赤道,偏向为西南季风;冬季,赤道低压带移到 南半球,北半球低纬度地区盛行东北信风。西南季风比东亚季风稳定,每年的4-10月在印度半岛及我国云南地区盛行。8、 读图 5-20 阐述全球降水的分异规律以及12-2 月和 6-8 月的差异答:大气中水汽的含量用大气湿度表示,可以通过降水量的多少反映出来。大气湿度和降水的分布主要与大气运动和海陆分布等因素有着密切的关系。由于大气中的水汽主要来源于地表面的蒸发,尤其来源

15、于占地表面绝对优势的海洋的蒸发,海洋成了大气中水汽的稳定源区,而陆地则是水汽的相对汇区。因此海洋上空水汽充沛,湿度大,而陆地上空相对缺乏,湿度较小。沿海地区,随着向陆地内部的逐渐过渡,湿度也逐渐减小。从图中我们可以得出全球降水分布存在一定的规律:( 1)降水从赤道到极地出现了两个多雨带和两个少雨带:赤道多雨带、副热带少雨带、温带多雨带和极地少雨带。 这可从世界年降水量分布图 5-20 上反映出来。 地球上不同的纬度, 大气环流状况不同。赤道地区气流辐合上升,副热带地区和极地区气流下沉,温带地区冷暖气团交汇,锋面和气旋活动频繁。于是,随着纬度的不同,大气湿度以及降水都各不相同:盛行上升气流的赤道

16、地区及天气系统活动频繁的中纬度地区,大气中水汽丰沛,盛行下沉气流的副热带地区及极地地区,水汽含量少;这样,全球的大气湿度及降水的分布就具有了一定的纬度地带性分异规律。( 2)经向地带性分布规律。海陆的分布则使降水的纬度地带性遭到破坏,而呈现出非地带性(经向地带性)特征,沿海地区降水丰沛,越往内陆降水越少,年平均降水量呈现出南北方向延伸、东西方向更替的规律。这同样以北半球中纬度地区表现最为显著。通常情况,海洋上降水多于陆地;沿海地区降水丰富,而内陆干燥少雨,且越接近海洋的迎风海岸,降水越多,随着向内陆的逐渐深入,湿润程度逐渐减小,降水越来越少,直至形成干旱的沙漠。湿润程度向内陆减小的快慢,与陆地

17、的地表形态有直接关系。比如西欧平原地区,大西洋暖湿气流可长驱直入,形成了世界上范围最广的温带海洋性气候;而同纬度的南美地区,由于高大的安第斯山脉阻挡了湿润气流的深入,使温带海洋性气候仅局限在狭窄的沿海地区。( 3) 垂直带性分布规律。 降水的这种随着高度的变化, 也形成了降水的非地带性 (垂直带性)分异规律。在山地区,随着海拔高度的不同,降水量不同。山麓地区降水较少,随着高度的升高,气流逐渐上升,到凝结高度开始降水,且降水量逐渐增加,到达一定高度(最大降水高度)后,降水量又趋于减少。此外,局地条件的差异也导致了气温和降水的非地带性分异。因此,海陆分布和大气运动等因素对大气湿度及降水的分布影响很

18、大:大气运动,尤其是大气环流,不仅直接影响着大气湿度,更重要的是能促进水汽的输送(特别是经向输送) ,从而使降水的形成和分布具有一定的纬度地带性规律;而海陆分异是形成大气湿度和降水的非地带性(又称经度地带性、干湿地带性)差异的主要因素差异: 这两幅图的差异性主要表现为季节性。 12-2 月北半球为冬季, 南半球是夏季, 而 6-8月北半球是夏季,南半球是冬季。所以 12-2 月北半球降水较6-8 月少,南半球则相反。而我国东部地区夏季受季风影响显著,所以 6-8 月降水多于12-2 月。 西欧主要是海洋性气候,所以降水变化不是很明显。赤道地区全年降水都比较均匀。在南半球的一些中低纬地区降水很少

19、,主要是由于受到寒流的影响,如南美洲西部的秘鲁寒流的影响,该地区全年都比较干旱;以及非洲西部受本格拉寒流的影响,终年降水也比较少。9、 读图 5-16 说明全球各地的水分平衡特征以及海陆水分平衡的差异答:全球各地的水分平衡特征:地球上水资源的分布很不均匀,各地的降水量和径流量差异很大。全球水量是平衡的;海洋蒸发量大于降水量,而陆上蒸发量小于降水量;海洋是大气水和陆地水的主要来源;海洋气团在陆地降水中起主要作用。从图中可以看出,世界年平均蒸发量最大值出现在风向稳定风速强劲的信风带,大气中盈余水汽分别向低纬和中高纬地区,从而出现了两个降水高峰带:赤道多雨带和中纬西风带。两个高峰之间是副热带高压带,

20、降水稀少。中纬度地区(1337° N和7 40° S)蒸发量大于降水量,大气中水汽有盈余;赤道和中高纬度地区蒸发量小于降水量,水汽有亏损,出现以副热带高压为中心,通过信风和西南风(北半球)将水汽向南和向北作经向的输送。海陆水分平衡差异:通常,海洋是大气的水汽源区,而陆地是水汽的汇区。海洋表面空气中水汽含量较多,在适当的平流条件下,水汽从海洋上空输送到陆地上空,使陆地地区特别是沿海地区空气湿度增大,雾日和降水天气增多。在冷洋流沿岸地区常常形成多雾天气,暖洋流沿岸地区多形成降水天气。10、 读图 6-15 阐述世界表层洋流分布特征,并说明其原因答:分布规律:从图中不难看出,洋流

21、分布有以下特点:( 1)以南北回归线的副热带高压为中心形成反气旋型大洋环流; ( 2)以北半球中高纬海上低压区为中心的气旋型大洋环流;( 3)南半球中高纬度为西风漂流,围绕南极大陆形成绕极环流;( 4)北印度洋形成季风环流。冬季北印度洋盛行东北季风,形成逆时针方向的东北季风漂流,夏季北印度洋盛行西南季风,形成顺时针方向的西南季风漂流。主要原因是由于长期定向风的推动以及地转偏向力的影响。世界各大洋的主要洋流分布与风带有着密切的关系,但洋流流动的方向和风向一致,在北半球向右偏,南半球向左偏。在热带、副热带地区,北半球的洋流基本上是围绕副热带高气压作顺时针方向流动,在南半球作逆时针方向流动。在热带由

22、于信风把表层海水向西吹,形成了赤道洋流。东西方向流动的洋流遇到大陆,便向南北分流,向高纬度流去的洋流为暖流,向低纬度流去的洋流为寒流。11、 读图 7-15 阐述生态系统的负反馈机制,并由此说明生态系统的稳定性答:在一个生态系统中,当被捕食者数量很多时,捕食者因获得充足的食物而大量发展;捕食者数量增加后,被捕食者数量又减少;接着,捕食者因得不到足够的食物,数量自然减少,这就是生态系统的负反馈机制。二者互为因果,彼此消长,维持着个体数量的大致平衡。如图中,正如图中所描绘的:在植物兔子狼组成的生态系统中,植物增加兔子数量增加植物减少兔子数量减少;植物增加兔子数量增加狼的数量增加兔子数量减少狼的数量

23、减少。生态系统的负反馈机制是维持系统平衡与稳定的原因。正是这两种负反馈作用使得生态系统保持相对平衡的稳定状态在一个未受干扰或少受干扰正常运行的生态系统中,物质和能量的输入与输出是趋于平衡的,这种平衡称为生态平衡亦即生态系统的稳定性。达到稳定或平衡状态的生态系统,其能量流动和物质循环能较长时间保持平衡状态,在自然生态系统中,这种平衡还表现为动植物的种类和数量方面保持相对恒定。12、 根据所给的不同生态系统的净初级生产率(表7-2 ) ,分析世界大陆净初级生产率的分异规律,并对其成因进行解释答:植物在地表单位面积和单位时间内,经光合作用生产的有机物质的速率,减去植物呼吸作用消耗有机物的速率,叫做净

24、初级生产率。净初级生产率的高低,综合反映了地表无机环境的优劣,同时也决定了生态系统的结构与功能,决定了人类生活的物质基础,因此净初级生产率可以作为生物环境评估的重要指标。就植物本身来说,在正常生长的情况下光合作用的生产率大于呼吸作用的能量消耗率,因而绿叶在地表覆盖面积越大其净初级生产率越高,植物的种类与数量是单位面积覆盖率的主要决定因素。从表中可以看出,生物净初级生产率,陆地高于海洋,近岸浅海高于开阔大洋,森林高于草原,沼泽高于河流湖泊,草原高于沙漠,草甸高于冻原等等。在陆地上,热带雨林地区是生物净初级生产率最高的地区,荒原和冻原是最低的地区。一般来说,生物净初级生产率高的地方往往是生物种类丰

25、富,生物多样性比较好的地方,反之生物少,生物多样性差。所以说世界大陆净初级生产率的差异性是由地表植被覆盖丰富性与多样性决定的,良好的植被覆盖产生较高的净初级生产率。13、 从圈层相互作用的角度阐述风沙地貌、冰川地貌、流水地貌、海岸地貌、喀斯特地貌形成的原因。答: 风沙地貌 风对地表松散堆积物的侵蚀、 搬运和堆积过程所形成的地貌, 是大气圈与岩石圈相互作用形成的。 地表到处都可有风, 但只有当风吹扬起地表松散颗粒, 形成风沙流的过程中,才能形成各种风沙地貌。冰川地貌在冰川作用下形成的地貌,是水圈、大气圈、岩石圈相互作用形成的。流水地貌地表流水在流动过程中,不仅能侵蚀地面,形成各种侵蚀地貌 (如冲

26、沟和河谷) ,而且把侵蚀的物质,经搬运后堆积起来,形成各种堆积地貌(如冲积平原) ,这些侵蚀地貌和堆积地貌,统称为流水地貌。流水地貌是水圈与岩石圈相互作用形成的。海岸地貌 在海洋与陆地、水与岩石(或沉积物)的相互作用下,海岸带发生着侵蚀和堆积过程,从而在海岸形成了各种各样的地面形态称作海岸地貌。海岸地貌是水圈与岩石圈相互作用形成的。喀斯特地貌具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称岩溶地貌。喀斯特地貌是水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用形成的。14、 以青藏高原隆升的环境效应为例,阐述区域之间的联系以及圈层的相互作用答:由于青藏高原的隆升,引致和加强了东亚季

27、风,形成了水热同季的中国东部季风区;由于青藏高原的隆升,青藏地区变成海拔高度大、气候严寒的环境;由于青藏高原的隆升,中国西北地区盛行下沉气流, 来自印度洋的水汽难以到达西北内陆地区, 从而形成了西北干旱区;由于青藏高原的隆升,长江中下游地区由原来的副热带干燥气候变为现在的鱼米之乡;由于青藏高原的隆升,中国东部地区季节变差显著增大。总之由于青藏高原的隆升,中国的地带性规律受到干扰与破坏,而非地带性明显增强,由原来的以热带湿润带、副热带干燥带和温带湿润带为标志的纬向地带性分明的环境格局,变为东部季风区、青藏高寒区和西北干旱区为标志的三区分异的环境格局。 (热力作用、动力作用)没有青藏高原 三大区的

28、环境格局不再存在,代之而起的是地带性相对比较明显的区域环境景观,西北地区的干旱有所缓和、长江中下游将会变得干燥,亚洲季风减弱,季节变差减小。与上述变化相应的土壤、植被、水分循环方面的变化。15、 以海岸平衡剖面的塑造过程为例,阐述水圈与岩石圈的相互作用答:海岸带的主要外动力是波浪和潮流。在波浪和潮流的作用下,有些地方发生侵蚀,有 些地方发生堆积,泥沙发生平行海岸线的移动纵向移动和垂直于海岸线的移动横向移 动,从而使海岸线的平面轮廓和剖面形态发生变化。在波浪作用下,近岸水质点做往复运动。当波峰来临时,水质点向岸运动,近底层产生向岸的水流;当波谷来临,水质点向海运动,近地层产生向海的水流。水下岸坡

29、近水底的泥沙颗 粒,在波浪的作用下做往复运动。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,那么在水下岸坡上,存在着一个中立线。在中立线附 近,由于泥沙静位移量为零,所以不冲也不於,岸坡不发生变化。在中立线以上,由于泥沙向 岸移动,岸坡受侵蚀,侵蚀下来的泥沙被带到岸边堆积形成海滩,从而使岸坡坡度增大。当岸 坡坡度增大到一定程度,岸坡上的泥沙所受到的重力下滑力与波浪变形产生的向岸上移的力相 平衡,泥沙静位移量变为零。由于下部堆积、上部侵蚀,岸坡坡度变缓,重力的作用减弱。当 岸坡坡度变缓到一定程度,岸坡上的泥沙收到的波浪变形产生的

30、向岸上移的力与重力产生的下 滑力相平衡,泥沙静位移量变为零。当岸坡发育到这个阶段,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,整个坡面处在动态平衡状态,这时的海岸坡面为均衡坡面。发育在松散泥沙组成的岸坡上的均衡剖面,往往呈上凹的形态。16、 以平衡岸弧的发育过程为例,阐述水圈与岩石圈的相互作用 答案:海岸带是海洋与大陆接触并相互作用的地带,也是水圈与岩石圈相互作用的典型地带。在这里,水圈与岩石圈相互作用,决定了海岸线的轮廓、海岸的岸坡与海岸线的进退。海岸线是海面与地面的交切线,是海洋动力作用于具有一定结构与物质组成的地面而形成的。因此,海岸线的性质,主要由海洋动力和( 或)地

31、面结构、物质组成的性质决定的。海岸线的初始轮廓是由岩石圈的结构或地质构造来决定的。例如,断层海岸是沿着断层线发育的,岸线比较平直,往往存在断层崖,岸坡也比较陡。基岩港湾海岸多发育在基岩出露的山区。由于地面的下沉或海面上升,山脊成为岬角,山谷成为港湾。当构造线与海岸线平行时,就形成纵海岸;当构造线与海岸线垂直时,就形成横海岸,也叫大西洋式海岸:岬角与海湾垂直于海岸,并且相间分布岸线比较曲折;当构造线与海岸线斜交时,就形成斜交海岸:岬角与海湾相间排列并且与海岸线斜交。然而,海岸线的最终形态,足地球内动力与外动力相互作用在某段时间内达到动态平衡的结果。以基岩港湾海岸为例,由于波浪的折射作用,波浪能在

32、突出的岬角辐聚,岬角不断受到侵蚀而后退;而港湾内波浪能辐散,从岬角侵蚀下来的物质沉积在港湾内,湾顶不断淤积们而海推进。这样的过程,使岸线的曲折程度逐渐减小。当岸线变得比较平直的时候,岬角不再退缩港湾也不再淤进。这时就形成了一条保持动态平衡的海岸线。由于这时的岸线不是完全平直的,而是一条微微弯曲的岸弧,故称之为平衡岸弧。断层海岸,也由于波浪与潮汐的作用,岸线受侵蚀后退、逐渐形成个比原来和缓得多的岸坡海滩。并且由于组成海岸的岩石的结构与岩性的差异,导致海岸的差异侵蚀,从而使海岸线不再像最初时那样平直。除覆盖有松散沉积物的平坦大陆架上升出露海面而形成平原海岸外,大多数平原海岸都是在海洋与陆地、水动力

33、与泥沙相互作用,达到阶段性动态平衡的产物。冲积平原海岸,是流水侵蚀地表岩石,将侵蚀下来的泥沙搬运到河流下游地区, 由于受到海洋的顶托作用或者由于咸淡水的混合作用,导致泥沙大量堆积在下游和沿海地区而形成的;海积平原海岸,则主要是由海洋的堆积作用形成的,大多是由于海面的下降导致的海洋沉积作用大于侵蚀作用的结果。无论是冲积平原海岸还是海积平原海岸,当海岸相对稳定时,则说明海岸达到了相对平衡,即海岸动力与海岸轮廓、岸坡形态达到了相对的平衡。17、 举例说明水圈、大气圈和岩石圈的相互作用答:大气圈、水圈、岩石圈相互作用相互影响,决定了地球的无机环境,决定了地球表层环境的结构与轮廓,没有岩石圈,水圈也就失

34、去了固体支撑,也就不可能有海洋、湖泊、河流、冰川等。 没有固体地球, 就不会有足够的引力将现在的大气吸引住, 也就不会有现在的大气圈。如果没有大气圈,地球表面的温度变差将会比现在大得多,液态水将难以存在,水圈即使存在也不是现在这个样子。气候的变化,将导致海平面的升降、冰川的消长,而海平面的升降、冰川的消长将通过均衡作用引起岩石圈的变动和调整,岩石圈的变动又会影响气候的变化、海平面的升降与冰川的消长。它们之间相互反馈、相互作用,构成了一个有机联系的水- 气-岩系统。例如,由于冰期 /间冰期气候的变化,导致冰川的进退、海平面的升降,水圈结构发生了变化,从而通过均衡作用,引起岩石圈的变动。岩石圈的变

35、动,又引起水圈结构的调整,进一步作用于岩石圈,引起岩石圈新的变动。当间冰期来临,冰川消融,原来被冰盖覆盖的地面,由于负荷减少,面均衡上升;冰盖融化回到海洋,海面上升,海水厚度增大,海底由于负荷增加而均衡下沉。海底的均衡下沉,使海平面上升幅度减小。在大陆架地区,由于增加的水层厚度由岸外向岸边逐渐减少,因而由不等量的均衡下沉导致的大陆架地区的地面掀斜。当冰期来临,中高纬地区冰盖扩展、厚度加大,被冰盖覆盖的地面,由于负荷增加而均衡下沉。冰盖的扩展,将导致地面反射率的增大,气候变冷。气候的变冷又反过来引起冰盖的进一步扩展。与此同时,海平面下降,海水厚度减小,由于负荷减小而导致海底的均衡上升。海底的均衡

36、上升,又使海平面下降的幅度减小,海平面的降低、海洋面积的缩小,使得蒸发区域变小,大陆地区的大陆度增大,世界气候将会变干。反之,海平面的上升,海洋面积的增大,又导致世界蒸发总量的增大和世界气候的变湿。气候的冷暖变化,将导致海水温度的降低或是升高,海水温度的降低或升高引起海水的收缩或是膨胀,从而导致海平面的下降或上升。海平面的升降以及海水温度的变化, 导致洋流的变化, 从而通过海-气相互作用导致大气环流和气候的变化。大气圈、水圈、岩石圈之间的相互作用、相互影响,构成了多种不同的正、负反馈途径与机制。18、 举例说明大气圈和生物圈之间的相互作用 答:随着人类活动的加强,大气污染越来越严重。大气污染不

37、仅对动物与人类产生了严重的危 害,而且也给植物带来了严重的影响。同时,植物在净化空气方面又发挥着重要的作用。 生物与气候之间存在着正负反馈关系。 生物与气候的负反馈作用:下面以CO2等温室气体为例:当大气中 CO2 CH4等温室气体增加时,气候将会变暖,与此 同时,植物的光合作用增强。光合作用的增强,将会使植物从大气中吸收的CO2的数量增加,从而降低大气 CO2的浓度,降低温室效应,使气候变暖幅度减小。随着气候的冷暖变化,地球 表面的植被也将发生相应的变化。当气候变暖,冰川冻土面积缩小,而植被覆盖面积增大,生 物量也将增多,这样会导致光合作用吸收的CO2数量增多,因而使得大气CO2浓度降低,从

38、而对气候变暖起到抑制作用。相反,如大气CO2浓度降低,则反之。生物与气候的正反馈作用:下面以CO2等温室气体为例:当冰期来临或气候变冷,风尘沉积速率增大,使海洋生物的 生产率提高,导致大气 CO2含量的降低,从而使气候进一步变冷。当间冰期来临或气候变暖, 风尘沉积速率减小,使海洋生物的生产率降低,导致大气CO2含量的升高,从而使气候进一步变暖。同时,温度升高,引起生物呼吸作用加强,导致大气CO2的升高,促使温度进一步升高。温度升高引起的胁迫,导致生物生长减缓和森林枯萎,从而导致大气CO2的升高,增强了温度升高的趋势。19、 读图 13-5 说明大气和地面的能量平衡关系答:透过大气层的太阳辐射,

39、它的能量以不同的形式被吸收、反射或散射。而大气和地面吸收太阳辐射,同时也在发射长波辐射。假设到达大气层顶的太阳辐射总量为100 ,那么地面接受到的太阳辐射能为48,接受到的大气长波辐射 (逆辐射) 为 97. 也就是接受的总能量为 48+97=145; 而地面长波辐射总量为 113,潜热损失为22,显热损失为10,即能量总损失为113+22+10=145。接受的总能量与输出的总能量相等,说明地面能量处于平衡状态。对于大气来说,吸收的太阳短波辐射为 21 ,接受的地面长波辐射为107,接受的来自地面的潜热为22,显热为10 ,也就是说获得的总能量为21+107+22+10=160;由大气散失到地

40、外空间的辐射能量为63,辐射到地面的长波辐射(逆辐射)为97,输出的能量总和为63+97=160。输出的和输入的能量相等,表明大气能量的平衡。20、 试从物质循环的角度阐述四大圈层的相互联系答:能量驱动地球表层系统的物质迁移与循环,反过来,物质迁移与循环不仅带动了能量的流动与传输,而且还导致能量的转化与交换。物质迁移与循环,和能量传输与转化一样,是地球表层系统发展演化的原因与动力,也是圈层间相互联系的纽带、相互作用的杠杆。地球表层系统的物质循环,通常划分为大气循环、水循环、地质循环、生物循环和生物地球化学循环。顾名思义,大气循环、水循环、地质循环、生物循环主要发生在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈

41、,但也不完全局限于单一圈层之中。大气渗透到各个圈层,水圈、岩石圈和生物圈中都有大气,并且还在不断与大气圈进行着交换:生物通过光合作用和呼吸作用在更新和改变着大气,岩石、土壤中的大气也在不断地与大气进行着交换,海洋则是大气某些组分的重要的源和汇。因此可以说,水圈、岩石圈和生物圈也参与了大气的循环。水循环似乎是水圈中的物质循环,但实际上水循环跨越了大气圈、生物圈和岩石圈:降水发生在大气圈,水汽的运移是由大气运动完成的;径流发生在岩石圈表层(地表径流)和岩石圈内部(地下径流) ,是水循环的重要步骤;植物的蒸腾是水循环的重要方面,植被对降水的截留,改变了水循环的过程与速度。地质循环也不仅仅局限于岩石圈

42、,因为岩石的风化、分解、溶蚀、侵蚀和沉积物的搬运、堆积、固结成岩,都离不开大气与水的参与,生物在地质循环中也发挥一定的作用。生物地球化学循环,更是跨越大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。21、 试从能量传输与转化的角度阐述四大圈层的相互联系答:地球呈现出圈层构造, 可以划分出内部圈层与外部圈层。 内部圈层包括地壳、 地幔、 地核。外部圈层包括岩石圈、大气圈、水圈、生物圈。人类是生物圈的一部分。当然,也有的学者,为了强调人类的重要性与特殊性,单独列出一个“智慧圈”或“文化圈” 、 “技术圈” 。实际上,人类既是生物圈的一部分,又与一般的生物有着一定的区别。地球表层在物质组成上还有一个特征,就是固态、液

43、态、气态三态物质共存。可以说,地球表层是由固态、液态、气态三态物质组成的。例如,岩石、冰是固态;水、岩浆是液态;空气、水汽则是气态。不仅三态物质相互作用,而且在一定的条件下相互转化,成为地球表层系统中物质循环、能量传递与转化的重要表现形式与表征。比如,海水蒸发变为水蒸汽( 吸收能量 ) ,水蒸汽在空中随气流运动( 物质迁移) ,在高山或高纬地区变为雪 (释放能量 ) 降落地表,当气候变暖时冰雪融化又变为水(吸收能量) 流人海洋。在这样一个水的三态( 水一水汽一冰)转化过程中,不仅完成了物质的循环(海洋一大气一高山、 高纬地区一海洋) , 而且还完成了能量的传递 ( 从大气吸收能量-一释放能量到

44、大气- 从大气吸收能量) 。能量的来源维持地表系统运行、地表环境发展的能量, 主要来自太阳的辐射。尽管太阳辐射是地表系统运行与发展的主要能量来源,但地球内能也对地表系统与环境产生了不可忽视的作用与影响。地热是地球内部各种放射性元素所释放出的能量。地热另一重要的作用是,它提供动力引起地球内部物质的运动与迁移,从而成为火山活动、板块运动的原动力。火山活动、板块运动则改变了海陆的分布、地表的起伏,甚至对大气组成产生了不可忽视的影响,从而对地表系统 (环境 )施加影响。组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈,不是绝然分开的,而是相互交叉、相互渗透,在空间上构成了一个立体交叉的结构。岩石圈中有水与大

45、气的参与,水圈中含有大气,水是大气圈的组成成分,生物圈更是岩石圈、水圈、大气圈交叉融合的产物。很难找到一个明显的界限,将其截然分开。对于系统来说,一般都具有物质传输、能量流动、信息传递的功能。系统的结构决定了系统的功能。既然地球表层系统在结构上存在垂直分层、水平分异、立体交叉与多层次的特征,那么地球表层系统在各个圈层之间、各个地域之间、各个不同层次的系统之间,就可能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。具体来说,垂直方向上,各个圈层之间、各个圈层内部的各个次级层次之间,都可能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。例如,大气圈与水圈之间、大气圈与岩石圈之间、水圈与岩石圈之间存在着物质的传

46、输、能量的流动和信息的传递。再如,大气圈中的对流层、平流层、中流层、暖层、散逸层之间,海洋的表层、中层与深层之间,岩石圈的地壳、上地幔、软流圈之间也存在物质的传输、能量的流动和信息的传递。水平方向上,大洋与大陆之间、大洋与大洋之间、大陆与大陆之间、地区与地区之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。通常所讲的海气相互作用、陆海相互作用,就是指由于海洋与大气、大陆与海洋之间的物质、能量、信息的交换而导致的正、负反馈作用。生物圈很难与其他圈层截然分开,它与其他圈层相互交织在一起,与其它圈层之间也存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。例如,生物圈与大气圈之间、生物圈与水圈之间、生物圈与岩石圈

47、之间,以及生物圈内部的各个部分之间如动物、植物、微生物之间,乔木层、灌木层、枯枝落叶层之间,也都存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。不同层次之间同样存在物质的传输、能量的流动和信息的传递。通常所说的大气循环、水分循环、地质循环、生物地球化学循环( 如碳循环、氮循环、磷循环、氧循环等) 等,都是跨圈层、跨层次;在空间上立体交叉,在时间上具有不同尺度的物质传输过程。在这样的物质传输过程中,伴随着物态的变化、能量的流动与转化,以及信息的传递。22、 读图 13-9 说明圈层之间的氧循环的主要路径答:氧循环,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。而整个循环是靠着光合作用驱动

48、的。( 1 ) 海洋与陆地上的植物通过光合作用, 将水中的氧原子转化成氧气, 释放出氧气进入大气圈中。(2) 火山作用能够以CO加H2O勺形式释放出少量氧到大气圈中。( 3 )生物圈中的植物、动物、微生物通过呼吸作用,从大气圈中吸收氧气。( 4 )人类燃烧木材、化石燃料消耗大气中的氧,森林火灾消耗大气圈中的氧。( 5 )岩石圈中的岩石的风化分解吸收、消耗大气圈中氧气。( 6 )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 (如碳酸钙与碳氢化合物)积累沉积下来,形成石油、天然气或岩石、煤,将一部分氧固定在岩石圈中。23、 读图 13-8 说明圈层之间的碳循环的主要路径答:地球表层系统

49、中的碳,绝大部分以沉积物的形式储存在岩石圈中的储存库里,储存库中的碳,以碳水化合物的形式存在于有机物质中 ( 如岩石中的石油、天然气、煤) ,或以无机物的形式存在于矿物碳酸盐中 ( 如碳酸钙 ) 。储存库里的碳,一般情况下是不参加碳循环的,除非岩石被风化,化石燃料被利用,或火山酒动将其以CO开口 CO形式带到大气中。大气活性库中的碳,不到全部碳的2。它主要是通过生物的呼吸作用来补充的,火山喷发、人类燃烧化石燃料也是重要的来源。植物光合作用吸收大气中的CO2生产有机化分物,然后通过食物链传递。海洋中的浮游植物还可以直接生成碳酸盐骨骼。生物死亡后生物体沉降到海底形成沉积层。海洋浮游植物生成的有机质

50、,同样也沉降到海底,最终转变成石油和天然气。在适宜的地质条件下,陆地上的植物积累形成泥炭,这种泥炭可以转变成煤。石油,天然气和煤被称为化石燃料,是碳的巨大储藏库。当这些化石燃料被发掘、利用,燃烧生成的CO开口 CO又会释放到大气中,参与碳循环。24、 根据图 15-1 提供的板块运动方向和速度(单位cm/a ) ,预测 5000 万年以后世界海陆的大致格局,并说明由此引起的世界环境的可能变化答:根据图15-1 (p375)提供的信息我们可以知道,地球表面的各大板块都在以1-12cm的速度做相对运动。具体如下:欧亚板块在向东运动,北美洲板块在向西南方向运动,南美洲板块在向西运动, 菲律宾板块在向

51、西北方向移动,印度板块在以50mm/a 的速度向北运动, 澳大利亚板块在以 50mm/a 的速度向东北方向漂移。 五千年万后的世界板块的运动格局为: 欧亚与北美洲板块的相向运动将导致太平洋的初步缩小, 大西洋的不断扩大; 澳大利亚板块向东北方向漂移,将使澳大利亚的纬度降低;印度板块向北移动由于受到澳大利亚的阻挡,将使青藏高原与喜马拉雅山脉的进一步隆升,以及中国西北地区的向北迁移;东北大裂谷的发育,将使红海扩大为大洋,非洲与亚洲分离。世界海陆的变化趋势将影响气候、 植物及生物的可能变化, 大致表现为:太平洋缩小或消失,将大大削弱东亚的季风环流或将使东亚季风消失,东亚地区的气候将会变得异常干燥,森

52、林将会逐步被草原甚至被荒漠取代;大西洋的扩大,将使大西洋使美洲东部,欧洲西部和非洲东北部变得湿润些,从而使原来的那里的植物变的更加茂盛;红海的扩大将为红海沿岸地区,尤其是阿拉伯半岛带来比较多的降水,从而使红海两岸的一些草原、荒漠变为森林;澳大利亚 北移后,降水将大幅度的增加,使原来的荒漠变为森林;青藏高原和喜马拉雅山的隆升将会进 一步阻挡来自印度洋的水汽进入亚洲内部,使亚洲中部干旱化,我国西北部区将会变得更加干 旱,那里的植物会更加荒漠化,生物也愈加稀少。25、 假设温室效应使未来气候变暖,请分析阐述未来水圈和生物圈的可能变化趋势答:一 水圈的变化趋势1. 海面的变化: 从百年时间尺度的变化来

53、看,随着未来其后的变暖, 海平面将会呈现上升趋势。全球增温冰川融化海面上升;区域或局部的地壳下降海面相对上升;地面沉降海面上升;海水升温海水膨胀海面上升。对于海平面上升幅度的估计,存在很大的差异。根据对气候变化趋势的预测,结合各种预测结果,我们认为到 2030 年前后,世界平均海平面将会升高15cm左右,到2100年前后世界平均海平面将会升高40-50cm。2. 水循环与水平衡的变化 : 北半球高纬度地区的降水将会明显增加, 亚洲季风区和南半球的中纬度风暴影响的区域降水也会增加。而大部分干旱区域,不仅没有变湿润,反而由于蒸发的增强变得更加干燥,尤其是夏季。这样北半球高纬度地区,由于降水的增加和

54、温度升高导致的冰雪融化,将会使原来的季风边缘地区降水增多,而这些地区的近海部分暴雨、洪水发生的概率增大,径流也将会增加。中纬度风暴影响的地区,与降水增加的同时,降水的变率也会明显增大。3. 水圈组成与结构的变化 气候变暖将导致冰川的消融、海平面的上升和大气水汽含量的增加, 因此地球表层系统中固态- 液态 - 气态水的比例关系将会发生一些变化 : 气态水、 液态水比例增大,而固态水比例减小。与此同时,海洋面积将会扩大,而冰川或冰盖面积将会缩小。冰川的融化、海面的升高将导致地球表面水体分布的重心向较低纬度偏移,尽管偏移的幅度不是很大。由于降水分布的不均匀性增大,河流、湖泊、沼泽的分布的区域不均匀性

55、将会进一步增强。具体表现是,干旱地区河流流量减小,湖泊、沼泽的数量与面积减小;而季风和风暴影响的湿润地区,则刚好相反。二 生物圈的变化趋势4. 生物圈组成的变化 : 由于气候的变暖,尤其是中高纬度地区的变暖,一些喜欢寒冷的生物由于难以忍受高温将会减少或消失。尽管环境的变化会导致一些新的生物种类的诞生,但从短期看灭绝的生物种类将会多于新生的生物种类。另外,再加上人类活动的影响,生物的多样性将会遭到一定程度的破坏。也就是说,未来的生物圈的组成将不如现在的生物圈的组成那么丰富多彩。生物多样性的保护任务艰巨。5. 生物圈结构的变化 a. 大气中的微生物含量增加 (大气湿度增大) b. 地球表面生物水平分布的不均匀性进一步增大 (降水的区域差异变大) c. 生物分布向中高纬度扩展 (气候变暖)d. 由于海平面上升导致的海侵,将使海洋生

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