自然地理学课件

自然地理學

緒論自然地理學的研究對象和分科自然地理學的任務自然地理學與其他學科的關係一，自然地理學的研究對象和分科（一）自然地理學的研究對象自然地理學是研究地球表層包括天然的和人為的自然地理環境，它具有一定的組分和結構，分佈於地球表層並構成一個地理圈。天然的—只受人類間接或輕微自然地理環境影響。人為的—受人類直接影響和長期作用。

組分和結構：由地貌、氣候、水體、土壤和生物等組分（要素）相互聯繫和相互作用，通過物質和能量迴圈交換構成一個完整、有序的自然地理系統。地理圈:該系統在空間上具有一定的厚度，構成一個完整的地理圈（實際上包括岩石圈、大氣圈、水圈、土壤圈和生物圈）。（二）自然地理學的分科主要涉及兩個層次:一是研究自然地理各組成要素，稱為部門自然地理，包括地質地貌學、氣候學、水文學、土壤地理學和生物地理學；二是研究自然地理環境的整體特徵，稱為綜合自然地理。返回二，自然地理學的任務1）研究各自然地理要素的特徵、形成機制和發展規律。2）研究各要素間物質和能量轉化的動態過程和變化規律。3）研究自然地理環境的空間分異規律。4）參與自然條件和自然資源的評價。5）研究人為環境的變化、發展，尋求開發利用和整治的途徑。返回三，自然地理學與其他學科的關係1）與地質科學的關係2）與生物學的關係3）與環境科學的關係第一章地球第一節地球在宇宙中的位置一.宇宙和天體（一）宇宙宇宙：是一個永恆的物質世界，它包含無數的天體和極其廣闊的空間。即空間上無邊無際、時間上無始無終。1，宇宙的起源——宇宙大爆炸宇宙大爆炸是由愛德華.哈勃和伽莫夫提出宇宙大爆炸發生於約150億年前目前已知的宇宙空間半徑約130光年（每光年96400×108Km）2.天體的類型：恒星、行星、衛星、流星、彗星、星雲等。行星恒星衛星流星彗星星雲3.天體的運動及星系：

天體的運動是宇宙中最具規律性的運動，這種規律性運動便構成不同形態、不同級別的星系。總星系恒星系恒星1500億個行星10億多個衛星（二）地球的宇宙環境1，銀河系是總星系中10億多個恒星系的一個2，太陽和太陽系

是銀河系中1500億個恒星中的一個，太陽和環繞其8個行星構成太陽系。水星金星地球火星木星土星天王星海王星3，地月系統

地球、衛星與人造地球衛星第二節地球的形狀與大小一，地球的形狀及其地理意義1.地球形狀的認識過程圓球形（第一級近似）旋轉橢球體（第二級近似）大地水準體（第三級近似）

“梨”形（最高級）從太空中觀察的地球模擬固體地球的形狀2.地球形狀的物理意義球形地球的不同緯度因正午太陽高度角不同,所接受的太陽輻射不同,從而造成地球上熱量及其相關的自然現象的地帶性分佈.二,地球的大小及其地理意義1.地球的大小赤道半徑（a）：6378.137Km兩極半徑（c）：6356.752Km扁率（f）：1：289，257，2220102.地球的其他數據地球表面積：51000萬平方Km（海洋占70.8%，陸地占29.2%）陸地最高點：8846.27m（珠穆朗瑪峰）海洋最深點：-11034.38m（馬利亞納海溝）3.地球大小的地理意義

地球的品質與大氣圈的形成.第三節地球的運動一,地球的自轉及其地理意義1.地球的自轉自轉:地球繞地軸旋轉.方向週期速度地球自轉的方向:

自西向東週期:恒星日與太陽日的比較

參照物時間旋轉角度

恒星日恒星23時56分4秒360º太陽日太陽24時360º59´自轉的速度角速度:單位時間內掃過的角度線速度:單位時間內掃過的弧長2.地球自轉的地理意義1)地球自轉決定晝夜更替,並使地表各種過程具有晝夜節奏.晝半球夜半球昏線晨線太陽平行光線2)地球的自轉使在其上作水準運動的物體發生偏離,北半球偏右,南半球偏左.3)地球自轉造成同一時刻.不同經線上具有不同的地方時間.4)月球和太陽的引力使地球發生彈性變形.5)地球的整體自轉運動與地球局部運動有密切關係.二.地球的公轉及其地理意義1.地球的公轉公轉:地球繞太陽的運動方向速度*四季的形成第四節地球的圈層構造一，地球圈層的分化1)46~38億年前，地球是由C、O、Si、K、Na、Mg、Fe、Ni等元素以各種物態（氣、液、固）出現的接近均質的物體。2）重力作用導致物質和物態的分離，由外向內逐漸形成大氣圈（C、O、N）、水圈（H、O）和固體地球（Si、K、Na、Ca、Mg、Fe、Ni）。3）地熱和重力作用也逐步使固體地球分異形成地殼、地幔和地核。地殼：O、Si、K、Na，密度2.65，剛性。地幔：Si、Ca、Mg，密度2.95，剛性和塑性。地核：Fe、Ni，密度13左右，剛性和塑性。二，地球的內部構造根據地震波的傳播速度，地球內部存在著兩個不連續面，即莫霍面（33Km深）和古登堡面（2900Km深），據此將地球分為地殼、地幔和地核。（一）地殼根據地殼的組成和結構特點，可分為：1）大陸地殼（陸殼）平均厚度35Km，最大65Km，上部成分以O、Si、Al、K、Na為主，成分與花崗岩相似，稱花崗岩質層或矽鋁層。下部以O、Si、Al、Fe、Mg、Ca為主，成分與玄武岩相似，稱玄武岩質層或矽鎂層。2）大洋地殼（洋殼）平均厚度5~6Km，為玄武岩質層或矽鎂層。（二）地幔介於莫霍面與古登堡面之間（35~2900Km）大約在1000Km深處分為上地幔和下地幔。1）上地幔深35~1000Km，由O、Si、Fe、Mg為主的橄欖岩質岩石構成。大約在60~250Km深度間，物質多呈塑性狀態，稱為軟流圈。一般認為是岩漿的發源地。2）下地幔深1000~2900Km，由O、Si、Fe、Mg為主的橄欖岩質岩石構成。密度較大。（三）地核古登堡面以下至地心，由Fe、Ni等緻密物質組成。三，地球的外部構造（一）大氣圈自地表向上至10000Km高度，主要成分為N（78%）和O（21%），其次為Ar、CO2和水蒸汽。（二）水圈主體是世界大洋（71%），陸地上的河流、湖泊、沼澤、冰川、地下水等構成。

（三）生物圈生物圈是地球生物及其分佈範圍所構成的一個極其特殊、極其重要的圈層，它與大氣圈、水圈和岩石圈相互滲透。一，海陸分佈地球表面明顯分為海洋和陸地兩部分。

海洋面積占地球表面積的71%，連續廣闊的海洋稱為世界大洋，其主體有太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋（即四大洋）。

陸地面積占地球表面積的29%，其主體有歐亞大陸、非洲大陸、北美大陸、南美大陸、南極大陸、澳大利亞大陸（即七大洲）二，海陸起伏曲線第二節地球表面的基本形態和特徵三，島嶼大陸島：位於大陸附近並在地質構造島嶼上與大陸有密切聯繫。火山島：海底火山噴發引起海洋島珊瑚島：由珊瑚礁構成的。四，地球表面的基本特徵1，太陽輻射集中於地表，太陽能的轉化也主要在地表進行。2，固態、液態、氣態物質同時並存於地表。3，地球表面具有其特有的、由其本身發展形成的物質和現象。4，相互滲透的地表個圈層之間，進行著複雜的物質和能量交換和迴圈。5，地球表面存在著複雜的內部分異，即緯向和非緯向。6，地球表面是人類社會發生、發展的環境。構造運動與地質構造大地構造學說火山與地震第一節構造運動與地質構造一，構造運動的特點與基本方式（一）構造運動的一般特點構造運動：由地球內力引起的地殼機械運動。它導致地殼發生變形和變位，形成各種地質構造，並常常造成岩漿活動和變質作用。一般特點：普遍性、永恆性、方向性、非均速性、幅度與規模差異性。（二）構造運動的基本形式1，水準運動：地塊沿大地水準面切線方向的運動。常見的有分離和彙聚。如：非洲大陸與南美洲大陸的水準分離。2，垂直運動：即升降運動。如：深滬灣的升降運動等。二，構造運動與岩相、建造和地層接觸關係（構造運動的主要證據）（一）岩相岩相：沉積物質和沉積環境的總合。有海相、陸相和過渡相。海侵層序：岩相從陸相逐漸變為海相，沉積物自下而上由粗變細。保存較為完好。——地殼下降海退層序：岩相從海相逐漸變為陸相，沉積物自下而上由細變粗。往往缺失部分地層。——地殼上升（二）沉積建造沉積建造：特定的構造運動階段所形成的一套特殊的沉積岩組合。如：複理石建造——地槽回返初期的產物；磨拉石建造——地槽回返後期的產物。（三）岩層的接觸關係1，整合：新老地層產狀一致且相互平行，之間無缺失地層。2，平行不整合：新老地層產狀一致且大致平行，之間缺失部分地層。3，角度不整合：新老地層產狀不一致，之間缺失部分地層。4，侵入接觸：侵入體與圍岩之間的接觸關係。靠近侵入體一側常見捕虜體。5，侵入體的沉積接觸：以侵入體為基底的沉積接觸關係。三，地質構造（一）水準構造：雖經垂直運動，但未發生褶皺，岩層產狀仍保持水準或近水準。（二）傾斜構造：岩層經構造運動後，與水平面形成一定交角。可以是褶皺（翼）或差異性斷層造成的。

岩層產狀的三要素：走向——傾斜岩層在水平面上的延伸方向。傾向——岩層的傾斜方向。傾角——岩層的層面與水平面的交角。（三）褶皺構造褶皺：岩層在側向壓應力的作用下產生彎曲。單個彎曲稱褶曲，基本形式有：背斜和向斜。褶皺要素：核、翼、軸面、樞紐等。褶皺主要類型：根據軸面和兩翼地層產狀：直立褶曲，傾斜褶曲，倒轉褶曲，平臥褶曲；根據樞紐產狀：水準樞紐，傾伏樞紐等。（四）斷裂構造斷裂：岩石受力後發生破裂，導致岩層的連續性遭到破壞。基本形式有：節理和斷層。節理：岩石受力後發生破裂，但岩塊未發生明顯的位移。常見有垂直節理、X節理。斷層：岩石受力後發生破裂，但岩塊發生明顯的位移。是斷層面與水平面的交線。

斷層要素：斷層面、斷層線、斷盤和斷距。斷層類型：根據兩盤相對運動特點分為：

正斷層——上盤相對下降。

逆斷層——上盤相對上升。（斷層面傾角大於40度為沖斷層，小於25度為逆掩斷層）

平移斷層——兩盤沿水準方向相對位移。斷層組合：地壘與地塹，疊瓦式構造。返回第二節大地構造學說一，板塊構造學說（一）大陸漂移說1915年由魏格納提出。1950年古地磁提供資料得以證實。（二）海底擴張說1960年由迪茨和赫斯提出。要點：1）地幔物質對流是大陸漂移的主要動力。2）海嶺為對流上升區，海溝為下降區。3）海底岩石年齡僅有2~3億年。4）地球的體積基本恒定，海盆面積不變。（三）板塊構造學說20世紀60年代後期，由勒比雄等人提出主要立論依據：1，岩石圈劃分為六大板塊：歐亞板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、澳洲板塊和南極板塊。2，上地幔的物質對流是板塊運動的原動力3，根據板塊運動的性質，板塊邊界有三種類型：

擴張型（生長）邊界：如洋脊裂谷帶。

俯衝型：如環太平洋海溝彙聚型（消亡）邊界島弧帶。碰撞型：如地中海——喜馬拉雅山脈帶（地縫合線邊界）。

轉換斷層（次生）邊界：橫切洋脊的轉換斷層構成的次一級板塊邊界。二，地槽——地臺學說

地槽區：地殼運動最強烈的地帶。早期以下降為主，形成狹長帶狀的凹陷海盆並接受巨厚的碎屑沉積；晚期回返上升形成褶皺山系並伴有大規模的岩漿活動。

地臺區：地殼相對穩定的區域。三，地質力學地球自轉及其角速度的變化引起的地殼水準運動。返回第三節火山與地震一，火山（一）火山的類型與分佈火山噴發：岩漿噴出地表的自然現象。它是地球內部物質和能量快速猛烈釋放的一種形式。裂隙式：多見大洋裂谷。類型寧靜式：只噴發熔岩，無火山碎屑。中心式中間型：爆炸式：噴發時具有猛烈爆炸現象，以火山碎屑為主。火山分佈：分佈於大小板塊的邊界上。主要有：大洋裂谷火山帶；環太平洋火山帶；地中海——印尼火山帶。（二）火山地貌二，地震地震：大地快速震動的自然現象。是地殼運動的一種特殊形式。地震要素：

震源：指地震發生的位置。

震中：震源在地面的垂直投影。觀測點到震中的距離為震中距。

震源深度：震中到震源的鉛直距離。小於70Km為淺源地震；70~100Km為中源地震；大於100Km為深源地震。

震級：表示地震本身大小的等級。

烈度：地震對地面和建築物的破壞程度。

地震分佈：1）環太平洋地震活動帶。2）地中海——喜馬拉雅地震帶。3）大洋中脊地震帶。4）東非裂谷地震帶。第一節地球水迴圈與水量平衡

一,地球上水的分佈水圈:由海洋.河流.湖泊.沼澤.地下水.大氣水.和冰川組成.水的分佈:海洋約占97%.陸地水約占3%.(河流占總水量的十萬分之七.二,水迴圈與水量平衡(一)水迴圈及其類型水迴圈:地球上的水在太陽輻射能和地心引力的作用下,產生蒸發.水氣輸送.凝結降水.地表及地下徑流等基本環節的周而復始變化現象.類型:大循環和小迴圈(二)水量平衡水量平衡原理:依據品質守恆定律,全球或任一地區.任一時段水分的收入量與支出量之差.必等於其蓄水變數.通用水量平衡方程:Q-I=⊿S即(P+R表入+R下入+q)-(E+R表出+R下出)=S2-S1

P+R表入+R下入-E-R表出-R下出)=S2-S1水量平衡三要素:

降水量P.蒸發量E.徑流量R.第二節海洋起源與海水物理化學性質一，世界大洋及其區分海洋的基本形態單元大洋海它是海洋的主體，且遠離大陸。面積約占整個海洋面積的89%，水深一般超過3000m以上。具有獨立的潮波系統和海流系統，水色深，透明度大。靠近大陸、或受大陸包圍，位於大洋邊緣的水域。以狹窄的海峽與大洋相連的稱為海，以島鏈與大洋相連的稱為海灣，水深一般在3000m以下。潮汐從大洋傳來，水色低，透明度小。可分為：邊緣海、陸間海和內陸海（一）海洋的劃分及其特徵（二）全球海洋的地理分佈1.世界海洋的分佈2，海及其分類內海，邊緣海，外海，島間海。二，海水的組成（一）海水的化學成分

海水化學組成的恒定性特點。（二）海水的鹽度和氯度鹽度的定義：S‰。氯度：Cl‰。鹽度與氯度的關係：鹽度=0.03+1.805×氯度鹽度的地理分佈：以副熱帶海區為中心分別向赤道和兩極海區逐漸遞減，呈馬鞍形分佈，且具有緯度地帶性。三，海水的溫度、密度和透明度第三節海水的運動

一，潮汐與潮流（一）潮汐現象與引潮力潮汐現象：由引潮力引起的海面週期性升降現象。漲潮與落潮。高潮與低潮。潮差。大潮與小潮。引潮力：地球上的任何一點，同時受到月球、太陽的引力作用和地球繞地月共同質心運動所獲得的慣性離心力的作用，這兩個力的合力即為引潮力。潮汐類型：半日潮、混合潮、全日潮（二）潮流潮流：伴隨潮汐現象而產生的海水大規模週期性的水準運動。潮流對自然地理環境產生著重要的影潮流類型：

回轉流：在外海和開闊的海區，潮流受地轉偏向力和大洋潮波的影響形成回轉流。是潮流最普遍的形式。往復流：在近岸海峽和海灣，潮流受地形的影響形成往復流。在特殊的喇叭形海灣或河口，往往形成怒潮。二，海洋中的波浪（一）波浪及其類型波浪：海水質點以其原有的平衡位置為中心，在垂直方向上作週期性圓周運動現象。

風浪：風的切應力作用。波浪類型

海嘯：地震或風暴引起的。

氣壓波：氣壓突然變化引起的。波浪的變形和破碎：深水區—淺水區—近岸區

（二）波浪的折射及其對近岸的作用波浪折射：波浪在向淺水區和近岸區傳播過程中，若波向線與岸線或等深線不垂直，那麼波向線將逐漸發生偏轉，趨於與岸線或等深線相垂直。波浪對海岸的作用：波浪折射比如導致波能在岬角產生輻聚並對其產生侵蝕作用；在海灣和產生輻散並對其產生堆積作用。

洋流分類暖流寒流風海流密度流補償流性質成因三、洋流（一）洋流的分類與成因洋流（海流）：海水穩定地從一個海區水準地或垂直地向另一海區大規模的運動現象。1.風海流概念：是在風的切應力為主的作用下而產生的一種穩定海流。它是洋流最普遍、最重要的類型之一。形成：風海流是在風的切應力為主，並兼有地轉偏向力和海底摩擦力共同作用下形成的。根據“艾克曼漂流理論”，深海風海流主要受風的切應力和地轉偏向力的作用，表面洋流的流向理論上為兩個合力的方向。【北半球偏向風向之右（南半球偏左）45°】。研究表明，風海流由深海向淺海流動，流向與風向的交角在45-0°之間變化，即受越來越強的海底摩擦力的作用。太平洋··海水質點風的切應力地轉偏向力表面流流向海底摩擦力風海流的形成理論圖示南北半球盛行風所形成的風海流

2.密度流概念：由於海水的密度分佈不均，海水在水準壓強梯度力為主，並兼有地轉偏向力的作用下產生的海流（熱鹽環流）。形成：當等壓面傾斜時如圖（a），垂直於等壓面的壓強梯度力分解成垂直水平面D1和平行水平面D2，D1與重力方向相反，故被取消了。D2就是梯度流產生的原動力。梯度流一旦產生，地轉偏向力便立即對海流產生作用。海峽或運河密度流直布羅陀海峽地中海底層海水流向大西洋蘇伊士運河紅海海底層海水流向地中海曼德海峽紅海海底層海水流向印度洋霍爾木茲海峽波斯灣海底層海水流向印度洋梯度流的主要表現地域3.補償流

由於風海流或密度流的流動,使洋流流出的海區海水減少，相鄰海區的海水便會自動流入進行補充，這樣形成的洋流叫做補償流。補償流有水準的,也有垂直的。垂直補償流又分為上升流和下降流兩種。在太平洋和大西洋的東海岸如加利福尼亞、秘魯、西北非洲海岸都有上升流，它把含營養鹽豐富的次表水帶至海面，為海洋生物的生長和繁殖提供了條件。如：秘魯漁場的形成,就是得益於附近海區盛行的上升流。冷海水上泛，將深處的磷酸鹽、矽酸鹽帶到表層，給浮游生物提供豐富的養料，浮游生物又是魚類的餌料。海區補償流離岸風北太平洋東岸加利福尼亞寒流東北信風南太平洋東岸秘魯寒流東南信風北大西洋東岸加那利寒流東北信風南大西洋東岸本格拉寒流東南信風南印度洋東岸西澳大利亞寒流東南信風補償流的分佈地域（二）大洋表層形成模式1.大洋表層洋流模式40o0o60o90oN90oS40o60o30o30o40o0o60o90oN90oS40o60o30o30o

大洋表層洋流模式：主要是由穩定的盛行風引起的風海流。環流由於海陸分佈不均，氣壓帶被割裂成幾個不連續的氣壓中心。因而，由風引起的海流只能成為圍繞高壓中心的環流。在北半球，繞副熱帶高壓而流動的，為一順時針方向的環流；繞副極地低壓（中緯度低壓）流動的，為一逆時針方向環流。副極地低壓與極地高壓基本上呈帶狀，那裏的海流與緯圈平行。在南半球，與副熱帶高壓區相應的環流為逆時針方向。副極地低壓與極地高壓基本上呈帶狀，那裏的海流與緯圈平行。因此，與北半球相應的那個氣旋（順時針方向）環流便不存在。2.世界大洋表層洋流的分佈

大洋表層洋流的分佈規律：1）南北半球低緯海區形成反氣旋式環流，大陸東岸海區為暖流，大陸西岸海區為寒流。2）北半球高緯海區形成氣旋式環流，大陸東岸海區為寒流，大陸西岸海區為暖流。3）南半球高緯海區不形成氣旋式環流，而是被強大的西風漂流所代替。4）北印度洋形成特殊的季風漂流，冬季形成東北季風漂流；夏季形成西南季風漂流。5）在極地東風作用下，南極形成一個獨特的繞極西向環流。學習時應注意以大陸為中心來考慮大陸不同緯度的東西兩岸洋流的分佈特徵和規律3.大洋垂直環流

大洋表層的環流，勢必出現某海區深層減水或增水。根據海水的連續性，必然出現上升流和下降流，從而形成垂直環流。1）信風和赤道逆流區，2）大洋西部暖流區，3）副熱帶高壓區，4）大洋東部寒流區，5）極地區

綜上所述，全球大洋的洋流是由表層環流和垂直環流所構成的統一的環流體系。一般在正常年份，大洋系統遵循著穩定的環流模式，從而形成沿岸穩定的氣候特徵。但在某些年份也會出現環流異常，最為典型的事發生在赤道以南太平洋東岸的“厄爾尼諾”現象和“拉尼娜”現象。

一，七萬年來的海平面變化二，近百年的海平面變化三，21世紀海平面上升預測第四節海平面變化第五節海洋資源和海洋環境保護海洋資源的概念

狹義上，是指在海水中生存的生物，溶解與海水中的化學元素和淡水，海水中所蘊藏的能量以及海底的礦產資源。廣義上除了指上述的物質與能流量外，還包括港灣、航線、水產養殖空間、海洋上空的風、海底地熱、海洋景觀、海洋空間以及海洋的納汙能力等。根據上述概念，本節重點介紹海洋生物資源、海洋礦產資源、海洋能資源、海洋化學資源和海洋空間資源等。(一)海洋生物資源分類和儲量分類：按海洋利用的類型分為水產資源、觀賞資源、工業資源、藥用資源和生物遺傳基因功能資源。水產資源包括魚類、貝類、甲克類、頭足類、哺乳類和藻類等。其中魚類是最重要的一類。儲量和開發潛力：據估計，全球海洋初級生產力每年達1350億噸的有機碳，海洋生物的蘊藏量約342億噸，海洋動物325億噸，而陸地上的動物還不足100億噸。到目前為止，海洋生物資源被開發的僅是一小部分，科學家以有機碳計算的目前開發水準僅達到海洋初級生產力的0.03%。這表明海洋生物資源儲量豐富，開發海洋生物資源的潛力難以估量。

一、海洋生物資源與人類漁業開發（二）世界漁場的分佈與海洋漁業開發

（三）海洋漁業中的過量捕撈問題部分經濟魚類的捕撈量大大超過了該類群體的自然生長量，漁產品的數量和品質下降，許多近海漁場的資源趨向枯竭，各國對大洋漁業資源的爭奪加劇，海洋生物資源的多樣化受到嚴重的威脅。據統計，截止1999年，已有近1/4的海洋資源被消耗，近50%的漁儲量被開發至其生物極限水準而瀕臨耗盡。接近75%的主要魚類資源已被充分或過量捕撈。據估計，全世界的漁船捕獲能力超過魚類資源的承受能力30%～40%。(四)海洋水產增養殖與海洋開發前景

海洋漁業發展非常迅速，而其中海洋水產養殖發展最快。平均每年增長10%。

全世界養殖的貝類有近100種，主要由牡蠣、扇貝、蛤子、鮑魚等。養殖的魚類目前約100種，養殖對蝦近30種，世界蝦類養殖產量80%集中在中國和東南亞一帶。世界藻類養殖的主要產品有海帶、紫菜、裙帶菜、江籬、石花菜、麒麟菜等。

目前世界海洋捕撈和養殖的範圍只占大洋面積的10%，絕大多數海域尚未開發。世界漁獲量的90%來自於大陸架淺海區，各國對大洋和深海魚類捕撈甚少。在各大洋中，南大洋是世界上尚未開發的最大海洋生物資源基地。大洋性和深海生物資源的開發應該是今後海洋生物資源開發的主要方向。二、海洋礦物資源的開發(一)海洋礦物資源的種類與儲量

在地球上發現的100餘種元素中，有80多種存在於海洋中。其中能直接開發利用的有60多種。在近岸帶，廣泛分佈著濱海砂是重要的建築材料，其中也蘊含有豐富的貴重金屬和稀有金屬礦物。目前世界已探明的有工業價值的濱海礦有20多種。濱海砂礦是未來增加礦產儲量的最大潛在資源之一。在深海洋底的錳結核有以錳為主的30多種元素構成，是公認的具有開發價值的礦產資源，它們不連續地分佈在水深2000～6000m的大洋底部，主要集中在北太平洋，號稱地球上最大的“金屬資源庫”。

（二）世界海底油氣資源的分佈與開發

石油是一種重要的礦產資源，被稱為“工業的血液”。據估計，全世界石油有限儲量約10x1012t，可采儲量3000x108t，其中海上可采儲量約1350x108t

，已探明的海上石油儲量為400x108t，天然氣為30x104m3

。全世界100多個國家和地區從事海上石油開發，至今已發現數百個海底油氣田，產石油超過9x108t，占世界石油產量的1/3。海洋天然氣產量達4420多億m3

。從地區分佈上看，世界海上油氣資源儲量主要集中在波斯灣、北海、幾內亞灣、墨西哥灣、加利福尼亞沿岸海域等幾個地區。這些地區的油氣資源總儲量占全部海上探明儲量的80％。未探明的油氣區主要集中在北極地區、南極地區、非洲、南美洲和澳大利亞周圍海域。

（一）海洋能資源的種類及其開發潛力

海洋能是指海洋的自然能量（動能、勢能和熱能），包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽度差能等海洋能資源屬可再生資源，是人類取之不竭的“能源寶庫”，成為21世紀地球能源開發的重要領域。目前，具有商業開發價值的是潮汐能和波能。三、海洋能資源開發（二）海洋潮汐能開發在目前的技術下，只有潮差超過3m的地方才具有開發的意義。全世界潮差超過3m的地方約有23處，主要分佈在淺海港灣與河口處。我國正在運行發電的潮汐電站共有8座：浙江樂清灣的江廈潮汐試驗電站、海山潮汐電站、沙山潮汐電站，山東乳山縣的白沙口潮汐電站，浙江象山縣嶽浦潮汐電站，江蘇太倉縣瀏河潮汐電站，廣西飲州灣果子山潮汐電站，福建平潭縣幸福洋潮汐電站等。以上8座潮汐電站總裝機容量為6000kW，年發電量1000萬餘千瓦時。我國潮汐發電量，僅次於法國、加拿大，居世界第三位。（三）海洋波能開發目前世界上有許多國家，包括日本，英國，美國，中國等都在研究波能發電。我國波能發電研究成績也很顯著。20世紀70年代以來，上海、青島、廣州和北京的五六家研究單位開展了此項研究。用於航標燈的波力發電裝置也已投入批量生產。向海島供電的岸式波力電站也在試驗之中。四、海洋水及其化學資源開發（一）海洋水資源及其開發

1.海水的直接利用指用海水代替淡水作工業用水（主要包括冷卻、洗滌等）、農業用水（主要包括海水養殖等）、商業和城市生活用水（主要包括沖廁、消防、浴池、游泳等），緩解沿海地區淡水資源的短缺矛盾。

2.海水的淡化利用

海水淡化是20世紀50年代後期才迅速發展起來的，現在已成為具有相當規模的重要工業部門。世界海水淡化能力的55%分佈在中東；其次是美國，占14.6%；歐洲和亞洲其他地區分別占11.4%和7.9%。（二）海水中的化學資源開發海水淡化工廠制鹽工業鹽堿工業氯有關工業原子能發電廠水鉀工業鉀鹽溴工業溴有關工業海水濃鹽水鎂工業燒結鎂燒鹼有關工業氯堿有關工業海水資源的綜合開發圖海洋水中含有80多種元素，各類溶解鹽約48000萬億t。目前，海水資源的綜合開發利用已經成為一個發展趨勢。五、海洋空間資源的開發與海洋運輸業（一）海洋空間資源利用方式現代海洋空間開發是指為了發展生產和改善生活的需要，把海上、海中、海底和海岸帶的空間用作交通、生產、儲藏、軍事和娛樂場所的海洋開發活動。（二）世界海運業發展現狀

海洋運輸是海洋空間資源開發的傳統領域，同時也是現代海洋產業中的支柱產業。目前國際貿易運輸量（以噸計）70%左右和貨運周轉量（以噸千米計）的90%以上都是通過海洋航運完成的。

20世紀60年代至70年代之間，是世界商船隊快速發展的時期。近年來，這種增長趨勢有所減緩，在20世紀90年代最後幾年裏，其增長速度保持在1.3%~2.3%，且逐年下降。目前，世界航運業發展的一個重要趨勢就是集裝箱運輸規模的迅速擴大。六、海洋污染與環境保護（一）海洋污染及其危害海洋污染的特點：污染源多、持續性強、危害大、擴散範圍廣和控制難度大。海洋污染的主要來源：陸源與海岸帶開發污染、大陸架鑽探與深海採礦、海洋傾廢、船源污染以及大氣污染等。種類石油污染是海洋污染中的一個重要方面。全世界進入海洋的石油污染多達三四百萬噸重金屬污染全世界每年進入海洋的汞約10×104t,銅約25×104t，鋁約30×104t，鋅約

390×104t固體廢物污染有些是通過江河自然排入的，有的是人們在海上或海濱活動中無意丟棄的，有些是專門用船隻把垃圾從陸地運往海上的有機物污染與赤潮是近岸最普遍的污染現象。有機物分解後使海水出現富營養化，加快了海水中某些海藻的生長，從而導致赤潮產生放射性污染源於大量向海洋中傾泄核廢料、核潛艇的海上失事等海洋放射性污染破壞了海洋的生態系統海洋污染種類有機物污染引起的赤潮石油污染工廠排汙污染海洋污染調查與監測是通過定期測定海洋環境中各種污染物的濃度及其他指標，獲得全面、系統、長期的資料，掌握海洋污染狀況及其變化趨勢，使得當海水或特定生物體內污染物濃度超過“標準”時發出警報。海洋污染監測的載體一般分為水質監測、底質監測和生物監測。海洋調查與監測的常用的方法有現場取樣和室內分析。20世紀70年代初，遙感技術開始應用於海洋污染監測。（二）海洋污染調查與海洋監測（三）國際社會保護海洋環境的努力《聯合國海洋法公約》關於海洋環境保護的義務：沿海國家有權在其領海範圍內採用本國的環境保護標準並實施海洋污染控制；沿海國家在其專屬經濟區內有義務預防、控制源於其管轄區的各種污染。對於外國船隻的海洋污染行為，沿海國家不能按其本國法律，而應遵守《公約》或其他國際法規則予以約束。船舶註冊國有義務依本國法律約束其註冊船隻在任何海域所造成的海洋污染行為，即使這些船隻處於本國主權管轄範圍以外或公海區域。外國船隻進入的港口國家，可以採用本國或其他可應用的國際法約束進入船隻的污染行為。國際海底區域的開發活動的環境影響由國際海底管理局（ISA）來進行評價。由開發商或合同者所在國負責其產生的環境損害。自1982年的《公約》出臺以來，國際社會在海洋環境保護方面取得了許多重要進展。特別是關於不同來源的海洋污染預防措施，或以法律捆綁協議或以行動綱領等形式，極大地推動了海洋環境保護事業。

一，河流、水系和流域的基本概念

（一）河流河流：地表水在重力的作用下，沿地表線狀窪地形成經常性或週期性的水流。河流分段：單一的一條河流自河源至河口，一般可分為三段：上游、中游和下游。各段的河床幾水流特徵差別較大。河流縱斷面：平行河流水流方向下切的假想面與河床底部的交線。

一般可分為四種類型：A直線形，B下落形，C折線形，D平滑下凹形。河流縱斷面可以很好地反映河流的比降（單位河長的落差）。河流橫斷面：垂直於河流水流方向下切的假想面與河流的交線。對於計算流量具有重要意義。

（二）水系

水系：在地表一定的集水區域內，大大小小的河流和湖泊構成脈絡相通的系統。一個水系往往有一條幹流和若干條各級支流組成。水系類型：扇狀水系、羽狀水系、樹枝狀水系、格子狀水系、平行狀水系等。

（三）流域流域：水系分水線所包圍的集水區域。流域的面積、形態、坡度和坡向直接影響河流的產流和匯流過程。二，水情要素

（一）水位水位：河流中某一標準基面或測站基面上的水面高度。標準基面為該河流河口處的海平面；測站基面為某水文站測點最枯水位以下0.5-1m處。水位變化：河流水位因降水和融水等因素的影響，產生日變化、季節變化和年際變化。常用水位過程線表示。（二）流速流速：水質點在單位時間內移動的距離。流速的測量：1）採用水文流速儀進行實測。2）利用水力學公式進行計算。即薛齊公式。其輔助公式有：滿寧公式（我國常用）和巴普諾夫斯基公式。主要參數：c-薛齊常數，R-水力半徑，I-比降，n-河槽糙率係數（三）流量流量：單位時間內通過某一過水斷面的水量。流量的推求：應用水位-流量關係曲線推求流量。三，河川徑流

（一）徑流的形成和集流過程1，停蓄階段

①植物截流，②下滲，③填窪——此階段地表尚未產生徑流，對於徑流的形成而言，它是一個水量的耗損過程。2，漫流階段在滿足停蓄階段所需的水量後，隨著降水的持續進行，多餘的水量便沿地表天然坡向流動形成坡面漫流。坡面漫流可以片流、溝流和壤中流三種形式流動並直接匯入各級河槽中。

3，河槽集流階段漫流進入各級支流後，沿河網向出口斷面彙集的過程。河槽集流過程中的河岸雙向調節作用：

漲水——河水補給河岸地下水。

退水——河岸地下水補給河水。（二）徑流計量單位1，流量：Q=AV2，徑流總量：W=QT3，徑流模數：M=Q/F——流域產流率。4，徑流深度：y=W/F5，徑流變率：K=M1/M0=Q1/Q0=y1/y06，徑流係數：α=y/x——徑流轉化率。（三）徑流的變化1，年徑流量和正常徑流量的概念年徑流量：一個年度內通過河流某斷面的水量，稱為該斷面以上流域的年徑流量。正常徑流量：河流的多年平均徑流量，當統計的實測資料年數無限大時，多年平均徑流量將趨於一個穩定的數值。2，徑流的年際變化反映徑流年際變化幅度，可以用年徑流量的離差係數Cv值表示。Cv值大，年徑流量變化劇烈，反之，變化小。3，徑流的年內（季節）變化隨著氣候週期性變化，一年中河流補給狀況、水位、流量等也發生相應變化，大致分為汛期、平水期、枯水期或冰凍期等幾個水文特徵期。

一，地下水的物理性質和化

學成分（一）地下水的物理性質溫度：常溫層。地熱增溫級（33m/℃)。按水溫高低將地下水分為:冷水（﹤20℃）、溫水（20~50℃）和熱水（﹥50℃）嗅感和味感：因地下水所含氣體和鹽分不同而異。其他性質：（二）地下水的化學成分化學成分：1，氣體：生物化學成因CH4、CO2、H2S等。空氣成因O2、N2等。化學成因H2、、CO2、H2S等。放射性成因He、Re、Th、Ar等。2，離子：H+、Cl－、SO42－、HCO3－、CO32－、Na＋、K+、Ca2+、Mg2+等。3，膠體：HsiO3－等氫離子濃度：常用pH值表示。pH﹤7為酸性，pH=7為中性，pH﹥7為鹼性。離子濃度分佈：在淡水中陰離子以HCO3－為主，陽離子以Ca2+為主，隨著礦化度的增加，陰離子按HCO3－——SO42－——Cl－次序遞增，陽離子中Na＋、K+的含量增加，Mg2+的含量也有所增加。（三）地下水的總礦化度和硬度總礦化度：指水中的離子、分子和化合物的總含量。根據礦化度大小可分為：淡水、弱礦化水、中等礦化水、強礦化水和鹽水。地下水的礦化度與所在地區的自然地理環境關係密切。硬度：指水中Ca2+、Mg2+的總量。可分為暫時硬度和永久硬度。地下水的硬度大小常用德國度（10mgCaO/L）和Ca2+、Mg2+的

mmol/L表示。根據硬度的大小可分為：極軟水、軟水、弱硬水、硬水和極硬水。二，岩石的水理性質

（一）容水性岩石容納外來水量的性能。用容水度表示。與岩石的空隙大小和連通情況有關。（二）持水性在重力作用下，岩石依靠分子力和毛管力在其空隙中保持一定水量的性能。用持水度表示。與岩石的空隙大小有關。

（三）給水性在重力作用下，飽水岩石流出一定水量的性能。用給水度表示。與岩石的空隙大小有關。一般情況下，容水度=持水度+給水度（四）透水性岩石透過水分的性能。可分為三類：透水岩石、半透水岩石和不透水岩石。

三，地下水的動態和運動（一）地下水的動態地下水的流量、水位、溫度和化學成分等，在各種因素影響下發生日變化和季節變化的過程。（二）地下水的運動1，線性滲透定律（達西公式）

Q=KA×h/l（Q-單位時間內透過岩石的水量，K-滲透係數，A-岩石斷面面積，h-水頭降低值，l-滲透距離）2，非線性滲透定律

V=KI1/m四，地下水按埋藏條件分類（一）上層滯水上層滯水：存在於包氣帶中局部隔水層之上的重力水。特點：①一般分佈範圍不廣，補給區與分佈區基本一致。②主要補給來源為大氣降水和地表水，主要排泄形式為蒸發和滲透。③接近地表，易受氣候、水文影響，水量不大，季節變化強烈，且易受污染。（二）潛水潛水：埋藏在地表之下第一個穩定隔水層之上具有自由水面的重力水。潛水面（水準，傾向或曲面）。埋藏深度。含水層。特點：①一般分佈範圍很廣，補給區與分佈區基本一致。②大氣降水、凝結水和地表水可以通過包氣帶下滲直接得到補給，主要排泄形式為蒸發和下泄。③

潛水水量大，但潛水面之上通常沒有隔水層分佈，受氣候、水文影響潛水位常發生明顯的季節性升降。在河流切割的區域常構成地下水與河流的水力聯繫（即水量的互補關係）。④潛水具有明顯的緯度地帶性和垂直帶性分佈。（三）承壓水承壓水：充滿於兩個隔水層之間的重力水。特點：①補給區與分佈區不一致。②地下水承受一定壓力，在條件適宜時可形成自流水。③主要補給來源為大氣降水和地表水，主要以泉的形式進行排泄。④不具有自由水面，少受氣候、水文影響，供水穩定且少受污染。

類型：①自流盆地：由向斜構造形成的承壓水。②自流斜地：由單斜構造形成的承壓水，包括斷層阻水和相變阻水。第一節地貌成因與地貌類型一，影響地貌發育的主要因素（一）構造運動與地貌發育構造運動是地球內力作用的主要表現形式，它造成地球表面的巨大起伏，因而成為形成地表地貌特徵的決定性因素。如：板塊運動所造成的沿邊界分佈的高大山系和裂谷地貌等。（二）地貌形成的氣候因素大多數地貌外動力都受氣候因素的控制。氣候水熱組合狀況不同導致外動力性質、強度和組合狀況發生差異，最終將形成不同的地貌類型及地貌組合。如：高緯和高山地區的冰川地貌，溫濕地區的流水地貌。（三）岩性對地貌形成的影響各種岩石因其礦物成分、硬度、膠結程度、水理性質、結構與產狀不同，抗風化和抗外力剝蝕的能力常表現出很大差異，形成的地貌類型和地貌輪廓往往很不相同。如：碳酸鹽岩易遭溶蝕而形成喀斯特地貌等。（四）人類活動對地貌的影響人類活動對地貌發育的影響通常有兩種方式：一是通過改變地貌發育條件加速或延緩某種地貌過程。如封山育林降低地表的侵蝕。二是直接干預地貌過程，甚至改變地貌的發育方向。如：人工開挖坡腳所造成的滑坡和崩塌現象。二，基本地貌類型（一）山地山地是山嶺、山間谷地和山間盆地的總稱。根據絕對高度分為：極高山（大於5000m）高山（3500~5000m）中山（1000~3500m）低山（小於1000m）。絕對高度小於100m相對高度不足100m的稱為丘陵。（二）平原平原是一種廣闊、平坦、地勢起伏很小的地貌形態類型。根據海拔高度分為：1，低平原（平原）地勢低（小於200m）而平緩，切割深度和切割密度均很小的地面。常進一步分為剝蝕平原和堆積平原。2，高平原（高原）地勢較高（沿海大於500m，內陸大於1000m）切割相對強烈的地面。高平原或低平原被四周山地包圍所構成的相對負地形，稱盆地。三，地貌在地理環境中的作用（一）導致地表熱量的重新分配和溫度分佈狀況複雜化（二）改變降水量分佈格局（三）地貌對生物界的影響（四）地貌對自然界地域分異的影響（五）地貌對土地類型分化的影響第三節流水地貌一,概述二，坡面流水與溝穀流水地貌（一）坡面流水地貌坡面流水及其侵蝕：雨水或冰雪融水在坡面直接形成薄層片流，片流受坡面微小起伏的影響彙聚為無數沒有固定流路的網狀細流，因而坡面流水對地表的侵蝕比較均勻。坡面流水地貌：中下段多見侵蝕紋溝。坡麓多見堆積的坡積裙。（二）溝穀流水地貌溝穀流水：坡面流水最終在溝穀彙集為流路相對固定，侵蝕能力顯著增強的溝穀水流。（暫時性水流）侵蝕地貌：切溝，沖溝和溝穀流水地貌

坳溝。堆積地貌：沖出錐或洪積扇（三）泥石流泥石流：含大量固體碎屑或粘土的特殊性洪流。可分為稀性泥石流和粘性泥石流兩類。泥石流的條件：1）固體鬆散物質儲備豐富。2）坡面坡度和溝穀的縱比降較大。3）可從高強度降水或冰雪融水獲得充足的水源供給。泥石流地貌：通過區（中游）多形成深切、狹窄和陡峭的峽谷。堆積區（下游或穀口）形成獨特的堆積地貌——泥石流扇（輻射狀礫石壟崗）三，河流地貌（一）河谷的發育河谷的基本形態（結構）穀底：河床和河漫灘。河谷穀坡：階地。河谷的發育：河谷發育初期，河流以下切為主，橫剖面多為“V”型；河流下切受侵蝕基面（海平面，堅硬岩坎，干支流會

中後期河流轉為側蝕，河谷拓寬，多形成寬廣的河漫灘，河谷橫剖面多為“U”型。在河谷發育的過程中，侵蝕基面常因地殼運動、氣候變化和海平面變化而變化，導致河谷發育的複雜性。（二）河床與河漫灘河床：平水期河水淹沒的穀底部分。河漫灘：平水期露出水面，訊期被洪水淹沒的穀底。1，深槽與淺灘在平原沖積性河床上，常見淺灘和深槽在縱向上相間出現。2，邊灘與河漫灘1）在彎曲的河段，由於橫向環流的作用，河床在凹岸發生側向侵蝕，在凸岸發生側向堆積並先期形成邊灘——河床相沖積物。2）隨著側向侵蝕和堆積的進一步加強，邊灘隨之展寬、加高成為大邊灘。3）訊期洪水攜帶大量懸移物質在大邊灘之上產生沉積——河漫灘相沉積物，最終形成具有“二元結構”的河漫灘。4）隨著河床的進一步彎曲，河床便發生裁彎取直，在自由曲流上，被裁去的河彎，稱牛軛湖；在深切河曲上，被裁去的河彎所包圍的山丘，稱離堆山。3，心灘與江心洲在河床由窄變寬的河段，水流多呈複式環流，在複式環流的作用下，河床兩側發生侵蝕中部發生堆積，形成心灘，心灘接受訊期洪水攜帶物的堆積，便形成江心洲。（三）三角洲1，河口三角洲三角洲：在河流和海洋的共同作用下，由河流夾帶的泥沙在河口地區形成具有陸上和水下沉積體系的泥沙堆積體。

三角洲平原帶（陸上部分）三角洲分帶

三角洲前緣帶

前三角洲帶（水下部分）三角洲分類：1）鳥足狀三角洲：如密西西比河三角洲