2第二章环境地球的生态自然环境.ppt

第二章地球的生态自然环境 地球是太阳系的一员，据考证诞生于于46亿年以前。地球有着复杂的圈层结构，包括大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈等。而人类就生存于这些圈层结构之一的生物圈之中。 第一节 地球的内部构造和元素组成 地球从中心起，由地核、地幔和地壳构成球对称的层构造。其化学组成能够从构成地壳的主要岩石的产出频度及其平均化学组成推断。 一、地球的内部圈层 第二节 地球环境的圈层构造 人类生活的地球不是一个均质体，具有明显的圈层结构。地球生态系统可以看成为由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈以及生物圈所构成。 一、地球各圈层的发育 地球在大约46亿年前形成的时候，是一个炙热的大火球，还没有圈层的分化。 水的出现——地球发育史的第一个重大事件 大约在38亿年以前，在某种机制的作用下，地球上出现了水。水分的蒸发和降雨，降低了地表的温度，产生了河流、湖泊和海洋， 构成水圈，为地球生命的出现创造了最基本的条件。 2. 生命的出现 ——地球发育史的第二个重大事件 一般认为生命起源于海洋，因为当时还原性的大气圈还不能向地球提供必要的保护，使之免遭强烈紫外线的袭击。频率高达1022Hz的太阳辐射足以毁灭一切生命，除非这些原始生命处于海洋水层的保护之下。 早期细菌通过发酵作用取得能量，并在生命过程中放出二氧化碳，逐渐改变了原始大气的组成。到大约20亿年前，出现了更为进化的细菌和蓝藻等生物。从此，开始了一种新的生命过程——光合作用，大气圈中首次出现了氧气。 光合作用 在绿色植物、海藻、藻类和某些细菌中，以光作为能量来源，用二氧化碳和水合成碳氢化合物的过程。大部分形式的光合作用都释放氧气作为副产品。 3. 含氧大气圈的形成 经过大约4亿年的积累，到距今16亿年以前，一个含氧的大气圈终于形成。性质极其活泼的氧气对大气圈进行了一场“氧革命”，导致还原性的原始大气逐渐向含有二氧化碳、水和臭氧的氧化性大气转化。这一过程不仅进一步改变了大气圈的组成，而且臭氧在高空的积累逐渐形成了保护地球的臭氧层，为更高等的海洋生物进化和生命登陆创造了条件。 ?? 4. 生物圈的进化 12亿年前出现最早的真核细胞； 5亿年前出现海洋无脊椎动物； 4.5亿年以前，在温暖湿润的河口地带，一种叫做顶囊蕨的植物开始登陆。 2亿年前哺乳动物出现。 在这漫长的历史长河中，由于地壳的变化、气候的变异和其他种种原因，有些物种消亡了，新的物种产生了——物竞天择，适者生存的自然法则。 生物圈是地球上最大的生态系统 今天，大约有500万至5000万种生物组成了五彩缤纷的生物界，构成了包括人类在内的生物圈。包括从海平面以下10km到海平面以上9km的范围。在这个范围内有正常的生命存在，生态系统内部不断进行着物质、能量和信息的交换和循环。 5. 岩石圈和土壤圈的形成 生物的出现，将大气圈中大量的二氧化碳转移至岩石圈中，形成了大量的碳酸盐岩石，不仅改变了岩石圈的组成，而且生物与岩石风化物的相互作用，在地表上形成了土壤。可见，土壤圈的形成是与生物圈息息相关、互相促进的。 从地球各圈层发育的过程中，我们看到了生物的能动作用。可以毫不夸张地说，地球今天的面貌是生物创造的。爱护和保护生物圈，就是爱护和保护地球的现在和未来。? ?? 二、大气圈 大气圈是在生命活动参与下长期发育而形成的。 1、大气圈的结构： 按照气温随高度的变化规律，将地表以上的大气圈层划分为：对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。 2、大气圈的总质量： 估计在5.2×1015t，相当于地球质量（5.974×1021t）的百万分之一。在地心引力作用下，大气的质量主要集中在大气圈的下部，其中50%几乎在距地表5km以下，75%在10km以下，90%在30km以下。 大气圈的分层---对流层： 对流层位于大气圈的最下层，平均厚度为12km，是大气圈中最活跃的一层，存在强烈的垂直对流作用和水平运动。对流层的一个重要性质是大气温度随高度增加而下降，其平均递减率为-6.5℃/km。 大气圈的分层---热成层： 热成层位于中间层顶以上，有称增温层或电离层，温度随高度增加急剧上升，直至100km高度。该层空气分子在各种射线作用下大都发生电离，成为原子、离子和自由电子，电离层之名因此而得。 三、水圈 海洋和陆地上的液态水和固态水构成一个大体连续的圈层覆盖在地球表面，称为水圈。 地球上海洋面积占全球面积的71%，含盐的海洋水占全部水资源的97.3%，人类难以直接利用。 四、土壤圈 土