自然地理系统的物质循环模式.doc

自然地理系统的物质循环模式 从前面的学习中我们了解到我们的研究对象是自然地理系统，之所以称其为系统，是因为其各组成成分之间相互联系、相互作用，这种联系和作用是通过物质循环和能量转换来实现的，这就是系统的功能。另外我们的自然地理系统是一个开放系统，与外界是可以进行物质和能量的交换的。各组成成分相互联系、相互作用、物质循环、能量转换和开放系统共同构成了自然地理系统的整体性特征。自然地理系统的整体性特征是综合自然地理学理论体系之一，是普通自然地理学派的理论内容。另一个景观学派的理论是自然地理系统的区域性，是我们在第四章要学习的地域分异规律的内容。 物质循环必须以能量为动力。没有能量，物质循环就不可能进行。而物质和能量是一个统一体，任何物质本身都包含着一定的能量，能量又一般以物质为载体。因此，在物质循环的过程中，能量必然伴随着在物质之间发生传递和转换。例如：水的蒸发，必然要吸收热量。降水要释放热量。 今天我们来学习自然地理系统的物质循环。自然地理系统中物质循环的方式可以归纳为四种类型，即地质循环、大气循环、水分循环和生物循环。从大规模和大范围着眼，自然地理学中一切物质运动和能量转化均可由这四种循环加以解释。因为他们代表了固、液、气三种相态，代表了无机和有机两大物质类型，代表了势能与动能、显热与潜热等不同能量形式在全球范围内的流通过程。 一、地质循环 在自然地理系统中，岩石圈的内部以及与其环境之间所存在的物质循环和能量转化过程，称为地质循环。 地质循环由四个基本过程构成。第一是风化剥蚀作用。裸露在地表的岩石在太阳能、水、大气和生物等参与下，其理化性质发生变化花，包括颗粒细化和矿物成分改变的过程，成为风化剥蚀作用，从而使坚硬的岩石变为松散的碎屑和土壤。风化作用按作用因素和作用性质分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。但中风化作用不是孤立进行的，而是一个相互联系、相互影响的过程。剥蚀作用与风化作用的不同之处在于是流动着的物质对地面岩石及风化产物的破坏作用，包括风的吹蚀、流水侵蚀、地下水的潜蚀、、海水的海蚀、冰川的冰蚀等作用。为沉积岩的形成提供者充足的物质来源。第二是搬运作用。岩石风化破坏的产物一部分停留在原地堆积起来，但大部分被流水、风、冰川、重力等搬运到其他地方。搬运过程中由于水体流苏或风速变慢，冰川融化以及物理化学条件的改变，搬运能力减弱，导致被搬运的物质逐渐沉积，这就是第三个沉积作用。沉积物有明显的分选性，沉积物按照砾石—砂—粉砂—黏土的顺序沿搬运的方向形成有规律的带状分布。第四个作用是硬结成岩作用。最初沉积的松散物质被后继的沉积物所覆盖，进入与原介质隔绝的新环境，在上覆层岩的眼里和一些胶结物质的作用下逐渐使原物质压密、孔隙减小、脱水凝固起来而成较坚硬的整体岩石，成为硬结成岩或石化作用。形成沉积岩。 请大家思考在地质循环过程中，发生了哪些物质流动和能量的转化。 大气的主要成分氮、氧、二氧化碳和水蒸气都可进入沉积岩石圈深处。水由水圈经过大气圈以降水形式进入岩石圈，其中一部分向其内部渗透。随着降水，还有钙纳镁等离子降落。从岩石圈进入其他地圈的物质包括风力吹扬尘埃进入大气圈和世界大洋，可溶性盐类和固体悬浮物质随径流进入世界大洋，营养元素被生物体吸收等等。这种物质交换不仅造成了各自然地理要素间物质的相互渗透，更重要的是使最稳定、最迟钝、变化最小、密度大、质点内聚力强、不易混合的岩石圈性质发生改变。换言之，正是由于岩石圈被水和大气圈中的氧、二氧化碳等渗透，它才可能积极参与地理环境要素间的物质交换和循环。 地表热量传送主要是通过固体微粒之间的分子传导和土壤水分、土壤空气的流通实现的，暖季和白昼热流自地表向下，冷季和夜晚自下向上并传输给大气。上述深度即为太阳辐射进入岩石圈的下限。此层之下，热力状况决定于地球内能，温度垂直梯度始终自下部指向上部。岩石圈表层吸收的热量主要通过与大气圈和土壤的热交换被消耗，也消耗于蒸发和冰川、积雪、冻土的消融。 二、大气循环 1.定义 大气循环是指大气圈及其与环境之间存在的物质循环与能量转化过程。 2.大气循环运动的基本形式就是大气环流。 大气循环是以大气环流形式进行的，是由于地球表面受热不均，扰乱了大气的平衡，导致空气运动和大气压力的改变而引起的。大气环流按空间范围和规模的大小，大致可分为全球性环流系统、海陆间季风型环流系统和地区性环流系统等不同层次。全球性大气环流的形成，导源于太阳辐射能在地球表面分布的纬度空间差异性，结果是自然地理系统形成了不同的气候带，进而引起了地表的土壤植被发生纬度地带性分异。海陆间季风型大气环流的形成，导源于海洋水体和大地风化壳两种大气下垫面物理性质的差异，主要是热容量的差异，冬季，陆地降温快，海洋降温快，陆地温度低于海洋，陆地气压高，海洋气压低，风从陆地流向海洋。夏季，陆地升温快，海洋升