内容正文:
课程标准
基本概念
自然环境的整体性、生物循环
基本原理
自然环境的整体性原理
第五章 第一节 自然环境的整体性
1.根据图文资料,运用整体性原理,分析自然环境各要素的相互作用及其发展变化过程。
2.结合具体区域,说明区域自然环境整体性的表现。
3.结合实例,理解自然环境整体性对人类活动的启示作用。
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
——图中有哪几种自然要素?——
地 貌
大 气(水汽)
水(河流、瀑布)
土 壤
生物(植 物)
岩 石
大气
(气候)
水(文)
生物
土壤
地貌及
岩石
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
1.自然环境要素
包括大气、水、岩石、生物、土壤、地形等。(土地气水生岩)
2.自然环境要素间的物质迁移和能量交换
通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程。
3.整体性概念
自然环境要素通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程,进行物质迁移和能量交换,形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。【背记】
大气
大气
陆地
海洋
水汽
输送
径流
输送
降水
蒸发
降水
蒸发
水循环
动物
环境
微生物
植物
生物循环
岩浆岩
沉积岩
变质岩
岩浆
岩石圈物质循环
课本P80 教辅P177
运送冰山将会对全球的环境产生的影响
牵一发而动全身
海平面
气候
水循环
生态
利用南极冰山解决沙特缺水问题对全球环境的影响
1.加速极冰融化,导致海平面上升,淹没沿海低地
2.破坏全球水平衡
3.破坏全球热平衡,影响全球大气环流
4.破坏极地生物栖息地,破坏生物多样性
5.存在生物入侵沙特的隐患
6.冰川减少,土壤裸露,吸收更多太阳辐射,加剧温室效应。
7.存在远古病毒传播的可能
课本P78
干旱
大陆性
气候
植被
水文
地貌
土壤
深居内陆
戈壁、沙漠为主
贫瘠
河流欠发育
稀疏
耐旱
我国西北地区
地理要素间的相互关系
自然地理环境各要素之间形成一个相互渗透、相互制约、相互联系整体
大气←→植物;
水←→植物;
土壤←→植物;
其他生物←→植物;
岩石及地貌←→植物;
大气←→植物;
水←→植物;
土壤←→植物;
其他生物←→植物;
岩石及地貌←→植物;
是指生态系统中生物和环境间的物质流动过程
周而复始的生物循环改变了各环境要素的性质
课本P81 教辅P177
水循环
大气
大气
陆地
海洋
水汽
输送
径流
输送
降水
蒸发
降水
蒸发
生物循环
植物
微生物
环境
动物
岩石圈物质循环
岩浆岩
变质岩
沉积岩
岩浆
【课本P81】案 例:生物循环将自然环境要素联系为整体
⑴地球早期大气成分是什么?氧气和氮气在什么作用下形成的?
⑵生物与各要素间有什么关系?(水、岩石、土壤)
2.要素间的物质迁移和能量交换是自然环境整体性的基础:
生物循环是指生态系统中生物和环境间的物质流动过程,周而复始的生物循环改变了各环境要素的性质。
地球早期大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,没有氧和氮。现今地球大气组成,是生物循环的结果。陆地水中溶解的元素在相当程度上也受生物循环制约。生物从陆地水中选择性吸收化学元素,改变了陆地水中的元素组成。生物循环改变了陆地水的循环过程。石灰岩等沉积岩以及煤炭、石油等化石能源都是生物循环的产物。生物循环影响着岩石的风化,促进了土壤的形成。
据有关资料,自地球上有生命以来,创造的生物物质已达4x10”千克,相当于对流层大气质量的1万倍、水圈质量的30倍和沉积岩质量的16倍。自然环境中的物质已多次被生物加工。地球上生物循环的出现,将自然环境要素联系为一个整体,使地球面貌发生了根本改变,从而形成了适宜人类生存的自然环境。
⑴地球早期大气成分是什么?其中有没有氧气和氮气?在什么作用下形成的?
⑵生物与各要素间有什么关系?(水.岩石.土壤)
生物改造原始大气,形成氮气、氧气为主的现代大气
生物从陆地水选择性吸收化学元素,改变陆地水的元素组成
生物循环改变陆地水的循环过程
石灰岩等沉积岩以及煤炭、石油等化石能源都是生物循环的产物
生物循环影响岩石的风化
生物循环促进土壤的形成
课本P81
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
1.自然环境拥有整体功能
二、自然地理环境的整体性
(一)整体性的概念:
自然环境要素通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等过程,进行物质迁移和能量交换,形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。【背记】
(二)整体性的表现:
自然环境作为一个系统,在各自然环境要素共同作用下,拥有了整体功能,如生产功能、稳定功能等。自然环境的功能既包括自然要素的功能,也包括整体功能。
自然环境的功能
自然要素的个体功能
各要素共同作用形成的整体功能
(1)生产功能
(2)稳定功能
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
课本P80-81
1.自然环境拥有整体功能
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
【思考】生产功能主要依赖哪个过程?哪些自然要素参与了?有何特点?
①自然环境的生产功能,主要依赖于绿色植物的光合作用。
②五大要素均参与了该过程,因此生产功能属于整体性功能(1+1>2)
③特点:自然环境要素的组合不同,其生产功能强弱有明显差异。
坡 地
平 地
坡地蒸发旺盛,水源缺乏,土壤浅薄、贫瘠,土地生产功能弱,植被稀少。
平地水源充足,土壤深厚、肥沃,土地生产功能强,植被丰富。
课本P81
华北平原也是这样吗?
1.自然环境拥有整体功能
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
①自然环境的生产功能,主要依赖于绿色植物的光合作用。
②五大要素均参与了该过程,因此生产功能属于整体性功能(1+1>2)
③特点:自然环境要素的组合不同,其生产功能强弱有明显差异。
坡 地
平 地
坡地蒸发旺盛,水源缺乏,土壤浅薄、贫瘠,土地生产功能弱,植被稀少。
平地水源充足,土壤深厚、肥沃,土地生产功能强,植被丰富。
A.小尺度空间差异【以山坡为例】
a.坡度:相邻的平地、坡地
b.坡向:
a
b
课本P81
我国的祁连山地长有“阴阳脸”,即一侧山坡林木葱郁(“阴脸”),另一侧山坡草地青翠(“阳脸”),分析原因。
?坡 ?坡
主要由坡向引起
原因:①该地大背景为干旱、半干旱区;
②“阴脸”为阴坡,光照少,蒸发较弱,水分条件较好,利于乔灌木的生长;
③“阳脸”为阳坡,光照充足,但蒸发快,水分条件差,只能生长耐旱的草本植物。
教辅P178
寒带冰原带
热带雨林
露生层
树冠层
林下层
灌木层
草本层
B.大尺度空间差异【以陆地自然带为例】
1.自然环境拥有整体功能
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
(2)自然环境的稳定功能(能自我调节)
概念:指各自然地理要素通过物质和能量交换,使自然地理环境的性质保持稳定的能力
【案例A】自然环境如何实现大气二氧化碳含量的相对稳定
课本P81
19
大气中CO2含量的稳定效应
(人类活动)
燃烧化
石燃料
CO2
产生
大气本身不具有消减二氧化碳的功能
动、植物的呼吸作用
①植物通过光合作用把碳保存在植物体及土壤
②通过海——气相互作用,大气中的二氧化碳与海水中溶解的钙相结合沉淀;海洋浮游植物光合作用固碳。
CO2
消耗
稳定
这是消减大气中二氧化碳含量增加的最主要途径
CO2含量
相对稳定
课本P81
1.自然环境拥有整体功能
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
(2)自然环境的稳定功能(能自我调节)
意义:
保证了人类的生存和发展。
协调人地关系,必须充分考虑不同区域自然环境生产功能和稳定功能的差异
课本P81
坡面土壤表层常常发生流水侵蚀。岩石不断风化,为土壤形成提供原料。流水侵蚀和岩石风化共同控制着土壤厚度。一般来说,①如果流水侵蚀强烈,土壤薄,下覆岩石受环境影响剧烈,风化加速。相反,②如果流水侵蚀较弱,在厚厚的土壤保护下,岩石就不易风化。表面上看,流水对土壤的侵蚀很明显,一次降水过程就能观察到;而土壤的形成速度比较慢,短时间内难以察觉,土壤厚度似乎应该变薄。但事实上,在自然状态下植被生长良好的坡面,经过多年的土壤侵蚀与土壤形成过程,土壤厚度一般没有明显变化。通过土壤与水、土壤与岩石间的物质交换,土壤厚度及自然环境具有相对的稳定性。
■流水侵蚀强弱与土壤下覆岩石风化速度的关系。
■流水侵蚀速度与土壤形成速度的快慢关系。
■坡面土壤厚度保持相对稳定的原因。
坡面土壤厚度的稳定性
课本P82 【案例B】
分析藏羚羊数量与环境的关系
可可西里位于青藏高原西北部海拔多在4500米以上,是藏羚羊的主要栖息地。藏羚羊的繁殖率各年变化不明显,存活率却变化显著。若冬季食物、水源充足,寒潮少发,藏羚羊存活率上升,数量增加。当数量增加以后,食物、水源相对不足,避风处相对缺乏,藏羚羊存活率下降,数量减少。因此,在自然状态下,藏羚羊的数量虽然随着环境变化有所波动,但基本稳定。
可可西里自然保护区
(1)推测可可西里地区的气候与植被特点。
气候:气温及其变化;降水及其变化;水热组合;特殊特点
课本P82
【案例C】
内陆:干;大陆性强
高:寒
气候:寒冷,昼夜温差大;降水稀少,大陆性强;太阳辐射强。
分析藏羚羊数量与环境的关系
可可西里位于青藏高原西北部海拔多在4500米以上,是藏羚羊的主要栖息地。藏羚羊的繁殖率各年变化不明显,存活率却变化显著。若冬季食物、水源充足,寒潮少发,藏羚羊存活率上升,数量增加。当数量增加以后,食物、水源相对不足,避风处相对缺乏,藏羚羊存活率下降,数量减少。因此,在自然状态下,藏羚羊的数量虽然随着环境变化有所波动,但基本稳定。
可可西里自然保护区
(1)推测可可西里地区的气候与植被特点。
植被:植被类型;覆盖率;水平结构;垂直结构;种类;个体大小;生物量
课本P82
【案例C】
植被:高寒草甸为主;
植被稀疏,生物量小。
可可西里位于青藏高原西北部海拔多在4500米以上,是藏羚羊的主要栖息地。藏羚羊的繁殖率各年变化不明显,存活率却变化显著。若冬季食物、水源充足,寒潮少发,藏羚羊存活率上升,数量增加。当数量增加以后,食物、水源相对不足,避风处相对缺乏,藏羚羊存活率下降,数量减少。因此,在自然状态下,藏羚羊的数量虽然随着环境变化有所波动,但基本稳定。
(2)说明可可西里地区动物(如藏羚羊)的数量更易受环境条件影响的原因。
案例
分析藏羚羊数量与环境的关系
②高寒气候,草类稀疏,食物有限;
③环境恶劣,草料和水源供应不稳定;
①寒潮等自然灾害多发。
影响动物繁殖生存的条件
1.生存空间大小
2.生存环境【冷热(影响繁殖速度)、躲避风雨、灾害等】
3.食物、水源(充足、稀缺)
4.天敌数量
5.人类干扰(过渡捕捞、污染、生产活动挤占空间等)
(3)藏玲羊的数量虽有波动,但基本稳定。这种现象符合什么地理原理?
环
境 食物、水源丰沛
寒潮少
多避风处及含盐土壤充足
藏羚羊 存活率上升
数量增加
环
境 食物、水源、避风处、含盐土壤不足
藏羚羊 存活率下降
数量锐减
藏羚羊的生存与可可西里的自然环境承载力相适应。
②无人类干扰下,自然环境各要素的变化迫使藏羚羊通过增减数目来适应环境,使藏羚羊的数目保持相对稳定(动态平衡)。
③体现了自然环境的稳定功能。
永恒底色vs刹那华彩
这是一场可取的“艺术对话”,
还是一次不当的“生态打扰”?
千万年演化的圣地
VS
52秒的烟花秀
9月19日,蔡国强联合始祖鸟,在喜山江孜热龙地区4500米处,举行升龙烟花秀,燃放1050盆烟花引巨大生态争议。公众质疑,高原脆弱高山草甸经爆破踩踏百年难复,烟花噪声与化学物质或惊扰雪豹、鼠兔等野生动物、污染水源,主办方称采用环保可降解材料,专家称高原环境下可降解材料降解周期或达数十年。
2.自然环境的整体演化
草毡层是高寒草甸地表由活根、死根、凋落物与土壤缠结形成的毯状层,是自然环境各要素相互作用的产物。其形成需千年之久,低温抑制微生物活动减缓有机质分解;水分保障植被生长,提供物质来源。草甸植物光合作用生产大量有机质,其发达须根系像网络,将有机残体和土壤颗粒编织形成稳定结构。草毡层形成后可以涵养水源、保持水土、固存碳汇,维持和稳定高寒生态系统,它很脆弱。
1)它形成需要多久?
2)它为何是高原生态的“生命之毯”?
3)涉及哪些要素,它们之间如何“分工协作”?
微观解码——草毡层的关联之证
低温抑制微生物活动减缓有机质分解;
水分保障植被生长,提供物质来源。
草甸植物光合作用生产大量有机质,其发达须根系像网络,将有机残体和土壤颗粒编织形成稳定结构。
大气(气候)
水文
生物
土壤
岩石
气候高寒,低温、强辐射(能量)
冰川
、冻土融水
物质
基岩风化
(物质)
本地风化 大气降尘
耐寒草本与微生物
根系盘结
光合作用
生物循环
根系盘结
矿物养分
成土母质
水循环
水循环
结论:各要素协同发展,进行 ______ 和 ______ ,相互作用形成一个有机整体。
物质运输
水分供应
要素间
相互作用
草毡层
长期协同
历时千年
低温环境
物质运输
物质迁移
能量交换
2.自然环境的整体演化
地貌: 青藏高原
气候: 高寒
水文: 冰川、冻土发育
生物: 物种特化草甸、鼠兔
土壤: 基岩风化缓慢
草毡层形成
印度板块与亚欧板块
碰撞
数千万年前
中观溯源——高原隆升的统一演化【整体演化】
高原隆升如何一步步塑造其独特的高寒环境?
结论:自然环境要素在演化过程中保持协调,
一个要素的演化必然伴随着其他各要素的演化,各要素的演化是统一的
剧烈隆升
数千万年前
高原隆升(地貌演化)
同步发生
高寒气候形成,冰川、冻土广泛发育
近千年至今
草毡层形成(生物适应)
穿越时间尺度
教辅P179
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
1.自然环境拥有整体功能
二、自然地理环境的整体性
(一)整体性的概念:
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
(2)自然环境的稳定功能(能自我调节)
2.自然环境的整体(统一)演化
【案例A】地貌的侵蚀变化(课本P82)
(1)自然环境要素的演化特点
①变化性:自然环境要素每时每刻都在演化
流水侵蚀(溶蚀)下,溶沟、峡谷不断发育,高原面萎缩
逐步侵蚀
进一步侵蚀
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
1.自然环境拥有整体功能
二、自然地理环境的整体性
(一)整体性的概念:
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
(2)自然环境的稳定功能(能自我调节)
2.自然环境的整体(统一)演化
(1)自然环境要素的演化特点
①变化性:自然环境要素每时每刻都在演化
②统一性:自然环境要素在演化过程中保持协调;
一个要素的演化必然伴随着其他各要素的演化
山地
丘陵
例如,山地演化为丘陵的过程中
坡面_______
地表径流________
水土流失减弱,在成土过程作用下土壤逐渐变_____
植被也更为_______
大气湿度也有所________
变缓
减少
厚
茂盛
增加
课本P83“湖泊演变为陆地的过程”,思考:
(1)案例体现了自然地理环境演化的统一性。
(2)综合各要素,说明湖泊演变为陆地的过程。
湖泊淤积,逐步变浅,面积萎缩。同时,水量逐步减少,生物由水生生物演变为湿生生物,最后演变为陆生生物,湖底底泥转化为土壤,小气候也逐渐干燥。
湖泊演变为陆地,是地形、气候,生物、土壤、水文等地理要素的统一变化过程。
地貌:
水 :
生物:
土壤:
气候:
湖底沉积(外力沉积+生物沉积)增多,湖岸渐向湖心推进
湖泊萎缩,水量减少,蒸发量减弱,水循环活跃度降低
水生阶段:岸坡附近的沉水、浮水植物演变为挺水植物。
陆生阶段:乔木、灌木和草本共存。
湖底底泥转为土壤
局地小气候由湿趋干
在这一变化过程中,依次出现不同的自然环境要素组合。
湖泊、湿地→陆地
水面→缩小、变浅→消失
水生→陆生
湖泥→土壤
湿润→干燥
2.自然环境的整体(统一)演化
(1)自然环境要素的演化特点
①变化性:自然环境要素每时每刻都在演化
②统一性:自然环境要素在演化过程中保持协调;
一个要素的演化必然伴随着其他各要素的演化
在山地演化为丘陵的过程中,坡面逐渐变缓,土壤中滞留的水分增多,地表径流减少,水土流失减弱,在成土过程作用下土壤逐渐变厚、肥力增加,植被更为发育,大气湿度有所增加。
【案例B】湖泊演变为陆地的过程(课本P83)
①保证了自然要素之间的协调
②形成了阶段性的自然环境要素组合
【案例A】地貌的侵蚀变化(课本P82)
教辅P179
B
“五岳归来不看山,黄山归来不看岳”。被誉为“天下第一奇山”的黄山,不仅山峰险峻、秀美,而且以奇松、怪石、云海、温泉“四绝”闻名。地质、地貌、生物、大气、水等其中一项特色突出的山,就能美名远扬,而黄山松、石、云、泉俱绝。
怪石
奇松
云海
温泉
黄山拥有四绝的神奇组合是偶然现象吗?
你能对这种神奇组合做出解释吗?
课本P80
安徽黄山航拍中国第三季
安徽黄山航拍中国第三季
自然环境的统一演化和要素组合
——以黄山为例
黄山四绝之怪石
岩浆活动
花岗岩
地壳运动
裸露地表
节理风化
外力作用
怪石
黄山飞来石
37
黄山四绝之云海
植被茂密蒸腾强烈
亚热带气候蒸发强
山体
高大陡峭
空气
含水量大
气流
抬升强烈
云海
黄山云海
但凡高山,可以见到云海,但是黄山的云海更有其特色黄山一年之中有云雾的天气达200多天,水气升腾或雨后雾气未消,就会形成云海。
38
黄山四绝之奇松
岩石众多土壤稀少
多大风冰雪天气
植物天生的喜光性
破石而生
颈干粗韧
树冠扁平
针叶短粗
朝向
一边倾斜
黄山迎客松
39
黄山四绝之温泉
地球内能加热地下水
岩石多裂隙,地表水下渗,溶解有益矿物元素
承受压力,热水从水压低的裂隙上涌、出露
温泉
黄山温泉
40
花岗岩岩体沿节理风化,造就“怪石”
山体高大陡峭,气流抬升强烈,形成“云海”
峭壁岩缝间,发育不良的黄山松成为“奇松”
岩浆上涌加热地下水,形成“温泉”
自然环境具有统一的演化过程,保证了自然环境要素之间的协调,形成了阶段性的自然环境要素组合
高原的“造化”之功并未止步于其边界,它通过改变大气环流,将影响力投射到千里之外。
屏障效应
热力效应
亚洲水塔和黄土高原
跨越空间尺度——“一山之立,重构万里山河”
结论:不同区域的自然环境之间是相互联系的,一个区域的变化会影响到其他区域
宏观洞察——区域联动的空间格局
阻挡水汽 → 西北干旱
夏季热低压
冬季冷高压
孕育多条河流→ 衍生华夏文明
→强化了东亚、南亚季风
从整体性角度简述青藏高原隆起过程中,自身地理环境要素的统一演化
青藏高原区地理环境的整体性:
地形:
气候:
水文:
土壤:
植被:
动物:
以高原为主,高原上有许多高大山脉,海拔高对气候影响很大;
高寒,光照强烈、热量很不足;
是许多大河的发源地及水源涵养地,冰川广泛分布;
发育程度差,比较贫瘠,冻土广泛分布;
东南部森林植被较好,向西北方向成为高寒草甸草原、高寒荒漠;
以食草、抵御寒冷能力强的动物为主,如牦牛。
屏障效应
热力效应
①阻挡水汽 → 中亚和我国西北干旱
高原面在夏季形成热低压 → 强化了东亚、南亚季风
孕育多条亚洲大河→ 衍生中华、印度古老文明
②阻挡夏季高纬度冷空气南下南亚 → 加强印度低压
③阻挡冬季低纬度暖空气北上 → 加强蒙古-西伯利亚高压
亚洲水塔
分流效应
①与冬季风汇合 → 加强寒潮势力;使我国冬季成为同纬度最寒冷地区
北支气流:
②携带中亚和我国西北干旱区黄土颗粒→遇阻堆积形成黄土高原
→华北沙尘来源之一
→西北太平洋落尘,增加生物量
南支气流:
经南亚吸收水、热,进入云南,转变为西南暖湿气流 → 参与形成昆明准静止锋
不同区域的自然环境之间是相互联系的,一个区域的变化会影响到其他区域
距今2000多万年以来,青藏高原地区在亚欧板块与印度板块挤压下强烈隆升,从此改变了世界的海陆分布和亚欧大陆轮廓,并对中国乃至亚洲、太平洋的自然环境的演变产生了深刻的影响。
青藏高原隆升对当地和我国气候的影响
A、促进青藏地区高寒环境的形成
高原隆升,气温下降,高原面上形成高山草甸、草原和寒漠景观,冻土广布,冰川地貌发育。
B、加剧我国西北地区的干旱程度。
高原隆升,阻碍南部海洋湿润气流西进北上,并且导致西北地区盛行下沉气流(减湿)
C、直接改变中国了大气环流的格局。
案例:在河流上、中游地区滥伐森林,导致水土流失,会对下游地区的自然环境产生影响。
教辅P179【理解背记】
地下水位上升
物种构成改变
变的温和湿润
泥沙淤
积减少
洪水频
率减少
认识修建大坝对自然环境的影响
活 动
修建大坝会对自然环境产生诸多影响。请据图提供的线索讨论这些影响,并把讨论的结果填写在空白处。
课本P85
小结
要素关联性
自然环境各要素并非孤立,而是通过水循环、生物循环和岩石圈的物质循环等过程,进行物质迁移和能量交换,形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。
统一演化性
自然环境要素的演化是统一的,各要素协同发展、同步变化,保证了自然环境要素间的协调,形成了阶段性的要素组合;在时空尺度上形成 统一的演化过程 。
课本P80
课本P82-83
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
1.自然环境拥有整体功能
二、自然地理环境的整体性
(一)整体性的概念:
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
(2)自然环境的稳定功能(能自我调节)
2.自然环境的整体(统一)演化
(1)自然环境要素的演化特点
(2)自然环境要素整体(统一)的影响
3.不同区域的自然环境之间是相互联系的,一个区域的变化会影响到其他区域
4.自然环境对外界干扰的整体响应
该要素与其他要素间的物质迁移和能量交换改变
某一自然环境要素受到外部干扰发生变化
其他要素发生连锁变化
整个自然环境发生改变
课本P83
B
一、自然环境要素间的物质迁移和能量交换
1.自然环境拥有整体功能
二、自然地理环境的整体性
(一)整体性的概念:
(二)整体性的表现:
(1)自然环境的生产功能(合成有机物)
(2)自然环境的稳定功能(能自我调节)
2.自然环境的整体(统一)演化
(1)自然环境要素的演化特点
(2)自然环境要素整体(统一)的影响
3.不同区域的自然环境之间是相互联系的,一个区域的变化会影响到其他区域
4.自然环境对外界干扰的整体响应
烟花秀扰动的“速度”,与自然演化节律是否匹配?
B
烟花秀(52秒瞬时干扰)
大气
污染物释放(颗粒物、重金属)
爆破
踩踏
水与土壤污染
草毡层结构破坏
关键动物(如鼠兔)逃散;觅食与繁殖行为受阻
破坏:瞬时完成
高寒生态系统结构与功能整体退化
土壤蓄水保土功能下降
水土流失风险加剧
本地食物链能量流动中断
强光
噪声
直接破坏(瞬时)
大气沉降(快速)
动物行为应激
(瞬时)
高一级捕食者(如藏狐)生存压力增大
区域生态安全与生物多样性面临长期风险
自然恢复:需千百年
鲜明的对比:自然演化 vs. 人为干扰
特征维度
永恒底色 (自然演化)
刹那华彩(干扰响应)
时间尺度
漫长、渐进 (慢)
快速、瞬时 (快)
协调性
协调、统一 (谐)
失谐、不同步 (乱)
结果
稳定、功能增强 (稳)
失衡、功能退化 (险)
结论:自然环境对干扰的整体响应性
机制:某一要素受扰 → 连锁反应 → 整体改变
特点:快速 | 失谐 | 因人类干扰增强而凸显
(慢)
(较快)
自然演化与干扰演化的差异性
课本P83-84
烧死病虫害,减少森林疾病(生物)
植被迅速恢复
释放矿物质,增加土壤肥力(土壤)
植被烧毁
植被覆盖率下降
,草本植物失去优势
光照改善(气候)
喜阳植被生长(气候)
乔木快速生长,加快植物演替(生物)
课本P83-84
课本P57
案 例
森林过度采伐导致东北自然环境的整体变化
东北林区北部为寒温带针叶林,南部为针阔叶混交林和温带落叶阔叶林。它平衡大气成分,净化空气、补给土壤有机质、涵养水源、保持水土,对改善当地自然生态环境具有重要作用。
【正常演化的环境】
课本P84
案 例
森林过度采伐导致东北自然环境的整体变化
但是,经过100多年的大规模采伐,至20世纪末,东北林海已发生了根本性的变化——森林面积锐减,现存森林多为天然次生林或人工林。
【人类干扰】
课本P84
森林过度采伐导致东北自然环境的整体变化
森林面积下降和天然次生林与人工林增多,降低了森林滞留降水的功能,导致降水时形成洪水,无降水时河流水量锐减甚至断流。
森林面积下降,①土壤缺乏枯枝落叶补给,腐殖质减少;②使水土流失加剧,土壤变薄,土壤肥力下降。③水土流失使地面沟谷纵横,岩石裸露,岩石的风化速度加快。
课本P84
森林过度采伐
洪水断流
肥力下降
滞留降水功能降低
土壤腐殖质减少
水土流失加剧
沟谷纵横土层变薄岩石裸露
岩石风化加快
生态恶化
其他地区的森林变化呢?
课本P84
砍伐森林【通用思维】
植树造林
整体性思维:全球气候变暖的要素组合。分析其原因及危害
地壳中碳元素减少
地质
大量使用化石燃料
滥伐森林
植被
大气中CO2增多
气温升高
全球变暖
极冰融化
海平面上升
淹没沿海低地
大气
水
地貌
教辅P179
【看地图册自学】
运用整体性原理,分析秘鲁西海岸荒漠区的自然地理环境特征。尝试用示意图表示其自然地理要素之间的关系。
纬度低
气温高
蒸发大
干旱
副热带高压控制
炎热干燥
沿岸秘鲁寒流经过
降温减湿
离岸风
降水少
河流短小,水量少(储水少)
安第斯山脉纵贯南北直抵西海岸
平原狭小
植被稀少,形成荒漠
东南信风
整
体
性
生产功能 稳定功能
表
现
自然环境对外界干扰的整体响应
自然环境的整体演化
变化性
统一性
自然环境要素每时每刻都在演化
特点
影响
保证了自然要素之间的协调
形成了阶段性的自然环境要素组合
大气
岩石和地貌
水
土壤
生物
地
理
环
境
要
素
物
质
迁
移
能
量
交
换
各要素共同作用
整体功能
各要素同步变化
不同区域的自然环境是相互联系的,一个区域的变化会影响到其他区域。
某一要素受到外部干扰发生变化
【改变了该要素与其他要素间的物质迁移和能量交换】
其他要素连锁变化,导致整个自然环境改变。
响应特点
环境变化:快速
环境变化:各要素变化不同步
人类对自然环境的干扰不断增强
通过自然环境要素连锁变化
不但干扰的后果常常被放大了
环境变化也越来越快
环境的快速变化往往不利于人类的适应
生物多样性
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拓展
【1】生物多样性(物种)丰富的原因
思考方向 规范答题术语
水热条件 地处低纬度(热带),热量丰富,繁衍生长速度快,生物多样性丰富
水热差异 ①跨纬度广,热量差异大,物种丰富
②跨海陆(经度)广,水分差异大,物种丰富
③地形起伏大,气候的垂直差异显著,物种丰富
④面积广大,地域辽阔,气候类型复杂多样,物种丰富
生存空间 ①面积广大,地域辽阔,生物生存空间(如森林、湿地)广,物种丰富
②处于自然地理环境的过渡区域,物种丰富
天敌 地形较封闭(远离大陆),天敌少,物种丰富
人类活动 地形较封闭(远离大陆),人烟稀少,开发程度低,人类干扰少,物种丰富
注:同一山体,高差相同范围内,越往山顶,面积越小,物种丰富度一般会降低;另外,越往山顶,水热交换作用越强,水热差异减小,生物多样性差异减小。【理解运用】
【2】古老珍稀动物多的原因
思考题:澳大利亚被称为“世界活化石博物馆”,该国多珍稀古老动物的主要原因有哪些?
方向 规范答题术语
自然原因 远离大陆,长期孤立存在,缺乏基因交流
大型食肉动物少,缺乏生存竞争,动物进化缓慢
地质历史以来,自然环境变化小,不利于生物的进化
人为原因 人类发现较晚(人迹罕至),受人类活动影响小
【3】物种灭绝的原因
(1)自然原因——物种灭绝是一个自然过程
①火山喷发、陨石撞击地球、地壳运动、气候变化等自然事件。
②自然条件的变化,野生生物无法适应环境。
③生物之间竞争激烈,影响某些物种的繁衍和生存。
④近亲繁殖,使物种退化。
(2)人为原因——人类活动加速了物种灭绝
①乱砍滥伐,破坏生态系统,动物失去栖息地和食物,种类减少乃至濒临灭绝。
②人类对植物的过度采伐或对动物的过度捕杀。
③环境污染加剧,生物的生存条件遭到破坏。
④外来物种入侵。
Lavf61.7.100
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