第一节自然环境的整体性讲义2026-2027学年高中地理人教版选择性必修一

第一节自然环境的整体性讲义 一、课程标准与学习目标 课程标准 运用图表并结合实例，分析自然环境的整体性和地域分异规律。 学习目标 结合实例，说出自然环境的组成要素。 运用图表并结合实例，说明自然环境各要素在自然环境形成中的相互作用。 运用图表并结合实例，分析自然环境的整体性。 学会运用自然环境的整体性原理解释地理现象。 二、自然环境要素间的物质迁移和能量交换 1. 自然环境的组成要素 自然环境由大气、水、土壤、生物、岩石及地貌等要素组成，这些要素并非孤立存在，而是相互联系、相互制约、相互渗透的整体。 2. 物质迁移和能量交换——整体性的基础 各要素之间通过水循环、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。这是自然环境整体性的基础。 3. 三大物质循环比较 循环类型 主要环节 能量来源 意义 水循环 蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流（地表径流、地下径流） 太阳能、重力能 水体不断更新，调节热量收支，是海陆联系的纽带，塑造地表形态 生物循环 吸收作用、光合作用、分解作用 太阳能→化学能 实现物质与化学元素的迁移、能量的流动与转化，改变各环境要素的性质 岩石圈物质循环 冷却凝固、风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩、变质作用、重熔再生 地球内能、太阳能、重力能 形成三大类岩石，改变地表形态，实现物质大循环 说明：水循环侧重“水的运动”；生物循环侧重“有机质的合成与分解”；岩石圈物质循环侧重“岩石的转化”。三者相互交织，共同把各要素连成整体。 4. 水循环——联系四大圈层的纽带 图2-1 水循环过程示意图：蒸发/蒸腾、水汽输送、降水、下渗、径流 蒸发与蒸腾把陆地水以水汽形式送入大气；降水使土壤、河湖及生物获得水分补给；径流又把陆地物质带回海洋。水在循环中实现物质迁移，并把太阳能、重力能输送、转化。 5. 生物循环——把各要素联系为整体的核心环节 图2-2 生态系统碳循环及能量流动过程示意图 生物循环是指生态系统中生物与环境之间的物质流动过程。周而复始的生物循环改变了各环境要素的性质： 大气成分的改变：地球早期大气以二氧化碳、甲烷等为主，现今以氮和氧为主，是生物循环的结果。 陆地水成分的改造：生物从陆地水中选择性吸收化学元素，改变其元素组成，并改变水的循环过程。 岩石与土壤的形成：生物循环影响岩石风化，促进土壤形成；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。 【教材思考】光合作用中，植物吸收大气中的二氧化碳、放出氧气；通过降水，土壤、河湖及生物获得水分补给；通过植物蒸腾、土壤和河湖蒸发，大气获得水汽；植物残体进入土壤，向土壤提供有机质。 6. 岩石圈物质循环——三大类岩石的相互转化 图2-3 岩石圈物质循环（岩石转化）示意图 岩浆经冷却凝固形成岩浆岩；岩浆岩、变质岩等经风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩形成沉积岩；各类岩石在高温高压下发生变质作用形成变质岩；各类岩石重熔再生又形成新的岩浆。 三、自然环境的整体功能 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整体功能，主要包括生产功能和稳定功能。整体功能≠单个地理要素功能的简单相加，而是各要素综合作用的产物。 1. 生产功能 概念：自然环境具有合成有机物的能力，主要依赖于光合作用。 各要素的配合：植物提供叶绿素，大气提供热量和二氧化碳，土壤、水圈、岩石圈提供水分及营养盐。自然环境各要素的综合作用才完成有机物的合成，因此生产功能是自然环境的整体功能，而非单个要素的功能。 生产功能的强弱差异： 大尺度差异：太阳辐射量、热量、水分、土壤、地貌组合条件越好，植被越高、种类越丰富、生物量越大。例如热带雨林生物量明显大于亚寒带针叶林。 小尺度差异：相邻坡地与平地，坡度、接受的太阳辐射、水分条件、土壤肥力、风化物粗细等不同，即使生长同种植物，生物量也有较大差别。 图3-1 热带雨林与亚寒带针叶林生物量分布对比 2. 稳定功能 概念：自然环境要素通过物质迁移和能量交换，使自然环境具有自我调节、保持性质稳定的功能。这种功能是各地理要素本身不具备的。 典型实例——大气中二氧化碳含量的相对稳定： 人类活动增加了大气中的二氧化碳含量，但大气本身不具有消减二氧化碳的功能。 途径一（植物与大气的碳交换）：植物通过光合作用把碳保存在植物体及土壤中。 途径二（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，形成沉淀，这是消减大气二氧化碳含量增加的最主要途径。 两条途径共同作用，部分实现了大气中二氧化碳含量的相对稳定。 【易错辨析】① 生产功能≠稳定功能，前者侧重“合成有机物”，后者侧重“保持性质稳定”。② 稳定≠固定不变，而是在一定范围内波动、保持动态平衡。 四、自然环境的统一演化和要素组合 1. 特点 变化性：自然环境要素每时每刻都在演化；自然环境的演化是要素间物质交换的结果。 统一性：一个要素的演化必然伴随着其他各个要素的演化，各要素的演化是统一的。 意义：自然环境的统一演化保证了要素之间的协调，形成了阶段性的自然环境要素组合。 2. 案例——湿润区湖泊演变为陆地 图4-1 湿润区湖泊演变为陆地的过程示意（深水湖泊→浅水湖泊→沼泽→草甸→森林） 在湖泊淤积变浅、水量减少的过程中，各要素统一变化： 地貌：湖泊面积缩小、深度变浅，湖底逐渐出露。 生物：水生生物→湿生生物→陆生生物。 土壤：湖底淤泥逐渐转化为土壤。 气候：空气湿度下降，小气候趋于干燥。 这一过程体现了地貌、气候、生物、土壤、水各要素的统一变化。 3. 案例——地貌演化的阶段性组合 流水地貌：高原在流水侵蚀下演化为山地，山地侵蚀成丘陵，进而演化成平原。 喀斯特地貌：溶沟→洼地→峰丛→峰林→孤峰→残丘→喀斯特平原。 黄土地貌：黄土塬→黄土墚→黄土峁（平坦高原面经流水切割，先成塬，再分割为墚、峁）。 每一种组合都是自然环境演化到特定阶段的产物，具有阶段性特征。 4. 案例——黄山“四绝”是演化特定阶段的组合 图4-2 黄山云海——水汽在陡峭山体抬升冷却凝结而成 怪石：花岗岩岩体沿节理风化、侵蚀而造就。 云海：山体高大陡峭，气流抬升强烈，水汽冷却凝结。 奇松：在缺水少土的峭壁岩缝间，发育不良的黄山松成为奇观。 温泉：岩浆上涌加热地下水而形成。 【教材结论】“奇松、怪石、云海、温泉”四绝的神奇组合不是偶然现象，而是花岗岩断块山形成与演化过程中特定阶段的要素组合。在遥远的未来，随着自然环境继续演化，黄山特有的景观也将逐步变化。 五、自然环境对干扰的整体响应 1. 基本原理 某一自然环境要素受到外部干扰发生变化，进而改变了该要素与其他要素间的物质和能量交换，使得其他要素发生连锁变化，最终导致整个自然环境发生改变。 【关键特点】与自然环境普遍存在的缓慢演化相比，干扰下的环境变化多为快速的，且各要素的变化并不同步。 2. “牵一发而动全身”——要素变化引发连锁反应 干扰 连锁变化 最终结果 滥伐森林 水土流失加剧、土壤侵蚀、涵养水源能力下降、物种减少 气候恶化、水旱灾害增多、生态环境失调 人工造林 吸烟滞尘、防风固沙、保持水土、涵养水源 气候改善、生态系统良性发展 砍伐森林、破坏植被 栖息地范围缩小、食物来源减少、气候与水文改变 其他生物（如树袋熊）生存环境被破坏 教材案例（藏羚羊数量与环境）： 可可西里海拔高、气温低、降水少、多大风，植被为高寒草甸，耐寒耐旱、植被稀疏。 食物、水源、避风处、含盐土壤等条件决定了藏羚羊的生存，环境脆弱，数量更易受环境条件影响。 藏羚羊数量虽有波动，但基本稳定——这符合自然环境的稳定功能原理。 3. 跨区域影响——一个区域的变化影响其他地区 不同区域的地理环境相互联系，一个区域的变化会通过要素间的物质能量联系影响其他区域。 黄土高原水土流失→黄河含沙量增加→下游河道泥沙淤积、河床抬升→洪水灾害风险加大、地下水位升高、土壤盐渍化。 青藏高原隆起→阻挡印度洋暖湿气流进入我国西北→西北干旱少雨、地理环境向干旱方向演化；青藏高原与蒙古高原形成“走廊”，加强西北地区冬季风。 4. 案例——东北林区森林采伐 图5-1 东北林区森林采伐前后对比 森林采伐的连锁反应： 植被覆盖率下降→蒸腾作用减弱、空气湿度降低。 植被涵养水源能力下降→地表径流增加、水土流失加剧、河流含沙量增大。 土壤有机质来源减少、侵蚀加剧→土壤肥力下降。 小气候趋于干燥、温差增大→生物栖息地改变、物种减少。 反过来，人工造林、封山育林可逐步恢复各要素功能，使生态系统向良性方向演化。 5. 案例——修建大坝对自然环境的影响 直接影响 间接影响 水库蓄水、时空调控水资源 地下水位上升、土壤盐渍化、库区小气候湿度增大、温差减小 阻断水生生物洄游通道 物种构成改变、生物多样性受影响 泥沙沉积、下游河流流速和流量改变 下游河道冲刷/淤积变化、营养物质输送减少 诱发地震（库区荷载） 地质环境改变 减轻洪水灾害 下游洪涝风险降低 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $