第二章地球表层环境与地球表层系统
［教学目标］了解地球表层系统环境及圈层结构，掌握地球表层环境对于人类的独特性，理解人类与地球环境各圈层的关系。
［教学重点］
地表环境与地表系统的关系，地表系统的组成、结构、功能，地表环境与人类的关系。
教学难点：地表系统的组成、结构、功能；地球环境对人类的独特性。
［教学时数］4
第一节地球与地球表层系统
一、宇宙中的地球
1.日地距离及其环境意义
距离不近也不远，为生命的孕育创造了条件。地球距离太阳约1.5亿千米，适当的距离使地球获得了适当的太阳辐射能，地球表面温度保持在0-100度之间，保证了地表水大都以液态水的形式存在。而液态水的存在是生命出现和生存的前提。
2.地球的质量及其环境效应
地球质量不大也不小，从而引力适中,形成了适宜的大气圈与水圈，为生命的诞生准备了必要的条件。
3.地球的形状及其地理意义
造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象（如气候、土壤、植被等）的地带性分布。
4.地球的运动及其环境效应
(1)地球自转及其环境效应：
地球自转产生了昼夜更替；
地球自转产生了地方时；
地球自转产生了地转偏向力。
(2)地球公转的地理意义：
地球的公转导致季节的变化；
地球的公转导致昼夜长短的变化；
地球运动对地表温度调节、生命孕育的重要意义。
二、地外、内系统对地表环境的影响
（一）地外系统对地表环境的影响
1.能量的来源
维持地表系统运行、地表环境发展的能量，主要来自太阳的辐射。太阳辐射作用于地表，由于地表接受的太阳辐射的差异，导致了行星风带的产生、季风的形成、水汽的运移、洋流的产生以及风化作用的进行。
2.引力的影响
太阳与太阳系行星引力的作用，使地球沿着自身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速度。
由于太阳与月亮引力的作用，产生了地球上的潮汐现象。
3.陨石撞击的环境效应
4.其他宇宙因素的影响
（二）地内系统对地表系统的影响
1.能量的来源
尽管太阳辐射是地表系统运行与发展的主要能量来源，但地球内能也对地表系统与环境产生了不可忽视的作用与影响。
2.物质的交换
地内系统与地表系统在不断地进行着物质的交换。
3.地内活动的其他环境效应
地内活动还对地表环境产生了一些直接的影响，如火山、地震。
三、地球表层系统的组成
1、四大圈层
地球表层系统由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈交叉而成。
2、三大界
地球表层系统是地球表层无机界、有机界与人文界相互作用、相互影响而构成的一个系统。
3、固、液、气三态物质
地球表层是由固态、液态、气态三态物质组成的。
四、地球表层环境（系统）的结构
1、垂直分层
从地核、地幔、地壳，到水圈、大气圈等；
大气圈又可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
2、水平分异
所谓水平分异，就是指在水平分布方面的差异与变化。
3、立体交叉
组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，不是绝然分开的，而是相互交叉、相互渗透，在空间上构成了一个立体交叉的结构。
4、多级嵌套
不同空间尺度的环境系统在空间上相互交叉、叠臵，并且相互联系、相互作用的。因此是多级嵌套。
五、地球表层系统的功能
1、物质传输、能量流动、信息传递
垂直方向上，各个圈层之间、各个圈层内部的各个次级层次之间，都可能存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。
水平方向上，大洋与大陆之间、大洋与大洋之间、大陆与大陆之间、地区与地区之间存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递。
生物圈与其它圈层之间也存在着物质的传输、能量的流动和信息的传递
2、地球表层系统的可预测、可调控功能
可以通过研究地表系统物质传输、能量流动和信息传递的过程与规律，来预测系统的可能变化，通过改变系统的物质流、能量流或信息流，来改变系统的结构与演化的趋势，从而达到对地表系统进行优化、调控的目的。
第二节地球各圈层的组成、结构与特征
组成地球环境的各要素分别组成不同的圈层，圈层构造成为地球环境的显著特点。地球在大约46亿年前形成的时候，是一个炽热的大火球，还没有圈层的分化。地球外面包围着原始大气，主要由氢气、甲烷和水蒸气等组成，是一个还原性的大气圈。我们今天看见的地球各圈层，是经历了亿万年的发育才形成的。
主要事件：
水的出现是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，为地球生命的出现创造了最基本的条件。
地球史上第二个重大事件是生命的出现。尽管对生命起源的机制也有种种不同看法，但一般都认为生命起源于海洋。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。此后，生物进化过程加速。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。哺乳类动物出现在2亿年前。
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。
地球在漫长的演化过程中，逐渐形成大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等四大外部圈层。由于土壤具有特殊的组成结构和特点，是地球表面特殊的自然综合体，有的学者将土壤圈从四大圈层中单独列出。
一、岩石圈：地球固体部分的外部圈层。
也是地球内部各圈层的最外层。地球内部也分成同心圈层，从地心向外，分别是地核、地幔和地壳。
岩石圈位于地壳和上地幔的顶部。主要由从地内上升的炽热岩浆冷凝而成的岩浆岩组成，岩浆岩上面，往往还覆盖着较薄的沉积岩和土壤盖层。
1.岩石圈的组成
（1）化学元素组成：地壳中含有化学元素周期表中所列的绝大部分元素，而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98％以上，其他元素共占1%~2％。
（2）矿物组成：组成岩石主要成份的矿物，称造岩矿物，最常见的造岩矿物有下列几种：长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石
（3）岩石组成
火成岩：火成岩以岩浆岩为主。岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石，约占地壳总体积的65%。
沉积岩：暴露在地壳表部的岩石，经过风化、剥蚀在原地或经搬运堆积下来，经过成岩作用而形成的岩石。
变质岩：由地球内力作用引起的岩石性质的变化过程总称为变质作用。由变质作用形成的岩石，就是变质岩。
岩石的相互转化：沉积岩、火成岩和变质岩是可以相互转化的，它们之间的相互转化又叫做岩石的循环或地质循环。
2.岩石圈的结构
（1）垂直分层
岩石圈包括地壳与上地幔上部软流圈之上的部分。地壳也可以分为上下两层。上层为花岗岩层；下层为玄武岩层。
（2）水平变异
不同区域岩石圈的厚度、组成与结构是不同的。水平方向地壳可以分为大陆型地壳（简称陆壳）和大洋型地壳（简称洋壳），洋壳薄，陆壳厚，洋壳为玄武质，陆壳为花岗岩质。
3.岩石圈的运动
(1)岩石圈运动的方向：
水平运动，水平运动也称为造山运动；
垂直运动，也叫造陆运动。
（3）岩石圈运动的主要表现
褶皱、断裂、火山、地震等。
4．固体地球表面的结构与轮廓
（1）海陆分布
（2）地面起伏
大陆面积愈大，其平均海拔愈高；大洋面积越大，平均深度越大。
（3）板块的划分：岩石圈可以划分成太平洋板块、欧亚板块、印度-澳大利亚板块、非洲板块、南美洲板块、北美洲板块和南极洲板块七个大板块。
地震与火山分布规律的解释：地震和火山，都集中分布在板块的边缘，板块的边缘是构造活动最强烈的地方。
二、大气圈：位于地球最外部的气体圈层
1．大气圈的组成与分布
（1）组成：地球表面的大气主要由氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）等气体组成。被地球的引力牢牢吸引在地球的周围，包围着地球上的海洋和陆地。
（2）分布：大气圈没有明确的上界，在几千千米的高空仍有稀薄的气体。但受地心引力的作用，几乎全部的气体集中在离地面100千米的范围内，其中的75%的大气又集中在离地面10千米高度的对流层内。
2．大气圈的结构
整个大气分为对流层、平流层以及高空的中间层、暖层和散逸层：
3．大气运动
（1）水平气压梯度力：在存在着气压梯度的地方，空气分子受到力的作用，驱使着空气沿着和气压梯度相同的方向移动的力，它是促使空气从静止到运动的原动力。
（2）地转偏向力（科里奥利力）：由于地球的自转，地球表面运动的物体都会发生运动方向的偏转。导致地球表面运动物体方向偏转的力。在地转偏向力的作用下，地表运动的物体，在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。
（3）大气的辐合与辐散：在低压中心附近，大气由周围向中心集中。在高压中心附近，大气向周围散开。
（4）大气环流：在太阳辐射、地球自转、地表面性质以及地面摩擦的共同作用，使得大气圈内的空气产生了不同规模的三维运动。
行星风系：发生在行星上的总的大气环流现象。
季风：大范围地区，盛行风随季节变化而发生有规律改变的现象。
海陆风：发生在沿海地区的、白天吹海风、夜间吹陆风，以一日为周期。
山谷风：在山区，白天从谷地吹向山坡、夜间从山坡吹向谷地，以一日为周期。
焚风：山后的空气温度比山前同高度上空气的温度要高得多，湿度也小得多，形成了沿着背风坡向下吹的既热且干的风。
城市热岛：城市的温度一般高于周围的郊区和农村。
城市风：由于城市热岛的存在，当大气环流较微弱时，常常引起空气在城市地区上升、郊区下沉，使得城市和郊区之间形成了一个小型的热力环流。
三、水圈：由地球上不同形态的水构成的圈层
1．组成
海洋水、陆地水（江河湖泊、沼泽、冰川，地下水）。
海洋是水圈的主体，是地球上水的最大源地。全球海洋总面积为 3.61×108 km2，海水总体积约为1.37×109km3。在地球上海洋占了地球表面积的70％以上，在剩下的不到30％的陆地上也分布着纵横交错的江河湖泊，地表以下的土壤和岩层间还有连续不断的地下水。
海水、地表水和地下水构成了一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万千米的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗“蓝色的行星”。
2．分布
海洋水：约占地球总水量的97%。海水通过波浪、潮汐、洋流等形式促进了地球高低纬度间的热量输送，对全球热量平衡有重大影响。
陆地水：约占地球总水量的3%，是地球上淡水资源的主要存在形式。生产生活用水主要来源于这一类水源。但这些资源中的接近70%又以冰川的形式存在于两极及高山地区，难以直接利用。因此人类可直接利用的水资源储量约占全球淡水总储量的0.3%，只占全球总储水量的十万分之七。
地球上水量的分布
3.水圈的结构
水圈的水平结构特征
(1):连续性:地球表面任何一个地方都有水的分布，水在地球表层的分布是连续的。
(2)不均匀性：水在地表的分布是不均匀的。不均匀性一是表现在水圈的厚度各处不一，二是表现在水圈中各处分布的水量不同。
水圈的垂直结构特征
(1)近地面集中分布:水主要集中分布在地面附近，随着离地面距离的增大水越来越少。
(2)垂直分层:水圈在垂直方向上具有一定的分层现象。
(3)相态分异:水的相态在垂直方向上的有规律的变化现象。
跨流域调水--解决水的空间分布不均问题
4．水的运动
（1）水循环：地球上各种形态的水，在太阳辐射、
重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以
及径流等环节，下断地发生相态转换和周而复始运动的过
程。
水分循环的产生原因
内因是在常温的条件下水的“三态”变化。水分循环过程的转移、交换成为可能。
外因是太阳辐射和地心引力。太阳辐射为水的“三态”转化提供了条件；太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的移动创造了条件。地心引力（重力）则促使水从高处向低处流动。从而实现了水分循环。
3）水分循环过程包括了蒸发、降水、径流3个阶段和水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流5个环节。
（2）水循环类型：大循环、小循环
大循环（海陆间的循环）发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程，由于广及全球，故名大循环。从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝结为雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸发返回大气，其余部分成为地面径流或地下径流等，最终回归海洋。
在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节，在空中与海洋，空中与陆地之间进行垂向交换，与此同时，又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。
小循环是指发生于海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水分交换过程。小循环又称内部循环，前者又可称为海洋小循环，后者称陆地小循环。
（3）水循环意义。
水循环使陆地水资源不断更新。通过水循环运动，水圈中各种水体相互转化，使陆地水资源不断更新，成为一种再生资源，可以永久使用。
水分循环对于全球性水分和热量的再分配起着重大的作用，这种作用与大气循环相互联系而发生，从而影响了一地气候的主要方面——降水与气温。
水分循环具有物质“传输带”的作用，而且又是岩石圈表层机械搬运作用以及自然地理环境中无机成分和有机成分化学元素迁移的强大动力。在地质构造的基底上重新塑造了全球的地貌形态，在水分循环过程中伴随产生了各种常态地貌和河流、地下水、湖泊等等。
水分循环也是生物有机体维持生命活动和整个生物圈构成复杂的水胶体系统的基本条件，起着有机界和无机界联系的纽带作用。
总之，水分循环有如自然地理环境的“血液循环”，它沟通了各基本圈层的物质交换，促使各种联系的发生。水分循环过程同时起着水文过程、气候过程、地形过程、土壤过程、生物过程以及地球化学过程等作用。
5.海水的运动
波浪：每个水质点作周期性运动，所有水质点相继振动，引起水面呈周期性的起伏。
潮汐：由于月球和太阳的引力引起的地球海水面的周期性升降运动。
潮流：海水受月球和太阳引力而发生潮位升降的同时，还发生周期性的流动，
洋流：指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或垂直地向另一个海区大规模的非周期性运动。分类（风海流；密度流；补偿流）。
厄尔尼诺现象：在赤道太平洋东部的厄瓜多尔和秘鲁沿岸，每过几年，东向信风减弱，导致沿岸上升流也随之减弱或消失，暖水倒流，水温上升，大气对流逐渐变得活跃，海洋里由于上升流的减弱，表层海水的营养物质含量减少，并且由于温度的升高，鱼类大量死亡，使秘鲁渔场大幅度减产。
海面升降：地球上气候较冷的时候，冰川的规模就大，大量的水体从海洋转移到冰川上储存起来，导致海面降低．气温的升高，陆地湖泊蒸发强烈以及地下水的开采，也会使海面发生变化。
6.水分平衡
（1）水分平衡
地球上任何一个区域在任何一时段内，水的收入与支出的差额等于该地区的储水变化
量。
（2）水量平衡方程
全球水平衡方程：P全球=E全球
水平衡：尽管对于全球海洋陆地的蒸发量、降水量与径流量的估算值还不完全相同，但有一点是共同的，就是全球的水量是平衡的。
四、生物圈：地球上所有生物构成的圈层----地球上一个独特的圈层。
1.分布：主要位于岩石圈的上部、大气圈的底部以及整个的水圈。
大气圈、水圈和岩石圈这三个圈层彼此渗透，相互影响，在岩石圈的上部、大气圈的底部以及整个的水圈，出现了一个既有矿物质、又有空气和水分的地带，在这里繁衍着各种各样的生物，形成地球上一个独特的圈层——生物圈。
2.组成
元素组成：主要是氢、氧和碳，它们分别占49.8%、24.9%和24.9%，三种元素占到生物有机体的99.6%。此外，还有微量的氮、钙、钾、硅、镁、磷、硫、铝等。
系统组成：陆地生态系统；海洋生态系统。
生物组成：原核微生物，原生生物，后生植物，后生动物。
3.生物圈的结构
垂直准正态分布式结构：在垂直方向上，集中分布在某一范围内，而向上和向下都逐渐减小。
水平连续不均匀结构：地球表面任何一个地方都有生物分布，生物在地球表面的分布是连续的。生物圈不是一个很均匀的圈层，生物在地表的分布是不均匀的。
多级嵌套结构：多级系统在空间上相互交叉、叠臵，并且相互联系、相互作用的。
结构特性：（亲岩性；亲水性；亲气性；亲光性；温控性。）
4.生物圈的形成与演化
生命的起源：在得天独厚的各种条件综合作用下，地球上出现了生命。地球环境从无生命到有生命，经历了漫长的岁月，分为以下四个阶段：
（1）由无机物质形成简单有机物质
●火山喷出气体成为地球原始大气的一部分。地球形成初期，地内温度非常高，火山活动极为频繁。火山喷出的部分气体成为地球原始大气的一部分。这些气体包括氢气、甲烷、氨及水蒸汽等。
●气体成分汇入海洋。这些气体溶于雨水中，到达地面后随地表径流流入逐渐形成的原始海洋中。
●简单有机质合成。上述成分在自然界产生的宇宙射线、紫外线、闪电、X射线以及地热的作用下，自然合成一些比较简单的有机质，如氨基酸和简单的糖类。
●海水成为富含有机质的溶液。简单有机质汇集在原始海洋中，溶解于海水，并不断积累，使海水成为高温而富含有机质的溶液，这为生命的产生提供了必要的物质条件。
（2）由简单有机物到复杂有机物质
●蛋白质与核酸的出现。简单有机物质经过长期积累、相互作用，在适当的条件下，通过缩合、聚合，形成了原始的蛋白质与核酸。这标志着化学演变过程的一次重大质变，因为蛋白质合核酸是组成生命的必要的物质基础。
（3）由复杂有机物组成多分子体系
蛋白质与核酸在原始海洋中越积越多，浓度越来越大，它们经过浓缩后便从海水中分离出来，形成类似“团聚体”的多分子体系。这种多分子体系是原始生命的萌芽。
（4）由多分子体系演变为原始生命
（5）独立多分子体系形成。漂浮在原始海洋中的多分子体系相互吸附，在海水和空气的作用下形成最原始的界膜，多分子体系被包围其中，形成一个独立的体系。
●新陈代谢出现。独立体系的结构逐渐复杂化，并能从周围环境中吸取营养，同时也可向周围排泄废物，生命的最基本特征－-新陈代谢和繁殖出现，原始生命也就诞生了。
生命诞生的意义
生命的产生，在地球史上是一个重大飞跃，它使地球除了无机界外，又增加了有机界，地球逐渐变得生机盎然。
●地球环境演化由化学过程到生物进化过程的转变。生命诞生前是由单质到化合物、无机物到有机物的化学变化过程，生命诞生后则是由单细胞到多细胞、由简单生命到复杂生命的进化和演化过程。
●人类对地球环境影响重大。生命诞生后，一方面地球变得充满生机，另一方面则是在人类的影响下地球变得面目全非。
生物圈的演化：生物种类由少到多与生物圈结构由简单到复杂；生物分布的空间范围由小到大与并由海洋向陆地扩展
第三节人类与地球各圈层的关系
一、岩石圈与人类
(一)岩石圈对人类的影响
岩石圈是人类生存环境中最下面的一个圈层，又是地球内部各圈层的最外层。岩石圈对人类的发展也具有重要的价值，向人类提供了丰富的化石燃料和矿物燃料。
1.陆生生物活动的基础。岩石圈稳定少动，是地球人类的立地圈层。
2.提供化石燃料及矿物资源。
目前人类使用的化石燃料主要是煤炭和石油。从人类全部历史来看，化石燃料大规模使用的历史尚不足200年。历史上长期使用的燃料是薪柴、木炭、作物秸秆和畜粪。进入20世纪以后，煤炭才开始占主导地位。石油更是一个后来者，从1920年起其开采量大幅度上升，开始了能源供应的“石油时代”。从1929年至1971年，世界煤炭产量增长了70%，同期石油产量增长了1000%。约为12.3％。2006 年世界能源消费结构,其中，石油占35.8％、煤炭占28.4％、天然气占23.7％、核电5.8％、水电占6.3%。
?岩石圈内的矿物资源。人类利用矿物资源的历史不算长，大约在公元前6000年人类首次学会从矿石中提取金属，进入青铜时代。3000年以后，到了公元1709年，英国人达比发明了用焦炭作燃料熔炼铁，才进入近代的钢铁时代，钢铁也成了现代一切工业的基础。随人类开发能力的增强而不断满足着人类的需要，人类利用矿物原料的种类与数量与日俱增：原始人一生只需要几千克至几十千克石头打制石器；农业社会的农民一生也只需要几千克铁和铜制造简单的农具，迄今许多发展中国家的农民依然使用着极其简单的农具；工业化社会对矿物资源的消费却大得多，可以说现代工业建立在丰富的矿物资源基础之上。
?总之，岩石圈是人类所需要的矿物原料和化石燃料的储藏所，其储量是巨大的。但是，由于人口的持续增长和技术的迅速进步，对矿产与能源的需求与日俱增，传统原料与燃料行将耗竭。如何迅速实现向新材料与新能源的转变，已经成为关系到人类未来生存与发展的要务。
（二）人类活动对岩石圈的影响
人类对岩石圈的利用中，不可避免的要对岩石圈施加影响。如果这种影响超过了生态环境允许的程度，就会使地质环境恶化，最终给人类自身发展带来不利影响。
1.改变原有地质地貌状态
如城市建设、矿产开采中，所采取的爆破、削坡等工程活动，会使岩体松动、裂隙增多，促进物理风化作用的进行，往往形成崩塌、滑坡。
2.加剧了资源的消耗
矿产资源是在漫长的地质年代里形成的，属于不可再生能源。随人类开发能力的增强，人类利用矿物资源的种类与数量与日俱增。尽管岩石圈中某些资源储量巨大，但不可再生的矿产资源总有被消耗殆尽的一天。如何迅速实现向新材料与新能源的转变，已经成为关系到人类未来生存与发展的要务。
3.加剧了不良环境地质问题的发展
一些环境地质问题本来是自然存在的，但是人为的影响会加剧问题的发展，从而带来较大的灾害。如水土流失本来是一个自然的地质过程，之所以能形成灾害，主要是人为破坏植被、乱砍乱伐，加剧了这一过程的发展。
二、大气圈与人类
（一）大气圈对人类的影响
大气圈为生命的存在提供了一个保护层，对于人类来说，大气圈成分的精细平衡是人类生存的重要条件。
地球大气的精细平衡创造了适宜人类生活的环境
（1）地球大气成分
地球大气除了N、O之外，还有很多的组成成分，这些成分按照他们在大气中比例的变化，可以分为两种
稳定组分：氮、氧、氩、氦、氪、甲烷、氢、氙等，他们的比例在大气中十分稳定，不易发生变化；
不稳定组分：二氧化碳、二氧化硫、臭氧和水汽等。这些组分受人类活动影响极易发生变化。
（2）地球大气的精细平衡
地球各圈层，尤其是生物圈各组分，与大气圈保持着十分密切的物质和能量的交换，使大气各组分之间保持着极其精细的平衡。如氧气的浓度。
目前的浓度：21%。下层大气中氧气的浓度为21％，这是亿万年来生物圈进化与大气圈相互作用的结果。
——30亿年前，大气圈中氧浓度只有现在的千分之一，原始的生命为了躲避紫外线致命的伤害，只能存在于水下10m深处。
——距今6亿年时，氧浓度达到现水平的百分之一，出现了臭氧的保护，生命开始出现在水面上，成为生命史的第一个关键浓度。
——4亿多年前，氧浓度达到现水平的十分之一，臭氧的浓度进一步增加，生命才能从海洋登上陆地，这是生命史上的第二个关键浓度。
氧气浓度如果发生改变的后果
——如果大气中氧浓度下降，则不仅生活在低海拔的人也会经受高山反应之苦，而且氧化反应受到抑制，燃料燃烧产生的一氧化碳等有毒气体将积累在大气圈。
——如果大气中氧浓度增高，譬如从现有的21％增高至25％，则雷电就能把嫩枝和草地点燃，造成连绵不断的火灾，使全球植被遭到破坏。
-------另一种敏感的微量组分是甲烷（俗称沼气）浓度低于百万分之二（甲烷的温室效应比二氧化碳强300多倍）。
（3）稳定气体环境的形成
地球各圈层，尤其是生物圈各组分，与大气圈保持着十分密切的物质和能量的交换，通过物质输移、能量传输，使大气各组分之间保持着极其精细的平衡。
物质输移主要包括：
水汽的输移：包括：垂直传输；水平传输（高低纬间输送；海陆间输送）。
二氧化碳的输移：CO2从源区向四周及上层大气扩散输移。
气溶胶的输移：源地附近浓度大，逐渐向四周及上空扩散输移。
能量传输主要包括：
高低纬间的传输：主要依靠全球性的大气环流（显热和潜热）及洋流来实现的。
海陆间的传输：冬季，海洋是热源，大陆是冷源，热量从海洋输向大陆。越近海洋，输热越多，气温越高。
高低空之间的传输：在对流层中，由于空气的对流，高低空之间也在进行着能量的传输。
3.人类活动与大气
适宜的温度、湿度、风、日照等条件，有利于人体的健康；反之，在一定的温湿条件下却有利于病菌繁殖，人体抗御疾病的机能也减弱。
适宜的温度、湿度、风、日照等条件，有利于人体的健康；反之，在一定的温湿条件下却有利于病菌繁殖，人体抗御疾病的机能也减弱。
（二）人类活动对大气圈的影响
人类活动某种程度上破坏了地球大气的平衡。
所幸的是大气中的这些稳定组分，其浓度一直保持十分稳定的状态，目前并没有观测到大气氧浓度的这种戏剧性变化。但是无可否认的是，由于人类的活动，导致了大气中不稳定组分的浓度发生了较大变化。其中最明显的就是二氧化碳和臭氧的浓度。
（1）CO2浓度的增加。
一定浓度CO2的存在，对地表温度的调节至为重要。因为CO2和某些气体具有能让太阳辐射中的短波辐射通过而吸收地表长波辐射、从而使地表增温的效应，即所谓“温室效应”，此类气体称为“温室气体”。若无这些温室气体的存在，有关计算推断地球的年平均温度应为-18℃，而不是现在的13～15℃。就是说，天然的温室效应使全球温度上升了31～33℃。
随着工业的发展，近200年里，每年要烧掉几十亿吨的煤炭和石油，向大气中排放出大量的CO2。如果长此下去，不采取措施，则CO2浓度持续增加，温室效应
会越来越强，地球温度持续上升，冰川融化，海平面上升，给地球环境
带来严重的影响。
（2）O3浓度的减少。
在地面以上20-30公里处，有一个O3相对集中的区域，我们把它叫
做臭氧层。
臭氧层的作用。它可以将阳光中99%的对人体有害的紫外线辐射吸收，保护地球生命免
遭紫外线辐射，为地球上生命的存在提供了一个安全的生物保护层。
O3浓度的下降。1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞，
并在逐年增大。青藏高原上空的臭氧正在以每10 年 2.7% 的速度减少。
全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978 - 1991 年总臭氧每10年
间就减少 1% - 5%。
下降原因及危害。人类生产生活中排放的大量氟氯烃等有机化合物对臭氧层造成极大的破坏，它能使臭氧分解而造成大气中O3浓度的下降，从而使得臭氧层吸收紫外线的作用降低。据科学家估算，高空臭氧每减少1%，就会有额外2%的紫外辐射到达地球表面。这些紫外辐射会严重损伤动植物，并使人类皮肤癌的患病率大大提高。
总之，大气圈各组分之间保持着精细的平衡，这是地球环境亿万年来发育的结果。保持这种平衡乃是维护生物圈所必须，破坏这种平衡就是破坏生命的基础。然而，人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大环境问题之一。
三、人类与水圈
水圈为人类的生存提供了必要的条件，在对水圈的应用中，人类的生产活动也给水圈带来各种影响。
1.水对生命存在的意义。
水的优异的自然性质决定了它对人类和生态环境的特殊意义：
①水是无色透明的，它允许太阳光中的可见光和波长较长的紫外线部分可以透过，使光合作用所需的光能能够到达水面以下的一定深度，而对生物体有害的短波紫外线则被阻挡在外。这不仅在地球上生命的产生和进化过程中起了关键性的作用，今天对生活在水中的各种生物也具有重要意义。
②水是一种极好的溶剂，为生命过程中营养物和废弃物的传输提供了最基本的媒介。而且水的介电常数在所有的液体中是最高的，使得大多数离子化合物能够在其中溶解并发生最大程度的电离，这对营养物质的吸收和生物体内各类生化反应的进行具有重要意义。
③除液氨外，水的比热是所有的液体和固体中最大的，为 4.18J/（g〃℃）。此外，水的蒸发热也极高，在20℃下为2.4kJ/g。正是由于这种高比热、高蒸发热的特性，地球上的海洋、湖泊、河流等水体，白天吸收到达地表的太阳光的热量，夜晚又将热量释放到大气中，避免了剧烈的温度变化，使地表温度长期保持在一个相对恒定的范围内。月球表面都是岩石，石头的比热只有水的20％，所以月球表面的气温变化可以从+120℃到-150℃。
④水在4℃时的密度最大，这一特性在控制水体温度分布和垂直循环中起着重要作用。在气温急剧下降的夜晚，水面上较重的水层向水底沉降，与下部水层更换，这种循环过程使得溶解在水中的氧及其他营养物得以在整个水域分布均匀，当水体趋于一种稳定状态，水底温度是4℃，在这一层中水生物可以幸存。
⑤冰轻于水。冰的密度比水小，只有0.92g/m3，可以浮在水面上。这一特性对水下生物具有十分重要的意义。否则，气温降低时水面结成的冰会沉入水底，从而导致整个水体完全冻结，给水下生物带来灭顶之灾。
2.近代人类活动给水圈带来各种各样的影响：
（1）兴建大型水库
水库成为一种可靠的水源。人类在远古时代就学会了拦河取水，灌溉农田。20世纪科学技术的发展，使人类有可能修建库容以亿立方米计的大型水库，迄今全世界水库的总库容已达2000km3，成为一种稳定可靠的水源。
水库的不良生态效应。水库也常常产生一些不良的生态效应，如库区泥沙淤积、下游水质恶化、甚至触发地震等。（可网上搜索相关资源）
（2）大量开采地下水
地下水提供了稳定的水源。在可资利用的淡水资源中，地下水以其水量丰富、水质优良和供应稳定而备受青睐，成为许多地区的主要水源。
地下水过度开采的环境问题。地下水的过度开采造成了严重的环境问题。
——地下水位大幅度下降乃至地下含水层的枯竭。
——地面沉陷。我国不少沿海城市巳发生这种现象。大幅度地面沉陷带来一系列问题。例如，地表渠道与地下管线损坏；道路与建筑物破坏等。
（3）小河流渠道化
所谓渠道化（channelization）就是为了防洪的目的把整条小河流或某一河段取直、加宽、挖深。
随着工业化的进展，一些高度工业化国家以其巨大的财力物力，进行大规模的小河流渠道化工程。
有利于排水防洪，使两岸农田和城镇，免遭洪水威胁。河道取直以后留下原来的河曲形成一些小湖沼，可能具有娱乐价值或可成为野生动物的栖息地。
渠道化改变了河流的物理特性，并有可能对水生生态系统带来灾难性影响。
（4）湖泊的泯灭
从地质学角度看，湖泊的存在只是一种过度现象，因为它终究会被流入的泥沙和湖泊中的水生生物残体充填，逐渐演变为沼泽直至最后消亡。但是，人类活动大大加速了这种自然过程。人类的影响包括：土壤侵蚀使入湖泥沙增加、湖内营养物质增加（富营养化）使藻类与水草丛生、围湖造田使湖泊面积缩小以至消亡、大量引水和入流河流改向使入流水量急剧减少。
由于以上原因，湖泊面积和水量往往在短时期内（20～50年）发生戏剧性变化，甚至导致一些湖泊完全干涸。湖泊面积缩减、水量减少往往导致湖水矿化度增加，使水质变劣。
四、人类与生物圈
（一）生物圈对人类的影响
生物圈是地球上最大的生态系统，包括从海平面一下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、能量和信息的交换循环。而人类从农业社会进入工业社会后，掌握了可以同大自然相抗衡的力量。尤其是最近半个世纪以来，科学技术迅猛发展，终于使人类从大自然的奴隶变成大自然的主人，但人类在过去相当长的时期处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏了人类同大自然的平衡和和谐。
1．人类-生物圈的组成部分
人类的进化与生物圈演化密切相关。第三纪晚期是古猿的繁盛时期，同时草原植物开始向森林进逼，夺得了广大空间。自然条件的变化迫使古猿开始适应新的、较为不利的生活环境。由于自然选择的作用，森林古猿中衍生出一支地栖性的草原古猿。
草原环境的生活促使它们直立行走和利用前肢抓取物体，并不得不以草原动物作为食物。正是由于各在不同的自然地理环境中生活，草原古猿才按着与森林古猿所不同的道路发展。
当地面生活的古猿不仅学会使用工具，而且学会制造工具时，人类就诞生了。人类出现是第四纪的重大事件。
在第四纪人类的进化过程中，自然地理环境发生了剧烈的节奏性演变，冰期和间冰期、海侵和海退、地壳上升和下降等等自然地理过程和现象交替发生。自然界这种节奏变化曾深刻地影响了人类的进化。自然因素加上社会因素的共同作用，人类便产生了体质特征不同的各种人种类型以及不同的地理分布特点。人类的各个群体在相当长的一段时期内彼此隔离地生活在不同的自然地理区域之中，人的身上便留下了各自居住环境的烙印。在第四纪，非洲、欧洲和亚洲是全球范围内的三大人类活动中心。各种人种类型以及不同的地理分布特点。根据体质的性状特征，一般把人类划分为三个基本的种族：尼格罗人种、欧罗巴人种和蒙古人种。尼格罗人种形成于热带炎热的草原旷野上，那里日辐射强烈，而色素较深的黑色皮肤和浓密的卷发能对身体和头部起保护作用，宽阔的口裂与外粘膜发达的厚唇以及宽大的鼻腔也有助于冷却吸入的空气。欧罗巴人种主要形成于欧洲的中部和北部，那里的气候寒冷、云量多而日照弱，因此人体的肤色、发色和睛色都较为浅淡。人的鼻子高耸、鼻道狭长使鼻腔粘膜面积增大，这有利于寒冷空气被吸入肺部时变得温暖。蒙古人种形成的环境没有非洲的炎热和欧洲的寒冷，故形成较为适中的体质形态特征。
2.生物圈对人口分布和人口质量的影响
生物圈对人口分布的影响。人口地域分布的差异是人类发展过程在空间上的表现形式，受自然因素的影响，人口的分布却是很不平衡的。生物圈环境和自然资源是人类生活和生产的物质基础。自然地理环境的地区差异、自然条件的优劣、以及自然资源的多寡等自然因素必然要影响到各地区的经济发展，进而影响到人口的分布。气候适宜、水源可靠、土地平坦肥沃的地方，人口就易于繁殖起来。故在温带地区（除干旱内陆和高寒山区外）人口都十分稠密。在地球上确有一些民族长期生存于极端恶劣的自然环境下，如美洲北部的爱斯基摩人，他们过着独特的适应严寒和漫长极夜的生活方式，农业根本不能发展，人们在营养上也受到很大限制，出生率很低，人口数长期停滞不前。
自然地理环境对人口质量的影响。自然地理环境对人口质量的作用，主要表现在对人口健康的影响方面。环境对一个地区的生活水平、教育水平以及科学技术发展进程的影响也会进而影响到人口素质。
总之，生物圈环境对社会发展起着促进或阻延的作用。这种作用，在社会发展的早期尤为深刻。随着生产力不断提高和自然资源不断开发，社会与其周围自然界的联系便日益加深，而同时人类对于自然界的影响也日益加强。
（二）人类发展对生物圈的影响
1.人类活动对生物圈的影响
积极影响：利用先进的科学技术和长期积累的丰富经验对系统施加积极的建设性影响，提高环境质量，创造更适合于人类生活的人工生态系统。
负面影响：人类活动违背自然规律，盲目生产对生态系统造成的破坏性影响。如:不合理的利用土地资源造成的土地沙化、草原退化、水土流失、对环境的污染和资源的破坏等。
2.人类活动的环境效应
由于人类具有主观能动性，为了求得生存和发展，人们从未停止过改造周围环境的活动，以致现在地球上几乎不存在不受人类影响的自然界。
人类活动对生物圈环境作用的效应是指那种有组织的、大规模的生产活动对自然地理环境的改变。这些活动改变自然环境的速度是惊人的，其地理效应也是可观的。
对于地表状态的改变。人类的各项活动，可以把相当数量的岩石、砂土、水、植物等地表组成物质从一个地方迁移到另一个地方，或从低处搬运到高处。人类的这些活动大大改变了原有的地表状态，并造成系列的人为景观。例如城市的建造、森林的砍伐等等。地表状态改变及其改变过程，也引起了自然地理环境中物质循环以及能量流动的改变。
对于物质循环的改变。人类改变物质循环的作用是多方面的，对水的控制则是其中一个重要方面。人类为了改变地表水分布不均匀的主要的措施，一是用储水排灌的方法来改变一个流域内的水平衡，二是采取大型调水工程来改变一个（或一个以上）大的水文网的水平衡。再如，人类活动不断向自然环境中排放污水和废气，也是改变物质循环的一种形式。
对于热量平衡的改变。一定区域的热量收支，毫无例外地受到其下垫面状态的影响。人类活动改变了地表状态，也就相应地改变了地表面的反射率，从而改变了区域的热量平衡。如城市的热岛效应使其中心区气温要比周围郊区高好几度。此外，人类大规模生产活动又会向周围大气发散各种化学物质和微粒，尤其是CO2 气体的不断增加，可造成显著的“温室效应”。
对生态平衡的改变。自然生态系统由于人类活动而处于变化状态。在中纬度大陆表面的许多地段，由于精耕细作的农业、牧业或都市化，几乎完全处于人类的支配之下。例如，人工农田生态系统，珠江三角洲特有的桑基鱼塘生态系统。目前，人类对自然地理环境的改造和利用并不都是成功的，破坏生态平衡的现象却是广泛存在着。譬如，在山区大规模毁林开荒，引起严重的水土流失；在森林草原地带大规模毁草开荒和在半草原半荒漠地区过度放牧，引起土地沙化或沙漠化。
对生物圈自然地理过程速率的改变。人类大规模的经济活动由于打破了原有的自然生态平衡，迫使自然地理过程朝着新的方向发展，同时，也促使自然地理过程的速率发生变化。
人类活动对自然地理环境的影响是多方面的，无论从哪一方面触动自然，都可能引起环境的整体变化。
3.人口增加对生物圈环境的压力
人口问题对土地资源的压力。20世纪50年代以来由于世界人口的膨胀，世界人均土地资源急剧减少。全球人口增势凶猛是促使世界人均耕地减少的最重要因素。由于人口持续猛增，提出了更多的生活要求，迫使工业化加快速度，过度地从事农耕，不惜围湖造田、滥伐森林、滥开植被，以增粮食，来满足越来越增长的生活需求。
人口问题对森林及草原的压力。由于人口膨胀，食物匮乏时，人类就采用技术和社会组织来种植粮食，然后是清除森林，犁掉草原。在发展中国家，森林是提供燃料、新牧场和可耕地的最后来源之一，这些地区的人口膨胀加重了对当地森林的压力。此外，在人口激增、粮食短缺的压力下，草原也成为开垦对象。特别是温带草原。结果使大批草原退化，严重的则造成土地沙漠化。
人口问题对不可再生资源能源的压力。人类赖以生存和发展的不可再生的资源包括金、
银、铁、铜、石油、天然气、煤、矿产品等。不可再生的资源挖一点少一点，不加限制地采掘，总有一天要告枯竭。随着世界人口激增以及人类无节制地开发自然界，不可再生的资源已然呈现告竭苗头。为了满足人口的增加和经济增长对能源的需求和消耗，木材、秸秆、动物粪便都成了能源，对环境造成了巨大压力。秸秆、粪便被烧掉，使农田肥力减退，粮食减产，人们生活更加贫困。此外，化石燃料燃烧释放出大量的CO2，加上森林面积的减少，大气中CO2含量增加，导致温室效应增加，从而引起全球气候变化，危害生态系统。
人口问题对水资源的压力。20世纪下半叶，全球淡水需求的增长：一是人类生活用水大量增加；二是农业灌溉用水与日俱增；三是工业用水激增；四是水库蓄水占用的淡水也大为增多等等。淡水资源出现了紧张局面。
人口增长对物种生存的压力。从20世纪下半叶以来，随着人口爆炸以及工业化的进一步发展，物种灭绝速度空前加快，平均每天有一个物种灭绝。美国科学家发现，美国境内濒于灭绝的物种已经多得惊人，如涉水河熊、锁鹿等等。
五、人类与土壤圈
?土壤是地球陆地上能供植物生长与繁殖的疏松表层。除了江河湖海等水体和两极冰盖与高山冰川覆盖的地区以外，几乎都由土壤存在。即使在岩石出漏或流沙覆盖的地方，也可能有原始土壤和风沙土的发育。土壤圈是与大气圈、水圈同样重要的第三大环境要素。
?土壤和岩石共同构成了大地，但土壤和岩石是有区别的。地球半径约为6400km而地表土壤的厚度仅为几十厘米，相比之下微乎其微，但却正是这薄薄的一层土壤，才使得地球上有了广阔的森林、农田和草场，人类得以从中获得宝贵的生产和生活资源。
?一般而言，当土壤含盐量达到占干土比重0.2%时，作物生长受阻，这种土壤称为盐渍化土。灌溉水把渠道和土壤中的盐分溶解出来，随着盐分的蒸发，数量不等的盐分便积累在土壤表面。土壤学上把这种过程称作次生盐渍化。当土壤含盐量达到2%以上时，大多数作物无法生长，这类土壤就是盐土。
?次生盐渍化影响范围广泛，而且仍有发展的趋势。据估计当前世界水浇地的14%受盐渍化影响。
常常与盐渍化伴生的另一种现象是水涝，即沼泽化。传统灌溉技术，如沟灌和渠灌，常有过量水分下渗至底土，在排水不良的地形部位上潜水位逐渐提高，使土壤表层和表下层水分过多，造成缺氧环境，妨碍作物生长，俗称水涝。
2013年研究生课程《地球表层系统》作业说明： （1）本作业包括5题，每题20分； （2）下期开学一月内交纸质版。 一、翻译： 本文探讨美国牧场、作物土地利用以及放养率可能适应气候变化。利用农业普查和统计模型的气候数据，我们发现，随着温度和降水增加，农业商品生产者则减少耕地、增加牧场。 此外，牛的放养率随着夏季温湿度指数（THI）的增加和夏季降水减少而下降。使用带有四个环流模式（GCM ）的气候数据的统计模型，我们预计，土地利用的变化是从种植到放牧和放牧率下降，而在控制了其他农业生产变量时，这些适应在美国中部和东南地区是更加明显的，从基线起，耕地减少了6％，牧草地增加33％。与此相对应，基于这些适应的相关经济影响大约为-14和29万美元，分别属于本世纪末作物生产商和牧草生产商。全国性和区域性的结果对农业项目和补贴政策均有影响。 二、翻译： 生态系统作为生物圈的重要组成部分，它在维持生命的支持系统和环境的动态平衡方面起着的不可取代的重要作用，其提供的各项服务功能已得到世界的公认。开展陆地生态系统服务的研究也已成为生态系统恢复、生态功能区划和建立生态补偿机制、保障国家生态安全的重大战略需求。近30年以来，国际和国内基于各种时空尺度的自然资源价值评估工作从生态系统服务、自然资本、生态资产、生物多样性等角度大量展开，在相关理论、方法和应用的广度和深度上取得了前所未有的进展，尽管在具体的价值核算方法上还存在较大分歧，但该方面研究的思路和框架已逐渐清晰，尤其是近些年来更侧重于生态系统“结构-过程-服务功能”关系的耦合研究和作为人类活动主导下的城市生态系统服务功能方面的研究，这些反过来也都为陆地生态系统服务功能的进一步深入研究提供了强有力的支持。
第一讲 地球的宇宙环境 班级 姓名 学号 【测试要求】 ● 了解不同级别的天体系统，说明地球在太阳系中的位置。 ● 知道地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，理解地球上存在生命的条件。 ● 了解太阳辐射对地球的影响。 ● 了解太阳活动对地球的影响。 【要点疏理】 1．天体是指宇宙间所有存在的物体（质），是宇宙间物质的存在方式。万有引力和天体的永恒运动（相互 、相互 ）组成了多层次的天体系统。目前人类所知道的最高一级的天体系统是 ，最低一级的天体系统是 。天体系统层次可用下表来说明： 2．太阳系由 、围绕太阳运行的 及其 、 、太阳系 （小行星、彗星、流星体和行星际物质）等组成。 3．太阳系八大行星距离中心天体—— 由近及远排列依次是： 、 、 、 、 、 、 、 。 4．太阳系八大行星绕日公转的共同特征是 、 、 。 5．地球的特殊性表现在它是唯一有 的行星，其条件是：稳定的 ，安全的 （外部条件）； ， ， （自身条件）。 6．地球表面有适于生命过程发生和发展的 条件，其原因是 距离适中、昼夜交替周期适中。 7．地球上有以 和 为主的、适合生物呼吸的大气，其原因是地球有适中的 和 能吸引气体聚集在地球周围、原始大气经过漫长的演化。 8．地球上有 ，其原因是地球内部物质运动形成水汽逸出，适宜的温度使水多以 的形式存在。 9．太阳源源不断地以 的形式向宇宙空间放射能量，这种现象称为 。 10．太阳辐射是维持地表 、促进地球上的 、 、 活动的主要动力，也是我们日常生活和生产所用的能源。温度 11．太阳外部大气由里向外，可分为 、 、 。太阳活动的主要类型是 和 ； 是太阳活动强弱的标志。 是太阳活动最激烈的显示。 12．当太阳黑子和耀斑增多时，其发射的 进入地球电离层，会引起 扰动，使地球上 受到影响，甚至出现短暂的中断；太阳大气抛出的高能带电粒子会扰乱 ，使之突然出现 现象，导致罗盘指针剧烈颤动，不能正确指示方向，无线电短波通信中断；太阳大气抛出的高能带电粒子高速冲击 地区的高空大气，会出现美丽的 。 总星系 其他恒星系统 其他行星系统
浅谈人类对地球表层环境的影响 摘要：人类是地球表层环境发展到一定阶段的产物,人类生活在地球表面,在地球表面发展演化。具有主观能动性的人类，为了更好地生存和发展，从未停止过与自然做斗争，有时甚至对自然的改造陷入某种程度的盲目性。这些改造行为将地球表层环境置入空前脆弱的境地。 关键词：人类，改变，地表，环境 不可否认，人类的活动依靠地表环境，而这些活动有些时候也会悄然改变地表环境。主要是改变地表环境的结构和它的物质和能量循环。 一、改变地表环境的结构 人类的活动在很大程度上改变了区域地表环境的结构。毁林造地、填湖造田、过度放牧等一系列活动使得地表环境遭受巨大影响。其中尤以森林的破坏所造成的影响最为显著，它的破坏所导致的土地荒漠化、水土流失、干旱、洪涝灾害、物种灭绝、温室效应已经让地表环境结构不复从前。毋庸置疑，人类已经和正在改变地表环境的结构。 二、改变地表环境的物质循环 全球系统是一个相互联系、相互作用、相互依存的整体，各种子系统在地球表层环境中相互作用、相互制约，构成完整的地表生态系统。人类对地表生态环境中任何环节的影响，会对其他相关子系统的变迁产生诱发性，从而破坏原有系统的平衡。例如，化肥的使用改变了地表环境中氮、磷、钾等元素的自然循环过程,导致了湖泊的富营养化。再如，灌溉和水库的建设,增加了局部地区地面的水蒸发,从而使降水增加。 以碳循环这一子系统为例，说到碳循环，即碳元素在自然界的循环状态，而它在生物群落和无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行。人类燃烧化石燃料，将地表中经过千万年积存的碳元素在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量大幅度增加，从而造成温室效应。温室效应又导致冰川融化速度加快以及海平面上升，这些又将改变地球表层环境，从而影响地表环境的物质循环。 三、改变地表环境的能量平衡 物质迁移与循环,和能量传输与转化一样,是地球表层系统发展演化的原因与动力,也是圈层间相互联系的纽带、相互作用的杠杆。而地表系统的能量流动不同于它的物质流动，在物质流动过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用。与此相比，能量在传递时却是逐级递减的，而且是单向不可循环的。因此，这样的平衡是较为容易打破的。众所周知，地球表层系统的能量平衡主要是太阳辐射能的平衡。如果人类改变了地面的结构,这就意味着在这同时也改变了地面的反射率,而这会使地面接收到的太阳辐射量增加或者减少,也就改变了地表环境的能量平衡。沙漠化、城市热岛效应、水库的建造都是改变能量输送的绝好实例。可以肯定的说，人类活动改变了地表环境的能量平衡。 人类产生于地球表层,在地球表层环境中发展、演化。如果人类破坏了地球表层环境,也就破坏和动摇了其生存与发展的基础。人类只有合理地、高效地、有限度地利用自然资源,自觉地、有效地保护自然环境,协调和改善与地球表层环境的关系,才能保证人类社会持续地、健康地发展。
人类与地球表层环境的关系 地球表层是人类社会发展的场所，尽管随着科学技术的发展，人类的活动范围已远远超出海陆表面，达到地球高空，甚至宇宙空间，但地球表层依然是人类活动的基本环境。 地球表层系统包括非生物，生物，人类。 地球表层系统的组成包括：四大圈层、三大界（有机界，无机界，人文界）、固气液物质。 人类与地球表层环境的关系： 一、地球表层系统对人类的作用和影响： 1、地球表层系统的演化与人类的诞生 2、地球表层系统的区域分异与三大人种的形成 3、地球表层系统对人口分布的影响 4、地球表层系统与自然灾害 5、地球表层系统对社会发展的影响 6、地球表层元素的组成与人类健康 二、人类对地球表层系统的影响 1、人类对生物圈的影响 2、人类对地貌的影响 3、人类对土壤的影响 4、人类对大气圈层和气候的影响 5、人类对水圈的影响 三、人类与环境的协调发展 人类产生于地球表层，在地球表层环境中发展、演化。可以说，在长期的发展、演化过程中，人类与地球表层环境之间，已经建立了一种密不可分的关系。并且随着人类改造自然的能力的提高，人类不再是被动地适应环境，而是在不断地改变着地球表层环境。人类与地球表层环境的关系，由人类诞生早期的环境对人类的单向影响为主，变为现在的人类与环境相互作用、相互影响的格局。 一、地球表层环境对人类的作用与影响 （一）地球表层环境的演化与人类的诞生 到目前为止，科学家只发现地球上存在着人类。人类在地球表层环境中产生，人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物。 研究发现，人类是由森林古猿的一支演化而来的。第三纪晚期是古猿的繁盛时期。由于环境的变化，森林面积缩小，草原范围扩大。一部分森林古猿仍然留在森林中生活，它们逐渐演化成今天的猩猩、大猩猩等。另外一部分古猿不得不在草原上生活。草原环境的生活，促使它们直立行走和利用前肢抓取食物。从而引起身体器官功能的改变，尤其是大脑的发育。当草原上生活的古猿不仅学会了使用工具，而且学会了制造工具时，也就完成了由古猿向人类的转化，人类也就诞生了。可以看出，在古猿向人类发展、转化的过程中，地球表层环境的变化与分异发挥了重要的作用。
地球系统科学 地球系统指由大气圈、水圈、陆圈（岩石圈、地幔、地核）和生物圈（包括人类）组成的有机整体。地球系统科学就是研究组成地球系统的这些子系统之间相互联系、相互作用中运转的机制，地球系统变化的规律和控制这些变化的机理，从而为全球环境变化预测建立科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。地球系统科学研究的空间范围从地心到地球外层空间，时间尺度从几百年到几百万年。 简介 地球系统科学是从传统的地球科学脱胎而来的。人类的生活要从环境中获取食物、能源，故必然关心所居住的环境，对所立足的地球产生求知欲，于是逐渐形成了地球科学的各分支，如气象学、海洋学、地理学、地质学、生态学等。然而，它们是对地球的某一组成部分的分门别类的研究。随着研究的深入，形成了各自的研究方法、手段和目的。但是，由于地球的空间广域性，形成它的时间悠久性和组成其要素的复杂性，分门别类的研究尽管有的学科已达定量、半定量化的研究水平，但仍不能完整地认识地球，传统地学面临着挑战。用系统的、多要素相互联系、相互作用的观点去研究、认识地球，越来越为有识之士所倡导。于是，在20世纪80年代中期，特别以美国地球系统科学委员会（Earth System Science Committee）在1988年出版的《地球系统科学》一书为标志的“地球系统科学”思想和概念被明确提出。事实上，上世纪六七十年代在中国兴起的对自然地理各要素进行综合研究的思想，可以看作是（表层）地球系统科
学的萌芽。只是后者涉及的范围、领域更广，时间更长，系统的方法和现代技术手段更加先进完善而已。 起源 地球系统科学是应人类面临的根本生存环境危机——全球变化的严峻挑战而兴起，在近年诸多高新技术在地学上的应用研究而促进其发展，它反映了现代人类对人－自然界关系的哲学理念。但是，概念尽管已提出，行动却尚有不少困难。首先就是面对这个复杂的开放的巨系统，如何能适时地、多周期地获取系统多参数的海量数据？同时，又如何对海量数据进行整合、集成以及选取合适的参数进行数学建模？模型又如何能适时地检验？如何对全世界成千上万的地学实验室、科研机构、大专院校的科学研究和获取的宝贵数据能进行共享、交换？这些问题均有待解决。地球系统科学又面临困境。幸运的是，地球系统科学由于现代工程技术科学的参与与支持，将出现一场新的技术革命。数字地球就是这场技术革命的集中体现，它有望给地球系统科学带来研究方法，手段的革命性变化。 地球系统科学是以全球性、统一性的整体观、系统观和多时空尺度，来研究地球系统的整体行为，使得人类能更好地认识自身赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害。地球系统科学在现代技术，尤其是空间技术和大型计算机发展后出现，致力于对地球的整体探索。它以地球科学许多分支学科的大跨度交叉渗透，与生命科学、化学、物理学、数学、信息科学以及社会科学的紧密结合为特征。其研究发展的特点为时空尺度大，综合性强，实用空间大，支持有效监测和预测，研究大量采用高新技术，采集、存储、处理的数据量都极其巨大。
1.1 地球的宇宙环境 [教学目标] 一、知识与技能 1．了解宇宙的物质形态和特点。 2．了解天体系统的级别和层次结构，了解地球在天体系统中的位置。 3．了解地球是宇宙中既普通又特殊的天体，正确理解地球上生命存在的条件。 二、过程与方法 1．通过阅读太阳系结构示意图，了解地球在太阳系中的位置，以及行星的运动特征，培养学生的读图和分析问题的能力。 2．通过对八大行星基本数据的对比、分析、归纳，培养学生观察思维的能力。 三、情感态度与价值观 通过了解宇宙的物质组成，使学生树立辩证唯物主义思想和正确的宇宙观，并注意识别和抵制伪科学。 [教学重点] 1．天体系统的结构层次； 2．地球上存在生命的条件及原因。 [教学难点] 地球存在生命的原因。 [教学媒体与教具] 地球仪、地球的卫星照片，星云和星系幻灯片，天文挂图，多媒体、“太阳系模式图”挂图，录像机及自行剪辑八大行星概况、彗星录像节目，投影片或月貌图片。 [课时安排] 2课时 [讲授过程] 第一课时 【新课导入】在我们生活着的地球之外，是一个广阔无边、无始无终的世界，被称为“宇宙”。宇宙里的许多奥秘在等着我们去探索。今天我们就来了解一些宇宙的知识。 【板书】第一章宇宙中的地球 第一节地球的宇宙环境 【介绍】同学们，你们知道中国古汉语中对“宇宙”两个字的定义么？“上下四方为宇、古往今来曰宙”。从这个角度来看，宇宙包含了地理学研究的两大视角“空间”和“时间”。人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。 【板书】一、人们对宇宙的认识 【讲解】在人类发展的初期，由于人们的活动范围狭小，往往凭自己的直觉认识世界，看到眼前的地面是平的，就以为整个大地也是平的，并把天空看做是好像倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是，便有了“天圆地方”的说法。后来，人们经过观察，发现天空中的各个星体都在围绕着地球转，地球好像处于整个宇宙的中心位置，这样，便产生了“地心说”。由于受西方宗教势力的影响，这个学说观点统治人们的思想是相当长的。到16世纪，哥白尼的“日心说”使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。18世纪天文学家引进了“星系”一词。到了20世纪60年代，随着大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，人们对宇宙的认识范围在不断地扩
人口爆炸和人类活动以直接或间接的形式，从多方面破坏了地球的生态系统，许多种生物已濒临灭绝。 1、环境污染加剧全球每年排放进入大气层的气体，CO2为57亿吨（t），CH4约2亿t。排放有害金属铝200万t，砷7.8万t，汞1.1万t、镉5500t，超出自然背景值的20~300倍。SO2的排放，诱发的酸雨的频度在增加，面积在扩大；空气质量严重下降，全球有8亿人生活在空气污染的城市中；江河湖海的污染日趋严重，淡水匮乏使12亿人口生活在缺水城市，14亿人口在没有废水处理设施下生活；水质污染引发的疾病死亡率已成为人体健康最主要的危害；城市垃圾、污水、船舶废物、石油和工业污染、放射性废物等大量涌入海洋，每年有200亿t污染物从河流进入海洋，约500万t垃圾被抛进海洋，在入海口处数万平方公里的臭氧层正在扩大。 2、森林锐减和物种灭绝生物多样性的世界正发生着严重的危机。研究表明（IIED，1987），在人类活动干扰以前，全世界约有森林和林地60亿hm2。到1954年世界森林和林地面积减少到40亿hm2，其中温带森林减少了32％～33％，热带森林减少了15％～20％。近30年来，世界森林，特别是热带森林的减少速度明显加快，平均每年减少800万hm2。中美洲由1950年的1.15亿hm2减到1983年中0.71亿hm2。非洲森林减少更快，从1950年的9.01亿hm2减至1983年的6.9亿hm2。世界森林的不断减少直接导致生物品种多样化的消失和物种灭绝。据估计，地球上曾经有5亿个物种，目前尚有500～1000万个物种，其中占压倒多数是无脊椎动物和植物（IIED，1987）。一些专家推测，当前每年消失的物种已达数千种之多。森林锐减和生物物种的大量减少对人类社会和经济发展将产生巨大影响。特别是森林植被的大量减少，大大改变了碳、氮等微量元素的源、汇分布，使得微量元素在地球系统中的循环遭到破坏，并迫使其从原有的平衡态向新的平衡态过渡，从而给人类社会和自然生态系统带来巨大影响。 3、淡水资源短缺 目前，世界上已有43个国家和地区缺水，占全球陆地面积的60％，约20亿人用水紧张，10亿人得不到良好的饮用水。 关于地球环境现状的资料 从产业革命开始，一系列公害问题便日益严峻地摆在人类面前。 本世纪著名的七大公害事件--美国洛杉矶光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件、美国多诺拉烟雾事件、日本的四日市哮喘事件、水俣病事件、骨痛病事件和米糠油事件，不仅对环境造成了严重的污染，而且直接危害到了人类的健康。 以1943年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件为例。由于大量排放的汽车尾气中的某种化学物质,在太阳紫外线照射下发生了光化学反应,从而形成有毒的浅蓝色烟雾，它导致洛杉矶大部分市民患病。1955年再度发生的此类事件，使
4 地球上主要生态系统类型 4．1 陆地生态系统 全球陆地面积约占总面积的三分之一，但陆地生物群落的现存生物量却占了全球的99％以上，可见，陆地生物群落在整个生物圈中起着至关重要的作用。由于陆地的环境条件非常复杂，从炎热多雨的赤道到冰雪覆盖的极地，从湿润的沿海到干燥的内陆，形成各种各样的适应环境条件的生物群落和陆地生态系统。绿色植物是陆地生态系统中的生产者，与一定环境条件相适应的植物群落的组成成分和结构，决定着生活于其中的消费者和分解者的种类与构成。因此，根据植物群落的特征可以区分出几个次级生态系统，它们在空间的分布主要受到水分条件的制约。 森林生态系统一般分布于湿润和半湿润地区，具有众多的营养级和非常复杂的食物网，是生产量最大的陆地生态系统。在适宜的水分条件下，温度的高低决定着生长季节的长短，生物群落的组成成分和结构特征，能量流动和物质循环的速率，以及生物生产量的水平。根据这些特征，可以划分为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、亚寒带针叶林和寒带冻原等森林生态系统不同类型。森林生态系统以它巨大的生产量养育着各种各样的消费者和数量巨大的分解者。 热带雨林生态系统分布于赤道两侧南北20°之间，以南美洲亚马孙河流域、非洲刚果河流域和东南业热带地区面积最大。这些地区高温多雨；生产者以常绿的高大乔木为主；种群结构复杂，仅乔木就有4～5个垂直层次；个体数量巨大，每公顷可达50～70个不同树种；林内还有极其丰富的灌木、草本植物、藤本植物和附生植物；植物群落的季节变化不明显。食草动物有貘、象、猴、大猩猩和众多的啮齿类动物，食肉动物有虎、豹等，此外，林内还生活着种类和数量上众多的昆虫和鸟类，它们的食物分布在不同的营养级上。热带雨林的净初级生产量约为37.4×109t·a-1，占陆地净初级生产总量的32％。根据初步的估计，大约只有3.8％的净生产量保持在森林中，其余的部分则在食物链中进行着物质的循环和能量的传递。 草原生态系统一般分布于半湿润、半干旱的内陆地区，如欧亚大陆温带地区、北美中部、南美阿根廷等地，那里年降水量较少（250～450mm），且集中于夏季。生态系统的营养级和食物网相对简单一些。生产者以禾本科草本植物为主，消费者包括大型食草类动物如野牛、野驴、黄羊、野兔，穴居的啮齿类如田鼠、黄鼠、旱獭和食肉动物沙狐鼬和狼。草原生态系统的种类组成和生产量随当地降雨量多少而不同。世界草原的平均净初级生产量为500g·m-2·a-1，在水分不足的温带干旱地区，草原的生产量仅为100～400g·m-2·a-1，而在水分充足的亚热带地区，草地的生产量可高达600～1500g·m-2·a-1，草原生产量最高的是新西兰的常绿草地，约为3200g·m-2·a-1。
第一单元从宇宙看地球 第一节地球的宇宙环境 【教学目标】 一．知识与技能目标 1．知道宇宙中的天体、天体系统的概念，绘图说明天体系统的级别大小，确定地球在天体系统中所处的位置。 2．认识太阳系的成员，确定地球在太阳系中所处的位置。运用资料说出九大行星的运动特征和结构特征。 3．利用资料证明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，理解地球上存在生命物质的原因。 二．过程与方法目标 1．阅读知识窗“多样的天体”等图文信息，认识各类天体的主要特征；通过观察实践、利用网络等媒体，收集天文科普材料，增强对宇宙环境的感性认识。2．通过阅读“天体系统示意图”，设计相应的简明框图，描述地球所处的宇宙环境。 3．阅读“太阳系模式图”，归纳九大行星绕日公转的共同特点；利用资料证明太阳活动对地球产生的影响。 4．运用相关学科知识，从温度、水、大气等方面，分析地球上存在生命物质的条件，逆推地球上能形成生命的原因。并以小组讨论的形式，提出在宇宙中寻找外星人的依据。 三．情感态度与价值观目标 1．通过了解地球所处的宇宙环境，树立宇宙是物质的科学宇宙观。破除迷信，反对邪教。 2．通过寻找外星人的探讨活动，一方面激发学生探究地理问题的兴趣，体验自主、合作、创新探究过程和团队意识。另一方面，培育珍惜、爱护人类共同的家园――“只有一个地球”的意识，增强关注人类未来生存空间的责任感。3．通过认识地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，确立任何事物发展都有其普遍性和特殊性的观点； 4．通过观赏天体照片等相关视频信息，激发地理审美情趣。
【教学重点】天体、天体系统的概念；太阳对地球的影响；地球上存在生命的原因。 【教学难点】太阳活动对地球的影响；地球上生命存在的原因。 【教学方法】指导学生自主学习、协作探究、交流互评。充分利用教科书搭建的平台，引导学生自己动脑、动手、在自主探究的过程中，构建新知。 【教学过程】 一．引入新课 设置问题，引入课堂情景： 凭着你的认识，你怎样向别人描述宇宙或地球？ （学生交流，尽情畅谈，插入读图1-1-1“人类信息图”，教师根据学生的回答，将答案分类汇总引入到：第一单元从宇宙看地球的内容安排、知识结构：宇宙——太阳——地球） [图1-1-1解析]1972～73年美国“先驱者”10号、11号探测器携带的镀金铝板镌刻的图案，图中表达的含义： ◆太阳系及其九大行星 ◆地球在九大行星中的位置 ◆航天器发射路径 ◆根据地球上人类特征绘制的一对男女裸体人像 ◆人像背后是按比例绘制的航天器外形，表明人体大小 ◆地球相对于14颗脉冲星的位置关系 ◆氢分子结构图 [讨论]如果请你画一幅图画与“外星人”对话，你最想告诉他们有关人类与地球的哪些信息？ [拓展资料]美国“旅行者”1号、2号探测器携带的镀金铜板刻录的唱片“地球之声”，长120分钟 ◆ 115幅照片、图表（含中国长城、家宴） ◆ 60种语言的问候语（含中国普通话、粤、厦门和江浙方言） ◆地球上自然界的各种声音
地球环境与人的关系 人类，作为地球的主人，自从诞生的那天起，就与周围的地理环境发生着密切的关系。一方面，人类的生活活动和生产活动需要不断地向周围环境获取物质和能量，以求自身的生存和发展，同时，又将废弃物排放于地理环境之中；另一方面，环境根据自身的规律在不停地形成和转化着一定的物质和能量，不为人类的主观需求而改变其客观属性，也不为人类的有目的活动而改变自己发展的过程。因此，在环境有限地自循环过程中，人类无限制地资源开采和环境破坏无疑打破了这一平衡。不管是在现有环境中谋求发展，还是抛弃旧的寻求新的环境，人类究竟能走多远？ 从生物性来看，在与地球各部分的相互作用中，人类的生存与发展形成了如今这种形式。 1.人类与大气圈大气圈是地球外面由各种气体和悬浮物组成的复杂流体系统，是在生命活动参与下长期发育而形成的。地球大气的主要成分是氮和氧。地球各圈层，尤其是生物圈各组分，与大气圈保持着十分密切的物质和能量的交换，使大气各组分之间保持着极其精细的平衡。30亿年前，大气圈中氧浓度只有现在的千分之一，原始的生命为了躲避紫外线致命的伤害，只能存在于水下10m深处。到距今6亿年时，氧浓度达到现水平的百分之一，出现了臭氧的保护，生命开始出现在水面上，成为生命史的第一个关键浓度。到4亿多年前，氧浓度达到现水平的十分之一，臭氧的浓度进一步增加，生命才能从海洋登上陆地， 这是生命史上的第二个关键浓度。可以看见，氧浓度对生命的出现与发展起到非常重要的作用。目前下层大气中氧气的浓度为21％，这是亿万年来生物圈进化与大气圈相互作用的结果。目前还没有观测到大气氧浓度变化。然而，作为大气微量组分的一些气体浓度已经发生实质性变化则是不争的事实。其中最引人注目的是CO2和O3等气体浓度的变化。20～30亿年以前，大气圈中CO2的浓度很高，约为今天CO2浓度的10倍。到16亿年前，随着含氧大气圈的形成，大气CO2的浓度逐渐下降到今天的水平。一定浓度CO2的存在，对地表温度的调节至为重要。因为CO2和某些气体具有能让太阳辐射中的短波辐射通过而吸收地表长波辐射、从而使地表增温的效应，即所谓“温室效应”，此类气体称为“温室气体”。若无这些温室气体的存在，有关计算推断地球的年平均温度应为-18℃，而不是现在的13～15℃。就是说，天然的温室效应使全球温度上升了31～33℃。综上所述，大气圈各组分之间保持着精细的平衡，这是地球环境亿万年来发育的结果。保持这种平衡乃是维护生物圈所必须，破坏这种平衡就是破坏生命的基础。然而，人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大环境问题之一。 2.人类与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。它包括江河湖海中一切淡水、咸水、土壤水、浅层和深层地下水以及南北两极冰帽和各大陆高山冰川中的冰，还包括大气圈中的水蒸气和水滴。大气中的水是全球水循环中的一个重要环节。地球之所以能够成为一颗智慧星球，水是一个关键因素。各种生命起源的假说都少不了水这一要素。如今地球表面的70％以上覆盖着水，大多数生物体内水的含量也达2/3以上。研究还发现，人体血液的矿化度为9g/L，与30亿年前的海水是相同的。静脉点滴用的生理盐水为浓度为0.9％的NaCl溶液，与原始海水一致。这似乎在告诉我们，现代人的身体内仍然流动着几十亿年前的海洋水。在自然界的植物体内，水分含量更高，有些甚至高达95％。这一切都充分表明地球上生命的产生和进化都离不开水。 人们的日常生活更是时时处处与水紧密联系，从生活、娱乐到工业生产和农业灌溉，无一不体现出水的重要性。 3.人类与土壤圈土壤是地球陆地上能供植物生长与繁殖的疏松表层。除了江河湖海等水体和两极冰盖与高山冰川覆盖的地区以外，几乎都有土壤存在。即使在岩石出露或流沙覆盖的地方，也可能有原始土壤和风沙土的发育。因此，各种土壤在地球表面形成一个断续分布的圈层，覆盖于岩石圈之上，其厚度由几厘米至几米不等。在炎热湿润的
地球各圈层与人地环境复合系统概述 摘要：人类地球环境复合系统的整体行为涉及地球的各个无机圈层（大气、水、冰雪、岩石、土壤等圈层）以及有机圈层（生物、智慧等圈层）的相互作用是环境地学的研究对象。在当今快速发展的社会里，人类活动对全球环境变化的影响越来越大，地球各圈层在人地复合系统中的作用也越来越明显。同时，地球各圈层之间的关系与人地复合系统的整体行为紧密相关。它们通过水分、生物和能量三大循环紧密地偶合在一起，互相影响，互相制约，成一个统一的整体。 关键字：地球圈层;人地环境复合系统; 1.地球圈层简介 地球圈层结构可以分为地球外部圈层和地球内部圈层两大部分，其中，地球外部圈层对人类的影响最大。地球外部圈层可以分为四个圈层，即水圈、生物圈、大气圈和土壤圈。岩石圈作为地球内部圈层的最外层对人类也具有很大的影响。 2.人地环境复合系统概述 人类地球环境复合系统是由人类社会和地球环境两大系统偶合成的、远离平衡态的、复杂而有序的开放巨系统，系统内又可分为七个子系统（大气、水、冰冻、生物、土壤、岩石、智慧等）和许多次级子系统。各系统间通过物质循环、能量转化和信息传递互相偶合在一起，形成了系统的驱动、反馈以及发展、变化的机制。 3.地球各圈层在人地复合系统的作用 3.1大气圈与人地环境复合系统 大气圈是地球表面由各种气体、水汽和多种悬浮物及其他杂质组成的复杂系统，是生命活动长期参与作用的结果。 大气的存在状况直接关系着人类以及生物的存在和发展，在人地复合系统中，大气圈与其他圈层组成一个体系，它们相互之间存在着密切而复杂的相互作用。大气圈是地球上一切生命赖以生存的气体环境，也是人类的保护伞，大气圈各组
人类活动对生态造成的危害 人类为了生存发展和提升生活水平，不断进行了一系列不同规模不同类型的活动，包括农、林、渔、牧、矿、工、商、交通、观光和各种工程建设等等。人类加以开垦、搬运和堆积的速度已经逐渐相等于自然地质作用的速度，对生物圈和生态系改造有时也会超过了自然生物作用规模。人类活动已成为地球上一项巨大的营力，迅速而剧烈地改变着自然界，反过来又影响到自身的福祉。 人类活动常可使得环境不断恶化，一方面使环境的脆弱性变得显著，自我调整能力转趋薄弱，一方面使人类自身抗灾的能力亦日益下降，再一方面许多人类破坏环境的过程本身就是自然灾害形成的过程。在这些多重因素的效应下，自然灾害的层出不穷和快速增长当然成为意料中事。 各地长期开发下，森林饱受破坏，生态逐渐失衡、土层裸露，控水能力变差，一经大雨就可导致山洪暴发、乾季则缺少基流补注，以致无论旱涝均与时俱增。 任何一个生态系统都由生物群落和物理环境两大部分组成。阳光、氧气、二氧化碳、水、植物营养素（无机盐）是物理环境的最主要要素，生物残体（如落叶、秸杆、动物和微生物尸体）及其分解产生的有机质也物理环境的重要要素。物理环境除了给活的生物提供能量和养分之外，还为生物提供其生命活动需要的媒质，如水、空气和土壤。而活的生物群落是构成生态系统精密有序结构和使其充满活力的关键因素，各种生物在生态系统的生命舞台上各有角色。 生物多样性是指包括自然世界所有的生物资源，如植物、动物、微生物，以及它们生存的生态系统，同样也包括构造出生命的重要基石――染色体、基因和脱氧核糖核酸。 我们人类自己也是生物多样性的一部分。生物多样性使生命在地球这个行星上的生存变得可能。没有生物多样性，你几乎不能在这个行星上生存，就算你可以生存下来，你也不可能喜欢这个灰暗的、无生气的、光秃秃的、无聊的世界。没有生物多样性，你不会感受到树林带给你的绿意、海洋带给你的蓝色，也不会有你呼吸的空气、吃的食物、喝的水。 然而，人类不科学和不可持续的开发活动却威胁到了许多物种的生存，正威胁着构成地球这个宏伟的不能代替的支持生命的系统。 当今生物物种所受到的威胁是有史以来最大的。所有这些威胁的实质是由于人类对生物资源发管理不当而引起的，而且这种行为还经常遭受错误引导的经济政策和不完善的制度的激励。物种的自然灭绝是生命的一个事实，是天经地义的
2018合格考知识点梳理--地球 教学目标： 1.了解地球所处的宇宙环境；掌握天体的概念和类型，理解天体系统的形成和等级差别。 2.能够运用资料说明地球的普通性与特殊性，学会分析地球上存在生命的原因。 3.了解划分地球内部圈层的结构， 4.了解太阳活动的主要类型、分布及其对地理环境和人们生产、生活的影响。 5.识记地球自转的方向、周期、速度等基本规律。 6.掌握晨昏线的判读及应用。 7.学会地方时、区时、日界线的计算。 8.运用地转偏向力解释一些自然现象。 9.理解正午太阳高度和昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。 知识详解： 一、地球的宇宙环境 1．多层次的天体系统 (1)天体系统：万有引力和天体的永恒运动维系着天体之间的关系，组成了多层次的天体系统。 (2)天体系统的层次 总星系??? ?? 银河系?? ??? 太阳系??? 地月系? ???? 地球 月球其他行星系其他恒星系河外星系 2．普通而特殊的行星——地球 (1)普通性：在太阳系中，就外观和所处的位置而言，地球是一颗普通的行星。
八颗行星????? 类地行星：A 水星、B 金星、C 地球、D 火星巨行星：E 木星、F 土星远日行星：G 天王星、H 海王星 (2)特殊性——目前所知道的唯一存在生命的行星。 ①充足的水分。 ②恰到好处的大气厚度和大气成分。 ③适宜的太阳光照和温度范围。 二、太阳活动与地球 (1)太阳大气层的结构：A 光球层，B 色球层，C 日冕层。 (2)太阳活动的主要类型：A 层的黑子，B 层的耀斑，其周期约为11年，它们都是太阳活动的重要标志。 (3)对地球的影响 ①影响地球气候：地球气候变化与太阳活动有明显的相关性。 ②干扰电离层，影响短波通信。 ③扰乱地球磁场，产生“磁暴”现象。 ④在地球高纬地区出现极光。 【要点讲解】太阳活动及其对地球的影响
第一章地球资源与环境概论 第一节 地球环境的基本特征 一、地球环境的圈层构造 （一）地球环境及其组成 环境科学所研究的是人类所赖以生存的地球环境，地球上的其他生物和非生物物质被视为环境要素，与人类息息相关。 人类环境有别于其他生物的环境，它包括自然环境和社会环境两部分。自然环境包括人类赖以生存的环境要素，例如空气、阳光、水、土壤、矿物、岩石和生物等，以及由这些要素构成的各圈层，如大气圈、水圈、土壤圈、生物圈和岩石圈。这些要素和圈层构成了人类的生存环境和地理环境。社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件，包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念和机构等。有人认为这些社会要素组成了另一圈层——智能圈或人类圈(noosphere)。 （二）地球环境的独特性 在茫茫宇宙中，地球是迄今发现存在智能生物的唯一天体。地球环境丰富多样，适合生物的生存和繁衍：地球上存在着大气、陆地和海洋；距地面15—40km 处有一个臭氧层，保护着地球不受高能紫外线的侵袭；大气中含有一定数量的CO2，使地表保持适中的温度，有利于生物的生长；地表上覆盖着一层或厚或薄的土壤，为植物提供营养和生长的基地；甚至地壳的厚度也很适中，它厚到足以把岩浆覆盖在地下足够的深度，又薄到足以维持一定的构造运动和火山活动，使地壳深部和浅部之间保持一定的物质交流。 长期以来，人们一直认为，正是由于具备了这种“优越”条件，所以地球才拥有生命。地球的独特性就在于它具备其他天体所不具备的上述条件。 近年来，科学研究的进展，使一些科学家提出了不同的看法。他们反因为果，认为地球的独特性在于它是一个靠生命来捕获、转移和储存太阳辐射能，靠生命活动来驱动地球表层的物质元素循环，靠生命过程来调控并保持其远离天体物理
人类与地球表层环境的关系 地球是人类在宇宙中生存、发展的唯一家园。地球表层环境的演化、各种气体分子的存在以及四大圈层的相互作用为人类的产生奠定了基础。而人类的存在与发展也使地球表层环境发生了重大的变化。总而言之，在地球表层环境不断发展、演化的这漫长的时期里，人类与地球表层环境之间已经建立起密不可分的关系。 ㈠地球表层环境对人类的作用与影响 ①地球表层环境的演化与人类的诞生 早在46亿年前，原始的地球就像一团泥土一样，没有任何的分层结构及生命物质的存在。后来在外界环境，特别是太阳辐射的影响下，原始的地球开始出现了各种物质。后来的火山喷发更为地球披上了一层“美丽的外衣”。地球开始形成了水圈和大气圈，地球的原始生命也从此开始。由于日地距离适中，表层接受太阳辐射均匀，氧气和液态水的存在为人类的诞生奠定了基础。 ②人类是地球表层环境发展、演化、分异的产物 人类是自然界的产物，是地球表层环境的一部分。人类是有一种古猿演化过来的。随着地球表层环境的变化，森林的面积在不断的缩小，草原的面积在扩大，一部分古猿继续留在森林中，另一部分则被迫生存在草原上。为了能够生存下来，他们不得不学会直立行走，学会收集和打造各种工具来觅食。也因此，古猿的四肢变得越来越发达，大脑发育也在不断的完善。人类也由此而诞生。在人类产生的过程中，地球表层环境的改变发挥着重大的作用。
③地球表层环境的区域分异与三大人种的形成 地球上存在着三大人种：黑种人、白种人和黄种人。黑种人形成于赤道附近热带草原地区，由于那里接受太阳直射的时间较长，温度较高深色的皮肤在这时候对他们起到很好的保护作用。白种人形成于欧洲中部和北部，由于温度较低，云层厚从而太阳辐射弱，因此人们的皮肤颜色较为浅淡。黄种人生活的环境没有黑种人那么热也没有白种人那么寒冷，所以皮肤颜色较为适中。其实，即使是同一种人，他们也会因为地球表层环境的差异而出现升高，体重以及各种器官等方面的区别。 ④地球表层环境对人口分布的影响 人类生存在地球表层环境中，必定受到地球表层环境的影响。从人口分布上来看，大多数人口分布在亚洲，次之是欧洲，最后是北美。南北两极人口分布最为稀少。我国的人口分布呈现出东多西少，南多北少的格局。西部和北部地区由于海拔较高，空气稀少，气候环境恶劣，而且生活物资经常短缺，因此人们都喜欢聚集在气候适宜，水源充沛，经济发达的东南地区。社会发展至今，人类对环境的依赖也逐渐减少，但人们的发展与生活不能完全摆脱地球表层环境的影响。 ⑤地球表层化境与人体健康 人体内含有各种各样的大量元素和少量的微量元素，这些元素任意一种的增加或减少都会对人体健康造成重大的影响。人类长时间生活在地球表层环境中，通过新陈代谢与地球表层环境进行物质交换，来维持人体内各种元素含量的平衡。这种平衡一旦被打破，就会造成
第一单元从宇宙中看地球 第一节地球的宇宙环境 【教学目的】 1、了解宇宙的含义及目前所能观测到的宇宙的范围； 2、了解宇宙的天体类型及天体系统的 组成； 3、了解太阳辐射能量的来源及太阳大气层的结构，掌握太阳活动对地球的影响； 4、了解地球的普通性和特殊性； 5、树立正确的宇宙观，培养辩证唯物主义的思想； 【重点、难点】 1、天体系统的级别； 2、为什么地球上会出现生物？ 3、太阳概况 【教学过程】 一、人类认识的宇宙 1、宇宙的定义： 2、天体： ⑴定义：⑵类型：⑶最基本的天体： 3、天体系统： ⑴定义：⑵层次： 4、目前认识的宇宙范围：亿光年的时空区域 二、太阳 1、概况 ⑴太阳是一个的气体球。⑵主要成份： ⑶表面温度：⑷太阳能量的来源： ⑸太阳大气层的分层：有里向外依次是：①②③ 2、太阳系： ⑴组成：等天体。 ⑵八大行星距离太阳依次为： ⑶八大行星绕日运动特征：①、②③、。 3太阳辐射： ⑴定义： ⑵对地球的影响：①、② 4、太阳活动 ⑴定义⑵类型 三、地球
（1）普通性：物质组成；运动特征 （2）特殊性：表现 原因：①② 【随堂练习】 一、选择题 1、宇宙中最基本的天体是( ) A．恒星和行星B．行星和卫星C．卫星和彗星D．恒星和星云 2、下列不属于天体的是( ) A．人类的家园——地球B．天空中飘动的云朵C．轮廓模糊的星云D．正在运行的宇宙飞船 3、以下天体与我们的视觉对应正确的是( ) A．星云——一闪即逝B．行星——圆缺多变C．彗星——拖着长尾D．月亮——轮廓模糊 4、目前，人类能够观测到的最远天体距地球约有( ) A．8万光年B．1．496亿千米C．100亿光年，D．150亿光年 5、．下列天体系统中，没有月球的是( ) A．总星系B．银河系C．太阳系D．河外星系 6、太阳系在天体系统中的层次是( ) A．最高一级B．最低一级C．次于银河系D．同于河外星系 7、比太阳系高一级，比总星系低一级，且不包含地球的天体系统是( ) A．地月系B．银河系C．恒星世界D．河外星系 8、下列对地球宇宙环境的叙述，正确的是( ) A．宇宙是物质的，但物质之间没有任何联系 B．宇宙是由物质组成的，任何物质之间都有相互吸引和绕转的关系 C．宇宙是物质的，物质是运动的，但物质的运动没有规律可循 D．宇宙是物质的，物质是运动的，物质的运动和联系，是有规律和层次的 9、下列现象属于太阳活动对地球产生影响的是（） A、地球两极地区出现极昼极夜现象 B、无线电长波通讯受到干扰 C、大气中二氧化碳增多，气温升高 D、干扰地球磁场，产生“磁暴”现象 10、平时用肉眼看到的最多的天体是( ) A．行星B．卫星C．恒星D．流星 11、太阳释放的能量主要有( ) A．太阳内部铀等重元素裂变释放的辐射能B．飞离太阳大气层的带电粒子的能量C．氢原子核转变为氦原子核释放的辐射能D．碳原子核裂变释放的辐射能 “教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。《孟子》中的“先生何为出此言也？”；《论语》中的“有酒食，先生馔”；《国策》中的“先生坐，何至于此？”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实《国策》中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载，首见于《礼记?曲礼》，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。12、与太阳
论述地球环境与人类生存的关系问题 摘要：人类生活在地球环境中，靠着地球上的各类资源维持自己的生活.随着人类生活的不断进步，经济的快速发展，人类对自然资源的需求量日益增多。对资源的无节制开采，导致自然环境遭到破坏，资源、能源的过度使用，污染问题日益凸显，这些无不昭示着人类对环境的破坏。破坏的后果是严重的，环境慢慢对人类进行着报复，全球变暖、海啸、泥石流、酸雨等等自然灾害的发生给人类生命带来严重威胁。这一系列的后果告诉人类与环境和谐相处的重要性，因此，人类必须采取行动，调整生活、生产方式，处理好人类生存与环境的关系，对自然资源进行合理的开采利用，防治污染，营造和谐的人类-环境相处模式，走环境的可持续发展道路。 关键词：地球环境资源人类生存环境污染环境保护 地球，生命的摇篮，人类共同的家园。她给人类提供生存的环境和资源，使人类在这里生息繁衍。地球环境的资源主要有以下四类：1) 三大生命要素：空气、水和土壤；2) 六种自然资源：矿产、森林、淡水、土地、生物物种、化石燃料（石油、煤炭和天然气）；3) 两类生态系统：陆地生态系统（如森林、草原、荒野、灌丛等）与水生生态系统（如湿地、湖泊、河流、海洋等）；4) 多样景观资源：如山势、水流、本土动植物种类、自然与文化历史遗迹等。这种种资源都与人类生活息息相关，他们维持着人类生存，并且为人类生产活动提供物质生产资料。空气，构成地球周围大气的气体。无色，无味，主要成分是氮气和氧气，还有极少量的氡、氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体和水蒸气、二氧化碳和尘埃等。常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅黄色液体。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉，因而液态空气的组成是20.95%氧，78.12%氮和0.93%氩，其它组分含量甚微，可以略而不计。水资源， 包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等)。水是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。地球上百分之71的表面覆盖着水，所谓三分陆地，七分海洋，其实，地球上97.5%的水是咸水，只有2.5%是淡水。而在淡水中，将近70%冻结在南极和格陵兰的冰盖中，其余的大部分是土壤中的水分或是深层地下水，难以开采供人类使用。江河、湖泊、水库及浅层地下水等来源的水较易于开采供人类直接使用，但其数量不足世界淡水的1%，约占地球上全部水的0.007%。全球每年降落在大陆上的降水量约为110万亿立方米，扣除大气蒸发和被植物吸收的水量，世界上江河径流量约为42.7万亿立方米，按1995年的世界人口计算，每人每年可获得的平均水量为7300立方米。由于世界人口不断增加，这一平均数已较1970年下降了37%。而中国的人均水资源只相当于世界人均水资源量的1/4。土壤资源，是由固体、液体和气体三类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为农作物提供必需的生活条件。 各类资源是存在于地球的自然资源，他们质量的好坏影响着人类健康。空气是人类赖以生存的物质，是生物生存的必须条件。由于地球有强大的吸引力，使百分之八十的空气集中在离地面平均为十五公里的范围里。这一空气层对人类生活、生产活动影响很大。人们通常所说的大气污染指的是这一范围内的空气污染。空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开空气；大气层可以使地球上的温度保持相对稳定，如果没有大气层，白天温度会很高，而夜间温度会很低；大气层可以吸收来自太阳的紫外线，保护地球上的生物免受伤害；大气层可以阻止来自太空的高能粒子过多地进入地球，阻止陨石撞击地球，因为陨石与大气摩擦时既可以减速又可以燃烧；风、云、雨、雪的形成都离不