全球变化 第四章

《全球变化》课程教学大纲课程名称：全球变化 / Global Change课程编码：12014007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理科学学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年执笔者：千怀遂审核者：林媚珍一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变化的过程和机制。

人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应受到特别的关注。

狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。

该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度发展，受到的人类活动深刻影响。

阐明人类赖以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科学问题。

（二）课程教学的目的和要求通过课程的学习，使同学了解在全球尺度上的由于自然和人为原因造成的环境变化问题的实质以及人类如何应对全球环境变化问题，帮助学生从时间维认识地理环境的过程、区域特征的形成以及人地关系等问题，使学生建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。

增强学生关注地球、关注环境和从整个地球系统认识环境变化的意识。

（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。

课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。

（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学和地质学基础。

并要求学生具有一定的生态学基础。

（五）教材与教学参考书教材：张兰生、方修琦、任国玉，全球变化，高等教育出版社，2000年第一版。

《全球变化》试题库（1—6章)一、名词解释1、地球系统2、全球变化3、大洋传送带4、深层流5、碳酸盐补偿深度6、温室效应7、生物净初级生产力8、阳伞效应9、始新世末期事件 10、新仙女木事件 11、区域分异 12、沃克环流 13、热盐环流 14、极性倒转与极性期 15、气候模式 16、均一性假设 17、18O 的含义 18、新生代衰落 19、绕极环流 20、奥杜威文化 21、更新世滥杀假说 22、14C年代测定 23、冰期—间冰期转换过程的不对称性 24、磁化率 25、孢粉 26、地质年代表 27、成铁时期 28、全息假设 29、Heinrich事件 30、冰期 31、间冰期 32、生物泵 33、14C 34、末次冰期最盛期 35、火山活动指数 36、南方古猿 37、能人 38、直立人 39、早期智人 40、晚期智人 41、北京猿人 42、猛犸象 43、第四纪 44、古自然地理环境时期 45、辐射演化 46、布容正向极性期 47、松山负向极性期 48、植物硅酸体 49、古土壤层 50、古环境感应体 51、环境代用资料 52、全球变化敏感区 53、小冰期 54、人类生态系统 55、地球轨道参数 56、全球尺度 57、全球观点 58、 IGBP 59、更新世 60、有孔虫二、填空1.全球问题的根源在于地球有限的生命支持系统与( )之间的矛盾.2.当前的全球变化研究以（）和（ )地球观为指导,区别于以圈层为核心的旧的地球科学体系。

3.目前正在进行的全球变化研究是一个庞大的计划体系，主要有四个内容上密切联系又彼此相对独立的国际研究计划构成,它们是：（），( ）,（ ),以及（）。

4.板块与板块之间的相对运动有：（）、（ )和（）三种形式。

5.沉积岩、变质岩和岩浆岩在构造运动的作用下被抬升到（）以上重新接受侵蚀堆积过程，从而完成岩石圈循环过程。

6.全球生态系统可分为（）和（）两大类型.7.按照全球变化驱动力的来源，可以将驱动因素分文三种类型：（）、( )和（）。

环境生态学与全球变化第一章环境生态学概述环境生态学是一个跨学科的领域，它将生物学、地理学、化学、物理学、土地利用和城市规划等学科有机地结合在一起，以研究生态系统如何响应环境变化，并提供可持续地管理和保护生态系统的解决方案。

环境生态学研究的对象主要是生态系统，包括陆地生态系统、淡水生态系统和海洋生态系统等。

生态系统是由生物群落、环境和生物地球化学循环等因素组成的，在受到外部干扰时，系统内的各种生物和非生物因素都会进行相应的适应和调节，以克服干扰带来的影响。

环境生态学的另一个重要领域是环境污染和治理。

大气污染、水污染和土壤污染等都会严重影响到生态系统的健康和稳定，环境生态学的任务就是研究这些污染物的来源、传播规律和影响，提出相应的治理方案。

第二章全球变化的概念全球变化是指地球系统各方面发生的变化，包括气候变化、生态系统变化、大气化学成分的变化、海平面上升和自然资源的变化等。

这些全球变化的发生对人们的生存环境和经济社会发展会带来重大影响和挑战。

上世纪末期以来，全球变化的速度和规模不断加剧，人类对环境资源的过度利用和污染、能源和交通的快速发展、城市化和工业化的加速等因素，都是导致全球变化的主要原因之一。

第三章环境生态学与全球变化的关系环境生态学和全球变化是密不可分的，环境生态学本身就是为了更好地应对全球环境变化而产生的。

环境生态学的研究目的是研究生态系统在受到外部干扰时的应对机制和适应性，为应对全球变化提供科学依据和技术支持。

环境生态学对应对全球变化的挑战也提出了许多重要的解决方案。

环境污染治理、生态系统恢复和保护、可持续利用自然资源等都是环境生态学应对全球变化的重要手段。

而全球变化也对环境生态学提出了更高的要求。

在面对全球变化挑战的过程中，环境生态学需要更加深入地理解生态系统的本质和机制，提高对污染物的监测和评估能力，开发出更加有效的生态系统修复和保护技术，为全球变化提供更加全面的科学依据和技术支持。

高一地理必修一第四章笔记第四章主要讲述了全球环境演变，讨论了全球变暖、极地变化、臭氧层破坏、环境污染等。

一、全球变暖全球变暖指的是地球的表面温度不断上升，造成气候改变和全球气候变化。

全球变暖是由于二氧化碳排放量上升和长期积累造成的。

二氧化碳（CO2）是地球表面热量空气分子中最多的一类气体，随着火力发电、汽车尾气排放量增加，气候变暖的趋势越来越严重，致使海平面上升，植物的生长和物种的多样性受到威胁，另外，全球变暖也将会导致海水温度上升，引发海洋生态系统的混乱，极大的潮汐波动等一系列的灾害。

因此，世界各地的政府应该加大对环境污染的打击力度，采取有效的环保措施，限制废气排放量，减缓全球变暖的速度。

此外，采用可再生能源来取代化石燃料，改善能源利用效率，减少碳排放，以及改善生态系统，将有助于减缓全球变暖的趋势。

二、极地变化极地变化是指极地地区气候发生的变化，其中包括长期的变化以及短期的变化。

极地变化的原因很多，其中包括全球变暖、臭氧层破坏、地轴倾斜变化以及月亮的潮汐引起的海洋洋流的微小变化等。

由于极地地区气候的变化，极地的典型景观发生了变化，如极地地区的海冰面积减少，多年冰融化等。

此外，这些变化还会影响到极地生物，如海洋生物、野生动物等，进而影响到寒带和温带地区，进而影响到全球气候变化，全球变暖的速度会加快。

为了解决极地变化的问题，除了加强对环境的保护外，政府还应该采取行动，积极开展技术研究，发展更加环保的能源，减少对石油、煤、天然气等化石燃料的使用，减缓全球变暖的速度，保护极地生态环境。

三、臭氧层破坏臭氧层是一层臭氧，把地球表面和太阳辐射分离开，减少紫外线照射，保护地球上生物及环境免受紫外线损害。

但是，人类活动中产生的一些化学副产物以及氯氟化物等工业废气，都会对臭氧层造成破坏，严重的话可导致臭氧层出现变形。

臭氧层破坏会引发一系列的负面影响，如地球表面空气、土壤和植物的紫外照射量增加，使植物的生长受到严重影响，造成生态系统的混乱，此外，紫外线照射量的增加也会对人类皮肤细胞和眼睛造成伤害，引发一系列致命疾病，如皮肤癌等。

全球化复习资第一章：全球变化科学产生的背景1．硬件条件2．社会需求(1)大气污染(2)温室效应(3)臭氧层被破坏(4)土地沙漠化(5)水的污染(6)海洋环境恶化(7)森林锐减：(8)物种濒危(9)垃圾成灾(10)人口增长过快一、全球变化科学研究的主要内容(1) 研究地球系统复杂的多重相互作用的机制，是目前全球变化最主要的研究内容。

(2) 分析地球系统各种尺度的变化规律和控制这些变化的主要因素。

(3) 建立地球系统变化的预测理论方法。

(4) 提出全球资源和环境科学管理的方法。

三、全球变化科学内涵全球观点全球尺度，所有时间过程，人类的作用四、全球变化科学研究的主要意义1．全球变化研究是人类社会实现可持续发展的新的科学举措2．有利于深化对地球系统的认识，促进地球科学、应用基础科学和社会科学的共同发展3．推动世界科学进步第二章7、全球变化的主要过程（1）气候系统与水文循环过程地球表面的能量收支平衡与温室效应，决定了气候系统的加热率。

影响因素有三：到达地球的太阳辐射能：太阳辐射强度、地球轨道要素；地球的行星反射率：云、冰雪、植被等；进入地球系统中的太阳能在其中滞留的时间：某些微量气体，其与温室效应相联系大气和海洋环流，水文循环与气候系统中的反馈过程水循环过程：控制地球温度和云层的形成、输送和消散，及其与太阳辐射的关系；气候过程：控制着陆、海表面和大气的相互关系，引起气候系统中一系列重要的反馈过程。

水汽反馈：总体为正云辐射反馈：可正可负冰雪圈反馈：大气热量平衡中的冷却作用，正反馈海洋的反馈：对大气运动和气候系统有重大影响（2）固体地球系统与岩石圈循环过程板块运动过程，陆上风化与侵蚀堆积过程，海洋沉积过程（3）生态系统与生物地球化学循环过程生态系统的结构和功能，生物地球化学循环过程（水循环，气体型循环，沉积型循环），全球碳循环（4）人类生态系统与人类活动过程。

人类生态系统的构成（组成：自然生态系统、人化自然生态系统、人工自然生态系统）人类生态系统中的物质、能量流动，根据人类开发利用自然环境方式的不同，人类生态系统存在着三种类型：采集-狩猎系统、农业系统、工业城市系统。

第二节全球气候变化对人类活动的影响学习目标１．了解地质时期、历史时期和近现代气候变化的特点。

２．理解全球气候变化对地理环境和人类活动的影响，并掌握应对措施。

知识导引一、全球气候变化１．概念：气候变化是指一个特定地点、区域或全球的长时间的气候改变，是以某些与平均天气状况有关的特征的变化来度量的。

２．地质时期的气候变化（１）经历了三次大冰期气候：震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期、第四纪大冰期。

大冰期之间为大间冰期。

（２）特点：冷暖干湿相互交替，变化周期长短不一。

总体来看，在地质时期的气候变化过程中，温暖期较长，寒冷期偏短；湿润期与干旱期相互交替，但新生代以湿润期为主。

３．历史时期的气候变化：近５000年来，气候有两次大的波动：一次是公元前５000年到公元前１５00年的温暖期；另一次是１５世纪以来的寒冷期。

４．近现代的气候变化：气温呈波动上升的趋势，雪盖和冰川面积减少，全球平均海平面升高；北半球中高纬和热带地区的降水量增加，亚热带地区则减少了。

人为因素对气候的影响是复杂的。

其影响主要是通过以下三条途径进行的：一是改变下垫面的性质；二是改变大气中的某些成分（二氧化碳等）浓度；三是人为地释放热量。

二、全球气候变化的影响１．全球气候变化本身就是资源条件的变化。

在许多地区增加了自然资源的开发利用难度。

２．全球气候变化加剧了自然灾害。

３．全球气候变化还将导致原有生态系统的改变。

４．全球气候变化对主要生产领域，如农业、林业、牧业、渔业等部门的影响更为显著。

５．气候变化通过极端天气和气候事件（如厄尔尼诺、干旱、洪涝、热浪等），扩大某些疫病的流行，对人体健康造成危害。

气候变化不等于气候变暖，但全球气候变化的影响主要是全球气候变暖的影响。

探究点一全球气候变化[核心归纳]１．气候变化的概念气候变化是指一个特定地点、区域或全球的长时间的气候改变，是以某些与平均天气状况有关的特征，如温度、降水量、风等要素的变化来度量的。

２．列表比较三个时间尺度的气候变化特征时期含义气候（气温）变化特点地质时期时间跨度最大，变化周期最长的时期冷（寒冷期）暖（温暖期）交替历史时期距今１万年以来的时期气温波动变化（温暖期和寒冷期）近现代最近一两百年的时期气温波动上升特别提醒１．气候变化并不一定是人类活动引起的。

《全球变化》课程教学大纲课程编码：12014007课程名称：全球变化英文名称：Global Change课程类型：专业核心课总学时：64讲课学时： 50 讨论：14学分数：4适用对象：地理科学、资源环境与城乡规划先修课程：自然地理学、人文地理学、经济地理学、自然资源学原理执笔人：陈永金审核人：张金萍一、课程性质、目的和任务全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变化的过程和机制。

人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应受到特别的关注。

狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。

该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度发展，受到的人类活动深刻影响。

阐明人类赖以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科学问题。

二、课程教学和教改基本要求通过课程的学习，使同学了解在全球尺度上的由于自然和人为原因造成的环境变化问题的实质以及人类如何应对全球环境变化问题，帮助学生从时间维认识地理环境的过程、区域特征的形成以及人地关系等问题，使学生建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。

增强学生关注地球、关注环境和从整个地球系统认识环境变化的意识。

讲课过程中重视学生的参与，实行探究式学习课堂教学模式改革，重视理论与实践的结合，通过作业、报告等将知识技能转化成自身素质。

三、课程各章重点与难点第一章地球系统与全球变化一、本章重点：地球系统的构成全球变化研究内容二、本章难点：三、教学要求：掌握地球系统的概念与组成，理解全球变化的内涵以及全球变化研究内容，了解全球变化主要时空特征。

第一章绪论1、地球系统概念、物理气候系统、生物地球化学循环地球系统指由地球的大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核和生物圈（包括人类本身）组成的整体，它包括从地球的地核到外层大气的广阔范围。

物理气候系统包括控制地面温度和降水分布的大气和海洋过程，由于太阳加热不同而产生的运动以及冰雪覆盖的变化。

温度和降水过程，通过大气物理和动力学过程、海洋动力学过程、陆面湿度和能量平衡，以及平流层-中间层大气动力学过程控制着物理气候系统。

生物地球化学循环是指诸如碳、氮、磷、硫等生源要素通过地球各子系统的物质流，及其对地球系统生物圈的影响。

生物地球化学循环包括海洋生物地球化学、陆地生态系统、对流层化学以及平流层、中间层大气化学等过程。

2、时间、空间尺度时间尺度(temporal scale)是指一个过程或一种现象所持续的时间长度，通常用10n年表示；空间尺度(spatial scale)是指一个过程或一种现象发生的空间规模，按空间规模的大小可分为局地尺度、区域尺度和全球尺度等。

3、地球系统碳循环的主要过程、全球碳库的构成大气内部碳循环。

大气内部的碳过程包括发生在大气内部的物理过程和那些与含碳气体有关的大气化学过程。

海洋碳循环。

海洋碳循环中的最重要的两个过程是物理泵和海洋生物泵。

物理泵又称溶解泵。

海洋生物泵则包括有机生物泵和碳酸钙泵。

陆地碳循环。

陆地生态系统碳的输入和输出全球碳库包括：大气碳库、陆地碳库、土壤碳库、海洋碳库、人类所释放的碳。

4、全球变化概念全球变化包括地球环境中所有的自然和人为引起的变化，可以定义为全球环境（包括气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学及生态系统等）中的、能改变地球承载生命的能力的变化。

5、全球变暖的事实地表温度升高大气层温度升高、强度加大冰雪面积减少全球平均海平面升高而且海洋热容量增大气候系统的某些要素发生了重要变化6、什么是温室效应、温室气体这种由于大气中存在CO2、水汽和微量气体而使地球升温的现象，如同在温室中，阳光穿过玻璃使温室内的大气升温，而热量却不容易逃逸，结果使温室变暖。

全球变化一、全球变化概述世界人口的激增和科学技术的巨大进步使得人类以前所未有的规模和速度改变着生存环境。

由于工农业生产、交通运输、城市化所导致的大气及水体污染、土地退化、乃至气候的变化从局域扩展至全球范围。

这些由于人类活动直接或间接造成的，出现在全球范围内的，异乎寻常的人类生态环境的变化，就是当今科学界，各国政府及公众广泛关注的全球环境变化或简称全球变化。

人类的生态环境包括地圈、生物圈、水圈、和大气圈。

能量和物质在各圈内部及其之间的流通及交换赋予整个环境系统某些反馈和调节的特点，并维系着系统的平衡与稳定。

以大气组分而言，除非巨大的地质变化，大气中各主要气体及微量气体之间的比例基本保持常量。

一般认为，工业革命之前生物圈尚未受到全球范围的巨大干扰，其初级生产力和呼吸处于平衡及稳定状态。

英国科学界J.E.Lovelock认为地球系统具有一种能力，即当受到干扰后能通过自我调节恢复到稳态。

换言之，地球系统具有趋稳特性。

这就是通常所描述的自调节稳态。

当人为的或自然的干扰在强度、范围和持续时间上超过某一阈值，便可能影响甚至破坏这种稳态，造成全球范围的环境变化。

大气中二氧化碳浓度的持续上升便是由于人类社会大量消耗化石能燃烧、破坏植被致使大量二氧化碳释放到大气中的结果。

迄今为止的全球变化研究是以气候变化为核心展开的，概括地说，目前的全球变化研究是关于区域及全球气候变化趋势、原因、机制和效应的研究。

从历史记录中寻求气候变化的证据并根据气候系统的运行规律预测未来气候的特征一直是气候学家关注的焦点，也是全球气候变化研究的核心内容之一。

全球变暖最早引起人们对气候变化的广泛关注。

全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。

目前对全球变暖的理论解释是所谓的“温室效应”假说。

即大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层耳导致温度上升。

最重要的温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化氮和谈氟氯烷等，期中二氧化碳的作用约占全部温室气体作用的50%以上。