第十讲 整体性和差异性.docx

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第十讲整体性和差异性

第十讲整体性和差异性

考点一自然地理要素变化与环境变迁

■

（一）生物进化与环境变迁

在生命出现以前，地球表层的发展主要是化学演化过程；在生命出现以后，有机进化，即生物演化则扮演了极其活跃的角色。

生物进化与环境演变简史

地球上最初的生命是出现在海洋中的单细胞生物，生物学上统称为原核细胞生物。

因地球早期环境中有机物数量有限，对生物繁衍和进化产生很大压力，促使一部分生物逐渐演化出利用外界的有机物合成自己所需要养分的能力。

其中，具有光合作用功能的生物的出现和发展，对地表环境的演化具有重要意义。

因为它们使大量的自由氧释放到环境中，改变了大气的性质，促使地理环境从无氧环境向有氧环境转变，为生物进化的下一个重要阶段奠定了环境基础。

经历了大约２０亿年的漫长演化，在距今约１４亿年前，从原核生物细胞中演化出了真核细胞生物。

真核细胞生物出现以后，生物的演化进程明显加快。

一方面，生物通过遗传变异适应环境的能力大为增强；另一方面，藻类的光合作用效率大大提高，从而加速了自由氧在海洋和大气中的积累，也使太阳紫外线辐射强度大大减弱，扩大和改善了生物的生存环境。

从古生代寒武纪开始，大量无脊椎动物出现在地球表层，由此揭开了欣欣向荣的生物系统演化进程的序幕

将生物发展阶段的序号填入下表内：

动物界：

①爬行动物时代②鱼类时代③海生无脊椎动物时代④动物孕育、萌芽和发展的初期阶段⑤人类时代⑥哺乳动物时代

植物界：

①陆上孢子植物时代②被子植物时代③裸子植物时代④海生藻类时代

代

纪

距今年代（亿年）

生物发展阶段

动物界

植物界

新生代

第四纪

0.03～0.02

0.7

1.4

1.95

2.5

2.85

3.3

4.0

4.4

5.2

6.0

25

38

46

第三纪

中生代

白垩纪

侏罗纪

三叠纪

古生代

二叠纪

石炭纪

泥盆纪

志留纪

奥陶纪

寒武纪

元古代

太古代

地球初期发展阶段

■

（二）环境变迁与生物灭绝

在地质历史时期，也经历过一些不利于生物生存的环境变化阶段，导致大量生物物种的衰退和灭绝。

古生代末期和中生代末期，是地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期。

在古生代末期，６０％以上的海生无脊椎动物种类（如三叶虫等）灭绝了，脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类则全部灭绝，蕨类植物明显衰退。

在中生代末期，除了盛极一时的恐龙突然从地球上完全销声匿迹以外，海洋中有５０％以上的无脊椎动物种类也灭绝了。

阅读下列材料，回答问题。

陨石：

中生代恐龙灭绝的证据

在世界上许多地方的中生代末期的地层内，科学家发现铱元素含量异常，高出相邻岩层平均值的３０倍左右，这成为支持小行星撞击地球假说的证据。

因为铱元素在地球表面并不常见，而陨石中却经常存在铱含量较高的现象。

有些地质学家认为，如果一颗足够大的富含铱的小行星撞击地球并发生爆炸，那么，大量的富含铱的尘埃颗粒就会散发到大气层中，在地球表面就会覆盖一层富含铱的尘土层，最后形成的地层铱元素含量就会异常多。

经计算，含铱泥土里存在的铱，需要一颗大约１０千米直径的小行星撞击才能产生。

在美洲尤卡坦半岛的北部海岸，地质学家发现了一个部分淹没在海中的陨石坑，直径１８０～２００千米，陨石坑中到处开裂的岩石表明，曾发生过一次强烈的爆炸。

这是中生代小行星毁灭性撞击地球最可能发生的地点。

１．上述材料是否可以说明中生代恐龙灭绝的原因？

２．请收集资料，尝试解释中生代恐龙灭绝之谜，并将获得的结果与同学们交流。

考点二自然地理环境的整体性

自然地理环境是岩石圈、大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、人类圈等自然地理圈层组成的有机整体。

其中，每一要素都作为整体的一部分，与其他要素相互联系和相互作用。

某一要素的变化，会导致其他要素甚至整体的改变。

土壤既是自然地理环境的一个要素，也是反映自然地理环境整体性的一面“镜子”。

不同的土壤，可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物乃至人类活动。

从多种因素对土壤形成的作用，可以看出各自然地理要素之间是相互联系和相互影响的，共同构成一个有机整体。

■

（一）成土母质与土壤

风化作用使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化物。

这些风化物逐步发育成土壤，故称风化物为成土母质。

成土母质是土壤的初始状态，是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素（氮除外）的最初来源。

在气候与生物的长期作用下，成土母质逐渐转变成可生长植物的土壤。

成土母质对土壤的物理性状和化学组成均有极其重要的影响。

成土母质的粒度与土壤质地（土壤粗细状况）关系密切。

因为各种成岩矿物抗风化的能力差别显著，所以在不同的成土母质中，风化物颗粒大小不一。

发育在颗粒较细母质上的土壤，质地一般较细，含粉砂和黏粒较多，含砂粒较少；发育在颗粒较粗母质上的土壤，质地一般较粗，含砂粒较多而含粉砂和黏粒较少；发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多；发育在洪积物和冲积物上的土壤具有明显的质地分层特征。

成土母质的化学成分，在很大程度上决定着土壤中的化学元素和养分。

例如，基性岩（二氧化硅含量在４５％～５２％的岩浆岩）母质上的土壤，其铁、锰、镁、钙的含量，要显著地高于酸性岩（二氧化硅含量在６５％～７５％的岩浆岩）母质上的土壤，其中钙的含量最高，而硅、钠、钾的含量则低于酸性岩母质上的土壤。

土壤与其他自然地理要素的关系

■

（二）气候与土壤

通过土壤与大气之间不断进行的水分和热量交换，气候直接影响土壤的水热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度。

通常情况下，温度每增加１０℃，化学反应速度平均增加１～２倍。

温度从０℃增加到５０℃，化合物的分解速度增加７倍。

在寒冷的气候条件下，土壤冻结时间长，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来；在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质含量趋于减少。

气候还通过影响岩石风化过程、外力地貌形态以及动植物和微生物的活动等，间接地影响土壤的形成和发育。

例如，从干燥的荒漠地带或寒冷的苔原地带，到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，化学与生物风化逐渐增强，有机残体归还逐渐增多，风化壳（风化产物残留原地）逐渐加厚。

１．比较说明成土母质与土壤的区别和联系。

２．有人说，热带地区的土壤层厚度比温带和寒带地区的要大，这种说法对不对？

说明你判断的理由。

■（三）生物与土壤

生物是土壤有机物质的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素。

土壤肥力的产生与生物作用密切关联。

在适宜的日照和湿度条件下，岩石表面滋生出苔藓类生物，它们依靠雨水中溶解的微量矿物质得以生长，同时产生大量分泌物，对岩石进行化学、生物风化。

随着苔藓的大量繁殖，生物与岩石之间的相互作用日益加强，岩石表面慢慢地形成了土壤。

此后，一些高等植物在“年幼”的土壤上逐渐生长起来，进一步促进土壤的形成。

绿色植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分元素，并通过光合作用制造有机质，然后以枯枝落叶和残体的形式，将有机养分再归还给地表。

不同的植被类型，有不同的养分归还方式，所形成土壤的有机质含量也是不同的。

生物与土壤有机质

森林土壤的有机质含量一般低于草地，这是因为草类根系茂密且集中在近地表的土壤中，向下则根系的集中程度递减，从而为土壤表层提供了大量的有机质；树木的根系分布很深，直接提供给土壤表层的有机质不多，主要是以落叶的形式将有机质归还到地表。

动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质外，有些动物如蚯蚓、白蚁等，还可通过对土体的搅动，改变土壤结构和孔隙度等。

微生物则主要通过对有机残体的分解、转化以及腐殖质的合成，来促进成土过程。

■（四）地形与土壤

地形主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤。

在山区，由于温度、降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的垂直气候带和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直分化。

坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况，从而影响土壤的发育。

在陡峭的山坡上，地表疏松物质的迁移速度较快，很难发育成深厚的土壤；在平坦的地方，地表疏松物质的侵蚀速率较慢，成土母质能在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。

阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡，温度状况比阴坡好；阳坡的蒸发量相对较大，水分状况比阴坡差。

在上述各种成土因素中，母质和地形是比较稳定的影响因素，气候和生物则是比较活跃的影响因素。

土壤是一个构成复杂、不断变化的自然综合体，其形成过程是相当缓慢的。

人类活动与土壤

人类生产活动主要通过改变成土因素作用于土壤的形成与演化，其中以改变地表生物状况的影响最为突出。

典型例子是农业生产活动，它以稻、麦、玉米、大豆等一年生草本农作物代替天然植被。

这种人工栽培的植物群落结构单一，依赖大量额外的物质、能量输入和人类精心的护理获得高产。

因此，人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性，通过灌溉改变土壤的水分、温度状况，通过农作物的收获剥夺本应归还土壤的部分有机质，从而改变土壤的养分循环状况，通过施用化肥和有机肥补充养分的损失，从而改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等，最终将自然土壤改造成为各种耕作土壤。

人类活动对土壤的积极影响是培育出一些肥沃、高产的耕作土壤，如水稻土等。

由于违反自然成土过程的规律，人类活动也造成了土壤退化，如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。

从土壤形成与自然地理要素的关系中，我们可以看出，各种自然地理要素的相互作用造就了环境的整体特征。

这种整体特征不仅表现为自然地理环境具有所有要素各自的属性，而且具有它们相互作用而产生的更多属性。

１．为什么说生物是土壤形成过程中最活跃的因素？

２．比较说明在下列土壤类型中，哪一类发育程度较好：

黄河三角洲冲积土，青藏高原寒漠土，江南丘陵红壤。

３．查阅资料，说一说黄土高原土壤的性状和成因。

４．查阅资料或实地考察，说一说水稻土的性状和成因。

考点三自然地理环境的差异性

一、地球表层差异性的表现

地球表层自然地理环境的差异性无处不在。

不同的空间尺度存在着不同程度的差异。

１．根据“合成卫星影像所显示的地球表层差异性”图，说出在地球陆地表层有哪些主要的自然地理景观类型。

２．图中箭头所指示的各是哪一种典型自然地带？

３．想一想，在各自然带内部是否还存在着差异，举例说明。

地球表层的差异性

亲历中国自然地理环境的差异性

如果你从海南岛出发，经琼州海峡，陆路旅行到黑龙江漠河，那么，你可以看到自然景观大致依次出现为：

热带季雨常绿阔叶林—亚热带常绿阔叶林—温带落叶阔叶混交林—亚寒带针叶林。

如果你从北京向西一直走到乌鲁木齐，则会依次看见森林—森林草原—草原—荒漠草原—荒漠等自然景观。

这种景观变化，实际上是自然地理环境变化的反映，说明自然地理环境在空间分布上是有差异性的。

二、地域分异的基本规律

地球表层的差异性表现为大小不等、内部具有一定相似性的一系列地域单元，并由此产生各地域单元自然条件的差异，这就是地域分异。

地域分异表现出一定的有序性和普遍性，就是地域分异规律。

■

（一）纬度地带分异规律

太阳辐射能在地球表层的空间分布上呈现出有规律的差异性，这成为制约自然地理环境差异性的基本因素。

太阳辐射带来的热量从低纬度向高纬度逐渐减少，随之引起其他自然地理要素和环境整体特征大体上沿纬线延伸、随纬度变化。

这种呈纬向带状分布的差异就是纬度地带分异。

１．从海南岛到漠河的景观变化，反映的是哪一种地域分异的基本规律？

为什么？

２．影响上述自然带分布的基本因素是什么？

纬度地带性分异规律的复杂性

地球自转造成地表流体，包括气团、洋流等发生偏转，这增加了纬度地带性格局的复杂性，又由于海、陆组成物质的差异引起了能量收支状况的改变，从而导致纬度地带性规律发生很大的变形或扭曲，致使地球表面某些纬度地带并不呈现连续的带状分布，而往往发生中断和尖灭。

因此，仅仅用纬度地带分异规律，还不能全面解释自然地理环境的差异性。

■

（二）干湿度地带分异规律

在同一纬度地带内，降水量往往从沿海到内陆逐步降低，从而出现不同的自然地理环境。

这种由于水分条件不同而导致的其他自然地理要素和环境整体特征的差异，被一些地理学家称为“干湿度地带分异”。

因为这种分异大致沿经度方向变化，另一些地理学家又称之为“经度地带分异”。

１．填表比较纬度地带分异规律与干湿度地带分异规律。

地域分异规律

自然带更替方向

形成地域分异

的主要因素

举例

纬度地带分异规律

干湿度地带

分异规律

２．在非洲从赤道出发，沿２０°经线依次向南、向北前进。

想一想，自然景观将发生什么变化？

为什么？

３．从欧洲西海岸出发，沿４０°纬线向东前进。

想一想，自然景观将发生什么变化？

为什么？

■（三）垂直分异规律

地球表层存在着明显的地势起伏。

在有一定高度的山区，随着高度上升，温度降低，降水增加，从山麓到山顶自然环境及其各组成要素会出现逐渐变化更迭的现象，这就是垂直分异。

出现垂直分异的山区处在一定的纬度和干湿度地带上，必然受纬度地带分异规律和干湿度地带分异规律的制约。

在垂直分异规律的支配下，具有一定高度的山体由下而上出现随等高线延伸的不同带状自然地理环境，称为垂直自然带。

由于植被和土壤是自然地理环境的“镜子”，所以垂直自然带的划分通常以植被或土壤为主导标志。

垂直自然带在珠穆朗玛峰地区有明显的表现。

同一山体的垂直自然带，又有阴坡和阳坡的明显差异。

垂直分异景观

１．观察上图，描述山体的垂直分异现象。

２．读下图，思考下列问题：

（１）为什么珠穆朗玛峰南坡出现的自然带谱比北坡复杂？

（２）比较珠穆朗玛峰南坡和北坡降水量的差异，并解释产生这种差异的原因。

（３）山地雪线的海拔高度与气温和降水有密切关系。

想一想，珠穆朗玛峰南坡雪线比北坡低的原因。

■（四）地方性分异规律

地方性分异是较小尺度的地域分异，它是在地方地形、地方气候、较大范围地面组成物质等差异的影响下，自然环境各组成成分及其组合沿一定地势剖面发生变化的规律。

三、主要陆地自然带

陆地面积约占全球总面积的１/３，但陆地自然带生物群落的现存生物量却占了全球的９９％以上，可见陆地自然带在整个地球表层起着至关重要的作用。

陆地自然带有非常复杂的差异性，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，形成各种各样的自然地理环境。

绿色植物是陆地自然带中的生产者，而植物群落的组成成分和结构，决定着消费者（动物）和分解者（微生物）的种类与构成。

因此，根据植物群落的特征可以区分出不同的陆地自然带，它们的空间分异主要受热量和水分条件的制约。

特别提醒

1．陆地自然带和气候类型的对应分析

热带，温带和寒带陆地自然带的特征及分布：

陆地自

然带

气候

类型

典型植被

典型动物

典型土壤

分布规律

热带雨林带

热带雨林气候

热带雨林

猩猩、河马

砖红壤

赤道附近

热带草原带

热带草原气候

热带草原

长颈鹿、

羚羊

燥红土（热

带草原土）

热带雨林带

南、北两侧

热带荒漠带

热带沙漠气候

热带荒漠

袋鼠、

沙漠狐

荒漠土

南、北回归线附近大陆中西岸

亚热带常绿

硬叶林带

地中海气候

亚热带常

绿硬叶林

阿尔卑斯

山羊、黇鹿

褐土

南、北纬30°～40°大陆西岸

陆地自

然带

气候类型

典型植被

典型

动物

典型土壤

分布规律

亚热带常绿

阔叶林带

亚热带季风气候、亚热带季风性湿润气候

亚热带常

绿阔叶林

猕猴、灵猫

红壤

南、北纬25°～35°大陆东岸

温带落叶

阔叶林带

温带季风

气候

温带落叶

阔叶林

松鼠、黑熊

棕壤、褐土

北纬35°～50°亚欧大陆东岸

温带海洋

性气候

南、北纬40°～60°大陆西岸

温带草原带

温带大陆

性气候

温带草原

黄羊、旱獭

黑钙土

中纬度的大陆中部

温带荒漠带

温带大陆

性气候

温带荒漠

双峰驼、子午沙鼠

荒漠土

陆地自

然带

气候类型

典型植被

典型动物

典型土壤

分布规律

亚寒带针

叶林带

亚寒带大

陆性气候

亚寒带

针叶林

紫貂

灰化土

北纬50°～70°

苔原带

苔原气候

苔原

驯鹿、

北极狐

冰沼土

高纬度

冰原带

冰原气候

冰雪

裸地

北极熊、

海豹

未发育