自然地理学教案 6.docx

1、自然地理学教案 6授课题目第一章 绪论（一）授课类型理论课首次授课时间2009年09月05日学时2教学目标通过本节课,使学生：了解地理学研究对象及学科体系；掌握自然地理学的研究对象与基本特征，正确理解其内涵；重点与难点1自然地理学的研究对象及其基本特征；教学手段与方法多媒体教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）第一章 绪论前言（10分钟）这学期将由我和大家一起来学习自然地理学原理这门课程。我们这门课程使用的教材是郭永盛和王庆 2005年编写的自然地理学,这本教材是山东省教学改革试点课题“自然地理学”教改项目成果。我们知道，地理学是一门主干课程，也是一个较难的

2、课程，那么我们为了学好这门课程，仅仅依赖于这一本教材是远远不够的。因此在此有必要给大家指定几本参考教材。（1）陈传康等，1993,综合自然地理学 , 高等教育出版社；（2）黄秉维等，2000，现代自然地理，科学出版社；（3）马建华 等编著，2002，现代自然地理学，北京师范大学出版社；（4）蒙吉军 编著，2005， 综合自然地理学, 北京大学出版社。任何一门独立的学科在绪论都要回答三个问题：1）研究什么-也就是我们通常所说的研究对象；2）有什么用-它的基本价值,也就是我们通常所讲的学科地位；3）怎么研究-也就是通常说的方法论,有哪些研究方法（包括哲学、逻辑、系统论等）。这些问题都是需要绪论回答

3、的。自然地理学原理这门课程是我们地理学专业的重要课程之一。我们在此前学习了地质、地貌、气象气候、水文、生物与土壤等自然地理要素的基础知识。通过对这些基础知识的学习之后，我们对自然地理学有了一个初步的了解，但是我们知道，这些自然地理要素并不是单独作用，他们往往相互联系，相互制约。而在现实中，我们单独研究某一个自然地理要素并不能解决一些实际问题。这就要求我们对整个自然地理学有一个总体性认识。这也就是我们现在要学习的自然地理学原理。这门课程带有自然地理学总论的性质，也通常被称为综合自然地理学。自然地理学又是地理学的重要组成部分，因此，在学习自然地理学原理这门课程之前，我们有必要对地理学有一个总体的认

4、识。一、地理学的研究对象及其体系（30分钟）（一）、地理学的研究对象(20分钟)什么是地理学？地理学是研究什么的？这些问题不仅我们地理专业的同学会提出，即使从事地理科学工作几十年非常有经验的专家也不断思索着这个问题；这个问题不但在中国地理学界如此，其他国家、包括地理学比较先进的国家的学者们也经常在探讨着这个问题。甚至在1924年召开的国际地理学年会上，会长墨雷（Jhon Murray）致开幕词，就曾经被问到“什么是地理学”的这样一个问题。那么，到底什么是“地理学”，不同阶段、不同的人对其有不同的认识。地理学它是一门古老的学科，人类有关地理方面知识的产生，可以追溯到遥远的古代。在我国，地理一词大

5、约出现在春秋战国时期（公元前72世纪），据周易系辞载：“仰以观于天文，俯以察于地理”。对地理的解释是指地表的形态，体现了古人对于自然环境的一种直觉的感性认识。而在西方世界，地理学作为一门科学发轫于古希腊，公元前3世纪，古希腊著名地理学家埃拉托色尼精确地计算了地球的大小，并写成了地理学一书，共三卷，他在书中第一次使用了地理学（geography）这个名词，其含义是指“对地球的描述”，认为地理学就是“科学地记述大地之学”。这在一定程度上体现了人们对整个地球认识的愿望。因此埃拉托色尼在西方也被称之为“地理学之父”。近代地理学的奠基人，德国地理学家亚历山大冯洪堡和卡尔李特尔都重视通过野外观察来认识自然

6、界的本质。洪堡根据对欧亚大陆和美洲自然景观考察的丰富经验，把地理学进一步解释为研究地球上各种景观和现象的空间分布、空间关系及其相互依存的科学，并强调地球是一个不可分割的整体。李特尔则明确将地理学的研究对象限定于地球表层，并强调人是地理学研究的核心，把自然界的各种现象和与人类的关系作为地理学的主要研究内容。在此后的100多年中，虽然人们对地理学研究的认识并不统一，但地球表层、空间分异、人地关系等一直是地理学关注的焦点。近来，一位外国学者曾说：“地理学就是地理学家干的工作，也就是他们想干而又被允许干的事”。“地理学家所搞的就是地理学”这样典型实用主义的说法，表明地理学没有严格定义，因而也就不会有严

7、格的限定性的范畴。那么地理学到底是研究什么的，英国地理学家P.哈盖（Peter Hogget）在其所著地理学（Geography)中，曾举出简明而易懂的实例，以说明地理学研究领域与其他相关学科之差异：“对在同一海滩上游泳或日光浴的人群（进行）研究，不同科学家各有不同主题。地质学家对海边沙砾感兴趣，生物学家则海滨的动植物有兴趣，经济学者则考虑不同位置的冰淇淋摊贩之边际成本，而地理学者则从事海滩的自然条件、区位等的综合研究，以了解其对游客的影响力”。关于地理学曾有不少学者下过定义。据不完全统计，地理学的定义不下40种之多。根据中国大百科全书.地理学，我们对地理学的表述为：地理学就是研究地球表面自然

8、现象和人文现象，以及它们之间相互关系和区域分异的学科，简单地说，就是研究人与地理环境关系的学科。可见地理学的研究对象为“地球表层地理环境”，简称“地理环境”。“地理环境”一词是由法国地理学家E.雷克吕于1876年所提出的，他把地理环境解释为“围绕人类自然现象的总体”。关于地理学研究对象的表述，长期以来多延用“地理环境”一词。（除此之外，还有其他不同的表达术语，如“地理壳”、“景观壳”、“地理圈”、“生物发生圈”、“地理综合体”、“地理系统”等等。地理环境包括四部分：即天然环境、人为环境、经济环境和社会文化环境。天然环境和人为环境合称自然地理环境。天然环境是指受到人类间接影响而自然面貌基本上未发

9、生变化的地理环境。例如，现今人迹尚未涉足的极小部分的极地、高山、荒漠、热带雨林、某些大沼泽、自然保护区，以及大洋中的某些海域等等。 人为环境是指经过人类影响其自然面貌已发生改变的地区。这部分在自然地理环境中占统治地位。例如广大的农垦地区、放牧的草原、次生森林、城市地区的人为自然环境，以及人类直接影响的广大海陆水域等。那么人为环境和天然环境有什么不同呢，这主要人为环境的变化程度取决于人类对自然的干涉强度，人类干涉越大，环境改变越大，而天然环境基本上不受人类活动影响。另外一个问题是人为环境还属不属于自然地理环境。人为环境虽然受人为影响较大，但人为环境的演变仍受制于自然规律，因此人为环境仍属于自然地

10、理环境。由天然环境和人为环境合称的自然地理环境可以视作为狭义的地理环境。经济环境与社会文化环境可统称为人文地理环境，它是人类本身的经济、政治行为所创造的人类环境。 经济环境主要是指生产力的地域组合，包括农田、牧场、林场、矿山、工厂、居民点、城市等生产力实体的地域布局与组合。 社会文化环境包括社会结构组织、国家行政管理系统、民族、民俗、语言、文化等的地域分布与组合，以及包括人类对其周围事物的心理感应和相应的社会行为等。刚才我们对地理学研究对象的地理环境的四个部分分别作了一个简单的介绍，但实际上它们是相互密切联系着的一个有机的整体，又叫做综合的地理环境，亦就是我们通常所说的广义的地理环境。（二）、

11、地理学的学科体系(10分钟)经过两千多年的发展，地理学经历了研究领域的不断扩展，研究对象、研究方向的分化与综合，研究目的和内容的不断深化与细化，研究方法与研究手段的日益科学进步，以及多种学科的相互杂交、渗透与溶合，结果与其它学科一样，今天的地理学已形成了由多层次、多分枝、多部门构成的庞大体系。正因为它过于庞大，迄今为止地理学还没有一个大家共认的恰当的划分体系。在西欧，传统的划分是将地理学分为通论地理学（部门地理学）和专论地理学（区域地理学）两部分，通论地理学又分为自然地理学和人文地理学两大分支，以下再分若干次级学科。而前苏联的学者长期把地理学划分为自然地理学与经济地理两大分支。更多的西方学者则

12、习惯于将地理学划分为自然地理学和人文地理学两大部分。我们在中国大百科全书.地理学中所作的地理学体系基础上再作些调整。首先分出自然地理学和人文地理学两大分支，作为地理学的二级学科，并试图将各种地理学按研究对象和性质，尽可能将它们归纳于自然地理与人文地理两大分支中，地理学的科学体系见图1。附图：地理学学科体系略图（自然地理学，P3）如图1所示，地理学通常分为自然地理学和人文地理学两个分支学科。1. 自然地理学：根据研究对象的复杂性和对其研究的领域分化，自然地理学主要包括普通自然地理学和部门自然地理学。（1）普通自然地理学：又叫综合自然地理学，也就是我们所要学习的这一部分知识。它是狭义的自然地理学，

13、主要研究地球表层自然景观的综合特征，强调整体性。随着自然地理学与相近学科的发展，对地球表层进行整体性的研究，即研究自然景观的结构、功能、空间分异，时间动态以及各种自然要素与过程之间，人与生存环境之间相互作用的机理，已成为普通自然地理学的主要研究方向。（2）部门自然地理学：分别研究组成地球表层自然景观的各种要素与过程，强调一般性，通常以某个要素为核心进行分析与综合，包括地貌学、气候气象学、水文地理学、土壤地理学、生物地理学、景观生态学等次一级学科。在部门自然地理学中，又随着研究对象的细化，又可以将部门地理学进行进一步的划分，形成地理学的第四层次，称为专门地理学，如地貌学又已发展出河流地貌学、冰川

14、地貌学、海岸地貌学等专门地貌学，生物地理学分为植物地理学和动物地理学等。2. 人文地理学人文地理学主要包括历史地理学、城市地理学等十个次级学科。值得指出的是，随着人类活动和自然过程之间相互作用的不断强化，自然地理学与人文地理学研究的交叉和融合已成为一种发展趋势。在地理学学科体系中，我们看到又把地理学划分为区域地理学和应用地理学。在这里有必要对对区域地理学与应用地理学的学科地位作一个简要探讨。在古代至近代地理学发展历程中，区域地理学研究一直是地理学的核心。它以区域自然与人文地理要素的综合研究为主旨。困此，区域地理学与通论地理学（部门地理学）同是地理学的两个分支。尽管由于现代地理学各部门的高度分化

15、，以及其他非地理学科的交融发展，区域地理学在地理学中的影响相对较弱。但是，它作为充分体现地理学区域综合性质的作用和地位并未改变。我们又可以将其划分为区域发展战略学等几个次级学科。而应用地理学分支则不同，除了地图学这门古老的学科以外，其它均为现代顺应社会发展，以自然地理学和人文地理学为基础，以解决实际地理问题而迅速发展起来的应用地理学科。应用地理学科作为现代地理学的重要组成部分，它在地理学的重要性正日益加强。它主要包括地理信息系统等几个次级学科。基于以上分析，我们可以得出，将区域地理学和应用地理学作为地理学的二级学科对待也是比较客观的。二、自然地理学的研究对象及其基本特征(30分钟)（一）、自然

16、地理学的研究对象自然地理学的研究对象是什么，其认识过程是一个漫长的过程。19世纪近代地理学发展阶段，自然地理环境与地理环境的概念并无差别，正如E雷克吕把地理环境理解为环绕人类社会的各种自然现象的总体。1883年，德国地质地理学家李希霍芬(Fvon Richthofen)认为，地理学必须限于研究地球表面即岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互接触的地方。他的观点实际上已是“地理壳”概念的萌芽。20世纪初期，俄国地理学家P布罗乌诺夫（P. I. Brounov）首先提出了“地球表层”一词。此后，苏联的一些地理学家主张将“地球表层”改用“地理壳”或“景观壳”一词来反映自然地理学的研究对象。如格里戈里耶夫（

17、，地理壳包括岩石圈上部、大气圈下部、水圈、植被、土壤覆盖和动物界。自然地理学的研究在于阐明地理壳各组成成分之间，以及地理壳同“外部世界”（太阳辐射、地球内部物质等）之间的物质和能量交换过程。“地理壳”一词的提出使李希霍芬的概念更加形象、清晰和确切起来，为地理学界所广泛接受。20世纪40年代苏联著名自然地理学家卡列斯尼克（，自然地理学研究地理壳（景观壳）的物质组成、结构和发展的最一般规律，它应包括：（1）地理壳的整体性，即各组成成分的相互联系与变化；（2）地理壳中的物质、能量循环；（3）地理壳中的韵律性（周期性）现象；（4）地理壳发展变化的连续性；（5）地理壳结构的地带性。卡列斯尼克对地理壳的阐

18、述可以说与狭义的地理环境的概念是基本一致的，他对自然地理学基本问题的论述，为综合自然地理学的形成奠定了基础。自20世纪50年代以来，我国的自然地理学者们接受了格里戈耶夫和卡列斯尼克有关地理壳综合研究的思想，在林超的倡导下，深入研究了地球表层各种自然地理过程，使综合自然地理学在中国得以独立发展。20世纪60年代以后，系统论思想在科学技术界广为传播，将地理学研究对象当作是多层次的复合系统的思想较早地为西方各国地理学者所接受。80年代中，我国有的地理学者基于系统论和耗散结构论思想，提出“地球表层”是“具有一系列分级多层次的开放系统，并作为地理学的研究对象”。显然他们所指的“地球表层”与广义的地理环境

19、相当。我们这里介绍了自然地理学研究对象的一个认识过程，那么什么是自然地理学？自然地理学是研究地球表层的自然景观及其组成要素和自然现象在空间上相互依存与相互作用的机理的一门学科。自然地理学所研究的地球表层是一个开放系统，它是地球上大气、水体、岩石、生物相互接触、相互渗透的部分，是各要素共同组成的整体，也是人类生存与活动直接影响的部分。因此，自然地理环境也称为“自然综合体(national complex)”和“景观（landscape）”.人类对自然地理环境的命名各不相同，但所指的客观实体却是基本相同的，这些术语主要有：地球壳、景观壳、地球圈、景观圈等。中国著名的地理学家黄秉维院士提出了地球表层

20、系统，这些术语虽然名称不同，但内涵基本相同，没有重大差异。因此我们可以说自然地理学是以地球表层即自然地理环境为研究对象，是把组成自然地理环境的各种要素相互联系起来进行综合研究，以阐明自然地理环境的整体性：各组成要素及其相互间的结构、功能、物质迁移、能量转换、动态演变和地域自然分异规律，以及研究人类活动与地理环境间相互作用的地理学的一门分支学科。作为自然地理学研究对象的自然地理环境，亦即狭义的地理环境。（二）、地球表层-地理壳的界限与范围1广义的地球表层作为自然地理学研究对象的地球表层或地理壳有一定的范围。我国多数地理学者和前苏联地理学者认为，地球表层有其特定的物质结构形态，它的界限与范围应当以

21、其物质的内在联系发生显著减弱的地方确定。它的界限与范围应当以其物质的内在联系发生显著减弱的地方确定。它的上限以大气圈对流层的高度为限：在极地高约8km，在赤道高约17km，平均约10km；其下限为岩石圈的上部：在陆地上深约56km，在海洋中平均深约4km的范围。平均厚度可达15km（陆地部分为16km，海洋部分为14km）。其上、下界限之间包含了大气圈与岩石圈的一部分、水圈和生物圈在内，即为地球表层系统的范围。之所以这样划定地球表层的垂直范围，其主要依据有以下三点：（1）对流层顶是大气圈物质组成和物理性质发生明显分异的界面之一，对流层顶以下的大气圈部分对下垫面性质和人类活动有重要影响。根据大气

22、圈气体成分、温度和气压的垂直分布状况，自下而上可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、暧层和逸散层等五个次级圈层。对流层和平流层之间有一个厚度不大的对流层顶（温度垂直变化很小甚至无变化），它可阻挡下部空气的上升运动，使对流层顶上下的大气物质成分和物理性质出现明显分异。对流层中的温度随高度上升而降低，空气对流运动强烈，产生诸如云雾、风、降水和雷暴等天气现象；对流层中还生活着数以万计的生物种类，它们对人类的生产和生活具有重要影响；另外，对流层的性质深受海陆表面性质的影响。而对流层顶以上的平流层缺乏水汽，气流以水平运动为主，没有天气变化，强烈的宇宙辐射排除了生命存在的可能性。（2）陆地表面以下56km

23、处是沉积岩分布的下限。根据成因的不同，组成地壳的岩石可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，其中沉积岩是地表先成岩石经过风化、搬运、堆积和固结成岩作用形成的，与地表附近的大气运动、流水、生物活动密切相关。可见，沉积岩分布下限可以被看作是大气圈或地表因素作用于固体地壳的最大深度。在沉积岩石圈内，存在着低温液态水、有机质乃至生命，而沉积岩石圈以下的地壳部分则缺乏空气、液态水、有机质和生命。（3）在对流层顶至沉积岩石圈底部之间的范围内，最主要的能量来源是太阳辐射能。太阳辐射作用于所产生的一系列物质循环和太阳能转化过程都发生在上述范围之内，而且对流层大气、沉积岩石圈、水圈和生物圈都参与了太阳能的转化和物质

24、循环。相反，沉积岩石圈以下的部分，其能量则以地热能为主，太阳能的影响已非常微弱。对流层以外的大气圈部分，虽然能量也来自太阳辐射，对地球表层系统也有一定影响，但是对人类生存来说，它远不如对流层那样重要。2、狭义的地球表层有些学者认为，地球表层系统的空间范围太大，组成太复杂，给研究工作带来很多不便，而且也容易和其它地学分支（如地质学、气象学、生物学、水文学等）的研究对象相混淆，因而主张将自然地理学的研究对象限制在较小的范围内。A.N.斯特拉勒等认为，自然地理学的研究中心是“生命层”，即地球上绝大部分生命有机体所生活的、占厚度很小的一个圈层。也就是指大气圈、岩石圈、水圈的交接面，上限离地面不超过10

25、0m，相当于对流层近地面摩擦层下部地面边界层，下限为太阳辐射能可到达的深度。由于这一深度在陆地不超过地下30m，在海洋不超过水下200m，所以狭义的地球表层的厚度，一般不超过200300m，但这却正是生物和人类活动最为集中也最为活跃的场所。牛文元在其编著的自然地理新论（1981）中，强调自然地理学的研究对象是“自然地理面”。它的上限是大气近地面边界层（大气底部摩擦层）顶部，在地表以上50100m的高度上；下限是太阳能影响地面以下的终止线（多年平均地下温度和水下温度的变幅稳定线），该线在陆地部分深2530m，在海洋部分深约100m。因此，自然地理面的总厚度介于75200m之间。牛文元在其后来的编

26、著的理论地理学中，又把自然地理面的上界扩大至大气边界层（大气摩擦层）顶部，在地面以上5001000m的高度上，下界没有变化，总厚度扩大到5251100m。实际上，自然地理学研究对象的垂直厚度应视所研究问题的水平尺度而定。研究问题的水平范围小，则研究对象的垂直厚度就小，反之垂直厚度则大。若以植物冠层顶部为上界，以植物根系所及部位为下界，则构成更次一级的地球表层系统（相当于“土地系统”）。从物质组成来看，地球表层系统包括四个圈层，即大气圈的对流层、水圈、生物圈、沉积岩石圈。第一是大气圈的对流层，主要是由氮气、氧气、水汽和固相物质组成。第二是水圈，包括分布在地表、地下及大气中的液态水、固态水和气态水

27、，其主体是海洋。第三是生物圈，它是地球上所有生物及其活动区域的总称。地球上的生物分布比较广泛，但主要集中在地面上下100m的范围内。土壤是植物生长发育的基地，也是动物和微生物及其活动区域的总称。所以通常把土壤圈看作是生物圈的一个组成部分。第四是沉积岩石圈，它是岩石圈的一部分，主要由沉积岩、岩浆岩和变质岩组面。需要说明的是，沉积岩石圈并不都是由沉积岩构成，之所以称之为沉积岩石圈是因为沉积岩的分布规定了太阳辐射能影响地表以下的深度。上述四大圈层的物质组成不同，物质运动形式也不同，都以独特的方式对地球表层系统发生影响。例如，对流层、水圈、生物圈和沉积岩石圈的物质运动分别影响地球表层系统的气候、水文、

28、生物和土壤以及地貌状况。通常将气候、水文、生物、土壤和地貌称为五大自然地理要素。在地球表层系统各组分之间，人类是最活跃的因素。它可以在一定程度上改变地球表层系统的外貌，使其向着有利于人类的方向发展。然而在特定时段和区域内，人类也可以破坏地球表层系统，产生一系列环境问题。从这种意义上说，人类活动也是地球表层系统的一个重要环境因素。与天文因素对全球系统的单向影响不同，人类圈与其它圈层之间的作用是双向的。目前，人类的力量已强大到可与地质力量相比。人类每年的消耗500亿吨矿产资源，已超过在每年新生成的岩石圈物质数量（约300亿t），更比河流每年搬运的物质数量（约165亿t）多。人类的力量不仅表现在量上

29、，而且还表现在质上，它每年创造（有意识或无意识）大量新的化学物质，参与并不断改变地球表层系统的物质过程。在人类圈同其它圈层的强相互作用中，一方面，人类圈的环境容量在扩大；另一方面，自然资源的大量消耗和生态环境的不断恶化，正严重威胁人类的生存和发展。（三）、地球表层的基本特征自然地理环境镶嵌于地球表面，面向宇宙空间，既受宇宙因素、行星因素的影响，又受地球内部构造的制约，是一个不同于地球其他部位的一个相对独立的物质系统，它具有以下六大特点： 1地球表层是太阳辐射集中分布的区域，太阳能的转化亦主要在地球表层进行。太阳辐射集中分布于地球表层，太阳能的转化亦主要在地球表层进行。地球高空大气对太阳能的吸收

30、很少，而太阳辐射又不能够穿透地球内部，这就使在部分太阳辐射集中分布于地球表层附近，并在这里重新转化。因此，海陆表面上下是太阳辐射能对地表的几乎所有自然过程起重要作用的地方。2地球表层是气体、液体、固体三相物质和三相圈层界面共存的地方。其中陆地表面是固体和气体的界面，海洋表面是液体和气体的界面，海洋下界是液体和固体的界面，海洋沿岸带是三相界面。在各界面上三相物质共存，又互相交换，互相渗透，形成了多种多样的胶体和溶液系统。也使地球表层成为物质和能量联系最紧密的一个有机的整体系统。3在地球表层进行着复杂的物质、能量交换及循环过程（如水循环、化学元素循环、地质循环、生物循环）的同时，尚伴随着信息的传输

31、。地球表层物质能量转化过程的强度和速度都比地球其它处要大，表现形式更复杂多样。4地球表层各组成成分随时间和空间的变化，组合状况及组合关系的变化，如光、热、水、土、生物等相互组合关系的变化，导致在地球表层内部产生复杂的分异作用，形成不同规模、不同等级而有从属关系的一系列地域单元，或自然综合体，既体现了地球表层具有地域分异性特征，也体现它在结构上的多级性和层次性.5地球表层具有自身特有的形成物，如生物、土壤、风化壳、沉积岩类等，这种物质和现象都是地球表层特有的，通常称为“表成体”。6地球表层是人类社会发生发展的场所。尽管随着科学技术的发展，人类活动范围已远远超出海陆表面，到达地球高空，甚至宇宙空间

32、，但地球表层仍是人类生活的基本环境。大家都说科技发达了，人类向太空进军，以后可以向太空移民等，现在看来它也仅仅停留在科学研究的基础上，真正实施起来也不容易，也不太现实。思考题、讨论题、作业1、 简述地球表层垂直范围的划分依据，并查阅相关文献，列举一种不同的划分方法，并对其方法提出你的看法。教学后记学生对地理学史等方面的知识掌握不是太好，建议以后增加这方面的内容授课题目第一章 绪论（二）授课类型理论课首次授课时间2009年09月05日学时2教学目标通过本节课,使学生：了解自然地理学的学科地位、任务；掌握自然地理学的研究方法；正确认识自然地理学发展趋势。重点与难点1自然地理学的学科地位与任务；2自然地理学的研究方法。教学手段与方法多媒体教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）三、自然地理学的学科组成和发展趋势（一）、自然地理学的学科组成在地理学的发展过程中，自然地理学因其研