自然地理學第一章教學課件

　　自然地理學第一章教學課件

　　[學習目的]

　　要求掌握自然地理學的研究對象，正確理解其內涵；了解自然地理學的研究領域、研究方法和研究意義；正確認識自然地理學與相鄰學科的關系。

　　[主要內容]

　　什么是自然地理學

　　自然地理學的特點

　　研究對象、內容、方法

　　自然地理學的發展趨勢

　　自然地理學在社會中的作用

　　一 、什么是自然地理學(Physical Geography)？

　　自然地理學是地理學分支之一。研究自然環境或其組成部分的科學。按研究的特點，自然地理學可分為綜合性和部門性的兩組分支科學。綜合性的分支科學有綜合自然地理學、區域自然地理學、古地理學等。部門性的分支科學有地貌學、氣候學、水文地理學、生物地理學、冰川學等。狹義的自然地理學僅指綜合自然地理學，部門自然地理學已逐步發展成為一門獨立的學科。狹義的自然地理學僅指綜合自然地理學。

　　二、自然地理學的特點

　　（一）全球性

　　由于地球系統過程具有明顯的全球性特征，因此許多自然現象和過程都不受國界的限制。20世紀60年代板塊構造學說的出現，首先在固體地球研究中建立了全球觀概念。80年代以來大氣科學和海洋科學的發展，也已經走向全球化，著名的厄爾尼諾-拉尼娜現象引起的氣候災害影響遍及全球3/4范圍，就是一個實例。

　　自然地理學的全球性特點決定了人們必須采用全球范圍調查研究和觀察測試方法。隨著科學技術的進步，人們對地球的研究范圍，已經能從隧道掃描顯微鏡和離子探針的原子尺度到全球地震臺網的和軌道衛星所提供的數據得出的全球圖像。從地表的地學實地調查和標本采集，飛機和衛星對地面的遙感監測，大陸和海洋的超深鉆探，天然和人工地震對地球內部圈層結構的探測等，為自然地理學的全球觀研究提供了基礎資料。與此相適應，80年代起一系列大型國際地球科學合作研究計劃的推出，如國際巖石圈計劃（ILP）、深海鉆探計劃（DSDP）/大洋鉆探計劃（ODP）、世界氣候計劃（WCP）、國際地圈生物圈計劃（IGBP）等，

　　已形成了對地球的全球立體研究網絡。

　　（二）多尺度性

　　另一個特點是地球系統內各種地學過程發生的時間尺度和空間尺度具有極大的差別。以往對不少地學問題爭論不休，特別是環境預測問題上出現互相矛盾、脫離實際的情況，癥結之一就是不在一個時空尺度下討論問題所致。舉氣候變遷的例子。

　　地球系統過程的主要時間尺度大體可以劃分以下5個層次：

　　幾十億年至幾百萬年尺度 地球和生命的起源、生物滅絕、板塊構造、造山作用、等重大事件，是傳統地學的研究領域。

　　幾十萬年至幾千年尺度 冰期、間冰期的交替，土壤的發育，生物種類的分布，地球公轉的`周期變化。

　　幾百年至幾十年尺度 該尺度的全球變化有氣候、大氣化學成分的變化，地表干燥度或酸度的變化，陸地和海洋生態系統的變化，土壤侵蝕、水系變遷，以及人類對大氣圈、水圈、生物圈的干擾，則是地球系統科學的主要研究對象。人口問題、資源問題、能源問題、可持續發展問題等全球性社會問題也都要在這個層次上解決。這一層次上的全球研究是對人類智慧的挑戰，既是科學發展的熱點，也是21世紀解決人類重大問題的認識基礎。

　　幾個季度至幾天尺度 天氣現象、洋流中的旋渦、極地海冰的季節消長，地面徑流、風化、植物生長的年循環，地球自轉的地理效應，生物地球化學過程，火山、地震活動等。

　　幾小時至幾秒尺度 湍流熱交換、大氣對流等。

　　幾年至幾小時時間尺度的變化，屬于大氣、海洋和生物科學的研究范疇。

　　地球科學的這種特殊時空尺度使得人們無法直接測量地球中心的溫度，也無法在實驗室再造地球系統的真實過程。因此，通過長期地學研究實踐總結的類比方法具有重要意義。19世紀英國地質學家萊伊爾（C.Lell）提出的“現在是過去的鑰匙”名言，后來被稱為“將今論古”的現實主義原則和方法，啟示人們可以根據現今地表發生的各種地學過程及其物質記錄，研究地質歷史時期的古環境變化。由此類推，人們也可以運用“將古論今”的方法，根據地質和人類歷史中發生過的地球環境和巖石圈演變過程來預測地球的未來趨勢。類比方法普遍應用到天氣預報、災害預測等研究領域。例如，根據自然災害與天文現象周期的對應關系開展預報，日益引起人們重視。

　　（三）綜合性

　　（四）區域性

　　三 自然地理學的研究對象、內容、和方法

　　1 研究對象

　　自然地理學的研究對象是自然地理環境，包括只受到人類間接或輕微影響，而原有自然面貌未發生明顯變化的天然環境，和長期受到人類直接影響而使原有自然面貌發生重大變化的人為環境。

　　巖石圈-大氣圈-水圈，及土壤圈、生物圈、地貌

　　2 研究內容

　　自然地理學的研究對象構成其研究內容，作為一門綜合學科，要特別強調其研究內容應包括研究各個圈層的相互作用及其關系和作用效應。

　　3 研究方法：

　　現象記錄（描述）→ 統計過去（分析）→ 預測未來（判斷）

　　現象記錄：自然地理研究提供基本素材；

　　統計過去：如對渤海赤潮事件的統計分析，預測渤海可能成為世界上第一個“死海”；

　　如日本地震學家對東京1885年以來發生的大地震進行統計分析，預言，東京

　　地區未來50年內發生大地震的概率為90%。

　　三 自然地理學的發展趨勢

　　1 綜合化趨勢

　　地學、氣候學、水文學、土壤學、生物學、地貌學相互綜合滲透，人類生存發展的環境。

　　2 新技術手段的運用

　　計算機技術、遙感技術、激光技術、同位素技術、信息系統技術、數字化技術等 玻璃地球(the glass earth)

　　數字地球(the digital earth)

　　3 由定性向定量發展：

　　高精度定位監測、動態摸擬、3S技術；

　　4 廣泛應用：

　　國土整治、環境工程、城市規劃、防災減災、生態優化、優質農業、食品安全；

　　5 加強人類活動對自然環境影響的研究：

　　沙塵暴、沙漠化、石漠化、土地退化、水土流失等；

　　6 全球性合作研究

　　四 自然地理學在社會發展中的作用

　　三峽工程

　　青藏鐵路

　　五思考題

　　1 談談你所理解的自然地理學。

　　2 論述自然地理學的研究意義及其與你所學專業的關系，請舉例說明。

　　3 簡述全球氣候變暖的環境效應及其與人類活動的關系？

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