杨达源《自然地理学》（第2版）笔记和典型题（含考研真题）详解

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内容简介
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第1篇　复习笔记
　第1部分　地球 地球环境 地球系统
　　第1章　地球环境
　　第2章　地球系统
　第2部分　地壳 地质 全球构造
　　第3章　地壳成分与地壳结构
　　第4章　地质构造
　　第5章　全球构造体系
　第3部分　大气 气候 全球气候变化
　　第6章　大气成分
　　第7章　大气运动
　　第8章　气候与环境
　　第9章　全球气候变化
　第4部分　水 水文 水环境系统
　　第10章　水循环与水量平衡
　　第11章　陆地水环境系统
　　第12章　海洋水环境
　　第13章　水环境演化
　第5部分　风化成土 土壤过程 土壤地理系统
　　第14章　风化成土
　　第15章　土壤过程
　　第16章　土壤环境
　　第17章　土壤地理
　第6部分　生物 生态 生态系统
　　第18章　生物群落
　　第19章　生态环境
　　第20章　生态系统
　　第21章　生态修复
　第7部分　地貌 地貌发育 地貌体系
　　第22章　地貌发育
　　第23章　陆地地貌系统
　　第24章　海岸海洋地貌
　　第25章　全球地貌体系
　第8部分　自然地理环境 人与自然和谐
　　第26章　自然地理环境
　　第27章　人类与生存环境
第2篇　典型题（含考研真题）详解
说明：杨达源《自然地理学》（第2版）共27章，根据学科知识结构分为八个部分，为方便考生复习，特以八部分为单位进行考题的汇编与整理。
　第1部分　地球 地球环境 地球系统
　第2部分　地壳 地质 全球构造
　第3部分　大气 气候 全球气候变化
　第4部分　水 水文 水环境系统
　第5部分　风化成土 土壤过程 土壤地理系统
　第6部分　生物 生态 生态系统
　第7部分　地貌 地貌发育 地貌体系
　第8部分　自然地理环境 人与自然和谐
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内容预览
第1篇　复习笔记
第1部分　地球·地球环境·地球系统
第1章　地球环境
一、地球环境概述
1．地球系统地球的形状与大小
地球极半径6356.78km，南极比北极半径短42km。地球赤道半径6378.14km，某些地方相对高出430km，地球平均半径6371.03km。
2．地球表面
地球赤道圆周长39840km，地球表面积5.028×108km2。
（1）海洋面积3.524×108km2，占地球表面约71％。平均水深3729m，最深点-11033m，海洋水面的隆高最高+76m。海洋水面的低洼最低-104m。
（2）陆地面积1.484×108km2，占地球表面约29％。南半球陆地面积约占17％，北半球陆地面积约占39％，陆地平均高度875m。陆地上的最高点珠穆朗玛峰8844.43m，陆地上的最低点死海水面-392m。
二、外部环境：地球在群星之中
1．银河系中的地球及其地理环境效应
（1）地球随太阳围绕银河系中心旋转运动
①太阳绕银河系中心旋转一周约2.8×108～3×108年，平均速度约250km／s，轨道偏心率为0.07～0.10。
②太阳在做追赶旋臂的相对运动，并以19.7km／s的速度向邻近恒星武仙星座的一个点做相对运动。
（2）地球随太阳穿越银道面运动
太阳在银道面上下往返运动的距离约±300×1013km，时间周期为0.67×108年，两次穿越银道面的时间间隔为（0.33±0.03）×108年。
（3）地球上可见流星与陨星
①流星体是星际空间中较细小块体，它们闯入地球大气层时因摩擦而燃烧发光，称流星。
②陨星是指质量较大的流星体在地球大气层中未完全烧毁而落到地面上的碎块。陨星降落冲撞地面形成的坑穴，即陨星坑（陨石坑），形状近乎圆形。
2．太阳系中的地球及地理环境效应
（1）太阳系
太阳系是由太阳、八大行星和60多颗卫星、众多小行星、彗星以及大量的流星体和行星际物质组成的天体系统。太阳的质量占太阳系总质量的99％以上，以其引力作用使太阳系中的其他成员都围绕它公转。
①太阳是一个炽热的气体球，质量为1.989×1027t，平均密度为1.409g／cm3，直径约为139.2×104km，转动惯量约为5.7×1053g.cm2，角动量为1.63×1048.gcm2／s。
②太阳球的结构
从里向外分为核心、辐射层、对流层、太阳大气等几个部分，太阳大气又可分为光球层、色球层与日冕等几个部分。太阳核心的温度高达1000×104℃以上，光球层温度约为6000℃，色球层与日冕的温度高达几千万摄氏度。
③太阳的组成
a．太阳在约46×108aBP由气体和尘粒物质。物质积聚，使其内部的压强和温度急剧升高，温度升高到足以发生核聚变，太阳最终成为一颗恒星。
b．太阳内部的热核反应是4个氢原子核聚变成1个氦原子核，在这种聚变中会有7‰的质量亏损，转化为光和热。
（2）太阳辐射能
太阳每秒钟有6×108t的氢聚变为氦，其中有400×104t物质转化为能量。太阳的总辐射值（太阳光度）为3.83×1026J／s，其中到达地球的太阳能量占太阳发出的总能量的1／（22×108）。
（3）太阳粒子流
①太阳风
太阳粒子流是自太阳的高温日冕流出的带电粒子流，也称太阳风。在地球轨道附近，太阳风的电子和质子密度大约为8个／cm3，速度为450km／s，有时高达1000km／s。
②耀斑
耀斑是在太阳的色球-日冕过渡层中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动。短时间内可喷发出数十亿吨的带电粒子，辐射出大量的能量。太阳喷出的带电粒子流在地球轨道附近被约束在地球磁力线上，构成包裹地球的在背太阳风方向延伸较远的辐射带。
③太阳黑子
太阳黑子是太阳表面灼热气体的巨大的旋涡，内部气体的运动速度达2000km／s，温度大约为4500℃，其亮度低于周围的光球。直径从1km以下到10×104km以上不等。太阳黑子的多少呈周期性变化，平均周期大约为11年。
④太阳风暴
太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子形成的高速粒子流。太阳风暴平均每10-11年一次，所释放的能量会对地球上的电子通信、输电及对人类的宇宙航行等有严重的影响。
（4）太阳引力
太阳对地球的引力可据牛顿创立的万有引力公式计算：

式中，G为引力常数，通用的值为6.6720×10-8cm3／（g.S2）；m1、m2分别为相距的两质点的质量值。
（5）地球公转
地球公转是地球围绕太阳的周年旋转运动。
①地球公转轨道为椭圆形，长半径为1.4959×108km，短半径为1.4957×108km，偏心率为0.016722。
②太阳位于地球公转椭圆轨道内的一个焦点上，地球的近日距离为1.471×108km，远日距离为1.521×108km，近日点时间为每年的1月3日或4日，远日点为每年的7月2日或3日。
③地球公转的平均速度为29.79km／s，地球的绕日运动在等时间内扫过的面积相等，因而在地球近日点时公转速度最快，达30.27km／s，远日点时最慢，仅29.27km／s。
（6）公转轨道偏心率的变化
①公转轨道偏心率的变化范围为0.0005～0.0607。偏心率最大的时候，地球的远日距为1.581×108km，比近日距要远0.171×108km左右。偏心率最小的时候，公转轨道近于正圆。
②地球公转轨道偏心率的变化，可能是近百万年以来地球气候准10×104年周期性冰期间冰期交替变化的主要原因：
冰期时代，高纬地带发育厚逾3000m的冰盖，纬向气候带均向赤道方向推移，中国东部季风气候区发展冷槽，比世界同纬度其他地区更为偏冷、偏干一些。
（7）岁差
岁差是地球自转轴的进动引起春分点在黄道上反地球公转方向的缓慢运行，使回归年比恒星年略短的现象。
3．八大行星与地球的地理环境效应
（1）八大行星
①地球族行星
地球族行星是指离太阳较近的水星、金星、地球、火星。共同特点是体积小、平均密度大、自转速度慢、卫星数少。
②大行星
大行星是离太阳较远的木星、土星、天王星和海王星。共同特点是体积大、平均密度小、自转速度快、卫星数多。
③行星运动的共同特征
主要表现为运动方向的同向性、轨道的近圆形及运动的共面性。八大行星都围绕太阳作同方向自西向东的轨道运动，且轨道平面都接近于太阳的赤道平面。
（2）行星引力
①格里宾等认为，当八大行星都在太阳的同一侧排列时，对太阳施加的潮汐力可达到最大值，会引起太阳黑子增多和爆发，较多的太阳粒子到达地球的高层大气，导致地球大气的气团异常移动，并由此改变地球自转速度和触发地震。
②梅乌斯认为，不可能出现八大行星于太阳同一侧直列的“日心会聚”，且行星对太阳的潮汐效应极微。
（3）太阳系中的小行星
太阳系中的小行星是指火星与木星轨道之间的谷神星、智神星等约2400多颗小行星。它们的形状不规则，绕太阳旋转的周期为1～14年左右，很可能曾是一颗大行星遭撞击破碎的产物。
（4）彗星
彗星的运动轨道为椭圆，受行近的恒星的引力摄动而改变轨道，当运行到离太阳较近时，由冰与尘埃冻结而成的彗核的表层，会蒸发成带尘的彗星大气（彗发），受太阳辐射作用而发出荧光，并形成长上千万千米的彗尾。
4．在地-月系中的地球及其地理环境效应
（1）月球
①月球是地球唯一的一颗卫星。月亮最初形成于47亿年前，月海中最激烈的玄武岩溢流发生在38亿～31亿年前，之后月球基本终止演化。地月质量比约为81：3，地月平均密度比约为1652。
②月球表土层是几十亿年来由微陨石、宇宙线与太阳粒子轰击产生的岩石碎块屑简单堆积而成。月球重力只有地球的1／6。月球上缺水，无大气。
（2）地-月系统
①地-月系统中最为突出的是引力作用。
a．在太阳系内，月球与其绕转的地球的质量比，高于其他卫星与其绕转的行星的质量比。月球对地球的引力比太阳对地球的引力大。
b．地-月引力导致在地球表面产生比较规则的潮波，包括海潮、湖海潮与固体潮等，并对大气环流也有一定的影响。海潮被认为是地质历史时期地球自转速度稳定放慢的原因。
②在地-月系统中地球和月球均绕地-月系公共质心运动。地-月系公共质心距离地心4.671×103km，月地平均距离3.844×105km，近地距离3.564×105km，远地距离4.067×105km。
③地球与月球绕地-月系公共质心的旋转运动有以下几方面的变化：
a．由于月球在旋转轨道上有远地与近地之别，远地时地-月距离比近地时地-月距离远约5.03×104km，使地球围绕地-月公共质心旋转的惯性离心力发生变化。
b．月球对地球的引潮力实际上是月球的引力与地球绕地-月公共质心旋转的惯性离心力的合力。
c．以地-月系统绕太阳公转，真正的公转轨道是地—月系统公共质心的轨道，地心的运动轨道可能在公转轨道以内，可能在公转轨道之外，可能超前于地-月公共质心，可能落后于地-月公共质心。
三、地球内部的地热流及其地理环境效应
1．地热
地热来自被吸收到地球上来的原始地球物质，所具有的运动能量在集聚中转化为地球所具有的热能。
（1）原始地球物质被后来增加的微星体层掩埋，转化为地热。
（2）原始地球物质不断吸纳后来投落的微星体所带入的能量，特别是摩擦产生的热能和压缩增温效应所产生的热能。
（3）放射性元素的自发衰变释放热量，并由于导热率低而积累。
表1-1地球各圈层的放射性产热量（10J／a）

圈层	235U	238U	232Th	40K	合计	占总产热量的比例／％
地壳   地幔   地核	22.6   5.9   0.8	537.1   144.2   16.7	544.2   168.5   14.6	158.8   46.0   ——	1262.8   364.5   32.2	76.3   21.7   2.0
合计   占总产热量比例／％	29.3   1.7	698.1   41.7	727.3   44.3	204.8   12.8	1659.5   100	100

2．地热流
地热流是地球内部积累的热能向表面扩散。地热流值为地球岩石的导热率与地热增温率的乘积。全球每年的地热流量为10.24×1020J，平均每平方厘米地面上每秒钟散热约1.47JHU。
（1）地热流的地区差异
①大陆上构造运动不活跃地区，如加拿大的中部和东部前寒武纪岩层出露的广大地区大约为4.18×10-6J／（cm2.S）。
②在最新造山带、火山活动区即构造运动活跃地区，如阿尔卑斯或美国西部约为8.4×10-6J／（cm2.S）。
（2）岩石的导热率
表1-2岩石的导热率[10-3J／（cm.℃）]

岩石名称	导热率	岩石名称	导热率
花岗岩	25～38	白云岩	38～59
粗玄岩	29～33	砂岩	17～46
片麻岩（垂直于片麻理）	21～38	页岩	13～25
片麻岩（平行于片麻理）	26～46	岩盐	54～71
石英岩	29～79	含水的海洋沉积物	7～10
石灰岩	17～29

3．地球物质的分异运动
（1）地球物质的分异运动
地球物质的分异运动是指在地球自身旋转的情况下，若干比重和密度比较大的原始地球物质就向地心方向渗聚，并挤动原处内部的其他物质向外运动，从而产生地球内部物质的对换和在地球内部逐步出现按物质比重和密度大小从里向外的分层结构。
（2）地球化学元素的分带
地球化学元素的分带受地球内部物质的翻转对流和按物质密度的分层所产生的地球化学元素分布的分带性特征的制约。分异的结果是使地球内部产生相对稳定的密度圈层结构，并使放射性产热物质集性产热较易向地表传导。
（3）地球内部温度的变化
地球内部温度由表及里不断升高。如我国华北钻孔测得数据：近地表小于20℃，800m深处40℃，1400m深处60℃，5000m深处l80℃。
表1-3 地表以下流体静压力与温度的变化

深度／km	静压力／l08kPa	温度／℃
0   5   10	0   1.3   2.7	0   200   350
	20	5.5	550
	30	8.5	700
	40	11.5	850
	50	15.0	980

4．地球的热膨胀
地球的热膨胀，是由于地球内部物质受热而其体积发生膨胀，或地球物质发生化学反应及其发生相变等而使其体积发生膨胀，地球内部物质体积的膨胀又转化为驱动力，推动周围物质发生位移。
5．地幔热对流
地幔热对流的形成可能原因是：
（1）大洋中脊部位是上升热柱，往两侧扩张，在传输过程中冷却、凝固而成为具脆性的岩石圈板块。板块边缘消减带俯冲岩石圈即下降的冷柱，向下回流，在深层被加热，再上升，在地表下几百千米形成反向流而完成对流环。
（2）对流是由轻热的上升柱的浮力和冷重的下降柱的下降力驱动的。按模式计算对流的速度与海底扩张的速率是一致的，散失到地表的热与实测热流值具有相关性。
（3）以上可能存在于地幔中的热对流图式，被视为热的地幔物质向上涌、冷的地幔物质反向下沉所构成的地幔对流。
6．热点与热力驱动
（1）热点
热点是指地幔物质上涌的地方，在地球表面为深部岩浆喷出的地点。多数分布在岩石圈大板块的边缘部，以非洲-阿拉伯板块及东非裂谷两侧最为密集。热点部位地幔物质上涌，在岩石圈层中形成地幔柱，在地表出现深部岩浆上涌的火山喷发。
（2）热力驱动
热力驱动是指热点部位地幔物质的上涌及热膨胀作用，驱动两侧岩石圈板块的位移运动，包括过去的上涌地幔物质的冷却收缩产生的拉裂作用。
三、地球内部的圈层结构及其地理环境效应
1．地震与地震波
（1）地震
地震是地震震中部位岩石中巨大能量的骤然释放，岩石突然错断或折裂，并伴有强烈的振动以及热、声、光、电、岩石变形和永久性位移等一系列效应。
（2）地震波
地震波是指从震源产生向四周辐射的弹性波。
①地震波分类
按传播方式分为以下三类：
a．纵波
也称推进波或P波。P波在固态、液态及气态物质中均能传播，而且速度较快，在岩石中可达5.5～7km／s，最先从震源到达震中或设置地震仪的观测地点。
b．横波
也称剪切波或S波。S波只能在固体中传播，速度较慢。P波与S波穿透地球，合称体波。
c．面波
又称L波，沿固-气、液-气的界面传播，质点的运动兼有P波和S波的特点，近乎做圆周运动，在垂直界面的方向上迅速衰减。波长较长，振幅大，能使地面建筑物遭强烈损坏。
②P波在不同物质中的传播速度
由于地震波的传播均系质点运动，在质点密度与质点结合方式不同的物质中，P波的传播速度存在差异。
a．在松散砂砾层（密度2.9／cm3左右）中的传播速度为0.5～2km／s。
b．在砂岩页岩（密度2.59／cm3左右）中为1.5～4.5km／s。
c．在石灰岩（密度2.59／cm3左右）中为3～5.2km／s。
d．在花岗岩（密度2.79／cm3）中为4.0～6.0km／s。
2．地球内部的不连续面
地球内部的不连续面，是利用地震波的传播特征，发现地球内部物质密度与物相的变化，继而确定地球内部的多个地震波传播的不连续界面，并借以划分地球内部的圈层。
（1）古登堡面
古登堡面是地核与地幔之间的界面，深度约2900km，S波的传播至此消失，P波的波速骤降，并出现P波的反射与折射，致使地面上较大跨度区域成为接收不到某个地震的P波的阴影带。
（2）软流层
软流层的顶面和底面深度分别为50～70km和250km左右。在软流层厚度范围内，S波的传播速度骤降，P波的波速先减后增。
（3）莫霍面
莫霍面是地壳与地幔之间的界面，P波的波速由6～7km／s陡然增加到8～8.1km／s。深度在海洋深处海底以下只有5km左右，在高山和青藏高原埋深达64km以下，平均深度17km左右。
（4）康拉德面
康拉德面位于地壳内， P波波速从6km／s向下增达6.6km／s，有的地方为突变，有的地方为渐变，海洋地壳中没有这样的界面。
3．地球内部的圈层结构
（1）地壳
地壳位在固体地球的最表层，平均密度2.8g／cm3。包括大陆地壳和大洋地壳。
①大陆地壳
a．大陆地壳的上层由花岗岩与花岗岩成分的变质岩和薄层沉积岩组成，也称硅铝层，厚10km左右。
b．下层由玄武岩或辉长岩组成，也称玄武岩层或硅镁层。厚20km以上。
②大洋地壳
只有硅镁层，平均厚度为7～8km。
（2）地幔
①地幔位于莫霍面以下到古登堡面以上，平均厚度2900km。莫霍面以下的地幔物质的密度约3.32～3.59／cm3，至古登堡面增达5.66g／cm3，平均4.48g／cm3。大体在400km深度与700km深度为两个波速与密度的较快变化带。
②地幔由超基性岩类物质组成，下地幔则可能含有更多的铁、镁物质。自上至下，随着温度与压力的增加，物质的相态变化也比较大。
（3）地核
①外地核
外地核是位于古登堡面以下，从地下2900km左右到大约4703～5154km的深度，是液态物质，密度从9.71g／cm3向下增加到11.76g／cm3左右。
②内地核
内地核是固态物质，物质密度大于12～14g／cm3。地核的物质组成是铁与少量镍、硫的混合物，总质量约为1.947×1027g，平均密度为10.7g／cm3。
四、地球的重力与磁场特征及其地理环境效应
1．重力与重力测量
（1）重力
重力即地球核心对地球表面物体所具有的吸引力，受地球自转产生的惯性离心力等其他许多因素的细微影响。重力测量仪原理类似弹簧秤的称重。现代重力测量仪已能测到0.000001cm／s2的重力变化。
（2）重力测量
①重力测量的方法
重力测量包括地面测量和天文测量，天文测量是观测星球位置与铅垂线之间夹角的变化，铅垂线是受地球引力作用而指向地心的重力线。
②重力测量校正
a．自由空气校正
重力测量的自由空气校正考虑的是与地心距离远近的差别，把不同观测点和不同高度的实测重力值统一归算到海平面位置上。
b．布格校正
重力测量的布格校正考虑的是观测台站与海平面位置之间岩石质量的引力效应，即扣除岩石物质所构成的地形对重力实测值影响的校正。
③重力测量的优势
重力测量为论证地球形状系旋转椭球体做出了贡献：离心力的作用总使地球表面物体趋于飞离旋转体，赤道位置距地心比极地距地心距离远，所以同一物体在赤道位置的重力较小，向极地方向重力随纬度增加而增大。
2．地球重力效应
重力异常及其效应，是指实测重力值经自由空气校正与布格校正之后，仍不等于按公式计算的数值，比其大者称为正异常，比其小者称为负异常。它是由较高密度物质在地球内部分布不均引起的。
（1）山根及反根
①山根
山根是高山深处岩石的密度比相同深处其他地方的岩石密度小的特征，密度上的亏损基本上补偿了山脉的附加质量。
②反根
反根是大洋盆地的正重力 异常表示质量过剩，密度较大的地幔岩接近地表的特征。实测重力剖面线的起伏与莫霍面的起伏相似，与地形的高低起伏呈镜像反照。
（2）重力均衡运动的补偿形式
大陆剥蚀区不断剥蚀、地面降低，产生重力均衡运动地面回升以补偿；
沉积区不断增积、地面增高，产生重力均衡运动地面沉降以补偿；
大冰盖区冰盖增厚、冰体荷载，产生重力均衡运动地面沉降以补偿；
大冰盖区冰体消融、减荷，产生重力均衡运动地面回升以补偿；
海洋或大湖区水层增厚、水位上升，产生重力均衡运动底面沉降以补偿；
海洋或大湖区水层减薄、水位下降，产生重力均衡运动底面抬升以补偿等。
3．地球的磁性与磁场
（1）地球的磁性
磁极与地球的地轴交角约11.5°，罗盘磁针与磁力线保持一致，指向地磁北极与地理北极之间地）磁偏角。在地球表面的磁极点、磁力线及磁针与地面相垂直；在赤道附近与地面近于平行；在地球表面其他地方，磁力线及磁针与地球表面之间存在磁倾角。
（2）地球磁场的由来
地球的内核在流体中易于运动，同时铁是良导体，在地核中存在一部自激发电机，产生地球自己的磁场。其中的旋转电导体也许是放射性元素衰变产生的热，促使液态铁的对流，偶然出现的磁场与运动的流体铁相互作用产生电流，产生地球自己的磁场。
4．地磁极向的变化
（1）沉积剩余磁性
沉积剩余磁性是沉积岩在碎屑微粒沉落时，受当时地球磁场控制，其磁性矿物呈定向排列，并保留在该沉积成岩之后的岩石中。
（2）地磁场反向
地磁场反向是指地球磁场存在正向与反向的交替变化。
（3）洋中脊正负磁异出现的原因
①海底的正、负地磁异常条带，即古地磁场正向期与反向期磁化海底岩石相间的条带，由于大洋中脊部位上涌冷凝的熔岩被当时的地磁场作用而磁化，后被纵分为两半移向两侧。
②上涌的新熔岩，在改变了磁场方向的地磁场作用下再磁化，于是出现了以洋中脊为对称轴的磁带记录。磁带记录的宽度以及它远离洋中脊的距离，代表着海底扩张的幅距和速度，并可制作海底岩石年龄的等时线。

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