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第1章　绪论 1

第1节　地理学与自然地理学 1

1．图1-1 地理学学科体系示意图（据Christopherson,1994） 3

图目 3

第2节　自然地理学的前沿领域 4

第3节　自然地理学的系统方法 5

3．图1-3 系统的反馈-响应机制（据White等，1992） 11

2．图1-2 系统的反馈与演化（据White等，1992） 11

4．图1-4 地球表层的能量流动（据Skinner等，1999） 15

5．图1-5 人类对地球表层物质的移动与占用（据Schmidt-Bleek Tischner,1995） 16

第2章　地球表层的能量收支 19

第1节　太阳辐射 19

6．图2-1 太阳内部结构模型（据Skinner等，1999） 20

7．图2-2 太阳和地球能量随波长的分布（据Christopherson,2003） 22

8．图2-3 苏黎世太阳相对黑子数的变化曲线（据布莱恩特，2004） 23

9．图2-4 太阳黑子数与太阳辐射的关系（据Ahrens,1998） 24

10．图2-5 大气圈顶接受天文辐射日总量的时空分布（据Christopherson,2003） 25

11．图2-6 地球公转与季节的年进程（据Christopherson,2003） 27

第2节　地球大气 28

12．图2-7 饱和水汽压与温度的关系 31

13．图2-8 现代大气圈的垂直分层（据Martens Rotmans,1999） 32

14．图2-9 太阳辐射和地球辐射的大气吸收谱（据佩索托和奥特，1995） 37

第3节　辐射平衡 38

15．图2-10 地球表面年平均净辐射分布（据佩索托和奥特，1995） 42

16．图2-11 大气圈顶年平均净辐射分布（据佩索托和奥特，1995） 44

17．图2-12　全球年平均辐射平衡（据Houghton等，2001） 45

第4节　气温分布 46

18．图2-13 全球海平面1月气温分布（℃）（据McKnight,1999） 49

19．图2-14　全球海平面7月气温分布（℃）（据McKnight,1999） 50

20．图2-15 全球海平面气温年较差分布（℃）（据佩索托和奥特，1995） 51

第1节　大气运动的驱动力 54

第3章　大气环流与大洋环流 54

21．图3-1 气压梯度力单独作用下的空气水平和垂直运动（据Christopherson,2003） 56

22．图3-2 高、低气压区的形成与海陆热力环流（据哈维，1982） 56

23．图3-3 气压梯度力和地转偏向力共同作用下的地转风的形成（据Christopherson,2003） 57

24．图3-4 气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的地面风的形成（据Christopherson,2003） 58

第2节　大气环流的特征 59

25．图3-5 1月海平面平均气压形势（据Christopherson,2003） 60

26．图3-6 7月海平面平均气压形势（据Christopherson,2003） 61

27．图3-7 地球表面附近的气压带和风带模式（据哈维，1982） 62

28．图3-8 北半球1月和7月500 hPa等压面图（据高国栋等，1996） 63

29．图3-9 北半球冬、夏季各经度的平均纬向风速（据朱乾根等，1981） 64

30．图3-10 1950年北半球冬季和夏季平均经圈环流（据高国栋等，1996） 65

31．图3-11 对流层大气环流系统图解模型（据Kump等，1999） 66

32．图3-12　亚洲东南部的季风环流（据Christopherson,2003） 68

第3节　表层大洋环流 71

33．图3-13　简化的表层洋流模式（据Kump等，1999） 72

34．图3-14　世界1月份主要表层洋流分布（据Christopherson,2003） 74

35．图3-15　埃克曼螺线结构（据Kump等，1999） 75

36．图3-16　地转流的形成（据Kump等，1999） 77

37．图3-17 相对涡度变化与不对称副热带涡旋的形成（据Kump等，1999） 79

38．图3-18　表层大洋环流系统的图解模型（据Kump等，1999） 79

第4节　深层大洋环流 80

39．图3-19　大西洋和太平洋海水温度（℃）的垂直分布（据Kump等，1999） 83

40．图3-20　大西洋和太平洋海水盐度（％）的垂直分布（据Kump等，1999） 84

41．图3-21 深层大洋环流系统的图解模型（据Kump等，1999） 84

42．图3-22 海面以下4 000 m北大西洋深层水和南极底层水的流动路线（据Kump等，1999） 85

43．图3-23 全球温盐输送带的理想化图示（据Mackenzie,1998） 86

44．图3-24 北半球向极地的热量输送（据Open University,1989） 87

第5节　海洋-大气相互作用 88

45．图3-25 南方涛动形势图（据格兰茨，1998） 89

46．图3-26 南方涛动指数月均值与厄尔尼诺和拉尼娜发生的关系（据格兰茨，1998） 90

47．图3-27 正常情况和厄尔尼诺发生时赤道太平洋大气与海水运动特征剖面（据Christopherson,2003） 92

第4章　地球表层的水分循环 94

第1节　地球上水圈的结构 94

48．图4-1 全球海陆分布和海洋的划分 99

第2节　蒸发过程与凝结过程 100

49．图4-2 全球年平均蒸发量的分布（据佩索托和奥特，1995） 102

50．图4-3 大气稳定度的判定 106

51．图4-4 中纬地区各高度等级的主要云属（据哈维，1982） 107

第3节　降水过程与入渗过程 107

52．图4-5 全球年平均降水量的分布（据佩索托和奥特，1995） 111

53．图4-6 不同地表覆被的入渗率曲线（据中野秀章，1983） 113

54．图4-7 坡度与终期入渗率的关系（据中野秀章，1983） 113

55．图4-8 土壤水分的形态（据斯蒂拉，1983） 114

第4节　地表径流与地下径流 115

56．图4-9 径流形成过程示意 116

57．图4-10　地下水的分布特征 121

第5节　水分循环与水量平衡 123

58．图4-11 水分循环的图解模型（据黄秉维等，1999） 124

第5章　全球气候与气候变化 130

第1节　气候的概念 130

第2节　气候成因与气候类型 131

59．图5-1 柯本分类系统的全球气候类型分布（据Ahrens,1998） 135

第3节　气候系统与气候变化 136

60．图5-2 气候系统的组成成分及其相互作用（据Houghton等，2001） 137

61．图5-3 不同时间尺度的气候变化示意（据龚高法等，1983） 138

第4节　近百年气温变化趋势 139

62．图5-4 1860—1992年全球逐年平均温度相对于1951—1980年平均值的距平（据Houghton,1998） 140

第1节　地球的内部结构 142

第6章 固体地球的物质循环 142

63．图6-1 地震体波的运动 143

64．图6-2 地球内部的结构（据Christopherson,2003） 145

第2节　地球表面的形态 146

65．图6-3 海陆起伏曲线及地表各高程间的面积分配（据李叔达，1983） 147

66．图6-4 海岸带的组成部分（据冯士笮等，1999） 148

67．图6-5 大陆边缘地形示意（据李叔达，1983） 149

68．图6-6 全球洋脊体系（据冯士笮等，1999） 151

第3节　内力地质作用 152

69．图6-7 地壳均衡原理示意（据金性春，1980） 152

70．图6-8 褶皱与断裂构造的形成 153

71．图6-9 岩浆侵入体与喷出体示意 155

第4节　外力地质作用 157

72．图6-10　北半球赤道到极地风化作用的分带性（据李叔达，1983） 159

73．图6-11 负荷地质作用及其造成的地貌形态（据北京大学等，1978） 160

74．图6-12 流水侵蚀地貌和堆积地貌（据斯特拉勒和斯特拉勒，1981） 161

75．图6-13　河谷及其横剖面形态要素（据李叔达，1983） 162

76．图6-14　石灰岩溶洞的形成和洞穴沉积的产物（据任美锷和刘振中，1983） 164

77．图6-15　山岳冰川侵蚀地貌的发育（据李叔达，1983） 166

78．图6-16　大陆冰川堆积地貌（据李叔达，1983） 167

79．图6-17　海蚀地貌形态（据北京大学等，1978） 168

80．图6-18　滨海带堆积地貌形态（据李叔达，1983） 169

第5节　岩石圈地质循环 171

81．图6-19　沙堆发育成新月形沙丘的过程 171

82．图6-20　地质循环的图解模型（据Christopherson,2003） 172

83．图6-21　岩石循环模式（据Kump等，1999） 173

84．图6-22　全球岩石圈板块的划分（据李学伦，1997） 174

85．图6-23　海底扩张模式（据怀利，1980） 176

86．图6-24 泛大陆聚合与分离的威尔逊旋回（据Kump等，1999） 177

第7章　生物地球化学循环 180

第1节　土壤的组成 180

87．图7-1 土壤中生活的重要生物类群（据斯蒂拉，1983） 183

第2节　土壤的性质 184

88．图7-2 土壤单体和土壤剖面（据Strahler Strahler,1992） 185

89．图7-3 土壤质地三角形（据福斯，1984） 187

90．图7-4 孔隙与土壤密度的关系示意（据斯蒂拉，1983） 189

91．图7-5 近地表大气温度和土壤温度的日变化（据Christopherson,2003） 191

92．图7-6 土壤胶体通过吸收作用对阳离子的保存（据内贝尔，1987） 193

93．图7-7 土壤酸碱度分级及其pH变化范围（据布雷迪，1982） 195

94．图7-8 土壤pH与微生物活动和植物营养元素有效性的关系（据布雷迪，1982） 196

第3节　物质循环与土壤形成 199

95．图7-9 土壤养分系统的概念模型（据特鲁吉尔，1985） 200

第4节　土壤分类与土壤类型 204

96．图7-10　世界土壤分布（据Christopherson,2003） 206

97．图7-11 生态系统的生物与非生物组分（据Mackenzie,1998） 208

第5节　生态系统的组成与结构 208

98．图7-12　Holdridge植被-气候分类三角形（据Huggett,1991） 212

99．图7-13　简单食物链的例子（据内贝尔，1987） 213

第6节　生态系统的能量流动 214

100．图7-14 美国银泉生态系统的能量流动（据蔡晓明和尚玉昌，1995） 218

第7节　生态系统的物质循环 219

101．图7-15 生物地球化学循环过程示意（据美国国家航空和宇航管理局地球系统科学委员会，1992） 220

102．图7-16　全球氧循环简化图示（据Thompson,1986） 222

103．图7-17　全球碳循环简化图示（据Thompson,1986） 224

104．图7-18 夏威夷冒纳罗亚观象台大气CO2浓度的测量结果（据Kump等，1999） 226

105．图7-19　全球氮循环简化图示（据Thompson,1986） 227

106．图7-20　全球磷循环简化图示（据Thompson,1986） 229

第8节　地球上的生态系统 232

107．图7-21 植物的生长率和覆盖面积与温度的关系（据赵凯华和罗蔚茵，1998） 232

108．图7-22 大型哺乳动物和鸟类物种多样性的丧失过程（据威尔逊，2004） 234

109．图7-23 全球主要陆地生态系统的分布（据Christopherson,2003） 236

110．图7-24　湖泊生态系统沿岸的植物群落分带（据伍光和等，2000） 244

111．图7-25　海洋生态系统的结构示意（据祝廷成和董厚德，1983） 245

第8章　地球表层系统的整体特征 250

第1节　地球表层系统的结构 250

112．图8-1 地球表层系统的五大自然圈层（据伍光和等，2000） 251

113．图8-2 地球生物圈的演化模式（据Press Siever,1974） 255

114．图8-3 西藏高原自然地带的三维空间变化（据张荣祖等，1982） 262

115．图8-4 地球表层系统中事件与过程的时空尺度（据美国国家航空和宇航管理局地球系统科学委员会，1992） 263

第2节　地球表层系统的功能 267

116．图8-5 地球表层系统各圈层之间的相互作用（据霍顿，1986） 268

117．图8-6 人类与环境之间相互作用的模式（据Bringezu,2000） 271

118．图8-7 全球非生物资源和原材料的产量及其生态包袱比值（据Schmidt-Bleek,1998） 272

第3节　地球表层系统的概念模型 273

119．图8-8 地球表层系统的概念模型（据The Royal Swidish Academy of Sciences,1992） 274

中英文名词对照 279