环境地学-赵烨-教学课件hjdxue04－04.ppt

4-水圈子系统 图4-27 1986—2000年间全球人类活动导致湿地减少状况图 当前湿地面临着多方面的威胁，使湿地面积不断减小，功能衰退，使湿地保护成为当今国际社会关注的议题。同学分析这些威胁有哪些。 水环境净化与修复技术主要是在全面了解特定水环境特征、水环境系统中污染物迁移转化规律的基础上，运用物理化学与生物学原理和工程技术手段净化水环境，修复水体系统的正常结构与生态环境功能的总称。 除了少数气体进入地下水中，大部分污染物都是随着补给地下水的水流而一起进入地下水中的。因此，地下水的污染途径与地下水的补给来源、区域土地利用、产业结构和基础设施质量等有着密切的联系。 图4-11 区域地下水受污染途径示意图 （据E. D. Enger, 2006年资料) 4.3 海洋 地球表面连续的广阔水体称为世界洋。世界洋有太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。 世界四大洋面积和平均深度 4.3.1 海水的组成和理化性质 海水是含有多种可溶性盐分、气体和少量悬浮物的混合物，其中水约占96.5％，其他物质仅占3.5％。因此化学元素氢和氧是海水中最主要的化学元素，据分析在海水中已经发现有约80种化学元素，但它们之间的含量差别很大。 4.3.2 海水的运动 广阔无垠的海洋处于不断运动之中。引起海水运动的原因主要有：天体引力、太阳辐射、大气压力梯度等；海水运动形式主要有：规模宏大的洋流系统、周期性涨落和水平运动的潮汐系统、澎湃激荡的波浪系统、永无休止的混合系统。 图4-12 全球大洋洋流模式示意图（红色为暖流，蓝色为冷流） （据M J. Pidwirny，2002年资料） 图4-13 潮汐要素示意图 4.3.3 厄尔尼诺现象 在南美的秘鲁和厄瓜多尔濒临东太平洋的数千千米海域，在圣诞节前后发生的一种上层海水异常回暖的现象，当地人们称之为厄尔尼诺流。 近代科学观测表明，厄尔尼诺不仅是局部的海洋异常，其影响也不限于热带太平洋的东部，而是波及全球，造成世界性的天气异常。 图4-14 厄尔尼诺现象特征比较图 （a为正常状态；b为厄尔尼诺现象潮汐时的状态） （据据E. D. Enger，2006年资料） 图4-15 1997-1998年厄尔尼诺事件对全球气候和环境的影响图 （据E. Chamley， 2003年资料） 4.3.4 海洋生物生活环境分区 海洋是生命的发源地，地球上生命已经具有长达30多亿年的发展史，其中85%以上的时间是完全在海洋中度过的。根据海洋生物生活环境条件的不同，可将海洋划分为洋底区和海水区。 图4-16 海洋生物生活环境分区示意图 4.4 冰川与冻土系统——冰冻圈 4.4.1 冰冻圈的概念 冰冻圈或低温环境是指最暖月月平均气温低于10～14?C，且地表有以固态水、多年冻土或苔原植被所组成的区域。它主要包括高纬度地区和高海拔地区，其中高纬度地区的范围大致同全球变化区域研究网络分区(The START regions)中的北极地区(ART)和南极地区(ANT)吻合。 冰冻圈灵敏地反映出全球气候的变化，人类文明的孕育就正好是在第四纪冰期，故冰冻圈研究由于其独特性状和重要的科学价值，在国际上是一门非常活跃的科学。冰冻圈中大气-水-冰雪-生物-土壤-岩石间都有特殊的相互作用与影响过程，这些过程是气候作用的产物，也必将对气候变化具有非常敏感的响应。 4.4.2 冰冻圈在全球变化研究中的作用 　　 自20世纪70年代，国际科学联合会(ICSU)和世界气象组织(WMO)开始联合设计并实施了世界气候研究计划(WCRP)；与此同时美、前苏联、法、英、澳等国联合进行了“国际南极冰川计划”。 1860—1990年全球范围出现了一个缓慢增温的过程，全球平均温度升高了0.5℃，增温最显著的地区是高纬度地区，即冻土温度已经升高了2～4℃。如此显著的增温已对冰冻圈产生了深刻的影响，于是便形成了一个国际性冰冻圈监测、诊断和模拟的研究高潮。 4.4.3 极地冰芯研究概况 自国际地球物理年(IGY 1957—1958年)以来，南北极冰盖和高山冰川冰芯研究方兴未艾，其研究主要集中于以下两个方面： 冰芯中稳定同位素与冰原古温度重建 基于极地冰芯研究人类活动对全球环境的影响 4.4.4 冰冻圈陆地生态系统研究概况 　　 低温陆地生态系统是地球表层极为脆弱的生态系统之一，其在区域环境变化和全球变化研究中的重要作用早已被人们所认识。按地球表层系统中生物地球化学过程之差异，将低温(陆地)环境划分为北极亚北极低温环境、南极亚