1、海洋生态学全册配套最海洋生态学全册配套最 完整精品课件完整精品课件1 海 洋 生 态 学 绪绪 论论 一一、生态学（、生态学（ecology）的定义、研究对象）的定义、研究对象 （一）定义（一）定义 生态学的一般定义：生态学的一般定义： 研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学。研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学。 根据现代生态学的研究方向，生态学可定义为：根据现代生态学的研究方向，生态学可定义为： 研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的 过程及其规律的科学；其目的是指导人与生物圈（即自然、过程及其规律的科学；其目的是指导
2、人与生物圈（即自然、 资源与环境）的协调发展。资源与环境）的协调发展。 1 1、研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物、研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物 学基础分支学科。学基础分支学科。 2 2、研究以种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。、研究以种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。 （二）研究对象与研究内容（二）研究对象与研究内容 1 个体生态学个体生态学(autecology)(autecology)：生理学与生态学交界的：生理学与生态学交界的 边缘学科边缘学科 种群生态学（种群生态学（population ecologypopulation ecology
3、） 群落生态学（群落生态学（community ecologycommunity ecology） 生态系统生态学生态系统生态学(ecosystem ecology)(ecosystem ecology)：生物地理群：生物地理群 落（落（biogeocoenosisbiogeocoenosis） 景观生态学（景观生态学（landscape ecologylandscape ecology） 生物圈生态学（生物圈生态学（biosphere ecologybiosphere ecology）：）： 全球生态学（全球生态学（global ecologyglobal ecology）：全球性环境问题）
4、：全球性环境问题 在于生态系统和生物圈中各组成成分之间，尤其是在于生态系统和生物圈中各组成成分之间，尤其是 生物与环境、生物与生物之间的相互作用。生物与环境、生物与生物之间的相互作用。 它与气象学、气候学、海洋学、湖沼学、土壤学、它与气象学、气候学、海洋学、湖沼学、土壤学、 地质学、社会科学等各学科交叉、协调、综合。地质学、社会科学等各学科交叉、协调、综合。 它包括自然的、社会的、经济的、文化等方面因素它包括自然的、社会的、经济的、文化等方面因素 ， 是自然一经济一社会复合系统是自然一经济一社会复合系统 。 3 3、生态学研究的重点、生态学研究的重点: : 1 1、生态学建立前期：、生态学建立
5、前期：公元前公元前2 2世纪到公元世纪到公元1616世世 纪的欧洲文艺复兴，是生态学思想的萌芽时期。纪的欧洲文艺复兴，是生态学思想的萌芽时期。 2 2、生态学的建立和成长期：、生态学的建立和成长期：从公元从公元 1616世纪世纪 到到2020世纪世纪5050年代，是生态学的建立和成长期。年代，是生态学的建立和成长期。 3 3、现代生态学发展期：、现代生态学发展期：从本世纪从本世纪6060年代至年代至 今今 。 （三）生态学的发展史（三）生态学的发展史 （1 1）生态系统生态学研究是生态学发展的主流）生态系统生态学研究是生态学发展的主流 。 （2 2）系统生态学的发展是系统分析和生态学的结合，它
6、进）系统生态学的发展是系统分析和生态学的结合，它进 一步丰富了本学科的方法论。一步丰富了本学科的方法论。 （3 3）7070年代以来，群落生态学有明显发展，由描述群落结构，年代以来，群落生态学有明显发展，由描述群落结构， 发展到数量生态学，包括群落的排序和数量分类，并进而发展到数量生态学，包括群落的排序和数量分类，并进而 探讨群落结构形成的机理。探讨群落结构形成的机理。 （4 4）现代生态学向宏观和微观两极发展，虽然宏观的是主流，）现代生态学向宏观和微观两极发展，虽然宏观的是主流， 但微观的成就同样重大而不容忽视。但微观的成就同样重大而不容忽视。 （5 5）应用生态学的迅速发展）应用生态学的迅
7、速发展 。 （四）生态学的分支学科（四）生态学的分支学科 n按栖息环境划分：按栖息环境划分：淡水生态学、海洋生态学、河口淡水生态学、海洋生态学、河口 生态学和陆地生态学。而陆地生态学又可再分为森林生生态学和陆地生态学。而陆地生态学又可再分为森林生 态学、草地生态学、荒漠生态学和冻原生态学。此外，态学、草地生态学、荒漠生态学和冻原生态学。此外， 热带生态学、湿地生态学也是常被认为是独立的分支。热带生态学、湿地生态学也是常被认为是独立的分支。 n按交叉学科划分：按交叉学科划分：数学生态学、化学生态学、物理数学生态学、化学生态学、物理 生态学、地理生态学、生理生态学、进化生态学、行为生态学、地理生态
8、学、生理生态学、进化生态学、行为 生态学、生态遗传学，经济生态学等。生态学、生态遗传学，经济生态学等。 n按研究方法分：按研究方法分：野外生态学、实验生态学和理论生野外生态学、实验生态学和理论生 态学等。态学等。 2 3 发展趋势：发展趋势： 现代生态学已不仅是通常意义上的研究生物与环境之间的现代生态学已不仅是通常意义上的研究生物与环境之间的 关系，而是必须运用生态学的原理，探讨人类与环境的协调关系，而是必须运用生态学的原理，探讨人类与环境的协调 关系和对策，以达到可持续的生物圈的目的。关系和对策，以达到可持续的生物圈的目的。 三个优先研究的领域：三个优先研究的领域： n（1 1）全球变化（）
9、全球变化（global change） n（2 2）生物多样性（）生物多样性（biodiversity） n（3 3）可持续的生态系统（）可持续的生态系统（sustainable ecosystem） （五）生态学的趋势与重点研究领域（五）生态学的趋势与重点研究领域 （一）海洋生态学发展的三个阶段（一）海洋生态学发展的三个阶段 、海洋生态学发展的初始阶段、海洋生态学发展的初始阶段（ 18世纪末至世纪末至19世纪末，在世纪末，在 捕鱼、晒盐、航海等活动中与海洋发生联系，逐步对海洋进行定性研捕鱼、晒盐、航海等活动中与海洋发生联系，逐步对海洋进行定性研 究。）究。） 、海洋生态学发展的第二阶段、海洋
10、生态学发展的第二阶段（ 20世纪初至世纪初至50年代，主要年代，主要 特点之一是在大量定性研究的基础上开展定量研究。特点之一是在大量定性研究的基础上开展定量研究。 ） 、海洋生态学发展的第三阶段、海洋生态学发展的第三阶段（20世纪世纪60年代以来，迫切年代以来，迫切 要求人口与环境、资源的协调发展和环境资源的可持续利用，生态学进要求人口与环境、资源的协调发展和环境资源的可持续利用，生态学进 入快速发展阶段，生态系统生态学成为生态学研究的主流。入快速发展阶段，生态系统生态学成为生态学研究的主流。 ） 二、海洋生态学的研究进展二、海洋生态学的研究进展 n1、海洋初级生产力总量的研究、海洋初级生产力
11、总量的研究 n2、微型和超微型浮游生物研究、微型和超微型浮游生物研究 n3、海洋新生产力研究、海洋新生产力研究 n4、海洋生态系统食物链、食物网的研究、海洋生态系统食物链、食物网的研究 n5、海洋微食物环研究、海洋微食物环研究 n6、大海洋生态系统的研究、大海洋生态系统的研究 n7、全球海洋生态系统动力学研究、全球海洋生态系统动力学研究 n8、生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作用研究、生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作用研究 n9、热液喷口和冷渗口特殊生物群落的研究、热液喷口和冷渗口特殊生物群落的研究 n10、保护海洋生物多样性的研究与实践、保护海洋生物多样性的研究与实践 （二）海洋生
12、态学重大研究成果（二）海洋生态学重大研究成果 第一章 绪论 1.1 地球科学地球科学 海洋科学属于地球科学体系。 1.1.1 地球科学体系地球科学体系 一、地理学 是研究地球表面自然现象、人文现 象以及它们之间的相互关系和区域分异 的学科。 n所谓地球表面，通常是指地球的大气圈、岩石圈、水 圈、生物圈和人类圈(又称智能圈)相互交接的界面。 n广义的地球表面，上自大气圈对流层顶部，下至岩石 圈沉积岩层底部，厚度可达3035km。 n狭义的地球表面，则指大气圈、岩石圈、水圈的交接 面，上限离地面不超过100m，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
13、陆地不超过地下30m，在海 洋不超过水下200m，所以狭义的地球表面的厚度，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。 二、地质学 n是关于地球的物质组成、内部结构、外 部特征、各圈层间的相互作用和演变历 史的知识体系。地质学的研究对象，包 括地球的内、外圈层，矿物和岩石，地 层和古生物，以及地质构造和地质作用 等等。 n由于观察和研究条件的限制，在现阶段 仍主要是研究岩石圈，此外，也涉及大 气圈、水圈、生物圈以及岩石圈以下更 深的部位，甚至也包括某些地外物质。 n地质学的分支学科大体可分为两类。第 一类是探讨基本事实和原理的基础学科， 由这些基础学科与生
14、产或其它学科结合 而形成的学科，则构成地质学的第二类 分支学科。 n第一类有矿物学、岩石学、矿床地质学、 地球化学、动力地质学、构造地质学、 地貌学、地质力学、古生物学、地层学、 古地理学、地质年代学和区域地质学等。 此外，还有着眼于天体研究的行星地质 学、天文地质学等等。着眼于地球深部 的研究，则是刚刚开拓的新领域。 n第二类有水文地质学、工程地质学、环 境地质学、灾害地质学、金属矿产地质 学、非金属矿产地质学、石油地质学、 煤地质学、找矿勘探地质学和矿山地质 学等。 三、固体地球物理学 n地球物理学是地质学与物理学之间的边缘学科，它研 究的是各种地球物理场和地球的物理性质、结构、形 成及其
15、中发生的各种物理过程。 n广义的地球物理学，除研究地球的固体部分外，还包 括对水圈和大气圈的研究。因为海洋科学、水文科学 和大气科学业已各自发展成为独立学科，于是，致力 于研究地球固体部分宏观物理学现象的分支，便成为 狭义的地球物理学，或直接称为固体地球物理学。 四、大气科学 n是研究大气的各种现象及人类活动对它 的影响，这些现象的演变规律，以及如 何利用这些规律为人类服务的一门综合 性学科。它的研究对象，主要是覆盖整 个地球的大气圈，此外，也研究太阳系 其它行星的大气。 五、海洋科学 n参见1.1.2 及1.2 和1.3。 六、水文科学 n是关于地球上水的起源、存在、分布、 循环、运动等变化
16、规律和运用这些规律 为人类服务的知识体系。 n水文科学研究的对象，包括从陆地表面 的水到地下的水，广义地说，也包括从 大气中的水到海洋中的水，以及对水圈 同大气圈、岩石圈和生物圈等地球自然 圈层的相互关系的研究。 七、相关学科 (一)环境科学 (二)测绘学 1.1.2 海洋科学 n海洋科学是研究地球上海洋的自然现象、性质及其变 化规律，以及和开发与利用海洋有关的知识体系。 n它的研究对象，既有占地球表面近71的海洋，其中 包括海洋中的水以及溶解或悬浮于海水中的物质，生 存于海洋中的生物；也有海洋底边界-海洋沉积和海 底岩石圈，以及海洋侧边界-河口、海岸带，还有海 洋的上边界-海面上的大气边界层
17、等等。 n它的研究内容，既有海水的运动规律、海洋中的物理、 化学、生物、地质过程，及其相互作用的基础理论， 也包括海洋资源开发、利用以及有关海洋军事活动所 迫切需要的应用研究。 一、海洋科学研究的对象及特 点 n海洋科学研究的对象是世界海洋及与之密切相关联的大气 圈、岩石圈、生物圈。它们至少有如下的明显特点。 n首先是特殊性与复杂性。在太阳系中，除地球之外，尚未 发现其它星球上有海洋。 n全球海洋的总面积约3.6108km2，是陆地面积的2.5 倍。 在总体积13.7108km3 的海水中，水占96.5。 n水与其它液态物质相比，具有许多独特的物理性质，如极 大的比热容、介电常数和溶解能力，极
18、小的粘滞性和压缩 性等。 n海水由于溶解了多种物质，性质因而更特殊，这不仅影响 着海水自身的理化性质，而且导致海洋生物与陆地生物的 诸多迥异。 n其次，作为一个物理系统，海洋中水-汽- 冰三态的转化无时无刻不在进行，这也 是在其它星球上所未发现的。海洋每年 蒸发约44108t 淡水，可使大气水分10- 15 天完成一次更新，势必影响海水密度 等诸多物理性质的分布与变化，并进而 制约海水的运动以及海洋水团的形成与 长消。 n第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特 点。 n地球海洋充满了各种矛盾，如海陆分布不均、海洋的 连通与阻隔。海洋水平尺度逾数万千米，而铅直水深 只有3795m，两者差
19、别悬殊。其它如蒸发与降水，结 冰与融冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的 溶解与析出，沉降与悬浮，淤积与冲刷，海侵与海退， 潮位的涨落，波浪的生消，大陆的裂离与聚合，大洋 地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等， 共同组成了这个复杂的统一体。 n这个统一体可以分成许多子系统，而许 多子系统之间，如海洋与大气，海水与 海岸、海底，海洋与生物及化学过程等 等，大都有相互耦合关系，并且与全球 构造运动以及某些天文因素等密切相关。 这些自然过程通过各种形式的能量或物 质循环，相互影响和制约，从而结合在 一起构成了一个全球规模的、多层次的 复杂的海洋自然系统。 n海洋科学的任务，就是借助现场
20、观测、 物理实验和数值实验手段，通过分析、 综合、归纳、演绎及科学抽象等方法， 研究这一系统的结构和功能，以便认识 海洋，揭示规律，既可使之服务于人类， 又能保证可持续发展。 n海洋科学研究也有其显著的特点。 n首先，它明显地依赖于直接的观测。这 些观测应该是在自然条件下进行长期的， 且最好是周密计划的、连续的、系统而 多层次的、有区域代表性的海洋考察。 n其次是信息论、控制论、系统论等方法 在海洋科学研究中越来越显示其作用。 n这是因为，实施直接的海洋观测，既艰 苦危险、耗资费时，且获取的信息再多， 若相对于海洋整体和全局而言仍属局部 和片断，据此而直接研究海洋现象、过 程与动态，显然仍是远
21、远不够的。 n第三，学科分支细化与相互交叉、渗透 并重，而综合与整体化研究的趋势日趋 明显。 二、海洋科学的分支 n海洋科学体系既有基础性科学，也有应 用与技术研究，还包括管理与开发的研 究。 n属于基础性科学的分支学科包括物理海 洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋 地质学、环境海洋学、海气相互作用以 及区域海洋学等。 n属于应用与技术研究的分支有卫星海洋 学、渔场海洋学、军事海洋学、航海海 洋学、海洋声学、光学与遥感探测技术、 海洋生物技术、海洋环境预报以及工程 环境海洋学等。 n管理、开发研究方面的分支有海洋资源、 海洋环境功能区划、海洋法学、海洋监 测与环境评价、海洋污染治理、海域管 理
22、等。 1.2 海洋科学的发展史 n海洋科学的发展史可分为三大阶段。 1.2.1 海洋知识的积累与早期的观测、研究 (18 世纪以前) 1.2.2 海洋科学的奠基与形成(19-20 世纪 中叶) n这一时期的特点，既表现在海洋探险逐 渐转向为对海洋的综合考察，更重要的 标志是海洋研究的深化、成果的众多和 理论体系的形成: n海洋调查： n达尔文随“贝格尔”号1831-1836 年的 环球探险； n英国人罗斯1839-1843 年的环南极探险； n英国“挑战者”号1872-1876 年的环球 航行考察，被认为是现代海洋学研究的 真正开始。 n研究成果：英国人福布斯在19 世纪40-50 年代出版了
23、 海产生物分布图和欧洲海的自然史，美国人莫里 1855 年出版海洋自然地理学，英国人达尔文 1859 年出版物种起源，它们分别被誉为海洋生态 学、近代海洋学和进化论的经典著作。 n在海洋化学方面，迪特玛1884年证实了海水主要溶解 成分的恒比关系。在海流研究方面，1903 年桑德斯特 朗和海兰-汉森提出了深海海流的动力计算方法， 1905 年埃克曼提出了漂流理论。 n海洋地质学方面，默里于1891 年出版了 深海沉积一书。斯韦尔德鲁普、约 翰逊和福莱明合著了海洋一书，对 此前的海洋科学的发展和研究给出了全 面、系统而深入的总结，被誉为海洋科 学建立的标志。 n研究机构：1925 年和1930
24、年，美国先 后建立了斯克里普斯和伍兹霍尔两个海 洋研究所；1946 年苏联科学院海洋研究 所成立；1949 年英国成立国立海洋研究 所等等。 n1.2.3 现代海洋科学时期现代海洋科学时期(20 世纪中叶至今世纪中叶至今) n二战后进入现代海洋科学的新时期。 n这一时期，相继成立了多个国际海洋科学组织，海洋国际 合作调查研究更大规模地展开。 n这期间各国政府对海洋科学研究的投资大幅度地增加，研 究船的数量成倍增长，设备更加先进。如气象卫星、海洋 卫星、水下机器人等。 n海底热泉的发现，使海洋生物学和海洋地球化学获得新的 启示。 1.2.4 海洋科学的未来海洋科学的未来 n21 世纪为“海洋科学
25、的新世纪” 1.3 中国的海洋科学 1.3.1 历史的贡献历史的贡献 n公元前4世纪时，中国先民已能在所有邻海上航行。 指南针至少在1500 年前就用于航海。 n汉朝，中国的海路通东亚日本、南亚印尼、斯里兰 卡和印度，甚至远达罗马帝国。 n公元1405-1433 年，郑和先后率船队七下“西洋。 n公元前11 世纪的“诗经”及公元前2 世纪的尔雅 中就有海洋知识的记载。 n宋代，已开始养殖珍珠贝。 1.3.2 艰难的历程艰难的历程 n中国封建社会的长期闭关锁国，严重阻 碍了海洋科学的发展。鸦片战争后，国 海洋科学处境更为艰难。进入20 世纪之 后，才陆续成立中国地学会、中国科学 社，开展一些海洋
26、研究。抗战时期研究 工作大都停顿，抗战胜利后的1946 年， 山东大学、厦门大学和台湾大学分别创 立了海洋研究所，厦门大学还建立了海 洋学系。 1.3.3 美好的前景美好的前景 n新中国 成立后，1950 年8 月在青岛设立了中国科学院 海洋生物研究室，1959 年扩建为海洋研究所。1952 年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋 研究所合并成立了山东大学海洋系。1959 年在青岛建 立山东海洋学院，1988 年更名为青岛海洋大学，后更 名为中国海洋大学。1964 年建立了国家海洋局。此后 又建立了大批海洋科学研究机构，分别隶属于中科院、 教育部、海洋局、农业部等，形成了强有力的科研技
27、 术队伍。 n中国于1958-1960年才进行了近海较大规模的综合调查， 1976 年第一次赴太平洋中部调查，落后了上百年。而此后 1984 年首次派出南极考察队且以后每年派出；1985 -1989 年间建成南极长城站和中山站；1991 年2 月联合国国际海 底管理局批准中国申请太平洋国际海底矿区15104km2； 1995 年5 月中国首次远征北极科学考察队到达北极点。 n中国国土的海域面积相当于陆地面积的1/3。中国海洋21 世纪议程对海洋领域给予高度重视，“九五”国家科技 攻关计划中，也列入了海洋高技术研究开发的项目。 n国家委以重任，人民寄以热望，发展海洋科学，任重而道 远。 第二章第
28、二章 地球系统与海底科学地球系统与海底科学 2.1 地球的基础知识地球的基础知识 2.1.1 地球的宇宙环境地球的宇宙环境 n宇宙是空间、时间无限的物质世界，目前人类观测 到的宇宙范围叫做总星系，半径约150 亿光年。总 星系中约有10 亿个星系。星系有大有小，小者有几 万颗恒星，大者有上千亿颗恒星。太阳所在的星系 叫做银河系。 n宇宙是由各种形态的天体和电磁波等物质组成的。 n在无限的宇宙空间中，地球只不过是沧海之一粟， 它处在永不止息的运动中：自转和公转。 2.1.2 地球的形状地球的形状 n地球的形状一般是指全球静止海面的形状，根据人造 卫星运行轨道分析测算的结果，地球是一个梨形的球 体
29、。 2.1.3 地球的圈层结构地球的圈层结构 n地球是一个具有同心圈层结构的非均质体，以地球固 体表面为界分为内圈和外圈，它们又可分别再分为几 个圈层，每个圈层都有自己的物质运动特征和物理化 学性质。 一、地球外部圈层 n地球固体表面以上，根据物质性状可以分为大气圈、 水圈和生物圈。 n气圈是包围着地球的气体，厚度有几万千米，总质 量约5136108t。由于受地心的引力，以地球表面 的大气最稠密(约有3/4 集中在地面到100km 高度 范围内)，向外逐渐稀薄，过渡为宇宙气体。 n根据温度和密度等大气物理特征可将大气圈自下而 上分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。 n与人类关系最密切的是
30、对流层和平流层。 n水圈是地球表层的水体，占地球总质量的0.024。 其中绝大部分汇集在海洋里(占总水量的97)。 n生物圈是地球上生物(包括动物、植物和微生物)生存 和活动的范围。 n现代地球的大气圈、水圈和岩石圈构成了一个适宜 生命存在的环境。 n在太阳系中，地球是唯一具有水圈和生物圈的行星。 二、地球内部圈层结构 n地球物理学家对天然地震波传播方向和速度的研究证 明，地球内部物质呈同心圈层结构。 n在各圈层间都存在着地震波速度变化明显的界面(或 称不连续面)，其中最重要的界面有莫霍面(M 面)和古 登堡面(G 面)，它们把地球内部分为地壳、地幔和地 核三大圈层。 n地幔又分为上地幔和下地
31、幔，地核又分为外核和内核。 n地壳是指M 面以上的岩石物质层，厚度变化很大，从洋底 的不足5km直至大陆造山带的70km 以上，平均约15km。 n地壳是一个不均匀的圈层，根据其结构、物质组成和厚度 的差异可以分为大陆性和海洋性地壳两大类。 n大陆性地壳较厚，平均厚33km，为双层结构：上地壳一 般叫“硅铝层”，因物质组成与花岗岩相当，过去曾称为 “花岗岩质层”；下地壳通常叫“硅镁层”，因物质成分 与玄武岩相当，习惯上称作“玄武岩质层”。 n海洋性地壳很薄，平均厚度约6km，有三层结构：上部为 沉积层，主要是松散至半固结的沉积物；中间为基底层或 火山岩层，以玄武岩为主、上部夹有固结沉积岩的混合
32、层； 下部为大洋层，很可能由辉长岩、闪长岩为主，近M 面处 由含蛇纹石化橄榄岩组成，它是海洋性地壳的主体。 n地幔位于地壳之下，界于M 面与G 面之间，厚度约 2800km，质量和体积分别占地球的67.6和83， 由铁、镁、硅酸盐物质组成，与辉石橄榄岩相当。 n地核以G 面与地幔分界，其成分可能相当于铁陨石， 主要是铁以及含520的镍和少量硅、氧。 2.1.4 地球的起源与地质时代地球的起源与地质时代 一、地球的起源 n地球的起源与太阳系密切相关。 n自18 世纪以来，先后提出过30 多种地球起源的 假说。如拉普拉斯的“星云假说”、康德的“微 粒假说”、施密特的“俘获假说”、霍伊尔的 “新星云
33、假说”等，对认识天体形成和演化曾起 到了一定积极作用。 n大约在50-60 亿年前，在银河系所在部位存在一个巨大的气体 “尘埃”星云，叫作太阳云。一开始它就在不稳定地自转，同 时在自身引力作用下进行收缩，使大量物质聚集于中心部分。 体积缩小导致自转速度加快，离心力随之加大，太阳云逐渐变 扁成圆盘状。太阳云在收缩过程中，密度、压力加大，导致温 度急剧上升，向外强烈辐射释放出巨大能量，于是光芒四射的 原始太阳就此产生。 n原始太阳经过一个不稳定阶段，抛射出大量物质。太阳抛出的 物质参加到围绕它旋转的圆盘中去。在围绕太阳旋转的盘状星 云赤道面上，尘埃物质作为气体凝聚的核集结成一个个大小团 块，并沿赤
34、道下沉，形成一圈圈有规律间隔的尘环。环内物质 在不均匀引力作用下，大质点吸引小质点，逐渐聚结成为行星 胚胎，最终形成行星。 二、地球的演化与地质年代 n原始地球接近于均质体，以后由于内部热作用，导致物 质运动并发生重者下沉、轻者上浮的分异作用，于是形 成地核、地幔和地壳，从而具有圈层结构。 n广泛的火山活动和巨大陨石冲击时释放的气体，形成了 原始大气圈，其中的水汽冷凝而形成水圈。最后，在有 碳、氧、氢和氮化合物存在的情况下，通过闪电放电或 紫外线辐射，或两者兼有的作用，产生愈益复杂的有机 分子，它们再进一步结合为能够自身繁殖的有机分子， 最后形成生物圈。 n地球自形成以来大约经历了(45-46
35、)108 年的历史。计 算地球年龄的方法有绝对地质年龄和相对地质年代两种。 n绝对地质年龄是根据岩石中存在的微量放射性元素蜕变 规律测定出岩石生成的绝对年龄； n相对地质年代是根据生物的发展和岩层形成顺序，将地 壳历史划分为与生物发展相对应的一些自然段，每一自 然段所代表的时间称为地质时代单位，最大的时代单位 叫作宙，宙分为代，代分为纪，每个纪又可分为若干世。 按时代早晚顺序把地质年代编年称为地质年代表。 2.2 海与洋海与洋 2.2.1 地表海陆分布地表海陆分布 n陆地面积占地表总面积的29.2；海洋面积占地表总面积的 70.8。海陆面积之比为2.5 1，地表大部分为海水所覆盖。 n地球上的
36、海洋是相互连通的，构成统一的世界大洋；而陆地 是相互分离的。在地球表面，是海洋包围、分割所有的陆地， 而不是陆地分割海洋。 n地表海陆分布极不均衡。在北半球，陆地占其总面积的67.5 ，在南半球，陆地占总面积的32.5。地球还可分为 “陆 半球”和“水半球” 。 n地球表面是崎岖不平的。海洋的深度大于陆地的高度。 n2.2.2 海洋的划分海洋的划分 n地球上互相连通的广阔水域构成统一的世界海洋。根据海洋要 素特点及形态特征，可将其分为主要部分和附属部分。主要部 分为洋，附属部分为海、海湾和海峡。 n洋或称大洋，是海洋的主体部分，一般远离大陆，面积广阔， 约占海洋总面积的90.3；深度一般大于2
37、000m；盐度、温度 等不受大陆影响，且年变化小；具有独立的潮汐系统和强大的 洋流系统。 n世界大洋通常被分为四大部分，即太平洋、大西洋、印度洋和 北冰洋。太平洋是面积最大、最深的大洋，北冰洋是世界最小、 最浅、最寒冷的大洋。 n太平洋、大西洋和印度洋靠近南极洲的那一片水域，在 海洋学上具有特殊意义。它具有自成体系的环流系统和 独特的水团结构，既是世界大洋底层水团的主要形成区， 又对大洋环流起着重要作用。因此，从海洋学的角度， 一般把这片水域称为南大洋或南极海域。联合国教科文 组织将南大洋定义为：“从南极大陆到南纬40为止的 海域，或从南极大陆起，到亚热带辐合线明显时的连续 海域。” n海是海
38、洋的边缘部分，全世界共有54 个海，面积只占 海洋总面积的9.7。 n海较浅，平均深度在2000m以内。温度和盐度等水文要 素受大陆影响很大，并有明显的季节变化。水色低，透 明度小，没有独立的潮汐和洋流系统，但潮汐涨落往往 比大洋显著。 n按照海所处的位置可将其分为陆间海、内海和边缘海。 陆间海指位于大陆之间的海，面积和深度都较大，如地 中海和加勒比海。内海是伸入大陆内部的海，面积较小， 如渤海和波罗的海等。陆间海和内海一般只有狭窄的水 道与大洋相通，其物理性质和化学成分与大洋有明显差 别。边缘海位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋 分隔，如东海、日本海等。 n海湾是洋或海延伸进大陆且深度逐
39、渐减小的水域，一 般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与 洋或海的分界。海湾中的海水可以与毗邻海洋自由沟 通，故其海洋状况与邻接海洋很相似，但在海湾中常 出现最大潮差，如我国杭州湾最大潮差可达8.9m。 n由于历史上形成的习惯叫法，有些海和海湾的名称被 混淆了，有的海叫成了湾，如波斯湾、墨西哥湾等； 有的湾则被称作海，如阿拉伯海等。 n海峡是两端连接海洋的狭窄水道。海峡最主要的 特征是流急，特别是潮流速度大。海流有的上、 下分层流入、流出，如直布罗陀海峡等；有的分 左、右侧流入或流出，如渤海海峡等。由于海峡 中往往受不同海区水团和环流的影响，故其海洋 状况通常比较复杂。 n2.2.3
40、海水的起源与演化海水的起源与演化 n一般认为海水是地球内部物质排气作用的产物，即通过岩浆活 动和火山作用不断从地球内部排出的。地球早期火山作用排出 的水汽凝结为液态水，积聚成原始海洋，另一些不溶或微溶于 水的气体则组成了原始大气圈。 n海水的化学成分，一是来源于大气圈中或火山排出的可溶性气 体，如CO2，NH3，Cl2，H2S，SO2 等，这样形成的是酸性水； 二是来自陆上和海底遭受侵蚀破坏的岩石，受蚀破坏的岩石为 海洋提供了钠、镁、钾、钙、锂等阳离子。另外，受蚀的岩石 也为海洋提供了部分可溶性盐。 n大洋海水的体积和盐分的显著变化发生在前寒武纪的漫长地球 历史时期，自古生代(距今约6108
41、年)以来，大洋水的体积和 盐度已大体与现代相近。 2.3 海底的地貌形态海底的地貌形态 2.3.1 海岸带海岸带 n世界海岸线全长44104km，是陆地和海洋的分界线。水位升 高便被淹没，水位降低便露出的狭长地带即是海岸带。 n海岸带是海陆交互作用的地带。海岸地貌是在波浪、潮汐、海 流等作用下形成的。一般包括海岸、海滩和水下岸坡三部分。 海岸是高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间裸露于海面之 上，仅在特大高潮或暴风浪时才被淹没，又称潮上带。海滩又 称潮间带。水下岸坡是低潮线以下直到波浪作用所能到达的海 底部分，又称潮下带，通常约10-20m。 n海岸形态错综复杂，国内外没有统一的海岸分类标准。
42、中国海 岸带和海涂资源综合调查简明规程将中国海岸分为河口岸、 基岩岸、砂砾质岸、淤泥质岸、珊瑚礁岸和红树林岸等六种基 本类型。 2.3.2 大陆边缘大陆边缘 n大陆边缘是大陆与大洋之间的过渡带，按构造活动性分 为稳定型和活动型两大类。 一、稳定型大陆边缘 n稳定型大陆边缘没有活火山，也极少地震活动，反映了 近代在构造上是稳定的，以大西洋两侧的美洲和欧洲、 非洲大陆边缘比较典型，故也称大西洋型大陆边缘，此 外也广泛出现在印度洋和北冰洋周围。 n稳定型大陆边缘由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成。 n大陆架简称陆架、大陆浅滩或陆棚。定义为“邻接海岸但在 领海范围以外深度达200m或超过此限度而上覆水
43、域的深度 容许开采其自然资源的海底区域的海床和底土”，以及“邻 近岛屿与海岸的类似海底区域的海床与底土”。 n大陆架是大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底 的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到 坡度突然变大的地方为止。 n大陆架最显著的特点是坡度平缓，宽度与深度变化较大，东 海大陆架是世界较宽的大陆架之一，最大宽度达500km 以上， 其外缘深度130-150m。 n大陆架表面常见的地形主要有：(1)沉没的海岸阶地 (2)中低 纬地带沉溺的河谷和高纬地带沉溺的冰川谷 (3)海底平坦面 (4)水下沙丘、丘状起伏和冰碛滩等微地貌形态。 n大陆坡是一个分开大陆和大洋的全球性巨
44、大斜坡，其上限 是大陆架外缘(陆架坡折)，下限水深变化较大。大陆坡的 坡度一般较陡，但不同海区差别很大，Sherpard(1973)计 算的世界大陆坡的平均坡度为417。 n多数大陆坡的表面崎岖不平，发育有复杂的次一级地貌形 态，最主要的是海底峡谷和深海平坦面。 n海底峡谷是陆坡上一种奇特的侵蚀地形，它形如深邃的凹 槽切蚀于大陆坡上，横剖面通常为不规则的“V”型，下切 深度数百米甚至上千米，谷壁最陡40以上。深海平坦面 是大陆坡表面坡度接近水平的面，宽数百米至数千米，长 数十千米。 n大陆隆又叫大陆裾或大陆基，是自大陆坡坡麓缓 缓倾向洋底的扇形地，位于水深2000-5000m 处。 它跨越陆坡
45、坡麓和大洋底，是由沉积物堆积而成 的沉积体。大陆隆表面坡度平缓，沉积物厚度巨 大，常以深海扇的形式出现。大陆隆的巨厚沉积 是在贫氧的底层水中堆积的，富含有机质，具备 生成油气的条件。地震探查证实富含沙层的大陆 隆很可能是海底油气资源的远景区。 n二、活动型大陆边缘 n活动型大陆边缘是全球最强烈的构造活动带，集中分布在 太平洋东西两侧，故又称太平洋型大陆边缘。太平洋型大 陆边缘的最大特征是具有强烈而频繁的地震(释放的能量 占全世界的80)和火山(活火山占全世界80以上)活动， 有环太平洋地震带和太平洋火环之称。 n太平洋型大陆边缘又可进一步分为岛弧亚型和安第斯亚型 两类，两者都以深邃的海沟与大洋
46、底分界。海沟是由于板 块的俯冲作用而形成的深水(6000m)狭长洼地，往往作 为俯冲带的标志。海沟长数百至数千千米，宽数千米至数 十千米，横剖面呈不对称的“V”形，一般是陆侧坡陡而洋 侧坡缓。全球已识别的海沟20 多条，绝大多数分布在太 平洋周缘，其中深度超过万米的6 条海沟也全部在太平洋。 n岛弧亚型大陆边缘主要分布在西太平洋，其组成除大陆架 和大陆坡外一般缺失大陆隆，以发育海沟-岛弧-边缘海盆 地为最大特点。这类大陆边缘的岛屿在平面分布上多呈弧 形凸向洋侧，故称岛弧，大都与海沟相伴存在。在岛弧与 大陆之间以及岛弧与岛弧之间的海域称为边缘海，其中的 深水盆地往往具有洋壳结构，位于岛弧后方，又
47、叫弧后盆 地。海沟、岛弧和弧后盆地构成沟-弧-盆体系。 n安第斯亚型大陆边缘分布在太平洋东侧的中美-南美洲陆 缘，高大陡峭的安第斯山脉直落深邃的秘鲁-智利海沟， 大陆架和大陆坡都较狭窄，大陆隆被深海沟所取代，形成 全球高差(15km 以上)最悬殊的地带。 n2.3.3 大洋底大洋底 n位于大陆边缘之间的大洋底是大洋的主体，由大洋中脊和大 洋盆地两大单元构成。 n一、大洋中脊 n又称中央海岭，是贯穿四大洋、成因相同、特征相似的海底 山脉。全长6.5104km，顶部水深大都在2-3km，有的露出 海面成为岛屿，是世界上规模最巨大的环球山系。 n大洋中脊北端在各大洋分别延伸上陆，轴部发育有沿其走向
48、延伸的断裂谷地，称为中央裂谷。中央裂谷是海底扩张中心 和海洋岩石圈增生的场所，沿裂谷带有广泛的火山活动。 n中脊地形比较复杂，纵向呈波状起伏形态，横向呈岭谷相间 排列。构造上并不连续，被一系列断裂带切割成许多段落， 并错开一定的距离。 n大洋中脊体系是全球性地震活动带，但震源浅、强度小。 n二、大洋盆地 n大洋盆地是指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底， 约占世界海洋面积的1/2。大洋盆地的轮廓受洋中脊分布 格局的控制，分布着一些隆起的正向地形，进一步把大洋 盆地分割成许多次一级盆地。大洋盆地水深一般为4-6km， 局部可超过6km。 n把大洋盆地分隔开的正向地形主要是一些条带状的海岭和 近
49、于等轴状的海底高原。海岭往往由链状海底火山构成。 海底高原又叫海台，是大洋盆地中近似等轴状的隆起区。 n在大洋盆地中还有星罗棋布的海山，相对平坦的区域是深 海平原。 2.4 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 n60 年代诞生于海洋地质领域的海底扩张-板块构造学 说已影响到地球科学的几乎所有领域，是研究海底构 造的理论核心和指导思想。板块构造学说是大陆漂移 和海底扩张的引伸和发展。 n2.4.1 大陆漂移大陆漂移 n魏格纳是大陆漂移说的创始人，他主张地球表层存在 着大规模水平运动，海洋和陆地的分布格局处在永恒 的变化过程中。作为新地球观核心的活动思想论即由 此发端。 n魏格纳1912
50、 年提出了大陆漂移的见解，1915 年著 成海陆的起源一书，全面系统地论述了大陆漂 移问题。他认为地球上所有大陆在中生代以前是统 一的联合古陆，或称泛大陆，其周围是围绕泛大陆 的全球统一海洋泛大洋。中生代以后，联合古陆 解体、分裂，其碎块即现代的各大陆块逐渐漂移 到今日所处的位置。由于各大陆分离、漂移，逐渐 形成了大西洋和印度洋，泛大洋(古太平洋)收缩而 成为现今的太平洋。 n大陆漂移的主要依据有海岸线形态、地质构造、 古气候和古生物地理分布等。尽管大陆漂移说合 理地解释了许多古生物、古气候、地层和构造等 方面的事实，但未能合理解释大陆漂移的机制问 题。直到50 年代，古地磁学研究的进展又使大
