第二章 全球资源系统演化

第一节 全球资源系统演化

一、地球系统演化现代地球表层各圈层是漫长的地球演化史的产物，这部演化史有着明显的阶段性（表2—1）。原始的地球表层只表 2－1由地球系统演化到自然资源系统演化

演化期地质年代演化内容一元系统演代期二元系统演化期三元系统演化期四元系统演化期 50 — 45亿年前 45 — 44亿年前 44 — 38亿年前 38亿— 300万年前岩石圈的原始地表演化岩石圈、大气圈相互作用岩石圈、大气圈、水圈相互作用岩石圈、大气圈、水圈、生物圈相互作用地球系统演化① 自然资源系统演化期（五元系统演化期） 300万年前—岩石圈、大气圈、水圈、生物圈、人类圈相互作用自然资源系统演化 ②

资料来源：陈之荣，地球演化的新突变化期—地球结构畸变与全球问题，科技导报，1991年第 5期。（本表从自然资源研究角度进行了改动）。

注①从地球生成即开始了地球系统演化，是没有人类参与的自然演化；

②人类出现之后，形成人类社会，人类社会系统与自然系统的矛盾上升为主要矛盾，地球演化进入新的时期，即自然资源系统演化的新时期。有岩石圈，后来才先后产生了大气圈、水圈和生物圈，人类圈是地球最新的一个圈层，从人类诞生到人类圈形成经历了近 300万年，人类出现以前，地球上无所谓资源，因此无从研究全球资源系统的演化。但是在人类出现之前，地球表层系统地演化已经有四、五十亿年的历史，全球资源系统演化是在人类圈参与下地球表层系统演化的继续和发展。因此，研究全球资源系统演化不能不涉及到人类出现之前的演化。

人类出现之前地表系统各圈层运动的主要形式，表现为能量的单向流动和物质的循环，如岩石圈的地质循环，大气圈的大气环流，水圈的水循环，生物圈的生物循环。地表系统循环的能源主要来自太阳，由于地球离太阳较近，受太阳辐射影响很大。在没有大气圈和水圈以前的原始地表，太阳辐射的能量输入和地表热辐射的能量输出几乎在相同的温度下进行，地球获得的自由能很少。自从有了大气圈和水圈之后，大气环流和水循环调节了地球表层温度，同时可将输入的太阳辐射能 30％左右转变为地球自由能，增强了地球表层的活力。绿色植物产生、特别是生物圈出现以后，地球接受的太阳辐射能由绿色工厂将其 1/1000转化为生物化学能，这些能量又通过食物链，按 1/10定律传递给食草动物和食肉动物，维持着生机蓬勃的生物世界。

人类出现之后，人类圈加入地表系统运动，即开始了自然资源系统运动的新时期，人类圈运动的主要形式是生产和消费循环，人类不仅使太阳能按人的需要大量转变为供食用的生物化学能（食物），而且还利用水能、风能、地热能和可燃矿物—煤、石油与天然气等古生物化学能。地表几个圈层循环形式迭加，使循环物质量增加，提高了地球上各种元素的利用率，如生物圈出现后，地球外圈的氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等 9种最多的元素，加速了循环，并引起了硅、碳、铁、锰和硫的富集。
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