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第16講 植被和土壤(講義)(含答案) 2025年高考地理一輪復習講練測(新教材新高考)

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第16講 植被和土壤(講義)(含答案) 2025年高考地理一輪復習講練測(新教材新高考)

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第16講 植被和土壤
目錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 3
考點一 植被 3
知識梳理 3
知識點1 植被 3
知識點2 世界主要植被類型 5
核心突破 8
考點1 植被與自然環境的相互關系 8
答題突破 生物多樣性 16
題型01 植被類型與分布 18
題型02 植被與環境 19
考點二 土壤 20
知識梳理 20
知識點1 土壤的組成 20
知識點2 土壤的觀察 21
知識點3 土壤的功能和養護 25
核心突破 28
考點 土壤的形成與影響因素 28
題型01 土壤剖面 36
題型02 土壤性質 37
題型03 土壤形成影響因素 37
熱點應用 39
01 植被演替 39
02 凍土 42
03 土壤有機碳 45
考點要求 考題統計+考點提取
植被 2024吉林卷,8-9題,6分,圖中現存植被最接近地帶性植被的地貌位置是、如果流域整體構造抬升,最早演替為地帶性植被的是,植被類型與演替 2024廣西卷,14-16題,9分,推測該種喬木能侵入洼地的主要原因是當地、隨著樹島數量和面積的增加該洼地植被,植被生長條件 2024新課標卷,6-8題,12分,該地區峰從洼地內發育雨林主要得益于、該地區峰叢頂部多為旱生型矮林主要原因是、圖4所示“最高樹”出現的必備條件是該峰叢洼地,影響植被的因素 2023山東卷,1-2題,6分,導致亞寒帶針葉林帶成為“綠色荒漠”的主要因素是、亞寒帶針葉林碳儲量較高的主要原因是,植被類型 2023浙江1月,17-18題,4分,遼河口潮灘植被演替的總體趨勢是、較可行的生態修復措施是,植被演替
土壤 2024吉林卷,3-4題,6分,糞土堆墊的主要目的是增加土壤、 黏化層形成時期的氣候特征是,土壤形成 2024廣西卷,11-13題,9分,據圖可知T2~T4的、在地表打孔灌沙是為了、推測本實驗開展的時間,土壤的功能與養護 2024甘肅卷,16題,3分,坎特伯雷平原典型土壤剖面下部有明顯的,土壤剖面 2024新課標卷,9-11題,12分,依據是曲線Ⅰ、圖5b中曲線Ⅱ和Ⅲ沒有明顯變化表明、坡地上覆蓋石子有利于增加,土壤水分 2024福建卷,甲剖面最可能出現在圖中①-④地中的哪一個、研究人員想找到乙土層的土壤,除了地形因素之外,還需要考慮、①-⑤最適合種植水稻的土壤剖面是乙,還需要解決的問題是,影響土壤的因素
命題趨勢:本節內容是考查頻率比較高的部分,選擇題和綜合題都有涉及。尤其是從自然地理環境整體性原理的視角,審視某地植被特征、地貌形態演變及其產生的影響是近年來命題的重點。植被、土壤與自然地理環境的關系成為高考考查的熱點內容。考查方式往往圍繞著植被或土壤的特點、分布特征、變化等考查區域自然地理環境特征。
考點一 植被
知識點1 植被
(1)定義: 自然界成群生長的各種植物的整體,稱為植被。
(2)植被的分類:
(3)形成過程:在新形成的裸地上,很快會有少數種的植物生長;植物生長過程中,也改造其生長的土壤、水分等環境條件,從而有更多種類的植物在此生長,直至形成穩定的植被。
(4)垂直結構:
在穩定的植被中,不同種類的植物群體,通過爭奪陽光的生存競爭,占據一定的垂直空間,從而形成分層明顯的垂直結構。即大多數植物群體都有高度上的分化或分層現象。垂直結構是群落中各種植物間及植物與環境間關系的特殊形式。氣溫越高、降水量越多的地方,植被高度越大,植物種的數量越多,垂直結構越豐富。
【拓展補充】植物群落:在一定區域內,同種植物的全部個體形成種群;同一時間內生活在一定區域中各種植物種群的集合,所形成的具有一定組成、結構、環境關系的生命系統,構成植物群落,它僅僅是生態系統的一部分,即生物成分。簡而言之,群落是種群的集合體。一般來說,在環境條件優越的地方,群落結構復雜,組成群落的高等植物種類豐富。
為了研究和描述的目的,人為將生物群落劃分為:植物群落,動物群落,和微生物群落,事實上三者之間密切聯系,不可分割。
植物群落基本特征:具有一定的物種組成;不同物種相互影響;具有形成群落環境的功能;具有一定的外貌和結構;一定的動態特征;一定的分布范圍;群落的邊界特征。
生境:生境是指物種或物種群體賴以生存的生態環境。
知識點2 世界主要植被類型
分布:在地表,除極端干旱、寒冷的地方外,幾乎都有植物生長。天然植被一般按類型有規律地分布在適宜其生長的地方,并具有適應當地環境的特征。
(1)森林植被
森林植被類型多樣,森林主要分布在熱帶和溫帶的濕潤、半濕潤地區。熱帶的森林類型主要有熱帶雨林,溫帶則分布著多種類型的森林。可以通過觀察森林的垂直結構、生態特征等,認識不同森林的差異,感受大自然的豐富多彩。
類型 分布地區 氣候特征 森林特征
熱帶 雨林 熱帶雨林氣候區和熱帶季風氣候區 終年高溫、降雨豐沛 植物種類豐富、垂直結構復雜,多藤本、附生植物,常見莖花、板根等現象;植物群落結構復雜,四季常綠
熱帶季雨林 熱帶季風氣候區 全年高溫,分旱、雨兩季 與熱帶雨林相比,其樹高較低,植物種類較少,結構比較簡單,寄生、附生植物較少。
常綠硬葉林 地中海氣候區 夏季炎熱干燥,冬季溫和多雨 由硬葉的常綠喬木和灌木組成。葉堅硬革質,葉面常有茸毛或退化成刺,樹皮粗糙
類型 分布地區 氣候特征 森林特征
常綠 闊葉林 亞熱帶季風氣候區和亞熱帶濕潤氣候區 夏季炎熱多雨, 冬季溫和且無明顯干季 森林常綠,喬木多革質葉片,大部分植物的花期集中在春末夏初,垂直結構較簡單
落葉 闊葉林 溫帶季風氣候區和溫帶海洋性氣候區 夏季炎熱或溫暖, 冬季寒冷,降水適宜 喬木葉片寬闊,春季發葉,秋冬季落葉
亞寒帶 針葉林 亞歐大陸和北美大陸的亞寒帶地區 夏季短促、溫和, 冬季漫長、寒冷 以松、杉類植物為主的針葉林,樹葉縮小為針狀,以抗寒抗旱;由單一樹種構成,立木端直,樹冠呈尖塔狀,群落結構比較簡單
【關注】雨林分布在熱帶雨林氣候區,終年高溫年降雨豐沛。
特點:①全年生長旺盛,全年呈深綠色,無明顯季相變化。
②種類豐富,垂直結構復雜,有數量豐富的藤本、附生植物,林中常有絞殺植物附生。
③各月都有花開,常見莖花、板根現象。
補充:板狀根可以避免由于樹冠寬大,身體上部沉重而導致的頭重腳輕站不穩的問題,可以抵抗大風暴雨的襲擊,更有保持水分的作用,解決了熱帶雨林中樹木根系難以進入深層土壤而又要執行對地上部分的支撐作用這一兩難問題。
莖花的出現,是因為部分樹木處于森林的最下層,不免受到上層大喬木的影響,得不到充足的陽光和空間,因此,在它們長期與環境斗爭的過程中,形成了一種在莖上開花的習性,使它們能在陰暗茂密的森林里生存下來。
特別提醒:針葉林并不等同于亞寒帶針葉林。針葉林的分布較廣泛,從寒溫帶、溫帶到亞熱帶、熱帶都有分布,針葉樹包括常綠和落葉、耐寒和耐旱、喜溫和喜濕等不同類型。亞寒帶針葉林主要分布在亞歐大陸和北美洲的亞寒帶地區,主要由云杉、冷杉和落葉松等一些耐寒樹種組成。
(2)草原、荒漠植被
在熱帶和溫帶,當水分條件不能滿足森林生長時,便出現以草本為主的植被,即草原;而在水分更少的干旱地區,則形成荒漠植被。
草原一般分布于半濕潤、半干旱的內陸地區,可分為熱帶草原、溫帶草原等。熱帶草原位于干旱季節較長的熱帶地區。溫帶草原是多年生草本植物群落,以叢生禾草植物占優勢,植物普遍存在早生結構,如葉面積較小、葉片內卷等。
荒漠一般分布于干旱地區,可分為熱帶荒漠、溫帶荒漠等。荒漠的顯著特點是植被稀疏,地表大面積裸露,植物種類貧乏,群落結構簡單。
植被類型 分布 氣候特征 植被特征
熱帶草原 熱帶雨林的南北兩側 全年高溫,分干濕兩季 濕季降水豐沛,植物生長旺盛,草原蔥綠;干季為4-6個月,降水稀少,草類枯黃
溫帶草原 半濕潤、半干旱的內陸地區 夏季溫暖,冬季寒冷,氣候干燥 夏綠冬枯,植被高度較熱帶草原低,也會見到一些較為矮小的灌木
熱帶荒漠 熱帶沙漠氣候區 全年高溫干旱 以旱生的灌木為主,具有忍耐長期干旱的形態和結構;有些非旱生的短生命植物,當迎來合適的降水,即能完成生命活動的周期,如智利沙漠中的花海
溫帶荒漠 溫帶大陸性氣候區,高山地區 冬季嚴寒,夏季炎熱,氣溫年較差和日較差大 以旱生和鹽生的灌木、半灌木的植被為主;植物的葉面積逐漸縮小、退化,具有適應高溫、干旱環境的特征
熱帶草原
特點:耐旱,濕季草原蔥郁,干季草類枯黃,季節變化顯著,引起動物大規模遷徙,有些熱帶草原有喬木或灌木分布。喬木常常具有分枝多的叢生樹干和扁平的狀樹冠,葉小堅硬。
溫度草原
特點:草原夏綠冬枯,植被高度較熱帶草原低,偶見較為矮小的灌木。多年生草本植物群落,通常以叢生禾草植物占優勢,植物普遍存在旱生結構,如葉面積較小、葉片內卷等。
熱帶荒漠
①熱帶沙漠廣泛分布,生物較少;②只有零星耐旱植物,如仙人掌;③在沙漠邊緣地帶會有灌木叢分布;④有些非旱生的短生命植物,當迎來合適的降水,即能完成生命活動的周期。
溫帶荒漠
①主要是旱生和鹽生的灌木、半灌木的植被。
②植物的葉面積縮小和退化,具有適應高溫、干旱的特征。
寒帶植被:苔原由極地(或高山)灌木、苔蘚、地衣和多年生草本植物組成,是寒帶典型的植被類型。根據其分布區域,分為極地苔原和高山苔原。
(3)植被類型的判讀技巧:
(1)根據氣候類型判斷
熱帶雨林氣候和熱帶季風氣候區的植被類型為熱帶雨林。
熱帶草原氣候區的植被類型為熱帶草原。
熱帶沙漠氣候區的植被類型為熱帶荒漠。
亞熱帶季風氣候和亞熱帶濕潤氣候區的植被類型為常綠闊葉林。
地中海氣候區的植被類型為常綠硬葉林。
溫帶季風氣候和溫帶海洋性氣候區的植被類型為落葉闊葉林。
亞寒帶針葉林氣候區的植被類型為亞寒帶針葉林。
溫帶草原氣候區的植被類型為溫帶草原。
溫帶沙漠氣候區的植被類型為溫帶荒漠。
(2)根據植被的垂直結構、生態特征判斷
①植物種類豐富、垂直結構復雜、有豐富的藤本植物、附生植物,常見莖花、板根的為熱帶雨林。
②森林常綠、喬林多革質葉片、花期多集中在春末夏初的為常綠闊葉林。
③喬木葉片寬闊、春季發芽、夏季蔥綠、秋冬季落葉的為落葉闊葉林。
④葉片呈針狀的為針葉林。
⑤以高大的草本植物為主,也有喬木和高大灌木分布的為熱帶草原。
⑥以低矮的草本植物為主,沒有喬木,有低矮灌木分布的為溫帶草原。
考點1 植被與自然環境的相互關系
1.自然環境對植被的影響
(1)根本因素:水分和熱量以及二者的配合狀況。
(2)太陽輻射:熱量由赤道向兩極有規律地減少,形成了全球陸地植被基本格局。
(3)水分條件:是造成不同區域植被類型差異的主要原因。
自然因素 對植被的影響
氣候 ①熱量:植物生長快慢與氣溫高低有關;熱量決定植被類型;從赤道到兩極,熱量分布不均勻,形成各種不同的植物帶;從山麓到山頂,熱量分布不均勻,高山地區形成垂直分布的植物帶。 ②水分:降水是植物生長發育期間的主要水分來源;同一緯度,降水從沿海到內陸逐漸減少,植被依次為森林、草原、荒漠;同一地點,降水多的年份樹木生長好,年輪寬;受地形的阻擋,山脈兩側降水量不同,植被也截然不同,如安第斯山脈南部大陸西岸為溫帶落葉闊葉林,東岸為溫帶荒漠和草原,天山北坡有森林,南坡則沒有。 ③光照:影響著喜光、喜陰植物的生長,喜光植物向陽一側生長好;山地陽坡和陰坡植被不同,馬尾松生長在陽坡,而冷杉生長在陰坡。 ④晝夜溫差影響植物生長的速度及品質 ⑤風是植物花粉、種子和果實傳播的動力;風還能促使環境中氧氣、二氧化碳和水汽均勻分布,并加速它們的循環,形成有利于植物正常生活的環境;風會使植物變形,如旗形樹的背風面長勢好;山頂風力大,樹木矮小匍匐地面(矮林)
地形 ①海拔影響植被垂直地帶分異和非地帶性分布 ②坡向(迎風坡/背風坡/陽坡/陰坡)影響植被生長和類型
土壤 ①酸堿度影響植被類型 ②肥力、水分含量、特性、厚薄等影響植被生長
水文 水文條件影響生物(動物和植物)的數量、種類(如水域中漁業資源的種類)
植被分布的影響因素
(1)在自然環境要素中,對植物影響最大的是氣候,主要包括熱量、降水、光照、風等。
氣溫越高、降水量越多的地方,植被高度越大,茂盛,植物種的數量越多,垂直結構越豐富。如熱帶雨林植物群落結構豐富;
細分:熱量、水分、光照等因素影響植被的分布
①熱量充足的地區、水分滿足植物生長,降水豐富,降水量在400 mm以上,分布著森林植被;
②熱量充足的地區、降水較少的半干旱地區,分布著草原植被;200~400 mm為草原;
③熱量充足的地區、降水稀少的干旱地區,分布著荒漠植被,在200 mm以下為荒漠;
④熱量充足的地區:植被常綠;熱量不足的地區:植被落葉或者針葉。
垂直結構:氣溫越高,降水越多,植被高度越大,物種數量越多,垂直結構越復雜。上層一般為喜陽喬本和灌木作物;下層一般為喜陰的草本植物。
植被的生態特征是環境適應性的表現。植被既受環境影響又影響環境(植被與環境相互作用)。
環境適應性是植物經過自然選擇的結果,是生物特有的普遍存在的現象,它包含兩方面含義:
①生物的結構(從個體到群體)大都具有一定特殊功能,如熱帶雨林中樹木的板根具有支撐樹干的功能;
②植物的結構及其功能使該植物在一定環境條件下能夠生存和繁衍,如一些沙漠植物的葉子退化成刺有助于減少蒸騰,從而適應干旱的環境。
植物群落可以隨著環境的變化而發生改變
①隨著降水量的增加,我國北部某些地區的半流動、半固定沙地逐漸固定,轉化為固定沙地,其植物群落會發生相應的變化。
②不合理的人類活動,比如草原地區的過度開發,可能導致草場退化,植物群落的組成發生變化,進而發生荒漠化,草原退化成荒漠。
植被形態與自然環境的關系分析
①植被不適應環境——分布稀疏:說明該地區不具備植物生長的條件。從氣候、地形、水文、土壤等方面分析。
②植被適應環境——能生長的植被:說明生長在該地區的植被具備適應該地區環境(尤其是惡劣環境)的能力。主要從根、葉、莖生長特點、植被形態、生長速度等方面分析如何適應當地環境(尤其是惡劣環境)特點的。
植被適應環境的表現
植被適應環境的表現可從植被的根、葉、莖等方面分析:
案例1:植被適應自然環境的表現——猴面包樹的形態
案例2:植被適應自然環境的表現——高山流石灘植被的形態
高山流石灘的自然環境特征:低溫、大風、光照強;缺水;土壤貧瘠;動植物稀少
案例3:植被適應自然環境的表現——矮曲林的形態
在一些高山的山頂或山脊,矮化、扭曲及變形甚至匍匐地面、然后傾斜向上生長的樹林分布, 大多分布在山地林線的上限附近。
特殊地理環境下的植被特征
環境 植被及其形態特征
沙漠 植被稀少,葉子退化,根深而葉不茂
高山 植株矮小,莖葉多毛
草原 叢生禾本科植物,是一中地帶性植被類型
熱帶雨林 森林呈深綠色,種類豐富、垂直結構復雜,有數量豐富的藤本植物,附生植物,常見莖花、板根等現象
池塘 水生植物,根系發育微弱,葉子柔軟,葉面表皮發育微弱,帶有通氣組織
植被形態對環境的指示作用
影響因素 植物形態或分布 指示作用
熱量 水平分布:熱帶雨林→亞熱帶常綠林→溫帶落葉闊葉林→亞寒帶針葉林→苔原 不同溫度帶
垂直分布:熱帶雨林→山地常綠闊葉林→山地落葉闊葉林→山地針葉林→山地草甸草原→山地荒漠等 不同海拔
水分 濕生植物 葉子碩大柔嫩,根系退化,莖內有孔,如蓮藕、蘆葦等 水濕環境
旱生植物 莖多汁、多肉、肥大;葉子退化為刺,根系發達;葉面有蠟質,如仙人掌、駱駝刺等 干旱環境
光照 喜光植物 對光照需求量大,分布在陽光充足的地方,如樹林上層的馬尾松等 光照充足
喜陰植物 對光照要求低,分布在陰暗處,如樹林下部的冷杉、地衣苔蘚等 光照不足
土壤 酸性土壤:鐵芒萁、茶樹、馬尾松等 酸性土壤
堿性土壤:堿蓬等 堿性土壤
環境污染 矮牽牛花能指示SO2污染 SO2污染
旗形樹:迎風面(損傷),背風面一側生長
2.植被對自然環境的影響
(1)氣候:調節溫差;增加蒸騰,提高空氣濕度;調節大氣成分;防風固沙
(2)地形:加快巖石的風化過程,改變地貌形態;保持水土,保護了原始地表形態,減少侵蝕地貌的形成
(3)土壤:減少土壤侵蝕;改良土壤性質(改善土壤水分條件和增加土壤有機質含量);促進土壤形成
(4)水文:涵養水源;凈化水質;減少含沙量;增加下滲;減緩地表徑流;削減風浪,保護堤岸
(5)生物:為鳥類等多種動物提供棲息地,維護生物多樣性;為植食性動物提供食物;樹木影響林下草本植物的生長;遮光導致森林結構變化
植被對地理環境的影響非常顯著。以森林植被為例,其群落結構復雜,與環境之間的物質循環和能量交換非常活躍,因此形成了以下功能,如表所示:
固碳釋氧,凈化空氣 森林是生態系統中的生產者,能大量吸收二氧化碳,釋放出氧氣,且能吸收有害氣體,釋放負離子
涵養水源,保育土壤 森林對降水的截留、吸收和貯存,可以增加可用水量,凈化水質,調節徑流。植物根系可以減少土壤侵蝕,改善土壤結構
積累營養物質,保護生物多樣性 森林在生長中積累了大量營養物質,為人類及其他生物提供了食物和棲息環境
防風固沙,減輕災害 森林可以降低風速,減輕風沙、臺風、霜凍等災害
不同區域植被的主要環境效益不同
區域 森林的環境效益 舉例
降水豐富的濕潤地區(尤其是丘陵山區) 涵養水源、保持水土 長江中游山區的防護林主要功能是涵養水源,保持水土
干旱、半干旱地區 防風固沙、保護農田和牧場 西北地區風沙大,西北防護林主要功能是防風固沙
沿海地區 防止海浪侵襲,保護海堤 紅樹林是天然的海岸防線,具有減小風速、減輕海岸的侵蝕,凈化海水、促淤造陸等作用
城市 凈化空氣、美化環境、吸煙除塵、減弱噪聲 城市工業、交通污染嚴重,故城市綠地主要功能是吸煙除塵、過濾空氣、減輕污染、削弱噪聲
森林如何保持水土、涵養水源?
(1)林冠層和林下植被層:
①截留降水,減少地表徑流;②白天阻擋太陽輻射,晚上阻擋熱量逃逸,減少晝夜溫差;③蒸騰作用增加空氣濕度,加大降水的可能性;④防風,削減風力。
(2)枯枝落葉層:
①吸收和滲透降水,涵養水源;②枯枝落葉層腐爛后,形成腐殖質和有機質,改善土壤性質,促進下滲;③減緩地表徑流,防洪減災;④阻礙了土壤表面蒸發水分,土壤蒸發量減少。
(3)根系土壤層:
①植物根系可以固土護坡;②加大土壤孔隙度,加速下滲。
植被破壞帶來的影響
影響 具體分析
土地退化加劇 植被破壞后,降雨對土壤的沖刷能力增強,水土流失加劇,會造成土壤退化,如草原退化為沙漠; 帶來環境污染問題,如水體富營養化
全球氣候變暖 森林是二氧化碳的吸收器、貯存庫和緩沖器。 而森林一旦遭到破壞,則會變成二氧化碳的排放源,進而導致全球氣候變暖
生態系統被破壞 植被在生態系統中扮演著重要角色,是昆蟲等動物的棲息場所,植被破壞后生物多樣性也會遭到破壞
破壞自然景觀 沒有植被的光禿禿的山或廢墟顯然是沒有大自然的親和力的
案例:
解釋華北地區傳統民居的房前多植落葉闊葉樹,而不植松柏的地理原因。
華北地區
夏季炎熱,與松柏相比,落葉闊葉樹夏季冠廣葉密,遮陰取涼效果更好。
冬季寒冷,太陽高度較低,落葉闊葉樹落葉后,可讓陽光充分射入室內,提高室內溫度。
(2024·廣西卷)大興安嶺北部某山間洼地土壤水分充足、氮素匱乏,植被由低矮灌草、苔蘚和地衣組成。近30年來,某種具有固氮功能的闊葉喬木侵入該地并逐漸占據優勢,影響當地植被物種組成和垂直結構。該種喬木生長區域在空間上零散分布,被稱為“樹島”。據此完成下面小題。
1.推測該種喬木能侵入洼地的主要原因是當地( )
A.降水增加,土壤變濕 B.地勢變低,地表積水增多
C.氣候變暖,土壤變干 D.植被覆蓋增加,蒸發減弱
2.研究發現樹島內苔蘚與地衣逐漸消亡,是因為樹島內( )
A.地表光照減弱 B.地表溫度升高 C.表層土變濕潤 D.土壤氮素減少
3.近30年,隨著樹島數量和面積的增加,該洼地植被( )
A.產生的凋落物減少 B.積累的有機物增多
C.演替過程發生中斷 D.與地帶性植被一致
【答案】1.C 2.A 3.D
【解析】1.根據材料“大興安嶺北部某山間洼地土壤水分充足、氮素匱乏,植被由低矮灌草、苔蘚和地衣組成”推測氣候變暖,蒸發量增大,降水減少,土壤變干,該區域的生長環境發生改變,喬木乘機入侵洼地,A錯誤,C正確,材料信息不能體現地勢變低,B錯誤,植被覆蓋率增加,蒸騰增強,D錯誤。故選C。
2.因植被覆蓋率增加,導致樹島內地表光照減弱,地表溫降低,故A正確,B錯誤;喬木生長需水量大會導致地表土壤濕度降低,C錯誤;因落葉喬木具有固氮功能,土壤的氮素會增加,故D錯誤。故選A。
3.根據材料闊“葉喬木侵入該地并逐漸占據優勢,影響當地植被物種組成和垂直結構”,說明近30年,隨著數導數量和面積的增加,該洼地土壤的結構和水分逐漸改變,該洼地與地帶性環境差異縮小,地帶性植被逐漸增多,該洼地植被逐漸與地帶性植被一致,D正確;植被增多產生的凋落物會增加,A錯誤;隨著當地植被物種組成和垂直結構的變化,積累的有機物減少,土壤結構和肥力改變,故B錯誤;近30年,樹島數量和面積的增加,說明演替過程中未發生中斷,C錯誤。故選D。
答題突破 生物多樣性
1.影響生物種類多樣性的因素
一個區域生物多樣性主要受氣候、地形、生存空間、封閉程度、天敵情況、災害污染情況、人類活動等地理要素的影響,體現了地理環境的整體性。生物多樣性(物種)豐富的原因見下表:
分析角度 答題思路
緯度(熱量條件) 地處低緯度(熱帶),熱量豐富,物種豐富,繁衍生長速度快
環境(地形、氣候、水陸)等差異 跨緯度廣,熱量差異大,物種豐富
跨海陸(經度)廣,水分差異大,物種豐富
地形類型復雜多樣;地形起伏大,垂直地帶性顯著,物種豐富
面積廣大,地域遼闊,氣候類型復雜多樣,物種豐富
生存空間 面積廣大,地域遼闊,生物生存空間廣;森林、濕地面積廣,物種豐富
天敵 地形較封閉(遠離大陸),天敵少
人類活動 地形較封閉(遠離大陸),人煙稀少,受人類活動干擾少
2.解釋生物與地理環境的關系
(1)陸生動物與地理環境的關系
分析角度 答題思路
生存空間 面積大,地形復雜,氣候差異顯著,環境多樣,適生空間大;環境空間差別大,適生空間小;長期與大陸分離,環境封閉,物種獨特
氣候 緯度(海拔)低,水熱充足,植物繁茂,食物充足;緯度(海拔)高,植物生長緩慢,食物供應量少;冬季(終年)寒冷漫長,生存條件惡劣
環境 生存環境發生改變,食物來源減少,飲用水短缺,生存空間減小;全球氣候變化,草地退化,生存環境改變;生態良好,環境污染少
天敵 缺少×××,天敵少;受到×××天敵威脅
人類活動 人煙稀少,人類活動強度小,干擾少;森林、草原減少,污染加劇,食物減少,棲息環境遭破壞
(2)水生動物(魚類)與地理環境的關系
分析角度 答題思路
生存空間 湖面(海面)廣闊,生存空間大;跨度大(流程長),水域環境多樣,種類繁多;河湖(海)相連,有利于×××洄游產卵
氣候 緯度低,水溫高,生長速度快;水溫適宜,利于產卵、繁殖;水域淺(緯度低),光照充足,光合作用強
水文 鹽度高(低),適宜咸水(淡水)魚類生存;緯度(海拔)高,鹽度低、水溫低,適宜冷水性魚類生長;結冰期長,存活率低;水質好
食物 多條河流入海(湖)、寒暖流交匯(上升流、水溫變化明顯),底層海水上泛,營養鹽類豐富,浮游生物大量繁殖;水草豐美、其他魚類為×××提供充足餌料
天敵 缺少天敵制約,繁殖速度快,種群密度大
人類活動 水質下降,污染加重;過度捕撈
3.多古老珍稀動物的原因
(1)自然原因:
①遠離大陸,長期孤立存在,缺乏基因交流②少大型食肉動物,缺乏生物競爭,動物進化緩慢③自然環境變化小,不利于生物的進化
(2)人為原因:
人類發現較晚(人跡罕至),受人類活動影響小
4.(2023·北京卷)1944年,攝影師薩爾出生于巴西東南部一個1500平方千米的農莊,農莊一半屬于大西洋森林。圖(左)示意大西洋森林的分布,圖(右)是2001年和2019年薩爾家族農莊景觀,讀圖,回答下列問題。
東南沿岸森林保護區動植物種類豐富,眾多水生生物中有巴西特有的魚類。這里有大面積森林、濕地、群島、海灘、河流及其入海口,茂密的紅樹林覆蓋島嶼和河口。
(1)簡述該保護區生物多樣性豐富的主要自然條件。
【答案】(1)水熱條件好,有利于多種生物生長;保護區地域面積廣闊,為多種生物提供了生長空間;保護區生態系統類型多樣,包括森林、濕地、群島、海灘、紅樹林、河流及其入海口;垂直差異大。
【詳解】(1)該保護區生物多樣性豐富的主要自然條件可從該區域自然環境的優越性和多樣性來回答。首先是優越性:該區域緯度低,年平均氣溫高,分布著熱帶雨林氣候和熱帶草原氣候,濕熱的環境有利于多種生物生長;其次是豐富的自然環境:大西洋森林東南保護區以其面積廣闊而聞名,為多種生物繁衍提供了廣闊空間;材料表明生態系統類型多樣,包括森林、濕地、群島、海灘、紅樹林、河流及其入海口,各種不同的生態系統有著獨特的生物群落,造就了生物的多樣性;本地區從沿海平原到內陸高原,垂直差異大,形成了不同生物。
題型01 植被類型與分布
尖峰嶺國家森林公園位于海南島西南部(圖1),圖2示意海濱到尖峰嶺主峰山頂的植被類型的變化。完成下面小題。
1.①②處的植被類型及形成其差異的主導因素分別為( )
A.落葉季雨林、常綠季雨林,熱量 B.落葉季雨林、常綠季雨林,水分
C.常綠季雨林、落葉季雨林,熱量 D.常綠季雨林、落葉季雨林,水分
2.推測苔蘚矮林的生境特征是( )
①風力大 ②光照足 ③霧天多 ④土層厚
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】1.B 2.C
【解析】1.比較四個選項可知,①②處的植被類型均為季雨林,山上山下的熱量差異對雨林形成影響較小,而①②下方的山地基帶稀樹草原,上方為山地雨林,說明隨海拔上升,水分條件逐漸變好,季節差異變小,下方的水分條件差,季節性落葉,上方水分條件好,常綠不落葉,故①處為落葉季雨林,②處為常綠季雨林,影響因素是水分差異,B對,ACD錯。故選B。
2.苔蘚矮林植被分布海拔高,氣溫相對較低;海拔高,風力較強,林木容易受到風力破壞;1200m海拔以上地區日平均空氣相對濕度在88%以上,云霧出現頻率高,對太陽輻射的削弱作用強,到達地面的光照并不充足,①③對,②錯;由圖可知,苔蘚矮林處地勢起伏大,地形坡度較陡,水土易流失,土壤層較薄,肥力較低,④錯誤。C對,ABD錯。故選C。
題型02 植被與環境
青海省夏吾曲河小流域平均海拔3590m,屬高原大陸性氣候,每年5~10月溫暖多雨,11月至次年4月寒冷干燥、多大風天氣。矮蒿草是該流域高寒草旬主要類型之一,也是優良的天然放牧場地。研究發現,該流域中矮蒿草除在河漫灘濕地無分布外,其他生境均有分布。正常放牧情況下矮蒿草在灘地所在生境下為優勢種,在不放牧的情況下與群落中的高大禾本科植物競爭時處于劣勢。下圖為夏吾曲河流域地形及生境描述圖。據此完成下面小題。
3.與山坡相比,河漫灘濕地( )
A.土壤水分條件差 B.面積變化大
C.土壤肥力較低 D.生物總量少
4.矮嵩草形態特征在山頂表現為( )
A.葉片面積大 B.葉片厚度薄 C.植物根系長 D.植物植株高
5.在土壤含水量適當的情況下,若放牧強度加大,該區域灘地上植被變化為( )
A.禾本科植物植株數量增多,矮嵩草植物植株數量增多
B.禾本科植物植株數量增多,矮嵩草植物植株數量減少
C.禾本科植物植株數量減少,矮嵩草植物植株數量增多
D.禾本科植物植株數量減少,矮嵩草植物植株數量減少
【答案】3.B 4.C 5.C
【解析】3.河漫灘濕地距河道近,洪水期河流攜帶泥沙在河漫灘處堆積,面積變化大,B正確;與山坡相比,河漫灘濕地海拔低,地形較平坦,地表徑流從山坡及其他高處侵蝕搬運物質來堆積,其中包括水、有機質和礦物質等,因此河漫灘濕地土壤肥力較高,同時土壤水分條件好,生物總量更多,ACD錯誤。故選B。
4.由于山頂水分條件較差,植物根系長可以更好地吸取水分和養分以維持植物的生長,C正確;山頂光照強,風力大,土壤水分蒸發強,矮嵩草為適應水分條件較差的環境,葉片面積減小以減少蒸發,A錯誤;葉片厚度厚,儲存水分,抵御干旱,B錯誤;山頂由于風力強勁,植株較矮以抵御強風,D錯誤。故選C。
5.材料中提到,正常放牧情況下矮嵩草植物在灘地所在生境下為優勢種,在不放牧的情況下與群落中的高大禾本科植物競爭時處于劣勢,這意味著在較強的放牧情況下,牲畜可采食較高大的禾本科植物,從而導致禾本科植物植株數量減少,矮嵩草植物植株數量增多。綜上所述,C正確,ABD錯誤,故選C。
考點二 土壤
知識點1 土壤的組成
土壤及其物質組成
土壤:陸地表面具有一定肥力、能夠生長植物的疏松表層,具有肥力是土壤的本質屬性。由礦物質、有機質、水分和空氣四種物質組成。
組成 特征 作用 關系
礦物質 ①土壤的物質基礎,成土母質(風化殼或風化堆積物)風化形成的土壤固體顆粒; ②經風化分解,釋放一些養分元素(鉀、磷、鈣、鎂等),供植物吸收 主要成分,土壤中礦物養分的主要來源 ①彼此間有密切聯系,共同形成了土壤的肥力特性; ②肥力高低取決于水、肥、氣、熱四個因素的協調程度
有機質 (腐殖質) ①多集中在表層; ②釋放氮,直接影響土壤肥力的形成和發育 最重要成分,土壤肥力的物質基礎,土壤形成發育的主要標志
空氣 空氣提供熱量;水分供應養分和水分; 貯存在土壤孔隙中,具有很大的流動性,使土壤能通氣透水,蓄水保溫 不可缺少的成分,影響土壤的熱量狀況
水分
腐殖質的主要作用有: ①作物養分的主要來源:腐殖質既含有氮、磷、 鉀、硫、鈣等大量元素,還有微量元素,經微生物分解可以釋放出來供作物吸收利用; ②增強土壤的吸水、保肥能力:腐殖質是一種有機膠體,吸水保肥能力很強; ③改良土壤物理性質:腐殖質是形成團粒結構的良好膠結劑,可以提高粘重土壤的疏松度和通氣性,改變砂土的松散狀態,同時,由于它顏色較深,有利于吸收陽光,提高土壤溫度;④促進土壤植物的生長:腐殖質為植物生長提供了豐富的養分和能量,土壤酸堿適宜,因而有利植物生長,促進土壤養分的轉化; ⑤作物生長發育:腐殖質在分解過程中產生的腐殖酸、有機酸、維生素及一些激素,對作物生育有良好的促進作用,可以增強呼吸和對養分的吸收,加速根系和地上部分的生長。
知識點2 土壤的觀察
1.土壤顏色
野外對土壤的觀察,一般從土壤顏色、土壤質地、土壤剖面構造等方面進行。
土壤顏色:是土壤最重要的外部特征之一,有些土壤是用顏色來命名的。
影響因素 表現
礦物質 礦物質的種類和含量決定土壤顏色
有機質 有機質的含量決定土壤黑色的深淺;有機質含量越多,土壤顏色越黑;有機質含量越少,土壤顏色越淺
氣候 氣候條件影響礦物質和有機質的分解程度和含量,進而影響土壤顏色
①黑土:土壤中富含腐殖質,比較肥沃。腐殖質含量減少則呈灰色。
②黃土:土層深厚,但有機質含量不高,缺磷少氮,還有不少鹽堿地、沙地。黃色表示土壤是在黃土基礎上發育的,疏松、多孔隙,垂直節理發育,極易滲水。需要增施有機肥,補充磷肥、氮肥,防治水土流失,綜合治理旱、澇、堿、沙。
③紅壤:鐵、鋁成分較多,有機質少,酸性強,土質黏重,是我國南方的低產土壤之一,需要增施有機肥料,補充熟石灰加以改造。
④紫色土:自然肥力高,富含各種鹽類及多種微量元素,酸堿條件適中,可在風化母巖上直接刨耕引種。
⑤水稻土:在人類生產活動(長期種植水稻)中形成的特殊土壤。土壤中有機質含量豐富,較肥沃,多呈青灰色。
土壤類型 我國主要分布地區 成因和特點
黑色土壤 東北地區 夏季溫暖濕潤,草類生長茂盛。冬季寒冷,微生物活動較弱,土壤中有機質分解慢,積累多,土壤顏色較黑
紅色土壤 南方地區 夏季高溫多雨,土壤中礦物質的淋溶作用強,氧化鐵含量高,土壤呈紅色
青色土壤 東部降水多且排水不暢或長期被淹地區 土壤中鐵多以氧化亞鐵形式存在,土壤呈青灰色
白色土壤 西部地區 氣候干旱,土壤中鹽堿含量較高,有機質含量較低,水分較少,土壤常呈白色
黃色土壤 黃土高原地區 風力搬運的黃色粉土沉積物
2.土壤質地
不同粒級的礦物質在土壤中所占的相對比例,按土壤質地可分為砂土、壤土、黏土三種類型。
土壤 成分 性能 判斷方法
砂土 以砂粒占優勢 大孔隙多、毛細管孔隙少,通氣、透水性強,保水、蓄水性能弱,而且有機質易分解,保肥性能弱,但易耕作 用食指和拇指搓捏時有砂礫的感覺,干時有沙沙聲,濕時無可塑性
黏土 以黏粒占優勢 通氣、透水性差,蓄水、保水性能強,而且有機質分解緩慢,易積累,保肥性能好,但質地黏重,不易耕作 搓捏時有細膩感,可見到光澤面,干時細土可進入指紋,濕時可塑性強
壤土 所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例適中 兼有砂土和黏土的優點,不僅通氣、透水性能良好,而且蓄水、保肥性能強,是農業生產理想的土壤質地 除了砂土和黏土類的可以粗略歸為壤土類
3.土壤性質
土壤性質 影響因素
土壤含水量 ①“收”:大氣降水、地下水、灌溉用水; ②“支”:蒸發、植物吸收和蒸騰、水分滲漏和徑流(壤中流); ③“儲”:最大儲水量受土壤孔隙空間大小制約
土壤透氣性 受土壤孔隙空間和土壤含水量的共同影響。①土質疏松、土壤含水量小,土壤透氣性好(但水分不足時,植物會凋萎);②土質黏重、土壤含水量大,土壤透氣性差(水分充足易導致空氣受到排擠,土壤溫度下降,透氣性減弱,土壤肥力下降)
土壤肥力 土壤肥力最終取決于水、肥、氣、熱的協調程度。 ①“收”:外力搬運輸入;自身有機質、礦物質產出(巖石風化、生物分解);人類活動補充(施肥)等; ②“支”:植物吸收;雨水淋溶、徑流侵蝕;不合理的人類活動等
土壤肥力高低影響因素的分析
與土壤礦物質、有機質、厚度、顆粒大小、溫度、水分含量、透氣性、害蟲等密切相關。取決于各要素含量的協調度,協調度越好,肥力越高。土壤中有機質的含量,通常是土壤肥力高低的一個重要標志。
例如:土壤有機質含量高低的分析
(1)有機質的收入:
①水熱充足,植物生長茂盛,枯枝落葉多,生物殘體多;
②地勢低平處,有利于有機質積累。
(2)有機質的支出:
①微生物分解:氣溫高,微生物活躍,分解快,消耗多;
②植被消耗:植被生長旺盛,消耗多;
③土壤侵蝕或淋溶:降水強度大,淋溶與侵蝕強度大,有機質流失多。
土壤肥沃的答題思路為“有機質來的多、去的少”,有機質的來源主要是枯枝落葉,有機質損失主要靠微生物的分解、植物根系的吸收和外力侵蝕作用。
分析角度 答題思路
植被 植被茂盛(草類茂盛、森林豐富),多枯枝落葉(腐殖質),積累大量的有機物
微生物分 解作用 緯度高(海拔高),氣溫低,微生物的分解作用弱,有機質含量高
外力侵蝕 作用 降水多,淋濾作用強,水土流失嚴重,土壤貧瘠
人類活動 人工培育土壤,提高土壤肥力。如秸稈還田、使用農家肥等
土壤性質 影響因素
土壤酸堿度 ①母質:基性巖母質形成的土壤偏堿性,酸性巖母質形成的土壤偏酸性; ②氣候:濕潤地區往往與酸性土壤的分布一致;干旱和少雨地區,淋溶作用弱,往往是中性或堿性土壤的分布區; ③人類活動:增施生石灰可中和土壤酸性;酸雨導致土壤酸性增強等
土壤溫度 ①“收”:直接來源為太陽輻射; ②“支”:地面輻射、蒸發; ③“調”:土壤含水量增加導致土壤溫度變化減小、人類活動(如覆蓋黑膜可減少到達地面的太陽輻射,使土壤溫度降低;覆蓋透明膜可減少地面輻射的散失,提高土壤溫度)
【補充拓展】
土壤理化性質:主要包括土壤的容重、比重、通氣性、透水性、養分狀況、粘結性、粘著性、可塑性、耕性、磁性等。
物理性質是指土壤的物理狀況,如土壤質地,土壤顏色等。
化學性質的是指所含化學成分,如離子交換反應、酸堿反應、氧化還原反應、各種元素的含量等等。以上學習的土壤性質都可以列入理化性質。
4.土壤剖面
土壤剖面:是指從地面垂直向下的土壤縱剖面,由一些形態特征各異的、大致呈水平展布的土層所構成。
①森林土壤剖面構造最為復雜,由有機層、腐殖質層、淋溶層、淀積層、母質層和母巖層組成。
②耕作土壤剖面一般分為耕作層、犁底層和自然土層。
土壤剖面一方面反映了土壤的發育程度
①土層厚、層次多或分層明顯,表明土壤發育程度高;
②土層薄、層次少或分層不明顯,表明土壤發育程度低;
③另一方面,土壤的顏色、有機質含量等,可以在一定程度上反映環境因素對于土壤形成過程的影響。
自然土壤經過人為耕作就變成耕作土壤
類型 剖面層 特點
森林土壤 有機層 以分解和半分解的有機質為主
腐殖質層 腐殖質積累,顏色較深,呈灰黑色或黑色
淋溶層 礦物質淋失,顏色較淺
淀積層 質地黏重、緊實,呈棕色或紅棕色
母質層 疏松的風化碎屑物質
母巖層 堅硬的巖石
耕作土壤 耕作層 土質疏松,有機質比例高,顏色較暗
犁底層 土層緊實,顏色較淺,具有保肥保水作用
自然土層 未經耕作熟化,不利于作物生長
知識點3 土壤的功能和養護
1.土壤的功能
①土壤處于巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互緊密接觸的過渡地帶,是一個開放的系統,與其所在的環境之間有著活躍的物質和能量交換,是聯系有機界和無機界的關鍵環節。
②土壤為植物生長提供了扎根立足的條件,促使地理環境以至地球面貌發生了根本的改變;土壤本身也是許多動物和微生物生存的場所和營養來源。
③土壤具有重要的蓄水、保水功能。土壤水是陸地水體的一部分。大氣降水的一部分儲存在土壤中,既有效減少地表徑流量,又可以持續提供植物所需的水分。
④土壤和人類的關系十分密切。人類種植農作物是以土壤為物質基礎的;人類飼養動物,也主要以植物為飼料。
2.土壤的養護
①劣質土壤:不適于種植農作物,或者種植農作物產量較低的土壤,需要對其進行改良或改造;
②優良土壤:要注重種養結合,以保持土壤持續提供高效肥力的能力,常用的方法有休耕、種植綠肥、作物輪作、廣施農家肥等方法
(1)紅壤的改良
紅壤有機質分解快,流失多,腐殖質少,土質黏重,肥力較低且呈酸性,不利于農業生產活動。長江中下游地區的人們針對紅壤的不利條件,進行改造,形成肥沃的“水稻土”。
(2)黑土培肥(以我國黑龍江省為例)
黑土有機質含量高、土壤肥沃、土質疏松、適合農耕。但對黑土無節制地開發導致了土壤肥力的耗竭,此外雨水沖刷使土壤肥力流失,因此要可持續利用黑土,注意培肥。
措施 作用
秸稈還田 增加土壤有機質,改良土壤結構,使土壤疏松,孔隙度增加,促進微生物活動和作物根系發育
壓綠肥 不僅能增加土壤中氮、磷、鉀等礦質營養成分,而且可改良土壤結構,增加土壤通氣性和保水性
施用農家有機肥 有利于促進土壤團粒結構形成,使土壤中空氣和水的比例協調,使土壤疏松,提高保水、保溫、透氣、保肥的能力
施用有益微生物 增加土壤中有益微生物數量及活性,改善土壤性狀,防止土壤板結;提高土壤保肥、保水、抗寒能力;增強作物抗病能力;增加有機質,減少病蟲害
合理輪作 有利于均衡利用土壤養分和防治病蟲草害,還能有效地改善土壤的理化性狀,調節土壤肥力
(3)鹽堿地的改良
措施 說明
排水 排出地面水,帶走部分土壤鹽分
灌水 洗鹽 使土壤中的鹽分充分溶解,再通過排水溝把溶解的鹽分排走,降低土壤含鹽量
種植水稻 通過長時間淹灌和排水換水,土壤中的鹽分可以被淋洗和排出
增施有機肥 改良鹽堿土的通氣、透水和養料狀況,分解后產生的有機酸能中和土壤的堿性
深耕深翻 把表層土壤中鹽分翻到耕作層下邊,把下層含鹽分較少的土壤翻到表層。深耕深翻能疏松耕作層,切斷土壤毛細管,有效控制土壤返鹽
客土壓堿 客土就是換土。客土能改善鹽堿地的物理性質,能抑鹽、淋鹽、壓堿增加土壤肥力,可使土壤含鹽量降低到不致危害作物生長的程度
合理種植 根據作物對鹽堿、旱澇的適應性,因地種植,合理布局。向日葵、谷糜類、甜菜、大麥等為耐鹽堿性較強的作物
適時耙地 耙地可疏松表土,截斷土壤毛細管水向地表輸送鹽分,防止返鹽
(4)對低產土壤的改良
(5)對優良土壤的養護——種養結合
考點 土壤的形成與影響因素
土壤既是自然地理環境的一個要素,也是反映自然地理環境的一面鏡子。不同的土壤,可以反映出不同的氣候、地表物質、地形、水文條件、生物乃至人類活動。從多種因素對土壤形成的作用,可以看出各自然地理要素之間是相互聯系和相互影響的,共同構成一個有機整體。
1.土壤形成過程
①在風化作用下,致密巖石破壞,養分釋放與流失;
②在低等生物、微生物改造作用下,有機質積累;
③在高等生物改造作用下,養分元素富集(有機質重新合成腐殖質),生物在土壤形成過程中起主導作用。
土壤形成過程即:
①有機質的積累過程;
②礦物養分的富集過程。
2.影響土壤形成的因素
(1)成土母質對土壤的影響
巖石的風化產物,包括本地風化物和外來風化物(經外力搬運、沉積),是土壤發育的物質基礎,是植物礦物養分的最初來源,進而影響土壤質地(砂土、壤土、黏土)和肥力。
土壤形成的物質基礎
作用:成土母質在很大程度上決定著土壤的物理和化學性質。
成土母質是風化產物,沒有肥力;土壤具有肥力。
成土母質與土壤的聯系:成土母質是土壤的初始狀態;成土母質在氣候和生物作用下形成土壤。
(2)生物對土壤的影響
為土壤提供有機質,是影響土壤發育的最基本也是最活躍的因素。
①植物:枯枝落葉、枯殘根系,為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力;
②動物:動物遺體可為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力;動物攪動、搬運土壤等,可加速有機質分解,提高土壤透氣性;
③微生物:分解動植物有機殘體,促進腐殖質形成,形成土壤肥力
生物在土壤形成過程中主導了兩大作用:
①有機質的積累。植物吸收養分,合成有機質,在母質中不斷積累。有機質在微生物的作用下轉化為腐殖質,腐殖質具有比黏粒還強的吸收養分和水分的能力,促使“一盤散沙”的土壤顆粒發生團聚,改變母質性狀,同時還能釋放母質沒有的氮素養分,形成土壤肥力。
②養分元素的富集。礦物質分解釋放的元素很容易被淋溶,二根系能有選擇地吸收營養元素,儲存在生物體內,并隨生物殘體的分解又釋放到了土壤表層。這種生物循環不斷進行,其他元素逐漸淋溶,而養分元素則在土壤表層富集起來。
有機質含量的比較:草原>森林>荒漠
原因:草類生命周期短,每年死亡的大量地上莖葉和底下根系,提供了相當數量腐殖化的有機質;森林生命周期長,大量的有機質儲存在活的植物組織內,每年的殘落物歸還量并不很大;荒漠植被少。
(3)氣候對土壤的影響
氣候直接影響土壤含水量、溫度、微生物數量和種類。
①濕熱、通風良好的環境,微生物活躍,有機質分解速度快,積累少;
②寒冷、干旱、冷濕、冰凍環境,有機質分解速度慢,利于積累;
③溫度升高、降水增多,巖石風化作用增強,礦物養分增多,改變土壤質地,提高土壤肥力
影響土壤形成的速度
直接影響:通過土壤與大氣間不斷進行的水分和熱量交換直接影響其水熱狀況。
間接影響:間接通過影響巖石風化、動植物和微生物的活動等來影響土壤的有機質含量和其形成發育過程。
影響巖石風化的速度和強度(動力因素))——與溫度、降水量呈正相關
風化強度 風化速度 土壤形成速度 化學風化、淋溶作用 土壤粘性
濕熱地區 強 強 快 強 強
干冷地區 弱 弱 慢 弱 弱
影響土壤的有機質含量:
冷濕地區:微生物分解速度慢,有機質積累多
干熱地區:干——植被稀少,生物殘體少;熱——微生物分解速度快;有機質積累少
典型自然環境下的土壤特性
高寒環境 土壤發育程度低、土層薄、土壤貧瘠 、凍土廣布
濕熱環境 有機質分解快,土壤淋溶作用強,土壤貧瘠,偏酸性
干旱環境 土壤水分少,發育程度低,貧瘠,偏堿性
冷濕環境 有機質分解慢,大量累積在表土層,土層深厚,肥沃
中緯度 中緯度森林面積密集地區,生物對土壤的改造作用明顯;枯枝落葉掉到土壤中,分解后使有機質豐富;高溫季節短,土壤中有機質分解慢,有機質含量高,土壤肥沃。
氣候類型 植被 土壤
熱帶雨林氣候 熱帶雨林 磚紅壤
熱帶季風氣候 熱帶季雨林 磚紅壤性紅壤
熱帶草原氣候 熱帶草原 燥紅土
熱帶沙漠氣候 熱帶荒漠 荒漠土
地中海氣候 亞熱帶常綠 褐土
亞熱帶季風氣候 亞熱帶常綠闊葉林 紅壤
溫帶季風和海洋性氣候 溫帶落葉闊葉林 棕壤,褐土
溫帶大陸性氣候 溫帶草原 黑鈣土
溫帶荒漠 荒漠土
亞寒帶針葉林氣候 亞寒帶針葉林 灰化土
苔原氣候 苔原 冰沼土
冰原氣候 冰雪裸地 未發育
(4)地貌對土壤的影響
①海拔:隨海拔升高,氣溫降低、風力增大,影響土壤含水量和溫度;
②坡向:陰/陽坡或迎風/背風坡,影響土壤溫度、含水量,產生植被差異,進而影響土壤肥力;
③坡度:通過水流速度,影響物質遷移速度,進而影響土壤厚度和肥力。陡坡土層較薄,土壤較貧瘠;平地土壤較為深厚肥沃
地形 土壤特點
山谷 河流發育,多下滲,土層厚,多有機質,土壤肥沃
山脊 坡度大,成土母質遷移快,土層薄
迎風坡 多降水,含水量大;土層厚,土質黏重
高海拔 太陽輻射強,低溫,地下水位高,凍土廣布
山前沖積扇 泥沙淤積,土層深厚且肥沃,礦物等養分含量高
平坦地形 土層深厚,氣候、生物條件穩定,外力侵蝕速率慢
(5)時間對土壤的影響
土壤發育的時間越長,土壤層越厚,土層分化越明顯
在自然狀態下形成20厘米厚可耕作的土壤一般需要100至1000年。
(6)人類活動對土壤形成的影響
合理的耕作經營,可形成耕作土壤:
①通過耕作改造土壤的結構改變土壤的通氣性、保水、蓄肥能力。
②通過灌溉改變土壤的水分和溫度狀況。
③通過施用化肥和有機肥補充養分的損失。
④通過“收獲”可改變土壤的養分循環狀況;
⑤通過翻耕、輪作、休耕等措施恢復地力。
⑥通過改良限制性因素,培育耕作土壤,保障高產穩產。
不合理利用,可使土壤退化:由于違反自然成土過程的規律,人類活動也造成了土壤的退化,如肥力下降、水土流失、鹽漬化、荒漠化、土壤污染等消極影響。
因素 對土壤形成的作用
成土母質 巖石的風化產物,包括本地風化物和外來風化物(經外力搬運、沉積),是土壤發育的物質基礎,是植物礦物養分的最初來源,進而影響土壤質地(砂土、壤土、黏土)和肥力
生物 為土壤提供有機質,是影響土壤發育的最基本也是最活躍的因素。 ①植物:枯枝落葉、枯殘根系、為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力; ②動物:動物遺體可為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力;動物攪動、搬運土壤等,可加速有機質分解,提高土壤透氣性; ③微生物:分解動植物有機殘體,促進腐殖質形成,形成土壤肥力
氣候 直接影響土壤含水量、溫度、微生物數量和種類。 ①濕熱、通風良好的環境,微生物活躍,有機質分解速度快,積累少; ②寒冷、干旱、冷濕、冰凍環境,有機質分解速度慢,利于積累; ③溫度升高、降水增多,巖石風化作用增強、礦物養分增多,改變土壤質地,提高土壤肥力
地貌 ①海拔:隨海拔升高,氣溫降低、風力增大,影響土壤含水量和溫度; ②坡向:陰/陽坡或迎風/背風坡,影響土壤溫度、含水量,產生植被差異,進而影響土壤肥力; ③坡度:通過水流速度,影響物質遷移速度,進而影響土壤厚度和肥力。陡坡土層較薄,土壤較貧瘠;平地土壤較為深厚肥沃
時間 土壤發育的時間越長,土壤層越厚,土層分化越明顯
人類活動 ①合理的耕作經營,可形成耕作土壤。如“耕耘”可改變土壤的結構、保水性、通氣性,“灌溉”可改變土壤的水分、溫度狀況;“收獲”可改變土壤的養分循環狀況;“施肥”可改變土壤的營養元素組成、數量和微生物活動; ②不合理利用,可使土壤退化(沙化、鹽堿化、水土流失等)
案例分析——低緯地區植被豐富區土壤貧瘠問題
主要圍繞為什么有機質含量少展開分析。
①積累問題:熱帶雨林,四季常綠,枯枝落葉較少,有機質來源少;
②消耗問題:生物繁茂,生長旺盛,有機質消耗大;
③流失問題:降水強度大,淋溶與侵蝕強度大,有機質淋溶流失多;
④分解問題:氣溫高,生物循環快,微生物分解作用強。
(2023·山東卷)閱讀圖文資料,完成下列要求。
白漿化棕壤是指在土壤表層以下存在白漿層的棕壤,白漿層底部常見堅硬的鐵錳結核層。白漿化棕壤分布區地下水位較低,年降水量800~950mm,降水主要集中于6~9月。目前,白漿化棕壤大部分被辟為農田,以種植花生、地瓜、冬小麥為主,是低產土壤之一。圖示意白漿化棕壤的剖面構型及各土層主要理化性質。
(1)分析白漿化棕壤“上砂下黏”的剖面構型在不同季節對土壤水分的影響。
(2)針對白漿化棕壤低產的原因,江蘇北部某地農民在長期生產實踐過程中,摸索出了一種改良及合理利用白漿化棕壤的農田工程措施——豐產溝(下圖)。說明豐產溝如何克服白漿化棕壤對農業生產的不利影響。
【答案】(1)上層砂土,孔隙多土質疏松。下層黏土,結構緊實,形成隔水層。 雨季,下層黏土層阻止土壤水下滲,導致土壤水分含量高。 旱季:上層砂土水分易蒸發,下層黏土層阻隔地下水虹吸上升,造成土壤水分含量低。
(2)培壟增加耕作層厚度、提高了土壤養分供給能力,培壟和溝底深翻減少了白漿層的不利影響,利于作物扎根;溝底深翻改變了土體“上砂下黏”的不良構型,有效緩解了土壤旱季易旱、雨季易澇的問題,提高了土壤保水、保肥能力;溝底利于冬季積雪,可以改善冬小麥土壤墑情;雨季前冬小麥收獲,兩壟之間的溝有利于雨季排水,減輕漬澇危害。
【詳解】(1)根據所學土壤知識可知,土壤中砂礫含量較大,則土壤透水性強、蓄水和保水能力差;若土壤中黏粒含量較大,則土壤透水性差、蓄水和保水能力強。該地降水總量多,但季節分配不均勻,降水主要集中于6~9月。因此雨季降水多,“上砂下黏”的剖面構型中上層沙土有利于水分下滲,但下層黏土不利于水分下滲,導致土壤水分含量過高;旱季降水稀少,上部砂土透氣性好,有利于土壤水蒸發,但下層水分向上運移過程中受到黏土阻滯,阻隔地下水虹吸上升,導致土壤含水量過低。
(2)讀圖可知,該農田工程措施挖溝培壟。在壟背種植春種秋收的花生或地瓜,在溝底種植秋種夏初收的冬小麥。培壟可以增加耕作層厚度、使得土層更加深厚,提高了土壤養分的供給能力。 白漿層底部常見堅硬的鐵錳結核層,培壟和溝底深翻可以破壞原有鐵錳結合層,改良土壤質地,減少了白漿層的不利影響,利于作物扎根;溝底深翻改變了土體“上砂下黏”的不良構型,增加了排水通道,有效緩解了土壤旱季易旱、雨季易澇的問題,提高了土壤保水、保肥能力,可任意提高農作物產量;冬小麥生長期雨季還未來臨,農作物面臨缺水問題,溝底較深,利于冬季積雪,可以改善冬小麥土壤墑情;冬小麥在夏初收獲,雨季前冬小麥已經收獲,雨季時兩壟之間的溝此時沒有植被覆蓋,有利于雨季排水,減輕漬澇危害。
題型01 土壤剖面
黑壚土分布在黃土高原的黃土塬和較高的河流階地上,以黃土為成土母質。下圖示意甘肅東部某典型黑土分布區的土壤剖面狀況及14C年齡序列,該剖面古土壤層發育,歷史上腐殖質含量的高低主要取決于植被覆蓋。讀圖,完成下面小題。
1.根據成土母質特點,推測黑壚土( )
A.儲水能力較強 B.有機質含量高 C.疏松利于耕作 D.土層較為淺薄
2.據圖推測,距今5290~3300年間氣候較為( )
A.暖干 B.暖濕 C.冷濕 D.冷干
3.為改善該地黑壚土的肥力,建議( )
①擴大耕地面積②增施有機肥料③改善灌溉條件④加大翻耕頻次
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
【答案】1.C 2.B 3.C
【解析】1.由材料可知,黑壚土以黃土為成土母質,黃土疏松,儲水能力差,但疏松利于耕作,A錯誤,C正確;黃土疏松,水土流失嚴重,有機質含量低,B錯誤;黃土土層較厚,D錯誤。故選C。
2.由材料“歷史上腐殖質含量的高低主要取決于植被覆蓋”可知,植被覆蓋影響腐殖質含量,距今5290~3300年,腐殖質含量較高,說明植被覆蓋率高,氣候應為暖濕,植被生長好,B正確,ACD錯誤。故選B。
3.為改善該地黑壚土的肥力,一方面可以增施有機肥,提高土壤肥力,另一方面,可以改善灌溉條件,減少灌溉造成的肥力流失,②③正確;擴大耕地面積對提高肥力無影響,加大翻耕頻次,容易被風力和流水侵蝕,肥力流失,①④錯誤,C正確,ABD錯誤。故選C。
題型02 土壤性質
土壤容重是指自然狀態下單位體積土壤烘干后的重量,其與土壤有機質含量呈負相關。祁連山北側某地區,海拔2500-3300m的植被隨著坡向變化,由山地草原過渡到山地草甸,最后轉變為青海云杉林,生物量也隨之不斷增大。下圖示意該地區南、北、西及西南四個坡向的土壤容重分布。據此完成下面小題。
4.該地區內植被類型存在坡向差異,其主導因素是( )
A.土壤濕度 B.大氣降水 C.土壤溫度 D.地形地勢
5.推測代表該地區北坡土壤容重的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】4.A 5.D
【解析】4.依據材料“祁連山北側某地區,海拔2500-3300m的植被隨著坡向變化,由山地草原過渡到山地草甸,最后轉變為青海云杉林”,由于干濕度對植被生長類型影響很大,北坡為陰坡,總體上蒸發弱,但因坡向變化,蒸發量不同,導致土壤濕度較大差異,所以植被類型存在坡向差異,A正確。祁連山北側海拔2500-3300m,屬于相對較小的特定區域內,大氣降水整體差異不會特別大,不是導致植被類型坡向差異的主要原因,排除B。土壤溫度對植被類型的影響不大,排除C。地形地勢不是導致植被坡向差異的主導因素,排除D。故選A。
北坡為陰坡,太陽輻射相對較弱,土壤溫度較低,土壤有機質分解較慢,土壤有機質含量相對較高。又因為土壤容重與土壤有機質含量呈負相關,所以北坡土壤容重較小。在圖中甲、乙、丙、丁四地中,丁地所表示的土壤容重最小,故可推測丁代表北坡土壤容重。故選D。
題型03 土壤形成影響因素
東海島大嶺村有一個天然海岸風沙剖面,頂部海拔19米。自沙丘頂部采樣若干依次編號①-⑤,剖面深度16m,研究發現,沉積物顏色與其組成成分、氣候變化、沉積環境等密切相關,沉積物粒徑與季風變化密切相關。下左圖為東海島地理位置示意圖,下右表為風沙剖面自上而下沉積物特征。據此完成下面小題。
6.形成采樣區自下而上沉積物顏色變化的氣候環境總體表現是( )
A.暖濕→冷干 B.暖干→冷濕 C.冷干→暖濕 D.冷濕→暖干
7.海岸帶風力減弱,成壤條件最好的時期位于( )
A.① B.③ C.④ D.⑤
8.研究發現,鉀鈉等元素含量從①至⑤層都較低,在⑤層卻顯著升高,原因最可能是( )
A.淋溶作用形成 B.化學溶蝕形成 C.海水鹽分滲入 D.鹽分下移富集
【答案】6.A 7.C 8.C
【解析】6.④⑤層沉積物顏色呈現紅棕色,含有一定有機質,推斷此階段整體表現為冬季風較弱、降水豐富、氣候較暖濕;①②③層沉積物為黃白色砂層,沉積物粒度較下部粗,代表該時期海岸風沙活動頻繁,整體表現為冷干環境,則A正確,BCD錯誤。故選A。
7.據表格信息可知,④層間有褐色有機碳,含有大量植物殘屑,反映了海岸帶風力作用間歇性減弱、是海岸沙丘固定的成壤期,C正確;①層有機殘體說明曾有植物存在,但砂層粒徑較粗,推測該時期風力強勁,不利于土壤形成,A錯誤;③⑤層未發現植物殘體有機碳,不能判斷成壤條件,BD錯誤。故選C。
8.據材料推知,該斷崖剖面底部接近高潮海平面,海水鹽分較高,在受到風暴潮的影響下,滲入沉積物中,導致⑤層鉀鈉等元素含量較多,C正確;淋溶作用發生在土壤50cm以上區域,A錯誤;化學溶蝕作用時地下水或地表水對可溶性巖石腐蝕,這里的巖層是紅棕色細砂、粉砂,沒有地下水或地下水的作用,B錯誤;上層鹽分向下傳遞需要有水分作為動力,①至⑤層距剖面頂部16m,鹽分隨水分遷移的可能性很小,D錯誤。故選C。
熱點應用
01 植被演替
(2023·浙江1月卷)遼河口濕地生長著一種耐鹽堿的一年生草本植物——翅堿蓬。翅堿蓬在維護濕地生態系統方面具有重要作用,其生長與潮灘濕地水體鹽度顯著相關。下圖為遼河口潮灘植被分布示意圖。完成下面小題。
1.遼河口潮難植被演替的總體趨勢是( )
A.翅堿蓬—蘆葦—光灘 B.翅堿蓬—光灘—蘆葦
C.光灘—蘆葦—翅堿蓬 D.光灘—翅堿蓬—蘆葦
2.針對遼河口翅堿蓬退化,較可行的生態修復措施是( )
A.潮灘上建水庫蓄淡水 B.修建防潮大壩圍墾潮灘
C.調控遼河入海徑流量 D.人工大面積種植翅堿蓬
【答案】1.D 2.C
【解析】1.閱讀遼河口潮灘植被分布示意圖,從海洋向陸地,植被的變化為光灘—翅堿蓬—蘆葦,隨著泥沙淤積,潮灘向外拓展,植被演替的總體趨勢與海洋到陸地的變化相同,為光灘—翅堿蓬—蘆葦,D正確,ABC錯誤,故選D。
2.由題干信息可知,翅堿蓬的生長與潮灘濕地水體鹽度顯著相關,因此較可行的生態修復措施是調控潮灘水體鹽度,潮灘地區的鹽度與河流徑流量匯入有關,調控遼河入海徑流量是可行的,C正確;潮灘上建水庫蓄淡水、修建防潮大壩圍墾潮灘都不能很好的調控潮灘濕地水體鹽度,AB錯誤;人工大面積種植翅堿蓬需要耗費人力財力,且未從根本上進行修復,D錯誤。故選C。
知識點撥:
植被演替即植物群落的演替,通常被定義為“植物群落在干擾后的恢復過程或在裸地上植物群落的形成和發展過程”。通俗地講,它就是由于自身或外界環境的變化,上一個植物群落被另一個植物群落代替的過程。演替現象貫穿植被發展的始終,表現為植被由低級到高級、由簡單到復雜的發展過程。
植被演替一般從耐貧瘠、耐旱的簡單先鋒植物開始,它首先占據裸露的巖石然后隨土壤、水分等環境條件的改善而適應高等植物的生長,直至形成穩定的植被。隨著時間推移,先鋒群落改變著環境,在原始條件下不能生存的植物出現了,并且最終戰勝了先鋒群落。一般而言,每一個后續的群落都呈現出物種數量和植物高度的增加。
植被演替的本質:在自身或地理環境發生變化后,某些生物在變化后的環境中競爭優勢大,通過種內或種間競爭,優勢物種定居并繁殖后代,劣勢物種被排斥,在相互競爭過程中共存下來的物種,在利用資源上達到相對平衡。
特別強調:這些植物在群落演替過程中,一些種群取代另一些種群是優勢取代,而不是取而代之,比如形成森林之后,只是喬木占據了優勢,但森林中各類型的植物都是存在的。
植被演替:最先進入裸地的植物被稱為先鋒植物,形成的最初的群落為先鋒群落。例如,在江南丘陵地區,新形成的裸地上首先生長的樹木是杉樹,杉樹就是這一地區的先鋒樹種。在這一地區新形成的裸地上進行植樹造林,宜種植杉樹類的先鋒樹種。
植被演替的最終階段(目前已知的)稱為頂極群落。到了頂極群落階段,群落表現出相對穩定的狀態,即群落垂直結構、種群結構、生物量相對穩定。據此,對一些地方植被的發展,可實施人為干預。
分類:植被的環境適應性特征是在與環境相互作用的過程中逐漸形成的,就是植被(植物群落)的演替。植被在原生裸地上開始的演替被稱為原生演替,當植被遭到破壞后重新恢復起來的演替為次生演替,該演替發生于次生裸地。
①原生演替:原生演替是原生裸地開始的演替。原生裸地是從來沒有植物生長過的土地,或原有的植物被徹底消滅,沒有留下任何植物繁殖體的土地。這種演替,速度較慢,如火山熔巖上的演替。
案例1:裸巖植被演替
②次生演替
次生演替是原生植被破壞后重新恢復的演替。該演替發生于次生裸地。次生裸地系指原生植被遭受水、火、動物和人為破壞后的土地。
案例2:砍伐后的林地植被演替
案例3:棄耕農田上的次生演替
農田廢棄后,很快生長一年生草本,在一年生草本的覆蓋下,土壤條件得到改善,多年生草本逐漸增多。土壤表層有機物增多,土壤保水性增強,灌木接踵而至,成為灌木叢。再過一段時間,喬木開始生長,喬木占據更多的空間和資源,灌木逐漸減少,演替為森林
按發展方向劃分:
①順行演替:順行演替指演替早期植物群落改變了生態環境,群落本身逐漸向適宜當地生態環境的演替過程。演替的結果為群落的植物種類由少變多,結構由簡單到復雜、由不穩定到比較穩定。如退耕還林還草,退耕還湖。
②逆行演替:逆行演替指群落受到干擾破壞,使演替過程倒退的過程。演替的結果為植物種類由多變少,結構變為簡單,群落退化,甚至消失。如過度砍伐森林,過度放牧,圍湖造田。
水生演替和旱生演替:
①水生演替:順序一般是沉水、浮水、挺水、濕生、木本
水生演替:原生裸地處于水環境,隨著水深由深變淺,相應的植物也會發生變化,優勢種由藻類過渡到水生維管束植物再過渡到濕生植物,最后可能演替到陸生植物階段。
②旱生演替:從環境條件極端惡劣的巖石表面或旱砂地開始,一般順序是地衣、苔蘚、草本、灌木、喬木。
從基礎知識來看,隨著土壤水分減少,植被會越來越稀疏,植被類型的演替順序一般是喬木、灌木、草本、荒漠;但是土壤水分過多會發育草甸。隨著熱量減少,植被類型的演替順序一般是常綠林、落葉林、針葉林、苔原、冰原。
植被演替的影響因素:
①內部因素,也是根本原因。如種內競爭、種間競爭;
②外部因素,也是引發群落演替的重要條件。比如洪水、洪水、干旱、火山噴發、火災、建造水庫、過度砍伐森林等。
植被演替的影響因素詳細分析
①氣候變化:氣候變化包括氣溫和降水的變化,這兩者的變化是植被演替的主要動力。
②土壤:由于土壤條件如土壤含水量、土壤質地向一定方向改變而引起的群落演替。
③動物:由于動物的作用而引起的群落演。例如,原來以禾本科植物為優勢的草原,植株較高種類較多,在經常放牧或過渡放牧之后,即變成以細葉莎草為優勢成分的低矮草原。
④災害:如火災的發生引起的群落演替。
⑤人為因素:指在人為因素干擾之下,引起的群落演替。如順向演替中的植樹造林,退耕還林還草,逆向演替中的砍伐森林,過度放牧。
⑥內因動態演替:是指群落內部的植物體改變了生態環境而引起的演替。
02 凍土
如圖為我國某地半年左右凍土空間范圍變化示意圖。據此完成下面小題。
1.該地最可能位于( )
A.四川盆地 B.華北平原 C.東北平原 D.長江中下游平原
2.凍融期間( )
A.凍結層以下土體持續向上傳輸熱量 B.凍結深度與氣溫同步變化
C.凍結和融化的方向均是自下而上 D.表層土體溫度變化較小
3.徑流系數是一定匯水面積地表徑流量與相應降水量之比,則該地徑流系數較小的時間段是( )
A.1~3月 B.3~5月 C.7~9月 D.10~12月
【答案】1.C 2.A 3.C
【解析】1.冬季土壤溫度低于0℃,不可能為四川盆地或長江中下游平原,AD錯。在我國,凍土主要分布在青藏高原和東北地區,華北地區凍土分布很少,且圖示信息顯示,3月前后凍土厚度較大,不可能為華北地區,B錯,C正確。故選C。
2.凍結期間,凍結層以下土體持續向上傳輸熱量,且凍結層以上土體整體熱量虧損,土壤逐漸凍結;消融期間,凍結層以上土體吸收太陽輻射和凍結層以下土體熱量,土壤冰液化為水,土層逐漸消融,所以凍融期間,凍結層以下土體持續向上傳輸熱量,A正確。3月1日前后凍結深度最大,4月中旬土壤完全解凍,所以凍融期間凍結深度先增大后減小至消失,而這期間氣溫整體先下降后升高,且材料缺少該地氣溫的變化具體數據,所以不能推測其凍結深度與氣溫同步變化,B錯。凍結和融化的方向均是自上而下(表層先凍結和消融),C錯。表層土體受太陽輻射的熱量收入和地面輻射的熱量支出的影響,溫度變化較大,D錯。故選A。
3.結合前面分析,該地位于東北地區,7~9月正是雨季,降水量較大,且土壤完全消融,水分下滲多,地表徑流量小,所以徑流系數較小,C正確。1~3月降水少,且多凍土,下滲少,徑流系數較大,A錯。3~5月降水少,且部分時間段存在凍土層,徑流系數依然相對較大,B錯。10~12月降水偏少,且前期降水多,土壤水分趨于飽和,下滲較少,徑流系數相對較大,D錯。故選C。
知識點撥:
從凍土凍融產生的原因來看,一是地下有水,二是低溫高溫季節交替變化。所以治理措施也主要是從這兩方面入手:一是想辦法減少地下水對路面的影響,比如抬高路面,使路面遠高于兩側地面,再比如在凍土地帶架設橋梁。二是對地下溫度的控制,如使用片石通風路基、使用通風管路基、使用熱棒等。
03 土壤有機碳
土壤有機碳是土壤有機物質中碳元素的含量,由未分解和半分解的生物體、腐殖質構成,其含量主要取決于植被的歸還量和分解速率間的平衡關系,并受到土壤母質與自然成土因素的制約。興安落葉松林是大興安嶺分布面積最廣的樹林類型,主要分布于坡度較緩(5°~10°)的陰坡、半陰坡。下圖為興安落葉松林土壤總有機碳各土層富集系數示意圖。據此完成下面小題。
注:土壤總有機碳富集系數指某一土層總有機碳含量與整個土壤剖面總有機碳平均含量的比值。
6.決定土壤有機碳分解量的因素有( )
①植被凋落物數量②植被死亡根系量③成土母質與成土時間④地形、氣候
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
7.興安落葉松林土壤總有機碳主要富集在0-10cm土層且垂直差異大的主要原因是( )
A.永凍土層發育 B.受人類干擾少 C.淋溶作用強烈 D.枯落物分解快
【答案】6.D 7.A
【解析】6.由材料可知,土壤有機碳含量主要取決于植被的歸還量和分解速率間的平衡關系,并受到土壤母質與自然成土因素的制約,故決定土壤有機碳分解量的因素是土壤成土母質及其形成所處地形、氣候等自然條件,③④正確;植被凋落物和死亡根系屬于植被的歸還量,①②錯誤。所以選D。
7.興安落葉松林地處大興安嶺陰坡、半陰坡,緯度高,接受太陽輻射少,熱量條件差,地下存在永凍土層,土壤有機碳難以深入地下,大量富集在地表且與其他土層差異大,A正確;土壤總有機碳深度變化特征與人類活動關系較小,B錯誤;淋溶作用強烈,會導致地表沖刷,降低土壤有機碳含量,C錯誤;該地區氣溫低,枯落物分解慢,D錯誤。所以選A。
知識點撥:
土壤有機質(SOM,soil organic matter),指存在于土壤中的所含碳的有機物質,包括各種動植物的殘體、微生物體及其會分解和合成的各種有機質,包含有機碳。土壤有機質是泛指土壤中來源于生命的物質。有機質的含量與土壤肥力水平呈正相關。
土壤有機碳(SOC,soil organic carbon),是通過微生物作用所形成的腐殖質、動植物殘體和微生物體的合稱,其中的碳元素含量即為土壤有機碳(SOC)。SOM=SOC*1.724,土壤有機碳含量與土壤有機質含量呈正相關。有機碳是土壤極其重要的組成部分,不僅與土壤肥力密切相關,而且對地球碳循環有巨大的影響,既是溫室氣體“源”(碳源),也是其重要的“匯”(碳匯)。
土壤溫度和水分影響土壤有機質的形成與分解,進而影響土壤有機碳含量,兩者的影響因素可以看成是一樣的。
地球上的碳元素分布于海洋、地質化石、土壤、植被、大氣等各庫中。其中,土壤有機碳庫是全球陸地表層系統中最大的碳庫,約是大氣碳庫的2倍、陸地植被碳庫的2~3倍。土壤有機碳庫很小的變動,有可能會對大氣CO2濃度及碳平衡產生重要影響,因此在調控地球表層生態系統的碳平衡和減緩溫室氣體方面具有重要的作用。
土壤有機碳的分布:
(1)植被直接影響到土壤有機碳的收入,所以植被茂盛的地方,土壤有機碳數量大;
(2)垂直方向上,隨土壤深度增加,有機碳呈減少趨勢。
土壤有機碳分布的影響因素
(1)氣候
氣候通過影響生物活動影響土壤有機碳的收入和支出。研究表明,植物的凋落物是土壤有機碳的重要來源。水熱條件好的區域,植被生長茂盛,凋落物多,土壤有機碳含量高,表現為:森林土壤有機碳含量最高,其次分別為灌叢和草地,荒漠土壤有機碳含量最低。
土壤有機碳的支出主要是淋溶和微生物分解。微生物分解與氣溫關系較大,以上典例均有體現。
(2)土壤理化性質
比如土壤質地,研究表明黏粒含量與土壤碳儲量呈典型正相關,這一方面高中涉及較少,在此不過多闡述。
(3)人類活動
植被和土壤狀況影響土壤有機碳,而人類活動對植被和土壤影響較大,比如砍伐森林、過度放牧、土地管理方式等都影響了土壤碳儲量。比如當土地利用類型發生變化時,土壤碳儲量往往發生顯著變化,一方面,土地利用方式的變化改變了土壤上覆植被類型,從而改變了進入土壤碳的質和量;另一方面,土地利用方式改變時會引起土壤溫度、土壤孔隙度、土壤水分、土壤結構和化學性質的變化,進而影響土壤有機碳分解速率。
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第16講 植被和土壤
目錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 3
考點一 植被 3
知識梳理 3
知識點1 植被 3
知識點2 世界主要植被類型 5
核心突破 8
考點1 植被與自然環境的相互關系 8
答題突破 生物多樣性 16
題型01 植被類型與分布 18
題型02 植被與環境 19
考點二 土壤 20
知識梳理 20
知識點1 土壤的組成 20
知識點2 土壤的觀察 21
知識點3 土壤的功能和養護 25
核心突破 28
考點 土壤的形成與影響因素 28
題型01 土壤剖面 36
題型02 土壤性質 37
題型03 土壤形成影響因素 37
熱點應用 39
01 植被演替 39
02 凍土 42
03 土壤有機碳 45
考點要求 考題統計+考點提取
植被 2024吉林卷,8-9題,6分,圖中現存植被最接近地帶性植被的地貌位置是、如果流域整體構造抬升,最早演替為地帶性植被的是,植被類型與演替 2024廣西卷,14-16題,9分,推測該種喬木能侵入洼地的主要原因是當地、隨著樹島數量和面積的增加該洼地植被,植被生長條件 2024新課標卷,6-8題,12分,該地區峰從洼地內發育雨林主要得益于、該地區峰叢頂部多為旱生型矮林主要原因是、圖4所示“最高樹”出現的必備條件是該峰叢洼地,影響植被的因素 2023山東卷,1-2題,6分,導致亞寒帶針葉林帶成為“綠色荒漠”的主要因素是、亞寒帶針葉林碳儲量較高的主要原因是,植被類型 2023浙江1月,17-18題,4分,遼河口潮灘植被演替的總體趨勢是、較可行的生態修復措施是,植被演替
土壤 2024吉林卷,3-4題,6分,糞土堆墊的主要目的是增加土壤、 黏化層形成時期的氣候特征是,土壤形成 2024廣西卷,11-13題,9分,據圖可知T2~T4的、在地表打孔灌沙是為了、推測本實驗開展的時間,土壤的功能與養護 2024甘肅卷,16題,3分,坎特伯雷平原典型土壤剖面下部有明顯的,土壤剖面 2024新課標卷,9-11題,12分,依據是曲線Ⅰ、圖5b中曲線Ⅱ和Ⅲ沒有明顯變化表明、坡地上覆蓋石子有利于增加,土壤水分 2024福建卷,甲剖面最可能出現在圖中①-④地中的哪一個、研究人員想找到乙土層的土壤,除了地形因素之外,還需要考慮、①-⑤最適合種植水稻的土壤剖面是乙,還需要解決的問題是,影響土壤的因素
命題趨勢:本節內容是考查頻率比較高的部分,選擇題和綜合題都有涉及。尤其是從自然地理環境整體性原理的視角,審視某地植被特征、地貌形態演變及其產生的影響是近年來命題的重點。植被、土壤與自然地理環境的關系成為高考考查的熱點內容。考查方式往往圍繞著植被或土壤的特點、分布特征、變化等考查區域自然地理環境特征。
考點一 植被
知識點1 植被
(1)定義: 自然界成群生長的各種植物的整體,稱為植被。
(2)植被的分類:
(3)形成過程:在新形成的裸地上,很快會有少數種的植物生長;植物生長過程中,也改造其生長的土壤、水分等環境條件,從而有更多種類的植物在此生長,直至形成穩定的植被。
(4)垂直結構:
在穩定的植被中,不同種類的植物群體,通過爭奪陽光的生存競爭,占據一定的垂直空間,從而形成分層明顯的垂直結構。即大多數植物群體都有高度上的分化或分層現象。垂直結構是群落中各種植物間及植物與環境間關系的特殊形式。氣溫越高、降水量越多的地方,植被高度越大,植物種的數量越多,垂直結構越豐富。
【拓展補充】植物群落:在一定區域內,同種植物的全部個體形成種群;同一時間內生活在一定區域中各種植物種群的集合,所形成的具有一定組成、結構、環境關系的生命系統,構成植物群落,它僅僅是生態系統的一部分,即生物成分。簡而言之,群落是種群的集合體。一般來說,在環境條件優越的地方,群落結構復雜,組成群落的高等植物種類豐富。
為了研究和描述的目的,人為將生物群落劃分為:植物群落,動物群落,和微生物群落,事實上三者之間密切聯系,不可分割。
植物群落基本特征:具有一定的物種組成;不同物種相互影響;具有形成群落環境的功能;具有一定的外貌和結構;一定的動態特征;一定的分布范圍;群落的邊界特征。
生境:生境是指物種或物種群體賴以生存的生態環境。
知識點2 世界主要植被類型
分布:在地表,除極端干旱、寒冷的地方外,幾乎都有植物生長。天然植被一般按類型有規律地分布在適宜其生長的地方,并具有適應當地環境的特征。
(1)森林植被
森林植被類型多樣,森林主要分布在熱帶和溫帶的濕潤、半濕潤地區。熱帶的森林類型主要有熱帶雨林,溫帶則分布著多種類型的森林。可以通過觀察森林的垂直結構、生態特征等,認識不同森林的差異,感受大自然的豐富多彩。
類型 分布地區 氣候特征 森林特征
熱帶 雨林 熱帶雨林氣候區和熱帶季風氣候區 終年高溫、降雨豐沛 植物種類豐富、垂直結構復雜,多藤本、附生植物,常見莖花、板根等現象;植物群落結構復雜,四季常綠
熱帶季雨林 熱帶季風氣候區 全年高溫,分旱、雨兩季 與熱帶雨林相比,其樹高較低,植物種類較少,結構比較簡單,寄生、附生植物較少。
常綠硬葉林 地中海氣候區 夏季炎熱干燥,冬季溫和多雨 由硬葉的常綠喬木和灌木組成。葉堅硬革質,葉面常有茸毛或退化成刺,樹皮粗糙
類型 分布地區 氣候特征 森林特征
常綠 闊葉林 亞熱帶季風氣候區和亞熱帶濕潤氣候區 夏季炎熱多雨, 冬季溫和且無明顯干季 森林常綠,喬木多革質葉片,大部分植物的花期集中在春末夏初,垂直結構較簡單
落葉 闊葉林 溫帶季風氣候區和溫帶海洋性氣候區 夏季炎熱或溫暖, 冬季寒冷,降水適宜 喬木葉片寬闊,春季發葉,秋冬季落葉
亞寒帶 針葉林 亞歐大陸和北美大陸的亞寒帶地區 夏季短促、溫和, 冬季漫長、寒冷 以松、杉類植物為主的針葉林,樹葉縮小為針狀,以抗寒抗旱;由單一樹種構成,立木端直,樹冠呈尖塔狀,群落結構比較簡單
【關注】雨林分布在熱帶雨林氣候區,終年高溫年降雨豐沛。
特點:①全年生長旺盛,全年呈深綠色,無明顯季相變化。
②種類豐富,垂直結構復雜,有數量豐富的藤本、附生植物,林中常有絞殺植物附生。
③各月都有花開,常見莖花、板根現象。
補充:板狀根可以避免由于樹冠寬大,身體上部沉重而導致的頭重腳輕站不穩的問題,可以抵抗大風暴雨的襲擊,更有保持水分的作用,解決了熱帶雨林中樹木根系難以進入深層土壤而又要執行對地上部分的支撐作用這一兩難問題。
莖花的出現,是因為部分樹木處于森林的最下層,不免受到上層大喬木的影響,得不到充足的陽光和空間,因此,在它們長期與環境斗爭的過程中,形成了一種在莖上開花的習性,使它們能在陰暗茂密的森林里生存下來。
特別提醒:針葉林并不等同于亞寒帶針葉林。針葉林的分布較廣泛,從寒溫帶、溫帶到亞熱帶、熱帶都有分布,針葉樹包括常綠和落葉、耐寒和耐旱、喜溫和喜濕等不同類型。亞寒帶針葉林主要分布在亞歐大陸和北美洲的亞寒帶地區,主要由云杉、冷杉和落葉松等一些耐寒樹種組成。
(2)草原、荒漠植被
在熱帶和溫帶,當水分條件不能滿足森林生長時,便出現以草本為主的植被,即草原;而在水分更少的干旱地區,則形成荒漠植被。
草原一般分布于半濕潤、半干旱的內陸地區,可分為熱帶草原、溫帶草原等。熱帶草原位于干旱季節較長的熱帶地區。溫帶草原是多年生草本植物群落,以叢生禾草植物占優勢,植物普遍存在早生結構,如葉面積較小、葉片內卷等。
荒漠一般分布于干旱地區,可分為熱帶荒漠、溫帶荒漠等。荒漠的顯著特點是植被稀疏,地表大面積裸露,植物種類貧乏,群落結構簡單。
植被類型 分布 氣候特征 植被特征
熱帶草原 熱帶雨林的南北兩側 全年高溫,分干濕兩季 濕季降水豐沛,植物生長旺盛,草原蔥綠;干季為4-6個月,降水稀少,草類枯黃
溫帶草原 半濕潤、半干旱的內陸地區 夏季溫暖,冬季寒冷,氣候干燥 夏綠冬枯,植被高度較熱帶草原低,也會見到一些較為矮小的灌木
熱帶荒漠 熱帶沙漠氣候區 全年高溫干旱 以旱生的灌木為主,具有忍耐長期干旱的形態和結構;有些非旱生的短生命植物,當迎來合適的降水,即能完成生命活動的周期,如智利沙漠中的花海
溫帶荒漠 溫帶大陸性氣候區,高山地區 冬季嚴寒,夏季炎熱,氣溫年較差和日較差大 以旱生和鹽生的灌木、半灌木的植被為主;植物的葉面積逐漸縮小、退化,具有適應高溫、干旱環境的特征
熱帶草原
特點:耐旱,濕季草原蔥郁,干季草類枯黃,季節變化顯著,引起動物大規模遷徙,有些熱帶草原有喬木或灌木分布。喬木常常具有分枝多的叢生樹干和扁平的狀樹冠,葉小堅硬。
溫度草原
特點:草原夏綠冬枯,植被高度較熱帶草原低,偶見較為矮小的灌木。多年生草本植物群落,通常以叢生禾草植物占優勢,植物普遍存在旱生結構,如葉面積較小、葉片內卷等。
熱帶荒漠
①熱帶沙漠廣泛分布,生物較少;②只有零星耐旱植物,如仙人掌;③在沙漠邊緣地帶會有灌木叢分布;④有些非旱生的短生命植物,當迎來合適的降水,即能完成生命活動的周期。
溫帶荒漠
①主要是旱生和鹽生的灌木、半灌木的植被。
②植物的葉面積縮小和退化,具有適應高溫、干旱的特征。
寒帶植被:苔原由極地(或高山)灌木、苔蘚、地衣和多年生草本植物組成,是寒帶典型的植被類型。根據其分布區域,分為極地苔原和高山苔原。
(3)植被類型的判讀技巧:
(1)根據氣候類型判斷
熱帶雨林氣候和熱帶季風氣候區的植被類型為熱帶雨林。
熱帶草原氣候區的植被類型為熱帶草原。
熱帶沙漠氣候區的植被類型為熱帶荒漠。
亞熱帶季風氣候和亞熱帶濕潤氣候區的植被類型為常綠闊葉林。
地中海氣候區的植被類型為常綠硬葉林。
溫帶季風氣候和溫帶海洋性氣候區的植被類型為落葉闊葉林。
亞寒帶針葉林氣候區的植被類型為亞寒帶針葉林。
溫帶草原氣候區的植被類型為溫帶草原。
溫帶沙漠氣候區的植被類型為溫帶荒漠。
(2)根據植被的垂直結構、生態特征判斷
①植物種類豐富、垂直結構復雜、有豐富的藤本植物、附生植物,常見莖花、板根的為熱帶雨林。
②森林常綠、喬林多革質葉片、花期多集中在春末夏初的為常綠闊葉林。
③喬木葉片寬闊、春季發芽、夏季蔥綠、秋冬季落葉的為落葉闊葉林。
④葉片呈針狀的為針葉林。
⑤以高大的草本植物為主,也有喬木和高大灌木分布的為熱帶草原。
⑥以低矮的草本植物為主,沒有喬木,有低矮灌木分布的為溫帶草原。
考點1 植被與自然環境的相互關系
1.自然環境對植被的影響
(1)根本因素:水分和熱量以及二者的配合狀況。
(2)太陽輻射:熱量由赤道向兩極有規律地減少,形成了全球陸地植被基本格局。
(3)水分條件:是造成不同區域植被類型差異的主要原因。
自然因素 對植被的影響
氣候 ①熱量:植物生長快慢與氣溫高低有關;熱量決定植被類型;從赤道到兩極,熱量分布不均勻,形成各種不同的植物帶;從山麓到山頂,熱量分布不均勻,高山地區形成垂直分布的植物帶。 ②水分:降水是植物生長發育期間的主要水分來源;同一緯度,降水從沿海到內陸逐漸減少,植被依次為森林、草原、荒漠;同一地點,降水多的年份樹木生長好,年輪寬;受地形的阻擋,山脈兩側降水量不同,植被也截然不同,如安第斯山脈南部大陸西岸為溫帶落葉闊葉林,東岸為溫帶荒漠和草原,天山北坡有森林,南坡則沒有。 ③光照:影響著喜光、喜陰植物的生長,喜光植物向陽一側生長好;山地陽坡和陰坡植被不同,馬尾松生長在陽坡,而冷杉生長在陰坡。 ④晝夜溫差影響植物生長的速度及品質 ⑤風是植物花粉、種子和果實傳播的動力;風還能促使環境中氧氣、二氧化碳和水汽均勻分布,并加速它們的循環,形成有利于植物正常生活的環境;風會使植物變形,如旗形樹的背風面長勢好;山頂風力大,樹木矮小匍匐地面(矮林)
地形 ①海拔影響植被垂直地帶分異和非地帶性分布 ②坡向(迎風坡/背風坡/陽坡/陰坡)影響植被生長和類型
土壤 ①酸堿度影響植被類型 ②肥力、水分含量、特性、厚薄等影響植被生長
水文 水文條件影響生物(動物和植物)的數量、種類(如水域中漁業資源的種類)
植被分布的影響因素
(1)在自然環境要素中,對植物影響最大的是氣候,主要包括熱量、降水、光照、風等。
氣溫越高、降水量越多的地方,植被高度越大,茂盛,植物種的數量越多,垂直結構越豐富。如熱帶雨林植物群落結構豐富;
細分:熱量、水分、光照等因素影響植被的分布
①熱量充足的地區、水分滿足植物生長,降水豐富,降水量在400 mm以上,分布著森林植被;
②熱量充足的地區、降水較少的半干旱地區,分布著草原植被;200~400 mm為草原;
③熱量充足的地區、降水稀少的干旱地區,分布著荒漠植被,在200 mm以下為荒漠;
④熱量充足的地區:植被常綠;熱量不足的地區:植被落葉或者針葉。
垂直結構:氣溫越高,降水越多,植被高度越大,物種數量越多,垂直結構越復雜。上層一般為喜陽喬本和灌木作物;下層一般為喜陰的草本植物。
植被的生態特征是環境適應性的表現。植被既受環境影響又影響環境(植被與環境相互作用)。
環境適應性是植物經過自然選擇的結果,是生物特有的普遍存在的現象,它包含兩方面含義:
①生物的結構(從個體到群體)大都具有一定特殊功能,如熱帶雨林中樹木的板根具有支撐樹干的功能;
②植物的結構及其功能使該植物在一定環境條件下能夠生存和繁衍,如一些沙漠植物的葉子退化成刺有助于減少蒸騰,從而適應干旱的環境。
植物群落可以隨著環境的變化而發生改變
①隨著降水量的增加,我國北部某些地區的半流動、半固定沙地逐漸固定,轉化為固定沙地,其植物群落會發生相應的變化。
②不合理的人類活動,比如草原地區的過度開發,可能導致草場退化,植物群落的組成發生變化,進而發生荒漠化,草原退化成荒漠。
植被形態與自然環境的關系分析
①植被不適應環境——分布稀疏:說明該地區不具備植物生長的條件。從氣候、地形、水文、土壤等方面分析。
②植被適應環境——能生長的植被:說明生長在該地區的植被具備適應該地區環境(尤其是惡劣環境)的能力。主要從根、葉、莖生長特點、植被形態、生長速度等方面分析如何適應當地環境(尤其是惡劣環境)特點的。
植被適應環境的表現
植被適應環境的表現可從植被的根、葉、莖等方面分析:
案例1:植被適應自然環境的表現——猴面包樹的形態
案例2:植被適應自然環境的表現——高山流石灘植被的形態
高山流石灘的自然環境特征:低溫、大風、光照強;缺水;土壤貧瘠;動植物稀少
案例3:植被適應自然環境的表現——矮曲林的形態
在一些高山的山頂或山脊,矮化、扭曲及變形甚至匍匐地面、然后傾斜向上生長的樹林分布, 大多分布在山地林線的上限附近。
特殊地理環境下的植被特征
環境 植被及其形態特征
沙漠 植被稀少,葉子退化,根深而葉不茂
高山 植株矮小,莖葉多毛
草原 叢生禾本科植物,是一中地帶性植被類型
熱帶雨林 森林呈深綠色,種類豐富、垂直結構復雜,有數量豐富的藤本植物,附生植物,常見莖花、板根等現象
池塘 水生植物,根系發育微弱,葉子柔軟,葉面表皮發育微弱,帶有通氣組織
植被形態對環境的指示作用
影響因素 植物形態或分布 指示作用
熱量 水平分布:熱帶雨林→亞熱帶常綠林→溫帶落葉闊葉林→亞寒帶針葉林→苔原 不同溫度帶
垂直分布:熱帶雨林→山地常綠闊葉林→山地落葉闊葉林→山地針葉林→山地草甸草原→山地荒漠等 不同海拔
水分 濕生植物 葉子碩大柔嫩,根系退化,莖內有孔,如蓮藕、蘆葦等 水濕環境
旱生植物 莖多汁、多肉、肥大;葉子退化為刺,根系發達;葉面有蠟質,如仙人掌、駱駝刺等 干旱環境
光照 喜光植物 對光照需求量大,分布在陽光充足的地方,如樹林上層的馬尾松等 光照充足
喜陰植物 對光照要求低,分布在陰暗處,如樹林下部的冷杉、地衣苔蘚等 光照不足
土壤 酸性土壤:鐵芒萁、茶樹、馬尾松等 酸性土壤
堿性土壤:堿蓬等 堿性土壤
環境污染 矮牽牛花能指示SO2污染 SO2污染
旗形樹:迎風面(損傷),背風面一側生長
2.植被對自然環境的影響
(1)氣候:調節溫差;增加蒸騰,提高空氣濕度;調節大氣成分;防風固沙
(2)地形:加快巖石的風化過程,改變地貌形態;保持水土,保護了原始地表形態,減少侵蝕地貌的形成
(3)土壤:減少土壤侵蝕;改良土壤性質(改善土壤水分條件和增加土壤有機質含量);促進土壤形成
(4)水文:涵養水源;凈化水質;減少含沙量;增加下滲;減緩地表徑流;削減風浪,保護堤岸
(5)生物:為鳥類等多種動物提供棲息地,維護生物多樣性;為植食性動物提供食物;樹木影響林下草本植物的生長;遮光導致森林結構變化
植被對地理環境的影響非常顯著。以森林植被為例,其群落結構復雜,與環境之間的物質循環和能量交換非常活躍,因此形成了以下功能,如表所示:
固碳釋氧,凈化空氣 森林是生態系統中的生產者,能大量吸收二氧化碳,釋放出氧氣,且能吸收有害氣體,釋放負離子
涵養水源,保育土壤 森林對降水的截留、吸收和貯存,可以增加可用水量,凈化水質,調節徑流。植物根系可以減少土壤侵蝕,改善土壤結構
積累營養物質,保護生物多樣性 森林在生長中積累了大量營養物質,為人類及其他生物提供了食物和棲息環境
防風固沙,減輕災害 森林可以降低風速,減輕風沙、臺風、霜凍等災害
不同區域植被的主要環境效益不同
區域 森林的環境效益 舉例
降水豐富的濕潤地區(尤其是丘陵山區) 涵養水源、保持水土 長江中游山區的防護林主要功能是涵養水源,保持水土
干旱、半干旱地區 防風固沙、保護農田和牧場 西北地區風沙大,西北防護林主要功能是防風固沙
沿海地區 防止海浪侵襲,保護海堤 紅樹林是天然的海岸防線,具有減小風速、減輕海岸的侵蝕,凈化海水、促淤造陸等作用
城市 凈化空氣、美化環境、吸煙除塵、減弱噪聲 城市工業、交通污染嚴重,故城市綠地主要功能是吸煙除塵、過濾空氣、減輕污染、削弱噪聲
森林如何保持水土、涵養水源?
(1)林冠層和林下植被層:
①截留降水,減少地表徑流;②白天阻擋太陽輻射,晚上阻擋熱量逃逸,減少晝夜溫差;③蒸騰作用增加空氣濕度,加大降水的可能性;④防風,削減風力。
(2)枯枝落葉層:
①吸收和滲透降水,涵養水源;②枯枝落葉層腐爛后,形成腐殖質和有機質,改善土壤性質,促進下滲;③減緩地表徑流,防洪減災;④阻礙了土壤表面蒸發水分,土壤蒸發量減少。
(3)根系土壤層:
①植物根系可以固土護坡;②加大土壤孔隙度,加速下滲。
植被破壞帶來的影響
影響 具體分析
土地退化加劇 植被破壞后,降雨對土壤的沖刷能力增強,水土流失加劇,會造成土壤退化,如草原退化為沙漠; 帶來環境污染問題,如水體富營養化
全球氣候變暖 森林是二氧化碳的吸收器、貯存庫和緩沖器。 而森林一旦遭到破壞,則會變成二氧化碳的排放源,進而導致全球氣候變暖
生態系統被破壞 植被在生態系統中扮演著重要角色,是昆蟲等動物的棲息場所,植被破壞后生物多樣性也會遭到破壞
破壞自然景觀 沒有植被的光禿禿的山或廢墟顯然是沒有大自然的親和力的
案例:
解釋華北地區傳統民居的房前多植落葉闊葉樹,而不植松柏的地理原因。
華北地區
夏季炎熱,與松柏相比,落葉闊葉樹夏季冠廣葉密,遮陰取涼效果更好。
冬季寒冷,太陽高度較低,落葉闊葉樹落葉后,可讓陽光充分射入室內,提高室內溫度。
(2024·廣西卷)大興安嶺北部某山間洼地土壤水分充足、氮素匱乏,植被由低矮灌草、苔蘚和地衣組成。近30年來,某種具有固氮功能的闊葉喬木侵入該地并逐漸占據優勢,影響當地植被物種組成和垂直結構。該種喬木生長區域在空間上零散分布,被稱為“樹島”。據此完成下面小題。
1.推測該種喬木能侵入洼地的主要原因是當地( )
A.降水增加,土壤變濕 B.地勢變低,地表積水增多
C.氣候變暖,土壤變干 D.植被覆蓋增加,蒸發減弱
2.研究發現樹島內苔蘚與地衣逐漸消亡,是因為樹島內( )
A.地表光照減弱 B.地表溫度升高 C.表層土變濕潤 D.土壤氮素減少
3.近30年,隨著樹島數量和面積的增加,該洼地植被( )
A.產生的凋落物減少 B.積累的有機物增多
C.演替過程發生中斷 D.與地帶性植被一致
答題突破 生物多樣性
1.影響生物種類多樣性的因素
一個區域生物多樣性主要受氣候、地形、生存空間、封閉程度、天敵情況、災害污染情況、人類活動等地理要素的影響,體現了地理環境的整體性。生物多樣性(物種)豐富的原因見下表:
分析角度 答題思路
緯度(熱量條件) 地處低緯度(熱帶),熱量豐富,物種豐富,繁衍生長速度快
環境(地形、氣候、水陸)等差異 跨緯度廣,熱量差異大,物種豐富
跨海陸(經度)廣,水分差異大,物種豐富
地形類型復雜多樣;地形起伏大,垂直地帶性顯著,物種豐富
面積廣大,地域遼闊,氣候類型復雜多樣,物種豐富
生存空間 面積廣大,地域遼闊,生物生存空間廣;森林、濕地面積廣,物種豐富
天敵 地形較封閉(遠離大陸),天敵少
人類活動 地形較封閉(遠離大陸),人煙稀少,受人類活動干擾少
2.解釋生物與地理環境的關系
(1)陸生動物與地理環境的關系
分析角度 答題思路
生存空間 面積大,地形復雜,氣候差異顯著,環境多樣,適生空間大;環境空間差別大,適生空間小;長期與大陸分離,環境封閉,物種獨特
氣候 緯度(海拔)低,水熱充足,植物繁茂,食物充足;緯度(海拔)高,植物生長緩慢,食物供應量少;冬季(終年)寒冷漫長,生存條件惡劣
環境 生存環境發生改變,食物來源減少,飲用水短缺,生存空間減小;全球氣候變化,草地退化,生存環境改變;生態良好,環境污染少
天敵 缺少×××,天敵少;受到×××天敵威脅
人類活動 人煙稀少,人類活動強度小,干擾少;森林、草原減少,污染加劇,食物減少,棲息環境遭破壞
(2)水生動物(魚類)與地理環境的關系
分析角度 答題思路
生存空間 湖面(海面)廣闊,生存空間大;跨度大(流程長),水域環境多樣,種類繁多;河湖(海)相連,有利于×××洄游產卵
氣候 緯度低,水溫高,生長速度快;水溫適宜,利于產卵、繁殖;水域淺(緯度低),光照充足,光合作用強
水文 鹽度高(低),適宜咸水(淡水)魚類生存;緯度(海拔)高,鹽度低、水溫低,適宜冷水性魚類生長;結冰期長,存活率低;水質好
食物 多條河流入海(湖)、寒暖流交匯(上升流、水溫變化明顯),底層海水上泛,營養鹽類豐富,浮游生物大量繁殖;水草豐美、其他魚類為×××提供充足餌料
天敵 缺少天敵制約,繁殖速度快,種群密度大
人類活動 水質下降,污染加重;過度捕撈
3.多古老珍稀動物的原因
(1)自然原因:
①遠離大陸,長期孤立存在,缺乏基因交流②少大型食肉動物,缺乏生物競爭,動物進化緩慢③自然環境變化小,不利于生物的進化
(2)人為原因:
人類發現較晚(人跡罕至),受人類活動影響小
4.(2023·北京卷)1944年,攝影師薩爾出生于巴西東南部一個1500平方千米的農莊,農莊一半屬于大西洋森林。圖(左)示意大西洋森林的分布,圖(右)是2001年和2019年薩爾家族農莊景觀,讀圖,回答下列問題。
東南沿岸森林保護區動植物種類豐富,眾多水生生物中有巴西特有的魚類。這里有大面積森林、濕地、群島、海灘、河流及其入海口,茂密的紅樹林覆蓋島嶼和河口。
(1)簡述該保護區生物多樣性豐富的主要自然條件。
題型01 植被類型與分布
尖峰嶺國家森林公園位于海南島西南部(圖1),圖2示意海濱到尖峰嶺主峰山頂的植被類型的變化。完成下面小題。
1.①②處的植被類型及形成其差異的主導因素分別為( )
A.落葉季雨林、常綠季雨林,熱量 B.落葉季雨林、常綠季雨林,水分
C.常綠季雨林、落葉季雨林,熱量 D.常綠季雨林、落葉季雨林,水分
2.推測苔蘚矮林的生境特征是( )
①風力大 ②光照足 ③霧天多 ④土層厚
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
題型02 植被與環境
青海省夏吾曲河小流域平均海拔3590m,屬高原大陸性氣候,每年5~10月溫暖多雨,11月至次年4月寒冷干燥、多大風天氣。矮蒿草是該流域高寒草旬主要類型之一,也是優良的天然放牧場地。研究發現,該流域中矮蒿草除在河漫灘濕地無分布外,其他生境均有分布。正常放牧情況下矮蒿草在灘地所在生境下為優勢種,在不放牧的情況下與群落中的高大禾本科植物競爭時處于劣勢。下圖為夏吾曲河流域地形及生境描述圖。據此完成下面小題。
3.與山坡相比,河漫灘濕地( )
A.土壤水分條件差 B.面積變化大
C.土壤肥力較低 D.生物總量少
4.矮嵩草形態特征在山頂表現為( )
A.葉片面積大 B.葉片厚度薄 C.植物根系長 D.植物植株高
5.在土壤含水量適當的情況下,若放牧強度加大,該區域灘地上植被變化為( )
A.禾本科植物植株數量增多,矮嵩草植物植株數量增多
B.禾本科植物植株數量增多,矮嵩草植物植株數量減少
C.禾本科植物植株數量減少,矮嵩草植物植株數量增多
D.禾本科植物植株數量減少,矮嵩草植物植株數量減少
考點二 土壤
知識點1 土壤的組成
土壤及其物質組成
土壤:陸地表面具有一定肥力、能夠生長植物的疏松表層,具有肥力是土壤的本質屬性。由礦物質、有機質、水分和空氣四種物質組成。
組成 特征 作用 關系
礦物質 ①土壤的物質基礎,成土母質(風化殼或風化堆積物)風化形成的土壤固體顆粒; ②經風化分解,釋放一些養分元素(鉀、磷、鈣、鎂等),供植物吸收 主要成分,土壤中礦物養分的主要來源 ①彼此間有密切聯系,共同形成了土壤的肥力特性; ②肥力高低取決于水、肥、氣、熱四個因素的協調程度
有機質 (腐殖質) ①多集中在表層; ②釋放氮,直接影響土壤肥力的形成和發育 最重要成分,土壤肥力的物質基礎,土壤形成發育的主要標志
空氣 空氣提供熱量;水分供應養分和水分; 貯存在土壤孔隙中,具有很大的流動性,使土壤能通氣透水,蓄水保溫 不可缺少的成分,影響土壤的熱量狀況
水分
腐殖質的主要作用有: ①作物養分的主要來源:腐殖質既含有氮、磷、 鉀、硫、鈣等大量元素,還有微量元素,經微生物分解可以釋放出來供作物吸收利用; ②增強土壤的吸水、保肥能力:腐殖質是一種有機膠體,吸水保肥能力很強; ③改良土壤物理性質:腐殖質是形成團粒結構的良好膠結劑,可以提高粘重土壤的疏松度和通氣性,改變砂土的松散狀態,同時,由于它顏色較深,有利于吸收陽光,提高土壤溫度;④促進土壤植物的生長:腐殖質為植物生長提供了豐富的養分和能量,土壤酸堿適宜,因而有利植物生長,促進土壤養分的轉化; ⑤作物生長發育:腐殖質在分解過程中產生的腐殖酸、有機酸、維生素及一些激素,對作物生育有良好的促進作用,可以增強呼吸和對養分的吸收,加速根系和地上部分的生長。
知識點2 土壤的觀察
1.土壤顏色
野外對土壤的觀察,一般從土壤顏色、土壤質地、土壤剖面構造等方面進行。
土壤顏色:是土壤最重要的外部特征之一,有些土壤是用顏色來命名的。
影響因素 表現
礦物質 礦物質的種類和含量決定土壤顏色
有機質 有機質的含量決定土壤黑色的深淺;有機質含量越多,土壤顏色越黑;有機質含量越少,土壤顏色越淺
氣候 氣候條件影響礦物質和有機質的分解程度和含量,進而影響土壤顏色
①黑土:土壤中富含腐殖質,比較肥沃。腐殖質含量減少則呈灰色。
②黃土:土層深厚,但有機質含量不高,缺磷少氮,還有不少鹽堿地、沙地。黃色表示土壤是在黃土基礎上發育的,疏松、多孔隙,垂直節理發育,極易滲水。需要增施有機肥,補充磷肥、氮肥,防治水土流失,綜合治理旱、澇、堿、沙。
③紅壤:鐵、鋁成分較多,有機質少,酸性強,土質黏重,是我國南方的低產土壤之一,需要增施有機肥料,補充熟石灰加以改造。
④紫色土:自然肥力高,富含各種鹽類及多種微量元素,酸堿條件適中,可在風化母巖上直接刨耕引種。
⑤水稻土:在人類生產活動(長期種植水稻)中形成的特殊土壤。土壤中有機質含量豐富,較肥沃,多呈青灰色。
土壤類型 我國主要分布地區 成因和特點
黑色土壤 東北地區 夏季溫暖濕潤,草類生長茂盛。冬季寒冷,微生物活動較弱,土壤中有機質分解慢,積累多,土壤顏色較黑
紅色土壤 南方地區 夏季高溫多雨,土壤中礦物質的淋溶作用強,氧化鐵含量高,土壤呈紅色
青色土壤 東部降水多且排水不暢或長期被淹地區 土壤中鐵多以氧化亞鐵形式存在,土壤呈青灰色
白色土壤 西部地區 氣候干旱,土壤中鹽堿含量較高,有機質含量較低,水分較少,土壤常呈白色
黃色土壤 黃土高原地區 風力搬運的黃色粉土沉積物
2.土壤質地
不同粒級的礦物質在土壤中所占的相對比例,按土壤質地可分為砂土、壤土、黏土三種類型。
土壤 成分 性能 判斷方法
砂土 以砂粒占優勢 大孔隙多、毛細管孔隙少,通氣、透水性強,保水、蓄水性能弱,而且有機質易分解,保肥性能弱,但易耕作 用食指和拇指搓捏時有砂礫的感覺,干時有沙沙聲,濕時無可塑性
黏土 以黏粒占優勢 通氣、透水性差,蓄水、保水性能強,而且有機質分解緩慢,易積累,保肥性能好,但質地黏重,不易耕作 搓捏時有細膩感,可見到光澤面,干時細土可進入指紋,濕時可塑性強
壤土 所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例適中 兼有砂土和黏土的優點,不僅通氣、透水性能良好,而且蓄水、保肥性能強,是農業生產理想的土壤質地 除了砂土和黏土類的可以粗略歸為壤土類
3.土壤性質
土壤性質 影響因素
土壤含水量 ①“收”:大氣降水、地下水、灌溉用水; ②“支”:蒸發、植物吸收和蒸騰、水分滲漏和徑流(壤中流); ③“儲”:最大儲水量受土壤孔隙空間大小制約
土壤透氣性 受土壤孔隙空間和土壤含水量的共同影響。①土質疏松、土壤含水量小,土壤透氣性好(但水分不足時,植物會凋萎);②土質黏重、土壤含水量大,土壤透氣性差(水分充足易導致空氣受到排擠,土壤溫度下降,透氣性減弱,土壤肥力下降)
土壤肥力 土壤肥力最終取決于水、肥、氣、熱的協調程度。 ①“收”:外力搬運輸入;自身有機質、礦物質產出(巖石風化、生物分解);人類活動補充(施肥)等; ②“支”:植物吸收;雨水淋溶、徑流侵蝕;不合理的人類活動等
土壤肥力高低影響因素的分析
與土壤礦物質、有機質、厚度、顆粒大小、溫度、水分含量、透氣性、害蟲等密切相關。取決于各要素含量的協調度,協調度越好,肥力越高。土壤中有機質的含量,通常是土壤肥力高低的一個重要標志。
例如:土壤有機質含量高低的分析
(1)有機質的收入:
①水熱充足,植物生長茂盛,枯枝落葉多,生物殘體多;
②地勢低平處,有利于有機質積累。
(2)有機質的支出:
①微生物分解:氣溫高,微生物活躍,分解快,消耗多;
②植被消耗:植被生長旺盛,消耗多;
③土壤侵蝕或淋溶:降水強度大,淋溶與侵蝕強度大,有機質流失多。
土壤肥沃的答題思路為“有機質來的多、去的少”,有機質的來源主要是枯枝落葉,有機質損失主要靠微生物的分解、植物根系的吸收和外力侵蝕作用。
分析角度 答題思路
植被 植被茂盛(草類茂盛、森林豐富),多枯枝落葉(腐殖質),積累大量的有機物
微生物分 解作用 緯度高(海拔高),氣溫低,微生物的分解作用弱,有機質含量高
外力侵蝕 作用 降水多,淋濾作用強,水土流失嚴重,土壤貧瘠
人類活動 人工培育土壤,提高土壤肥力。如秸稈還田、使用農家肥等
土壤性質 影響因素
土壤酸堿度 ①母質:基性巖母質形成的土壤偏堿性,酸性巖母質形成的土壤偏酸性; ②氣候:濕潤地區往往與酸性土壤的分布一致;干旱和少雨地區,淋溶作用弱,往往是中性或堿性土壤的分布區; ③人類活動:增施生石灰可中和土壤酸性;酸雨導致土壤酸性增強等
土壤溫度 ①“收”:直接來源為太陽輻射; ②“支”:地面輻射、蒸發; ③“調”:土壤含水量增加導致土壤溫度變化減小、人類活動(如覆蓋黑膜可減少到達地面的太陽輻射,使土壤溫度降低;覆蓋透明膜可減少地面輻射的散失,提高土壤溫度)
【補充拓展】
土壤理化性質:主要包括土壤的容重、比重、通氣性、透水性、養分狀況、粘結性、粘著性、可塑性、耕性、磁性等。
物理性質是指土壤的物理狀況,如土壤質地,土壤顏色等。
化學性質的是指所含化學成分,如離子交換反應、酸堿反應、氧化還原反應、各種元素的含量等等。以上學習的土壤性質都可以列入理化性質。
4.土壤剖面
土壤剖面:是指從地面垂直向下的土壤縱剖面,由一些形態特征各異的、大致呈水平展布的土層所構成。
①森林土壤剖面構造最為復雜,由有機層、腐殖質層、淋溶層、淀積層、母質層和母巖層組成。
②耕作土壤剖面一般分為耕作層、犁底層和自然土層。
土壤剖面一方面反映了土壤的發育程度
①土層厚、層次多或分層明顯,表明土壤發育程度高;
②土層薄、層次少或分層不明顯,表明土壤發育程度低;
③另一方面,土壤的顏色、有機質含量等,可以在一定程度上反映環境因素對于土壤形成過程的影響。
自然土壤經過人為耕作就變成耕作土壤
類型 剖面層 特點
森林土壤 有機層 以分解和半分解的有機質為主
腐殖質層 腐殖質積累,顏色較深,呈灰黑色或黑色
淋溶層 礦物質淋失,顏色較淺
淀積層 質地黏重、緊實,呈棕色或紅棕色
母質層 疏松的風化碎屑物質
母巖層 堅硬的巖石
耕作土壤 耕作層 土質疏松,有機質比例高,顏色較暗
犁底層 土層緊實,顏色較淺,具有保肥保水作用
自然土層 未經耕作熟化,不利于作物生長
知識點3 土壤的功能和養護
1.土壤的功能
①土壤處于巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互緊密接觸的過渡地帶,是一個開放的系統,與其所在的環境之間有著活躍的物質和能量交換,是聯系有機界和無機界的關鍵環節。
②土壤為植物生長提供了扎根立足的條件,促使地理環境以至地球面貌發生了根本的改變;土壤本身也是許多動物和微生物生存的場所和營養來源。
③土壤具有重要的蓄水、保水功能。土壤水是陸地水體的一部分。大氣降水的一部分儲存在土壤中,既有效減少地表徑流量,又可以持續提供植物所需的水分。
④土壤和人類的關系十分密切。人類種植農作物是以土壤為物質基礎的;人類飼養動物,也主要以植物為飼料。
2.土壤的養護
①劣質土壤:不適于種植農作物,或者種植農作物產量較低的土壤,需要對其進行改良或改造;
②優良土壤:要注重種養結合,以保持土壤持續提供高效肥力的能力,常用的方法有休耕、種植綠肥、作物輪作、廣施農家肥等方法
(1)紅壤的改良
紅壤有機質分解快,流失多,腐殖質少,土質黏重,肥力較低且呈酸性,不利于農業生產活動。長江中下游地區的人們針對紅壤的不利條件,進行改造,形成肥沃的“水稻土”。
(2)黑土培肥(以我國黑龍江省為例)
黑土有機質含量高、土壤肥沃、土質疏松、適合農耕。但對黑土無節制地開發導致了土壤肥力的耗竭,此外雨水沖刷使土壤肥力流失,因此要可持續利用黑土,注意培肥。
措施 作用
秸稈還田 增加土壤有機質,改良土壤結構,使土壤疏松,孔隙度增加,促進微生物活動和作物根系發育
壓綠肥 不僅能增加土壤中氮、磷、鉀等礦質營養成分,而且可改良土壤結構,增加土壤通氣性和保水性
施用農家有機肥 有利于促進土壤團粒結構形成,使土壤中空氣和水的比例協調,使土壤疏松,提高保水、保溫、透氣、保肥的能力
施用有益微生物 增加土壤中有益微生物數量及活性,改善土壤性狀,防止土壤板結;提高土壤保肥、保水、抗寒能力;增強作物抗病能力;增加有機質,減少病蟲害
合理輪作 有利于均衡利用土壤養分和防治病蟲草害,還能有效地改善土壤的理化性狀,調節土壤肥力
(3)鹽堿地的改良
措施 說明
排水 排出地面水,帶走部分土壤鹽分
灌水 洗鹽 使土壤中的鹽分充分溶解,再通過排水溝把溶解的鹽分排走,降低土壤含鹽量
種植水稻 通過長時間淹灌和排水換水,土壤中的鹽分可以被淋洗和排出
增施有機肥 改良鹽堿土的通氣、透水和養料狀況,分解后產生的有機酸能中和土壤的堿性
深耕深翻 把表層土壤中鹽分翻到耕作層下邊,把下層含鹽分較少的土壤翻到表層。深耕深翻能疏松耕作層,切斷土壤毛細管,有效控制土壤返鹽
客土壓堿 客土就是換土。客土能改善鹽堿地的物理性質,能抑鹽、淋鹽、壓堿增加土壤肥力,可使土壤含鹽量降低到不致危害作物生長的程度
合理種植 根據作物對鹽堿、旱澇的適應性,因地種植,合理布局。向日葵、谷糜類、甜菜、大麥等為耐鹽堿性較強的作物
適時耙地 耙地可疏松表土,截斷土壤毛細管水向地表輸送鹽分,防止返鹽
(4)對低產土壤的改良
(5)對優良土壤的養護——種養結合
考點 土壤的形成與影響因素
土壤既是自然地理環境的一個要素,也是反映自然地理環境的一面鏡子。不同的土壤,可以反映出不同的氣候、地表物質、地形、水文條件、生物乃至人類活動。從多種因素對土壤形成的作用,可以看出各自然地理要素之間是相互聯系和相互影響的,共同構成一個有機整體。
1.土壤形成過程
①在風化作用下,致密巖石破壞,養分釋放與流失;
②在低等生物、微生物改造作用下,有機質積累;
③在高等生物改造作用下,養分元素富集(有機質重新合成腐殖質),生物在土壤形成過程中起主導作用。
土壤形成過程即:
①有機質的積累過程;
②礦物養分的富集過程。
2.影響土壤形成的因素
(1)成土母質對土壤的影響
巖石的風化產物,包括本地風化物和外來風化物(經外力搬運、沉積),是土壤發育的物質基礎,是植物礦物養分的最初來源,進而影響土壤質地(砂土、壤土、黏土)和肥力。
土壤形成的物質基礎
作用:成土母質在很大程度上決定著土壤的物理和化學性質。
成土母質是風化產物,沒有肥力;土壤具有肥力。
成土母質與土壤的聯系:成土母質是土壤的初始狀態;成土母質在氣候和生物作用下形成土壤。
(2)生物對土壤的影響
為土壤提供有機質,是影響土壤發育的最基本也是最活躍的因素。
①植物:枯枝落葉、枯殘根系,為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力;
②動物:動物遺體可為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力;動物攪動、搬運土壤等,可加速有機質分解,提高土壤透氣性;
③微生物:分解動植物有機殘體,促進腐殖質形成,形成土壤肥力
生物在土壤形成過程中主導了兩大作用:
①有機質的積累。植物吸收養分,合成有機質,在母質中不斷積累。有機質在微生物的作用下轉化為腐殖質,腐殖質具有比黏粒還強的吸收養分和水分的能力,促使“一盤散沙”的土壤顆粒發生團聚,改變母質性狀,同時還能釋放母質沒有的氮素養分,形成土壤肥力。
②養分元素的富集。礦物質分解釋放的元素很容易被淋溶,二根系能有選擇地吸收營養元素,儲存在生物體內,并隨生物殘體的分解又釋放到了土壤表層。這種生物循環不斷進行,其他元素逐漸淋溶,而養分元素則在土壤表層富集起來。
有機質含量的比較:草原>森林>荒漠
原因:草類生命周期短,每年死亡的大量地上莖葉和底下根系,提供了相當數量腐殖化的有機質;森林生命周期長,大量的有機質儲存在活的植物組織內,每年的殘落物歸還量并不很大;荒漠植被少。
(3)氣候對土壤的影響
氣候直接影響土壤含水量、溫度、微生物數量和種類。
①濕熱、通風良好的環境,微生物活躍,有機質分解速度快,積累少;
②寒冷、干旱、冷濕、冰凍環境,有機質分解速度慢,利于積累;
③溫度升高、降水增多,巖石風化作用增強,礦物養分增多,改變土壤質地,提高土壤肥力
影響土壤形成的速度
直接影響:通過土壤與大氣間不斷進行的水分和熱量交換直接影響其水熱狀況。
間接影響:間接通過影響巖石風化、動植物和微生物的活動等來影響土壤的有機質含量和其形成發育過程。
影響巖石風化的速度和強度(動力因素))——與溫度、降水量呈正相關
風化強度 風化速度 土壤形成速度 化學風化、淋溶作用 土壤粘性
濕熱地區 強 強 快 強 強
干冷地區 弱 弱 慢 弱 弱
影響土壤的有機質含量:
冷濕地區:微生物分解速度慢,有機質積累多
干熱地區:干——植被稀少,生物殘體少;熱——微生物分解速度快;有機質積累少
典型自然環境下的土壤特性
高寒環境 土壤發育程度低、土層薄、土壤貧瘠 、凍土廣布
濕熱環境 有機質分解快,土壤淋溶作用強,土壤貧瘠,偏酸性
干旱環境 土壤水分少,發育程度低,貧瘠,偏堿性
冷濕環境 有機質分解慢,大量累積在表土層,土層深厚,肥沃
中緯度 中緯度森林面積密集地區,生物對土壤的改造作用明顯;枯枝落葉掉到土壤中,分解后使有機質豐富;高溫季節短,土壤中有機質分解慢,有機質含量高,土壤肥沃。
氣候類型 植被 土壤
熱帶雨林氣候 熱帶雨林 磚紅壤
熱帶季風氣候 熱帶季雨林 磚紅壤性紅壤
熱帶草原氣候 熱帶草原 燥紅土
熱帶沙漠氣候 熱帶荒漠 荒漠土
地中海氣候 亞熱帶常綠 褐土
亞熱帶季風氣候 亞熱帶常綠闊葉林 紅壤
溫帶季風和海洋性氣候 溫帶落葉闊葉林 棕壤,褐土
溫帶大陸性氣候 溫帶草原 黑鈣土
溫帶荒漠 荒漠土
亞寒帶針葉林氣候 亞寒帶針葉林 灰化土
苔原氣候 苔原 冰沼土
冰原氣候 冰雪裸地 未發育
(4)地貌對土壤的影響
①海拔:隨海拔升高,氣溫降低、風力增大,影響土壤含水量和溫度;
②坡向:陰/陽坡或迎風/背風坡,影響土壤溫度、含水量,產生植被差異,進而影響土壤肥力;
③坡度:通過水流速度,影響物質遷移速度,進而影響土壤厚度和肥力。陡坡土層較薄,土壤較貧瘠;平地土壤較為深厚肥沃
地形 土壤特點
山谷 河流發育,多下滲,土層厚,多有機質,土壤肥沃
山脊 坡度大,成土母質遷移快,土層薄
迎風坡 多降水,含水量大;土層厚,土質黏重
高海拔 太陽輻射強,低溫,地下水位高,凍土廣布
山前沖積扇 泥沙淤積,土層深厚且肥沃,礦物等養分含量高
平坦地形 土層深厚,氣候、生物條件穩定,外力侵蝕速率慢
(5)時間對土壤的影響
土壤發育的時間越長,土壤層越厚,土層分化越明顯
在自然狀態下形成20厘米厚可耕作的土壤一般需要100至1000年。
(6)人類活動對土壤形成的影響
合理的耕作經營,可形成耕作土壤:
①通過耕作改造土壤的結構改變土壤的通氣性、保水、蓄肥能力。
②通過灌溉改變土壤的水分和溫度狀況。
③通過施用化肥和有機肥補充養分的損失。
④通過“收獲”可改變土壤的養分循環狀況;
⑤通過翻耕、輪作、休耕等措施恢復地力。
⑥通過改良限制性因素,培育耕作土壤,保障高產穩產。
不合理利用,可使土壤退化:由于違反自然成土過程的規律,人類活動也造成了土壤的退化,如肥力下降、水土流失、鹽漬化、荒漠化、土壤污染等消極影響。
因素 對土壤形成的作用
成土母質 巖石的風化產物,包括本地風化物和外來風化物(經外力搬運、沉積),是土壤發育的物質基礎,是植物礦物養分的最初來源,進而影響土壤質地(砂土、壤土、黏土)和肥力
生物 為土壤提供有機質,是影響土壤發育的最基本也是最活躍的因素。 ①植物:枯枝落葉、枯殘根系、為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力; ②動物:動物遺體可為土壤提供有機質來源,提高土壤肥力;動物攪動、搬運土壤等,可加速有機質分解,提高土壤透氣性; ③微生物:分解動植物有機殘體,促進腐殖質形成,形成土壤肥力
氣候 直接影響土壤含水量、溫度、微生物數量和種類。 ①濕熱、通風良好的環境,微生物活躍,有機質分解速度快,積累少; ②寒冷、干旱、冷濕、冰凍環境,有機質分解速度慢,利于積累; ③溫度升高、降水增多,巖石風化作用增強、礦物養分增多,改變土壤質地,提高土壤肥力
地貌 ①海拔:隨海拔升高,氣溫降低、風力增大,影響土壤含水量和溫度; ②坡向:陰/陽坡或迎風/背風坡,影響土壤溫度、含水量,產生植被差異,進而影響土壤肥力; ③坡度:通過水流速度,影響物質遷移速度,進而影響土壤厚度和肥力。陡坡土層較薄,土壤較貧瘠;平地土壤較為深厚肥沃
時間 土壤發育的時間越長,土壤層越厚,土層分化越明顯
人類活動 ①合理的耕作經營,可形成耕作土壤。如“耕耘”可改變土壤的結構、保水性、通氣性,“灌溉”可改變土壤的水分、溫度狀況;“收獲”可改變土壤的養分循環狀況;“施肥”可改變土壤的營養元素組成、數量和微生物活動; ②不合理利用,可使土壤退化(沙化、鹽堿化、水土流失等)
案例分析——低緯地區植被豐富區土壤貧瘠問題
主要圍繞為什么有機質含量少展開分析。
①積累問題:熱帶雨林,四季常綠,枯枝落葉較少,有機質來源少;
②消耗問題:生物繁茂,生長旺盛,有機質消耗大;
③流失問題:降水強度大,淋溶與侵蝕強度大,有機質淋溶流失多;
④分解問題:氣溫高,生物循環快,微生物分解作用強。
(2023·山東卷)閱讀圖文資料,完成下列要求。
白漿化棕壤是指在土壤表層以下存在白漿層的棕壤,白漿層底部常見堅硬的鐵錳結核層。白漿化棕壤分布區地下水位較低,年降水量800~950mm,降水主要集中于6~9月。目前,白漿化棕壤大部分被辟為農田,以種植花生、地瓜、冬小麥為主,是低產土壤之一。圖示意白漿化棕壤的剖面構型及各土層主要理化性質。
(1)分析白漿化棕壤“上砂下黏”的剖面構型在不同季節對土壤水分的影響。
(2)針對白漿化棕壤低產的原因,江蘇北部某地農民在長期生產實踐過程中,摸索出了一種改良及合理利用白漿化棕壤的農田工程措施——豐產溝(下圖)。說明豐產溝如何克服白漿化棕壤對農業生產的不利影響。
題型01 土壤剖面
黑壚土分布在黃土高原的黃土塬和較高的河流階地上,以黃土為成土母質。下圖示意甘肅東部某典型黑土分布區的土壤剖面狀況及14C年齡序列,該剖面古土壤層發育,歷史上腐殖質含量的高低主要取決于植被覆蓋。讀圖,完成下面小題。
1.根據成土母質特點,推測黑壚土( )
A.儲水能力較強 B.有機質含量高 C.疏松利于耕作 D.土層較為淺薄
2.據圖推測,距今5290~3300年間氣候較為( )
A.暖干 B.暖濕 C.冷濕 D.冷干
3.為改善該地黑壚土的肥力,建議( )
①擴大耕地面積②增施有機肥料③改善灌溉條件④加大翻耕頻次
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
題型02 土壤性質
土壤容重是指自然狀態下單位體積土壤烘干后的重量,其與土壤有機質含量呈負相關。祁連山北側某地區,海拔2500-3300m的植被隨著坡向變化,由山地草原過渡到山地草甸,最后轉變為青海云杉林,生物量也隨之不斷增大。下圖示意該地區南、北、西及西南四個坡向的土壤容重分布。據此完成下面小題。
4.該地區內植被類型存在坡向差異,其主導因素是( )
A.土壤濕度 B.大氣降水 C.土壤溫度 D.地形地勢
5.推測代表該地區北坡土壤容重的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
題型03 土壤形成影響因素
東海島大嶺村有一個天然海岸風沙剖面,頂部海拔19米。自沙丘頂部采樣若干依次編號①-⑤,剖面深度16m,研究發現,沉積物顏色與其組成成分、氣候變化、沉積環境等密切相關,沉積物粒徑與季風變化密切相關。下左圖為東海島地理位置示意圖,下右表為風沙剖面自上而下沉積物特征。據此完成下面小題。
6.形成采樣區自下而上沉積物顏色變化的氣候環境總體表現是( )
A.暖濕→冷干 B.暖干→冷濕 C.冷干→暖濕 D.冷濕→暖干
7.海岸帶風力減弱,成壤條件最好的時期位于( )
A.① B.③ C.④ D.⑤
8.研究發現,鉀鈉等元素含量從①至⑤層都較低,在⑤層卻顯著升高,原因最可能是( )
A.淋溶作用形成 B.化學溶蝕形成 C.海水鹽分滲入 D.鹽分下移富集
熱點應用
01 植被演替
(2023·浙江1月卷)遼河口濕地生長著一種耐鹽堿的一年生草本植物——翅堿蓬。翅堿蓬在維護濕地生態系統方面具有重要作用,其生長與潮灘濕地水體鹽度顯著相關。下圖為遼河口潮灘植被分布示意圖。完成下面小題。
1.遼河口潮難植被演替的總體趨勢是( )
A.翅堿蓬—蘆葦—光灘 B.翅堿蓬—光灘—蘆葦
C.光灘—蘆葦—翅堿蓬 D.光灘—翅堿蓬—蘆葦
2.針對遼河口翅堿蓬退化,較可行的生態修復措施是( )
A.潮灘上建水庫蓄淡水 B.修建防潮大壩圍墾潮灘
C.調控遼河入海徑流量 D.人工大面積種植翅堿蓬
知識點撥:
植被演替即植物群落的演替,通常被定義為“植物群落在干擾后的恢復過程或在裸地上植物群落的形成和發展過程”。通俗地講,它就是由于自身或外界環境的變化,上一個植物群落被另一個植物群落代替的過程。演替現象貫穿植被發展的始終,表現為植被由低級到高級、由簡單到復雜的發展過程。
植被演替一般從耐貧瘠、耐旱的簡單先鋒植物開始,它首先占據裸露的巖石然后隨土壤、水分等環境條件的改善而適應高等植物的生長,直至形成穩定的植被。隨著時間推移,先鋒群落改變著環境,在原始條件下不能生存的植物出現了,并且最終戰勝了先鋒群落。一般而言,每一個后續的群落都呈現出物種數量和植物高度的增加。
植被演替的本質:在自身或地理環境發生變化后,某些生物在變化后的環境中競爭優勢大,通過種內或種間競爭,優勢物種定居并繁殖后代,劣勢物種被排斥,在相互競爭過程中共存下來的物種,在利用資源上達到相對平衡。
特別強調:這些植物在群落演替過程中,一些種群取代另一些種群是優勢取代,而不是取而代之,比如形成森林之后,只是喬木占據了優勢,但森林中各類型的植物都是存在的。
植被演替:最先進入裸地的植物被稱為先鋒植物,形成的最初的群落為先鋒群落。例如,在江南丘陵地區,新形成的裸地上首先生長的樹木是杉樹,杉樹就是這一地區的先鋒樹種。在這一地區新形成的裸地上進行植樹造林,宜種植杉樹類的先鋒樹種。
植被演替的最終階段(目前已知的)稱為頂極群落。到了頂極群落階段,群落表現出相對穩定的狀態,即群落垂直結構、種群結構、生物量相對穩定。據此,對一些地方植被的發展,可實施人為干預。
分類:植被的環境適應性特征是在與環境相互作用的過程中逐漸形成的,就是植被(植物群落)的演替。植被在原生裸地上開始的演替被稱為原生演替,當植被遭到破壞后重新恢復起來的演替為次生演替,該演替發生于次生裸地。
①原生演替:原生演替是原生裸地開始的演替。原生裸地是從來沒有植物生長過的土地,或原有的植物被徹底消滅,沒有留下任何植物繁殖體的土地。這種演替,速度較慢,如火山熔巖上的演替。
案例1:裸巖植被演替
②次生演替
次生演替是原生植被破壞后重新恢復的演替。該演替發生于次生裸地。次生裸地系指原生植被遭受水、火、動物和人為破壞后的土地。
案例2:砍伐后的林地植被演替
案例3:棄耕農田上的次生演替
農田廢棄后,很快生長一年生草本,在一年生草本的覆蓋下,土壤條件得到改善,多年生草本逐漸增多。土壤表層有機物增多,土壤保水性增強,灌木接踵而至,成為灌木叢。再過一段時間,喬木開始生長,喬木占據更多的空間和資源,灌木逐漸減少,演替為森林
按發展方向劃分:
①順行演替:順行演替指演替早期植物群落改變了生態環境,群落本身逐漸向適宜當地生態環境的演替過程。演替的結果為群落的植物種類由少變多,結構由簡單到復雜、由不穩定到比較穩定。如退耕還林還草,退耕還湖。
②逆行演替:逆行演替指群落受到干擾破壞,使演替過程倒退的過程。演替的結果為植物種類由多變少,結構變為簡單,群落退化,甚至消失。如過度砍伐森林,過度放牧,圍湖造田。
水生演替和旱生演替:
①水生演替:順序一般是沉水、浮水、挺水、濕生、木本
水生演替:原生裸地處于水環境,隨著水深由深變淺,相應的植物也會發生變化,優勢種由藻類過渡到水生維管束植物再過渡到濕生植物,最后可能演替到陸生植物階段。
②旱生演替:從環境條件極端惡劣的巖石表面或旱砂地開始,一般順序是地衣、苔蘚、草本、灌木、喬木。
從基礎知識來看,隨著土壤水分減少,植被會越來越稀疏,植被類型的演替順序一般是喬木、灌木、草本、荒漠;但是土壤水分過多會發育草甸。隨著熱量減少,植被類型的演替順序一般是常綠林、落葉林、針葉林、苔原、冰原。
植被演替的影響因素:
①內部因素,也是根本原因。如種內競爭、種間競爭;
②外部因素,也是引發群落演替的重要條件。比如洪水、洪水、干旱、火山噴發、火災、建造水庫、過度砍伐森林等。
植被演替的影響因素詳細分析
①氣候變化:氣候變化包括氣溫和降水的變化,這兩者的變化是植被演替的主要動力。
②土壤:由于土壤條件如土壤含水量、土壤質地向一定方向改變而引起的群落演替。
③動物:由于動物的作用而引起的群落演。例如,原來以禾本科植物為優勢的草原,植株較高種類較多,在經常放牧或過渡放牧之后,即變成以細葉莎草為優勢成分的低矮草原。
④災害:如火災的發生引起的群落演替。
⑤人為因素:指在人為因素干擾之下,引起的群落演替。如順向演替中的植樹造林,退耕還林還草,逆向演替中的砍伐森林,過度放牧。
⑥內因動態演替:是指群落內部的植物體改變了生態環境而引起的演替。
02 凍土
如圖為我國某地半年左右凍土空間范圍變化示意圖。據此完成下面小題。
1.該地最可能位于( )
A.四川盆地 B.華北平原 C.東北平原 D.長江中下游平原
2.凍融期間( )
A.凍結層以下土體持續向上傳輸熱量 B.凍結深度與氣溫同步變化
C.凍結和融化的方向均是自下而上 D.表層土體溫度變化較小
3.徑流系數是一定匯水面積地表徑流量與相應降水量之比,則該地徑流系數較小的時間段是( )
A.1~3月 B.3~5月 C.7~9月 D.10~12月
知識點撥:
從凍土凍融產生的原因來看,一是地下有水,二是低溫高溫季節交替變化。所以治理措施也主要是從這兩方面入手:一是想辦法減少地下水對路面的影響,比如抬高路面,使路面遠高于兩側地面,再比如在凍土地帶架設橋梁。二是對地下溫度的控制,如使用片石通風路基、使用通風管路基、使用熱棒等。
03 土壤有機碳
土壤有機碳是土壤有機物質中碳元素的含量,由未分解和半分解的生物體、腐殖質構成,其含量主要取決于植被的歸還量和分解速率間的平衡關系,并受到土壤母質與自然成土因素的制約。興安落葉松林是大興安嶺分布面積最廣的樹林類型,主要分布于坡度較緩(5°~10°)的陰坡、半陰坡。下圖為興安落葉松林土壤總有機碳各土層富集系數示意圖。據此完成下面小題。
注:土壤總有機碳富集系數指某一土層總有機碳含量與整個土壤剖面總有機碳平均含量的比值。
6.決定土壤有機碳分解量的因素有( )
①植被凋落物數量②植被死亡根系量③成土母質與成土時間④地形、氣候
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
7.興安落葉松林土壤總有機碳主要富集在0-10cm土層且垂直差異大的主要原因是( )
A.永凍土層發育 B.受人類干擾少 C.淋溶作用強烈 D.枯落物分解快
知識點撥:
土壤有機質(SOM,soil organic matter),指存在于土壤中的所含碳的有機物質,包括各種動植物的殘體、微生物體及其會分解和合成的各種有機質,包含有機碳。土壤有機質是泛指土壤中來源于生命的物質。有機質的含量與土壤肥力水平呈正相關。
土壤有機碳(SOC,soil organic carbon),是通過微生物作用所形成的腐殖質、動植物殘體和微生物體的合稱,其中的碳元素含量即為土壤有機碳(SOC)。SOM=SOC*1.724,土壤有機碳含量與土壤有機質含量呈正相關。有機碳是土壤極其重要的組成部分,不僅與土壤肥力密切相關,而且對地球碳循環有巨大的影響,既是溫室氣體“源”(碳源),也是其重要的“匯”(碳匯)。
土壤溫度和水分影響土壤有機質的形成與分解,進而影響土壤有機碳含量,兩者的影響因素可以看成是一樣的。
地球上的碳元素分布于海洋、地質化石、土壤、植被、大氣等各庫中。其中,土壤有機碳庫是全球陸地表層系統中最大的碳庫,約是大氣碳庫的2倍、陸地植被碳庫的2~3倍。土壤有機碳庫很小的變動,有可能會對大氣CO2濃度及碳平衡產生重要影響,因此在調控地球表層生態系統的碳平衡和減緩溫室氣體方面具有重要的作用。
土壤有機碳的分布:
(1)植被直接影響到土壤有機碳的收入,所以植被茂盛的地方,土壤有機碳數量大;
(2)垂直方向上,隨土壤深度增加,有機碳呈減少趨勢。
土壤有機碳分布的影響因素
(1)氣候
氣候通過影響生物活動影響土壤有機碳的收入和支出。研究表明,植物的凋落物是土壤有機碳的重要來源。水熱條件好的區域,植被生長茂盛,凋落物多,土壤有機碳含量高,表現為:森林土壤有機碳含量最高,其次分別為灌叢和草地,荒漠土壤有機碳含量最低。
土壤有機碳的支出主要是淋溶和微生物分解。微生物分解與氣溫關系較大,以上典例均有體現。
(2)土壤理化性質
比如土壤質地,研究表明黏粒含量與土壤碳儲量呈典型正相關,這一方面高中涉及較少,在此不過多闡述。
(3)人類活動
植被和土壤狀況影響土壤有機碳,而人類活動對植被和土壤影響較大,比如砍伐森林、過度放牧、土地管理方式等都影響了土壤碳儲量。比如當土地利用類型發生變化時,土壤碳儲量往往發生顯著變化,一方面,土地利用方式的變化改變了土壤上覆植被類型,從而改變了進入土壤碳的質和量;另一方面,土地利用方式改變時會引起土壤溫度、土壤孔隙度、土壤水分、土壤結構和化學性質的變化,進而影響土壤有機碳分解速率。
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