bob半岛·体育【土壤地理】土里有什么?土壤为什么会肥沃?中学地理要了解的肥沃土壤!附土壤有机碳土壤是位于陆地表层的一个能够生长植物的疏松多孔物质层,由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物以及水分、空气等组成。
所以,你真的吃土的话,将会吃到土壤矿物质、有机质、微生物残体腐解产生的有机质、水分、空气……(好像很丰盛的样子~)
土壤由固相、气相、液相组成。其中,固相是土壤的土粒部分,主要由土壤矿物质和有机质组成,约占土壤容积的50%;土粒之间为土壤孔隙,充满了土壤空气(气相)和土壤水(液相)。
土壤矿物质来自岩石的风化,是土壤的“骨胳”,约占固体重量的95%以上。包括原生矿物和次生矿物,土壤矿物质可提供氮素以外植物所需的各种养分元素(磷钾钙镁硫,微量元素等)。
土壤有机质是指土壤中含碳的各种有机物质,包括动植物残微生物体及其分解合成的有机物质。土壤有机质尽管只占土壤总量很小的一部分,但它是土壤固相的重要组成部分,在促进土壤形成、土壤肥力、土壤环境保护和农林业可持续发展等方面均有着重要的作用和意义。
土壤空气是土壤的重要组成部分,主要成分是来自大气的氧气和氮气,以及土壤中植物根微生物呼吸产生的二氧化碳。土壤空气影响植物根系的发育、种子的萌发、植物的抗病性。
土壤水是存在于土壤孔隙或吸附在土壤颗粒上的水,其主要来源是降雨、人工灌溉,或毛细管力吸引上升的地下水bob半岛·体育。它是农田作物与环境间进行物质交换的媒介;通过影响土壤温度和通气状况,对作物产量和品质起重要作用;土壤水与地表水、地下大气水、植物水构成自然界水分循环体系,并且是水分转换系统的中心环节。
正如每个地区的饮食存在差异,每个地区的土也不一样,而且不止每个地区,同一地区的土壤也有所不同。这是由于土壤形成过程中,生物、气候、地形、母质、时间均存在差异。
母质是土壤形成的物质基础和初始无机养分的最初来源,它能直接影响土壤的矿物和土壤颗粒组成,并在很大程度上支配着土壤物理、化学性质,以及土壤生产力的高低。
一个发育良好的土壤一般有三个层次,A层由表土层组成,易松动,暗褐色,有机质含量较好;B层,通常称之为亚表层,由粘土和其他从A层淋滤下来的微颗粒组成,颜色较浅,有机质含量低;C层仅包含部分风化的岩石,成为母质层。
除了以上五种自然成土外,人为成土也是影响成土因素的重要原因。人类根据自己的需求,改变土壤的固有的性质和特点,包括耕垦、施肥和灌溉(常见的人工土包括水稻土和灌溉土)以及对土壤的污染等。
为什么作物连年种植产量低下品质越来越差?为什么土壤酸化板结严重,死棵烂苗矮化病害越来越多?土壤到底怎么了?
土壤是植物生长、繁育的基础,作物的产量、质量都与土壤有着密切的关系,肥沃的土壤才能满足作物的需求。
团粒结构是世界公认的最佳的土壤结构,因为团粒结构有着最佳的水、气、热、肥等因素的协调能力。 团粒结构最理想的粒径在0.5-10毫米之间,大小孔隙均匀,结构稳定。
团粒结构有着良好的协调水分和空气的能力。具有团粒结构的土壤,由于团粒间大孔隙增加,大大地改善了土壤透气能力,容易接纳降雨和灌溉水。水分由大孔隙渗入土壤,逐步进到团粒内部的毛管孔隙中,使团粒内部充满水分,多余的水分继续渗湿下面的土层,减少了地表径流和冲刷侵蚀。
大孔隙中的水分渗完以后,空气就能补充进去。团粒间空气充足,团粒内部贮存了水分,这样就解决了水分和空气的矛盾,适于作物生长的需要。
雨后或灌溉后,团粒结构的表层土壤水分也会蒸发,表层团粒干燥以后,与下层团粒切断了联系,形成了一个隔离层,使下层水分不能借毛细管作用往上输送而蒸发,水分得以保存。团粒结构使土壤变成了一个“小水库”。
团粒结构既能够贮存养分,又能够或快速或长效地释放养分,可以很好地协调土壤养分的消耗和积累之间的矛盾。
具有团粒结构的土壤,团粒间大孔隙供氧充足,好气性微生物活动旺盛,因此团粒表面有机质、矿质养分等分解快而养分供应充足,可供植物利用。团粒内部小孔隙则相对缺乏空气,微生物活动缓慢,一些厌氧微生物进行嫌气分解,有机质分解缓慢而养分得以保存。团粒结构外部分解得越快,内部空气就越少,分解也就越慢。所以团粒结构的土壤是由团粒外层向内层逐渐分解释放养分,这样一方面既源源不断地向植物供应养分,另一方面,可以使团粒内部的养分积存起来。
团粒结构内部水分保持得好,干湿度变化稳定,那么土壤的温度变化就越小,特别是在寒冷的冬季,土壤温度变化小不仅可以降低对根系的影响,同时对整个棚室提供了稳定的夜温,有利于植物生长。
团粒结构中包含一定量的有机弱酸,它们可以起到对酸碱度的良好平衡。酸性土壤,氢离子浓度大,铁铝氧化物多,这些有机弱酸可以与铁、铝离子结合,释放出氢氧离子与土壤溶液中的氢离子起中和反应,从而降低了土壤酸度。对于碱性土壤,这些弱酸可以与过量的碳酸钠、钙、镁盐等发生反应,降低土壤的碱性。
总而言之,具有团粒结构的土壤有着水气、养分供应与积累协调、耕性良好、根系生长良好的特性。团粒结构是农业丰产稳产的重要保障,是土壤最理想的结构,是土壤肥沃的重要标志。
温带半湿润气候、草原化草甸植被下发育的土壤,是温带森林土壤向草原土壤过渡的一种草原土壤类型,目前我国土壤分类系统,将黑土列入半水成土纲中。我国黑土分布在吉林省和黑龙江省中东部广大平原上。美国黑土分布在中部偏北的湿草原带,故称湿草原土。
我国黑土地处温带半湿润地区。四季分明,雨热同季为其气候特征。土壤母质粘重,并有季节冻土层。夏秋多雨,土壤常形成上层滞水,草甸草本植物繁茂,地上和地下均有大量有机残体进入土壤。漫长的冬季BOB半岛,微生物活动受到抑制,有机质分解缓慢,并转化成大量腐殖质累积于土体上部,形成深厚的黑色腐殖质层。土体内盐基遭到淋溶,碳酸盐也移出土体,土壤呈中性至微酸性。季节性上层滞水引起土壤中铁锰还原,并在旱季氧化,形成铁锰结核,特别是亚表层表现更明显。所以,黑土是由强烈的腐殖质累积和滞水潴积过程形成,是一种特殊的草甸化过程。自然状态下,黑土腐殖质层可厚达1米,养分含量丰富,肥力水平高。黑土开垦后,腐殖质含量下降,因母质粘重,土壤侵蚀明显,这是黑土利用中需引起注意的问题。黑土是我国最肥沃的土壤之一,黑土分布区是重要的粮食基地。适种性广,尤适大豆、玉米、谷子、小麦等生长。 谭老师地理工作室综合整理
黑土地在世界上仅有三大块,除了东北黑土地外,还有两块分布在乌克兰大平原和美国密西西比河流域,它们在开发过程中也曾经受到过水土流失的严峻考验。
乌克兰大平原的面积约为190万平方公里,美国密西西比河流域的面积约为120万平方公里,它们和东北黑土地一样,都分布在四季分明的寒温带,由于植被茂盛,冬季寒冷,大量枯枝落叶难以腐化、分解,谭老师地理工作室综合整理历经千百年形成了厚厚的腐殖质,也就是肥沃的黑土层。黑土有机质含量大约是黄土的十倍,是肥力最高、最适宜农耕的土地,因此世界三大黑土区先后被开发成重要的粮食基地。
与东北黑土地有所不同,乌克兰大平原和美国密西西比河流域的地势平坦,坡地较少,土壤主要受到风的侵蚀,在20世纪二、三十年代,由于过度毁草开荒、破坏地表植被,水土流失严重,这两个地区相继发生破坏性极强的“黑风暴”。1928年,“黑风暴”几乎席卷了乌克兰整个地区,一些地方的土层被毁坏了5至12厘米,最严重的达20多厘米。在美国,1934年的一场“黑风暴”就卷走三亿立方米黑土,当年小麦减产51亿公斤,举国震惊。为保护黑土地免受侵害,国外两大黑土区都投入了大量人力、物力和财力,围绕合理规划土地和建立科学耕作制度等开展研究,大举营造农田防护林,采取保土轮作bob半岛·体育、套种、少耕、免耕等办法,充分发挥耕作措施与林业措施相结合的群体防护作用,经过40年的治理,已见成效半岛BOB。
我国黑土区的开发比国外两大黑土区晚,大规模开荒垦殖始于20世纪五、六十年代,近二十年来,我国已逐步加大了对黑土地水土流失治理的力度。
四川盆地中国四大盆地之一,位于亚洲中南部,中国腹心地带和中国大西部东缘中段,总面积约26万平方公里。占四川省面积的46%。这里的紫红色砂岩和页岩极易风化发育成紫色土,紫土含有丰富的钙、磷、钾等营养元素,是中国最肥沃的自然土壤。四川盆地是中国紫色土分布最集中的地方,向有“紫色盆地”的美称。
原来土壤里腐殖质含量的多少和矿物质组成的差异,会让土壤呈现不同的颜色。土壤腐殖质由动植物残体演变而成,一般粘附在土粒的表面,它的多少主要是调节土壤颜色的深浅。黑色的土壤一般是腐殖质含量较高的,因为腐殖质呈黑色和棕色;腐殖质含量少时,土壤则呈现灰色或灰白色,如新疆灰漠土。从灰到黑,颜色随腐殖质含量的升高呈梯度变化。
矿物质有更神奇的效果,是它让土壤有了除黑以外的其他颜色。比如,氧化铁就是土壤矿物质中的调色高手,当它在土壤中的含量高时,土色发红,或者呈棕红色。氧化铁又是一种善变的物质,在土壤里经常发生变化。当它与水作用时,能转变为的水化氧化铁,低洼潮湿的环境是这一变化的适宜条件。因而在这种地方,土壤常显。通风不良、氧气缺乏时,土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁。当土壤中的氧化亚铁较多时,土壤就呈现出灰蓝色BOB半岛。白色则常常与土壤里的盐分变化紧密相连。如碳酸钙、碳酸钠、氯化钠等盐类,以及高岭土、氢氧化铝等物质在土壤中呈粉末状存在时,都可能让土壤呈现偏白的颜色。
紫色土则是由紫色砂岩和页岩风化物发育形成,在四川地区分布较多,富含钙、磷、钾等营养元素,其土色的决定因子主要为其中含有的结晶性氧化铁和锰化合物。
水稻土是一种人工土,是红壤被长期耕种、培植而成的,主要分布在秦岭—淮河以南地区。它是在人类生产活动中形成的一种特殊土壤,对我们的生产生活来说十分重要。
水稻土是指在长期淹水种稻条件下,受到人为活动和自然成土因素的双重作用,而产生水耕熟化和氧化与还原交替,以及物质的淋溶、淀积,形成特有剖面特征的土壤。这种土壤由于长期处于水淹的缺氧状态,土壤中的氧化铁被还原成易溶于水的氧化亚铁,并随水在土壤中移动,当土壤排水后或受稻根的影响(水稻有通气组织为根部提供氧气),氧化亚铁又被氧化成氧化铁沉淀,形成锈斑、锈线,土壤下层较为粘重。
油性:它是土壤腐殖质和粘粒含量适中的表现,有机质含量约29.2 g kg-1 (土0.46),粘粒含量.一般为16%左右,油性也是指具有良好结构等的一个综合肥力较高的土壤性状。
火山灰土 为在第四纪火山活动区由火山灰母质形成的各种土壤。分布在世界各地近代火山活动较频繁的地区,在中国的分布面积很小。有些发育程度较深的火山灰土剖面出现明显分化,肥力较高。这种土壤的特点是土壤质地较粗,孔隙度高,受侵蚀危害较大,并含有大量火山起源矿物。火山灰土:零星分布于死火山口附近,以火山喷发沉积物为母质,火山灰土的性质深受母质影响,其中含有大量火山灰,火山灰渣以及其他火山碎屑物;疏松多孔,容量很小
印尼有大量肥沃的火山土田,相当于天然化肥田。热带最肥沃的印尼爪哇岛,是全球火山最多的岛,而且是基性火山土,占印尼面积6.8%,水稻总产量却占全印尼57%,稻米单产近350公斤/亩产,比泰国平均单产高1倍. 东南亚水稻总产量印尼第一,越南第二,泰国第三。
东南亚是全球热带地区人口最稠密的地区,因为爪哇-巴厘-苏拉威西岛,吕宋中央平原是基性火山灰土,这几个岛是南洋地区水稻单产最高的地区,苏拉威西岛虽然平原极少但水稻总产能排印尼第三,总产量接原面积广布的苏门答腊,苏门答腊-加里曼丹岛为酸性火山灰土,土质虽比爪哇的基性火山灰土差很多,但在热带地区土质还是属上等土质,非州人口最稠密的卢旺达布隆迪也是火山密集,中美州萨尔瓦多-危地马拉.人口也集中在火山高原山区。这些活火山区土质相当肥沃。
地球上的碳元素分布于海洋、地质化石、土壤、植被、大气等各库中。其中,土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库,约是大气碳库的2倍、陆地植被碳库的2~3倍。土壤有机碳库很小的变动,有可能会对大气CO2浓度及碳平衡产生重要影响,因此在调控地球表层生态系统的碳平衡和减缓温室气体方面具有重要的作用。
土壤有机碳的分解与气候因子的关系,尤其对温度、降水的敏感性是学术界关注的焦点问题。在气候变化和人类活动等条件的综合影响下, 将导致土壤有机碳蓄积量及动态平衡的变化,从而导致土壤有机碳库既可能成为碳汇也可能成为碳源,由此反过来对全球变化产生影响。
土壤有机碳一般主要是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子有机化合物。(腐殖质)有机碳本身就是养分的储藏库,同时深刻地影响土壤的物理、化学和生物学性质。假设某一土壤表土有机质含量4%,有机质氮含量5%,一季作物中有机质分解率2%,则土壤有机质供应之氮可达80kg/公顷半岛BOB,此供应量几乎可满足大部分作物之需求量,据估算,1%的土壤有机碳相当于含有18公斤养分/亩。
同时有研究表明,土壤中的有机碳从2%降低到1.5%,土壤的保肥能力将下降14%。此外半岛BOB,土壤有机碳深刻影响水分的存储。一英亩大、一英寸厚、含2%有机碳的土壤储水量可达12.1万升,含量5%和8%的土壤分别可储水30.3万和48.5万升。研究表明,土壤有机碳从1%升到3%,土壤的保水能力增加6倍。
当然,土壤有机碳也深刻影响着土壤的质地和结构。丰富的有机碳下,土壤可以形成稳定的大量的有机无机复合体,具有良好的土壤结构,不仅抗土壤侵蚀,也为根系提供理想的水分和空气条件。
最主要的是,土壤有机碳是土壤中各种大大小小生物的碳源和能源。丰富的有机碳下,土壤中自然形成庞大的食物网,构建健康的生态系统,这个庞大的生态系统是土壤活力的来源,从养分转化直到病虫害控制,都起着极为重要的作用。
土壤有机质(SOM,soil organic matter),指存在于土壤中的所含碳的有机物质,包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质,包含有机碳。土壤有机质是泛指土壤中来源于生命的物质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,是植物营养的主要来源之一,能促进植物的生长发育,改善土壤的物理性质,促进微生物和土壤生物的活动,促进土壤中营养元素的分解,提高土壤的保肥性和缓冲性的作用。它与土壤的结构性、通气性、渗透性和吸附性、缓冲性有密切的关系,通常在其他条件相同或相近的情况下,在一定含量范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。
土壤有机碳(SOC半岛BOB,soil organic carbon),是通过微生物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称,其中的碳元素含量即为土壤有机碳(SOC)。土壤有机碳根据微生物可利用程度分为易分解有机碳,难分解有机碳和惰性有机碳。易分解者有较高的生物利用率与损失率,难分解者则有较高的残留率,一般占土壤有机质的60%~80%。且有相当多的部分参加到腐殖质的形成作用中去。二者存在换算关系,即SOM=SOC*1.724。
自然土壤:地面植被残落物和根系是土壤有机碳的主要来源,如树木、灌木、草类及其残落物,每年都向土壤提供大量有机残体。
不同自然植被下进入土壤的植物残体量变异很大:热带雨林下仅凋落物干物质量即达16700Kg/公顷*年;荒漠植物群落的凋落物干物质量仅为530Kg/公顷*年。
土壤的有机碳来源:作物的根茎、还田的秸秆和翻压绿肥、人畜粪尿、城市生活垃圾、污水、土壤微生物、动物的遗体及分泌物(如蚯蚓、昆虫等)
土壤有机质含量与土壤有机质形成量、积累量和消耗量、流失量之间的对比关系有关。我们可以把土壤有机质形成量和积累量统一为土壤有机质收入量,把土壤有机质消耗量和流失量统一为土壤有机质支入量。那么,土壤有机质含量=收入量—支出量。
腐殖物质:60%~80%;非腐殖物质:20%~40%。常见的化合物:糖类、有机酸、醛、醇、酮、纤维素、半纤维素、木质素、脂类、蛋白质
直接提供:土壤有机碳是植物所需的氮、磷、硫、微量元素等各种养分的主要来源。间接作用:多种有机酸和腐植酸对土壤矿质部分有一定的溶解能力,可以促进矿物风化,有利于某些养料的有效化。一些与有机酸和富里酸络合的金属离子可以保留于土壤溶液中不致沉淀而增加有效性。
改善土壤结构,使土壤的透水性、蓄水性、通气性以及根系的生长环境有所改变半岛BOB。腐殖物质具有巨大的比表面积和亲水基团,吸水量是黏土物质的5倍,能改善土壤有效持水量,使得更多的水能为作物所利用。
化学性质:土壤中养料含量与保肥能力;在酸性土壤中,有机碳通过与单体铝的复合半岛BOB,降低土壤交换性铝的含量,总而减轻铝的毒害。
养分的有效性:如增加土壤中磷的有效性和提高磷肥的利用率、增加土壤微量元素的有效性。提高土壤腐殖物质含量,就增强土壤对酸碱度变化的缓冲性能。
生物性质:土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源,没有土壤有机碳则不会有土壤中所有生物化学过程。蚯蚓通过掘洞、消化有机碳、排泄粪便等直接改变土壤微生物和植物的生存环境bob半岛·体育。通过刺激微生物和动物的活动还能增加土壤酶的活性,从而直接影响土壤养分转化的生物化学过程。
腐植酸被证明是一类生理活性物质,它能加速种子发芽,增强根系活力,促进作物生长。对土壤微生物而言,腐植酸也是一种促进其生长发育的生理活性物质。
(1)有机碳与重金属离子的作用。土壤腐殖物质含有多种功能基,这些功能基对重金属离子有较强的络合和富集能力。
(2)有机物质对农药等有机污染物的固定作用。土壤有机碳对农药等有机污染物有强烈的亲和力,对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。
可溶性腐殖物质能增加农药从土壤向地下水的迁移,能更有效地迁移农药和其他有机物质。腐殖物质还能作为还原剂而改变农药的结构、活性、降低毒性。
(1)施用矿源有机高碳肥提高土壤有机碳含量使其中的有益菌大量繁殖,形成优势菌群,抑制了致病菌的繁殖和活动,达到了生物防治作物土传病害的作用,矿源有机高碳肥高效调节土壤营养失衡,土壤酸化,土壤次生盐碱化,减少土壤有害物质积累,土壤微生物种群多样性和功能退化等一系列土壤病。使养分更充足、补给更合理,从而避免了作物因土壤酸化盐碱化或缺少元素而造成的各种生理性病害的发生,使作物株型更旺盛叶色更浓绿,增强作物抗逆性能,使作物抗寒抗旱,抗病能力明显增强。
土壤有机碳的含量在不同土壤中差异很大,含量高的可达20%或30%以上(如泥炭土,东北黑土地等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和风沙土等)。在土壤学中,一般把耕作层中含有机碳20%以上的土壤称为有机质土壤,谭老师地理工作室综合整理含有机碳在20%以下的土壤称为矿质土壤。一般情况下,耕作层土壤有机碳含量通常在5%以上。
进入土壤中的有机碳一般以三种类型状态存在。新鲜的有机物:指那些进入土壤中尚未被微生物分解的动、植物残体。它们仍保留着原有的形态等特征。分解的有机物:经微生物的分解,已使进入土壤中的动、植物残体失去了原有的形态等特征。有机碳已部分分解,并且相互缠结,呈褐色。包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。腐殖质:指有机碳经过微生物分解后并再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质。与土壤矿物质土粒紧密结合,是土壤有机碳存在的主要形态类型,占土壤有机质总量的85~90%。
土壤中含氮有机物可分为两种类型:一是蛋白质类型,如各种类型的蛋白质;二是非蛋白质型,如几丁质、尿素和叶绿素等BOB半岛。土壤中含氮的有机物在土壤微生物作用下,最终分解为无机态氮。
水解过程:蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下,分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。氨化过程:蛋白质水解生成的氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下,产生氨的过程。硝化过程:在通气良好的情况下,氨化作用产生的氨在土壤微生物的作用下,可经过亚硝酸的中间阶段,进一步氧化成硝酸,这个由氨经微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用。将硝酸盐转化成亚硝酸盐的作用称为亚硝化作用。反硝化过程:硝态氮在土壤通气不良情况下,还原成气态氮(N2O和N2),这种生化反应称为反硝化作用。
(2)微生物对含磷有机物的转化。土壤中有机态的磷经微生物作用,分解为无机态可溶性物质后,才能被植物吸收利用。土壤中表层有20%~50%是以有机磷状态存在,主要有核蛋白、核酸、磷脂、核素等、这些物质在多种腐生性微生物作用下,分解的最终产物为正磷酸及其盐类,可供植物吸收利用。
(3)微生物对含硫有机物的转化。土壤中含硫的有机化合物如含硫蛋白质、胱氨酸等,经微生物的腐解作用产生硫化氢。硫化氢在通气良好的条件下,在硫细菌的作用下氧化成硫酸,并和土壤中的盐基离子生成硫酸盐,不仅消除硫化氢的毒害作用,而且能成为植物易吸收的硫素养分。
据估计,进入土壤的有机残体经过一年降解后,2/3以上的有机碳的二氧化碳的形式释放而损失,残留在土壤中的有机碳不到1/3,其中土壤微生物量占3%~8%,多糖、多糖醛酸苷、有机酸等非腐殖质物质占3%~8%,腐殖质占10%~30%。植物根系在土壤中的年残留量比其他地上部分稍高一些。
在不同海拔梯度条件下,海拔梯度的改变会影响土壤理化性质(温度、土壤水分)、土壤中动植物、土壤酶、微生物等因子,从而使土壤有机碳含量、有机碳矿化速率及其组分差异发生相应的规律性应答,并进一步反馈于土壤有机碳库改变
土壤有机质包括腐殖质、生物残体等,大多以有机碳的形式存在。土壤有机碳密度是指单位面积内一定深度的土壤有机碳储量。海南岛某自然保护区内保存着较完整的热带山地雨林,此地常受台风影响。下图示意该保护区内一块样地的地形及该样地内部分点位土壤表层(0~10cm)的有机密度(单位:kg/m2)。
(1)【差异】山脊土壤表层有机碳密度较大,山谷土壤表层有机碳密度较小。【原因】与山谷相比,山脊受台风影响更大,易使植被倾倒死亡、腐烂,树木更新快,增加土壤中有机碳输入。
(2)与长白山相比,该地水热条件更好,植被更茂密,热带森林光合作用更强,吸收二氧化碳更多,把碳大量固定在植物体内半岛BOB。
(3)积极恢复森林,扩大森林面积;加强森林抚育和管理,注重林木的保护性间伐与更新,提升森林固碳能力等。
【分析】本题以海南岛某自然保护区土壤有机质含量的图文信息为材料,设置三道小题,涉及地图判读、影响土壤有机质含量的因素、提高森林固碳能力的措施等相关内容,主要考查学生掌握知识、运用知识的能力,考查学生的区域认识、人地协调观、综合思维等核心素养。
首先在等高线图中读出哪里是山谷、哪里是山脊,然后观测山脊和山谷中点位的土壤表层(0~10cm)的有机密度,会发现山脊土壤表层有机碳密度较大,山谷土壤表层有机碳密度较小。土壤有机质含量由有机质输入和分解两方面决定,图中显示,该样地内相对高差不大,山谷与山脊的气温相差不大,且均比较水分充足,因此山谷与山脊有机质的分解差异不大,而土壤中有机质主要通过枯枝落叶来输入,材料信息表明,当地常受台风影响,与山谷相比,山脊受台风影响更大,易使植被倾倒死亡、腐烂,增加土壤中有机碳输入,也因此树木更新快,有机碳的输入来源较多,从而使得山脊土壤表层有机碳密度较大。
森林固碳能力包括土壤固碳能力和生物体固碳能力。由于长白山地区气候冷湿,土壤的有机碳含量高于海南岛,因此该地森林固碳能力比长白山更强应表现在生物体固碳能力。与长白山相比,该地属于山地雨林地区,水热条件更好,植被生物条件更优,植被更茂密,热带森林光合作用更强,吸收二氧化碳更多,从而把碳大量固定在植物体内,因此该地森林固碳能力比长白山更强。
森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径,森林的固碳能力取决于森林的数量和质量,从数量来看,当地应积极恢复森林,扩大森林面积,从而增强当地森林碳吸收能力;从质量来看bob半岛·体育,应加强森林抚育和管理,注重林木的保护性间伐与更新,使得森林生长更加旺盛,从而提升森林固碳能力。
(2019·惠州调研)杞麓湖位于滇中高原,为封闭型断层陷落湖,无明显地表径流出口。沿湖平原是当地重要的农耕区。下图为杞麓湖某采样点部分时段沉积物中值粒径、有机碳及碳酸盐含量的变化曲线图。该湖泊沉积物的碳酸盐含量大体上与湖泊水位呈负相关。据此完成1~3题。
【解析】第1题,杞麓湖虽然“无明显地表径流出口”,但位于滇中高原上,有喀斯特地貌发育,地下多暗河供湖泊泄水,C对。滇中高原纬度较低,气温较高,A错;杞麓湖是否为淡水湖,与其所在流域的降水量和蒸发量的对比关系密切相关,与杞麓湖湖区的降水量和蒸发量的对比关系较小,B错;滇中高原缺少高山,杞麓湖不可能多冰雪融水汇入半岛BOB,D错。第2题,Ⅰ时期杞麓湖沉积物的碳酸盐含量是三个阶段中最低的,结合“该湖泊沉积物的碳酸盐含量大体上与湖泊水位呈负相关”可知,Ⅰ时期湖泊水位较高,湖泊所在流域内降水偏多,气候比较湿润,B、D错;Ⅰ时期杞麓湖有机碳含量总体偏低,说明有机碳生产力低,说明当时气温较低,A对、C错。第3题,Ⅲ时期,降水丰富,湖泊水位应该上升,根据“该湖泊沉积物的碳酸盐含量大体上与湖泊水位呈负相关”分析,碳酸盐含量应该减少,但受农业引湖水灌溉的影响,湖泊水位下降,碳酸盐含量波动上升,C对。Ⅲ时期杞麓湖有机碳含量较高,说明有机碳生产力高,气候较暖,A错;入湖泥沙减少和径流汇入增加不会引起沉积物中碳酸盐含量波动上升,B、D错。
土壤有机碳浓度是指单位质量土壤中有机质所含碳元素的质量,与土壤有机质含量呈正相关,土壤温度和水分影响土壤有机质的形成与分解。坡向、坡位是影响坡面土壤有机碳差异的主要地形因素。如图示意祁连山中段森林草原带(海拔3 000米附近)不同坡向土壤有机碳浓度随土层深度的变化。据此完成4~6题。
【解析】第4题,读图可知,北坡土壤有机碳浓度变化幅度比南坡大;有机碳浓度均随土层深度增加而降低;随土壤深度增加,南、北坡有机碳浓度差值减小。第5题,祁连山北坡为阴坡,太阳辐射较弱,土壤温度较低,水分蒸发少,土壤水分含量较高,植被覆盖度高,产生的有机质多,且北坡气温低,有机质被微生物分解较少,土壤有机碳积累较多。所以北坡土壤有机碳浓度高于南坡。祁连山中段南北坡降水量差异不大,因南坡热量条件好,蒸发强,土壤水分条件差,植被覆盖度较北坡低;气温高,微生物分解快,有机质积累少。第6题,沟谷土层深厚,水分汇聚,植被覆盖度高,有机质产生与积累多,坡面径流带来有机质在沟谷沉积,增加沟谷有机碳含量,所以沟谷有机碳浓度最大;坡肩处地表起伏大,水土易流失,土层薄,土壤含水分少,植被覆盖度低,有机碳浓度小;坡脚地表起伏较小,植被覆盖度介于沟谷与坡肩之间,土壤有机碳也介于沟谷与坡肩之间。
土壤有机碳是衡量土壤肥力的主要指标,其含量与气候、植被类型、土地利用方式及人类活动等有关。下图示意我国伊犁河谷不同植被带0~10厘米土层深度土壤有机碳含量变化。据此完成下面小题。
8.土壤有机碳通过分解产生二氧化碳,是土壤碳与大气二氧化碳交换的主要形式,若草地开垦为农田,土壤有机碳含量会发生明显变化。推断该土地利用的变化可能对地理环境造成的影响是( )
【解析】第7题,图示反映伊犁河谷不同植被带的土壤有机碳含量变化较大。结合所学相关地理知识分析,山地植被类型往往取决于气候中的水热条件,而山地海拔是山地气候的主导因素。综上分析,海拔是影响伊犁河谷土壤有机碳含量变化的主导因素,故选C。第8题,由题干“土壤有机碳通过分解产生CO2,是土壤碳与大气CO2交换的主要形式”可以推知,土壤有机碳的分解是大气CO2的重要来源。草地开垦为农田,有利于土壤中有机碳的分解,进而导致大气中CO2浓度增加,温室效应增强,全球气候变暖加剧,故选C。
(2019·山东省四校联考) 土壤有机碳是衡量土壤肥力高低的主要指标,其含量与气候、植被类型、土地利用方式及人类活动的干扰强度等有关。如图示意我国伊犁河谷北部山地不同植被带0~10 cm土层深度土壤有机碳含量变化。据此完成9~11题。
11.土壤有机碳通过分解产生CO2,是土壤碳与大气CO2交换的主要形式,若草地开垦为农田,土壤有机碳含量会发生明显变化。试推断该土地利用的变化可能对地理环境造成的影响有()
【解析】第9题,图示是山地不同植被带土壤有机碳含量变化,山地植被类型变化的主导因素是海拔高度。影响该山地土壤有机碳含量变化的主导因素是海拔,海拔不同,水热条件不同,植被类型不同,C对;人类活动、降水、土层深度不是主要因素,A、B、D错。故选C。第10题,与荒漠草原区相比,该山地落叶阔叶林区有机碳含量高,土壤肥力较高;海拔较低,受人类活动干扰多;海拔较低,大气温度较高,土壤湿度高,故选D。第11题,草地开垦为农田,植物生长会大量分解土壤有机碳,使得大气中的二氧化碳增多,土壤有机碳分解增强,土壤有机碳减少, 会导致全球变暖,A、B错,C对;南极地区臭氧空洞与氟氯烃化合物增多有关,与碳无关,D错。故选C。
(2019·德阳一诊)在低碳要求下,林业碳汇的经济、生态、社会效益引发了越来越多的关注。相比于耕地与草地,林地具有更强的碳吸收能力。林地面积和生物量是影响其固碳价值的主要因素。下表是2013年我国东北(大、小兴安岭和长白山)、北方(华北)、西南(横断山区和喜马拉雅山东段南坡)和南方(东南丘陵)四大林区森林固碳价值和林业经济产值统计表(单位:108元)。据此完成12~14题。
【解析】第12题,森林的固碳是绿色植物利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气的过程。因此叶片总面积大,光合作用强,对碳的吸收能力强,故C正确。光合作用强弱与其他三项无关,故A、B、D错误半岛BOB。第13题,南方(东南丘陵)林区主要为人工林区,范围小于我国东北林区和西南林区,但林业经济产值最高。第14题,丙林区为我国北方(华北)林区,为我国主要农耕区,风沙危害严重,林地主要为防护林。由材料可知,提高丙林区森林固碳价值应该提高林地面积和生物量,所以针对北方林区应营造护田林网。
土壤储存的碳是植物的三倍多,在全球碳循环中起着关键作用。草地的有机碳(土壤有机质中所含的碳素)储量从土壤表层向下迅速递减。新西兰某牧场推行“倒置耕作”种植牧草,将15~30厘米的底土放置在0~1厘米的表土上方。下图示意“倒置耕作”对土壤有机碳分布的影响。据此完成15~17题。
16.当表层土壤有机碳不再增加时,可以实施下一轮“倒置耕作”。“倒置耕作”的周期最适宜为()
【解析】第15题,土质疏松多孔与草地表层土壤有机碳含量关系不大。草地和草原由于季节性枯萎,导致表层积累下来的有机质较多,故有机碳含量较高,且淋溶作用较弱。第16题,读图可以看出,“倒置耕作”后,15年内表层土壤有机碳一直保持增加,到15年后几乎不再增加,故“倒置耕作”的周期最适宜为15年。第17题,在水土流失或风蚀作用的地区,“倒置耕作”后土壤处于疏松状态,易引起水蚀或风蚀,加重对土壤的侵蚀。
材料一:土壤有机碳是通过微生物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称,其累积量主要取决于有机质的输入数量及其氧化分解速度、流失等因素,福建省西北部的武夷山,其主峰黄岗山海拔高2158米,植被垂直带谱分布完整,高山草甸带有机碳含量最丰富。
(1)说出不同海拔和不同土层深度土壤有机碳含量主要分布特征并分析高山草甸带有机碳含量最丰富原因bob半岛·体育。
【答案】(1)土壤有机碳含量随海拔升高而增多;土壤有机碳含量随土层深度增加而减少。高山草甸由于容易腐烂,有机碳的输入数量较多;海拔高,气温低,氧化分解慢。
(2)东坡少于西坡;东坡位于东南季风迎风坡,降水多,流失多;西坡位于东南季风背风坡,降水少,流失少。
土壤有机碳浓度是指单位质量土壤中有机质所含碳元素的质量,与土壤有机质含量呈正相关。土壤温度和水分影响土壤有机质的形成与分解。下图示意祁连山中段森林草原带(海拔3000米附近)南坡和北坡不同深度土壤有机碳浓度变化。
(2)祁连山北坡为阴坡,太阳辐射较弱(2分);土壤温度较低,水分蒸发少,土壤水分含量较高,植被覆盖高,产生的有机质多(2分);北坡气温低,有机质分解较少,土壤有机碳积累较多,所以北坡土壤有机碳浓度高于南坡(2分)。
(3)沟谷土层深厚,水分汇入,植被覆盖率高,有机质产生与积累多(2分);坡面径流带来的有机质在沟谷沉积,增加沟谷有机碳含量(2分)。
【解析】第(1)题,相同点:根据上图可知,无论南坡还是北坡,土壤有机碳浓度跟土层深度呈负相关。不同点:北坡的有机碳浓度高于南坡,而且南坡变化比较平稳,北坡变化大bob半岛·体育。第(2)题,根据材料,土壤温度和水分影响土壤有机质的形成与分解,北坡是祁连山的阴坡,太阳辐射比南坡少,所以气温低,不利于有机碳的分解;但祁连山北坡土壤含水量比南坡高,所以有利于有机碳的积累。第(3)题,沟谷地带土壤水分含量高,有机质生产的多,容易积累;而且沟谷地带因为河流的侵蚀和堆积作用,会增加有机碳含量。
色季拉山属念青唐古拉山东段余脉,山体大部分海拔3000m 以上,年均降水量1134mm,年均温 6.5℃,研究发现表层土壤黏粒含量较高且随土层向下逐渐减少。土壤可溶性有机碳是指能通过0.45微米微孔滤膜的土壤有机碳,主要源于腐殖化的有机质和植被凋落物,土壤黏粒能吸附可溶性有机碳,同时土壤可溶性有机碳也能很好的溶解于水中。某研究团队在色季拉山东坡海拔3600m 至4 300m 范围内研究了色季拉山土壤可溶性有机碳含量随海拔梯度的变化规律。如图示意色季拉山研究范围内不同土层土壤可溶性有机碳变化。
(2)地形对土壤可溶性有机碳空间分布有较大影响,试从坡向、坡度、海拔三个角度进行说明。(6分)
(1)土壤表层黏粒多,易形成黏层吸附了更多的有机碳,可溶性有机碳下移较少(2分);底层土壤可溶性有机碳受淋溶作用影响小(2 分);地底土壤黏粒少,可溶性有机碳吸附少(2 分)。
(2)阴坡太阳辐射少,土温低,生物分解作用弱,可溶性有机碳积累多(或阳坡太阳辐射多,土温高,生物分解作用强,可溶性有机碳积累少)(2分);海拔高,气温低且缺氧,氧化作用弱,土壤可溶性有机碳含量高(2分);坡度大的地区由于重力作用随地下水流失的有机碳多,造成土壤可溶性有机碳分布少(2分)。谭老师地理工作室综合整理
(3)气温升高,土壤可溶性有机碳分解加快(1分);气温升高,冰雪融水增多,溶解在水中的可溶性有机碳增多,随流水流失,土壤中可溶性有机碳减少(1分)。
【命题意图】以土壤可溶性有机碳的空间分布作为考查点,重点考查学生的综合思维和区域认知素养,并引导其关注全球气候变化对地理环境的影响,培养其人地协调观。
(1)材料提示研究区内表层土壤黏粒含量较高且随土层向下逐渐减少,故黏粒遇水易形成黏层,并阻挡土壤可溶性有机碳下移。材料提示土壤黏粒能吸附可溶性有机∶碳,且土层底部土壤黏粒含量少,故底层土壤黏粒少,可溶性有机碳吸附少。材料提示土壤可溶性有机碳也能很好的溶解于水中,故底层土壤可溶性有机碳受淋溶作用影响小。
(2)阴阳坡温度差异大,故生物分解作用强弱差异大。坡度大的地方受重力作用影响明显,故壤可溶性有机碳少。海拔越高则气温越低且缺氧状况越明显,故土壤可溶性有机碳含量高。(3)全球气候变化方向有二,其一是变暖,其二是变得极端。故气温升高,土壤可溶性有机碳分解加快。极端天气增多,土壤可溶性有机碳减少。
21.近年来,随着气候变化和人类活动的影响,青藏高原高寒草地退化日趋严重,土地生产力逐渐降低。图示意青藏高原某高山不同退化程度的高山草甸土壤有机质含量及植被群落多样性的分布状况。随着退化程度的加剧,植株高度相对较高的莎草科比例逐渐降低,相对低矮的杂类草比例逐渐增加。
参考答案枯枝落叶减少,有机质输入减少;植被覆盖率下降,地表裸露面积增大,有机质分解更快;地表裸露,有机质受雨水淋洗作用(风力侵蚀)损失更多。
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