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2023年高考预测之
有机碳
学有所思、思有所疑、疑有所问、问有所悟
有机碳是以碳的含量表示水中有机物的总量,结果以碳(C)的质量浓度(mg/L)表示。碳是一切有机物的共同成分,组成有机物的主要元素,水的TOC值越高,说明水中有机物含量越高,因此,TOC可以作为评价水质有机污染的指标。
实时背景
阅读材料,完成下列问题。
多年冻土又称永久冻土,包括连续多年冻土区、非连续多年冻土区(非连续、孤立、零散的单独区域),是世界最大陆地有机碳库,而河流有机碳输出是北极碳循环的重要组分,对气候变化十分敏感。鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河作为西伯利亚地区的主要河流(下图),受径流、冻融、气候等环境要素影响,将大量有机碳从陆地搬运至海洋。尽管北极河流有机碳随径流输出具有相似的季节性特征,但在人类活动对区域碳循环的直接影响下,如鄂毕河流域修建大型水库1座、中型水库3座,使该流域径流及有机碳输出季节性波动相对较弱。
典型例题
(1)比较三条河流流域内冻土空间分布特点的异同。
(2)从水循环角度,简述多年冻土对西伯利亚地区有机碳由陆到海搬运过程的影响。
(3)分析鄂毕河流域径流及有机碳输出季节性波动相对较小的原因。
典型例题
参考答案:
(1)相同:多年冻土广泛发育;随纬度的增加自上游向下游(低纬向高纬/自南向北)呈增加趋势。
不同:鄂毕河多年冻土面积小;叶尼塞河连续多年冻土面积较大,零散和孤立多年冻土面积大:勒拿河南部以不连续多年冻土为主,北部以连续多年冻土为主。
(2)西伯利亚地区多年冻土广泛发育,限制了地表径流对地表剥蚀作用,使有机碳在土壤及地表水中富集;多年冻土阻碍下渗,限制有机碳的深层迁移;全球气候变暖,多年冻土退化,有机碳大量释放,随河流径流输出到北冰洋。
(3)鄂毕河流域人口密度最大,社会经济发展程度最高,径流及有机碳输出季节变化受人类活动影响大;流域上游的水坝及湖泊影响了河流的天然径流过程及有机碳输出;鄂毕河流域上游地区,农业和工业用水削减夏季洪峰。
典型例题
阅读图文材料,完成下列问题。
气候增暖在北极具有“极地放大效应”,导致多年冻土中储存的有机碳大量释放,并部分随河流输出到北冰洋。西伯利亚地区鄂毕河、勒拿河流域面积大致相当。下表和下图是其相关资料。
典型例题
(1)从大气受热过程的角度说明气候增暖在北极具有“极地放大效应”“放大”的含义。
(2)分析勒拿河输出的有机碳远远大于鄂毕河的原因。
(3)与北极地区相比较,青藏高原地区气温的日较差更大,请说明原因
典型例题
参考答案:
(1)全球变暖,北极冰雪融化,反射的太阳光减少,到达地面的太阳辐射增多;地面吸收太阳辐射增多导致地面辐射增多;大气吸收的地面辐射增多,增强了大气逆辐射,加强了对地面的保温作用,使气候增暖被放大。
(2)两者流域面积相当,但勒拿河冻土覆盖率更高,冻土面积更大,储存的有机碳多;在全球变暖影响下解冻的土壤面积更大,释放的土壤有机碳更多;勒拿河径流量更大,输送能力更强
(3)青藏高原纬度低,且无极昼、极夜现象,太阳高度的日变化更大;青藏高原的海拔高,空气稀薄。白天,大气对太阳辐射的削弱小,地面获得的太阳辐射多,气温高;夜晚大气的保温作用差,地面热量散失快,气温低,昼夜温差大。
典型例题
阅读图文资料,完成下列要求。
土壤有机质是指存在于土壤中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,其中的碳元素即为土壤有机碳。土壤有机碳容量既与进入土壤中的生物残体等有机物质多少有关,也与以土壤微生物分解作用为主的有机物质的损失量有关。当土壤水位较低时,土壤微生物的分解作用比较明显,土壤有机物质的损失量较多。
湿地系统因为处于常年积水或者季节性积水状态,积累了更多的易分解土壤有机碳,使湿地土壤碳库对气候变化更加敏感。调查研究表明,位于黑河中游(河西走廊中段)湿地表层土壤有机碳含量为2.28~29.55克/千克,较三江平原湿地表层土壤有机碳含量(96~184克/千克)低。下图为土壤有机碳的影响因素与形成和演变过程示意图。
典型例题
20世纪50年代,三江平原湿地被集中开垦为耕地,农作物种植面积不断扩大,黑土侵蚀严重。20世纪90年代起,通过一些保护耕地的措施,该地的黑土侵蚀明显减轻。
(1)试从气候、植被等方面分析三江平原湿地的表层土壤有机碳含量高于黑河中游湿地的原因。
(2)分析20世纪50年代三江平原黑土侵蚀严重的原因。
(3)简述三江平原湿地黑土侵蚀减轻带来的生态效益。
典型例题
参考答案:
(1)三江平原湿地为温带季风气候,雨热同期,多落叶阔叶林和针叶林,枯枝落叶多,碳汇较多;纬度较高,冬季气温低,土壤微生物分解慢,有机质积累较多。黑河中游湿地为非季风区,降水少,多为荒漠灌丛或荒漠,生物残体较少;纬度较低,冬季气温较高,土壤微生物分解有机质速度较快。
(2)大规