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视频:你想过吗:当森林被破坏,世界会变得怎样? 第六章自然环境的整体性与差异性 第一讲自然环境的整体性 学 习 目 标 1.通过野外观察或运用视频、图像,识别主要植被,说明其与自然环境的关系。 2.通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤的主要形成因素,影响土壤肥力高低的自然因素;影响土壤水分多少的自然因素。 3.运用图表并结合实例,分析自然环境的整体性 一、植被 1、植被分类 天然形成的植被 如森林、草原、荒漠等。 自然植被 人工栽培和经营管理的植被 如经济林、人工草场等 人工植被 形成 森 林 草 原 荒 漠 苔 原 草 甸 沼 泽 1、植被分类 形成 特征 2、植被的形成过程 土壤、水分 条件改善 (1)植被:由无到有,由少到多(改造土壤、水分等环境条件),由单层到垂直多层,由不稳定到稳定植被结构。 裸地 植物 百年以上 植被 乔木层 灌木层 草本植被层 林冠封闭,则林下灌木和草本植物就发育不好; 林冠开阔,则林下灌木和草本植物就发育良好。(植被垂直分层与植被高度、气候条件关系密切) (2)在稳定植被群落中会出现分层的垂直结构。 由此可见:植被不但能适应环境还能改良环境 3、植被与环境的关系:适应且改良 植被的生态效益:调节气候、涵养水源 保持水土、防风固沙、增加土壤肥力、维持生物的多样性等 3.植被形态与自然环境的关系分析(1)植被不适应环境:分布稀疏、没有分布说明该地区环境条件较差,主要从气候、地形、水文、土壤等方面分析原因。(2)植被适应环境:能生长、生长旺盛说明植被具有适应该地区环境(尤其是恶劣环境)的能力。如下表:
植被形态 根系发达 叶片厚、有蜡质层 叶子细小 茎粗壮 倾斜 簇状或匍匐在地面 花色鲜艳 生长速度快 对环境的适应性 耐旱;耐贫瘠;抵抗强风 反射阳光、减少蒸腾,抗旱 防蒸腾;防热量散失 储水量大 当地风力大 植株低矮,可防强风、保暖、耐土壤贫瘠 吸引动物为其传播花粉 当地气候暖季短或雨季短 视频:带你遨游世界,认识各种各样的植被 类型 热带雨林 常绿阔叶林 落叶阔叶林 亚寒带针叶林 主要分布地区 热带雨林气候区和热带季风气候区 亚热带季风气候区和亚热带湿润气候区 温带季风气候区和温带海洋性气候区 亚欧大陆和北美大陆的亚寒带地区 气候特征 终年高温、降雨丰沛 夏季炎热多雨,冬季温和且无明显干季 夏季炎热或温暖,冬季寒冷,降水适宜 夏季短促、温和,冬季漫长、寒冷 森林特征 植物种类丰富、垂直结构复杂,多藤本、附生植物,常见茎花、板根等现象 森林常绿,乔木多革质叶片,大部分植物的花期集中在春末夏初,垂直结构较简单 乔木叶片宽阔,春季发叶,秋冬季落叶 以松、杉类植物为主的针叶林,树叶缩小为针状,以抗寒抗旱 二、森林 (湿润地区和半湿润地区) (要求关注各类森林的特征以及与环境的关系) 热带雨林气候 热带季风气候 热带草原气候 热带沙漠气候 地中海气候 温带 海洋性气候 温带 大陆性 气候 亚热带 季风气候 温带 季风气候 亚寒带针叶林气候 苔原气候 冰原气候 热带雨林带 热带季雨林带 热带草原带 热带荒漠带 亚热带常绿 硬叶林带 温带落叶 阔叶林带 温带草原带 亚热带常绿 阔叶林带 温带落叶 阔叶林带 亚寒带针叶林带 苔原带 冰原带 温带 荒漠带 北极圈 北回归线 赤道 二、 森林 讨论:1、“热带雨林的茎花和板根现象”,说明该现象产生的原因。 讨论:“热带雨林的茎花和板根现象”,说明该现象产生的原因。 答案 在热带雨林中,处于中、下层的树木难以与上层植物争夺阳光,无法让鲜花高占枝头,它们就把花朵开在老枝和树干上,花朵易被昆虫发现,获得授粉的机会增多,有利于繁衍后代。热带雨林地区常年高温多雨且土壤贫瘠,为了增大与表层土壤的接触面积,大量吸收养分,支撑高大的树干,于是形成板根。 讨论:2、森林是怎样涵养水源、保持水土的? 讨论:2、森林是怎样涵养水源、保持水土的? 答案 ①林冠层:截留雨水,降低雨滴的落地速度,减弱雨水对地面土壤的溅蚀。 ②枯枝落叶层:截留降水;吸收和阻延地表径流;抑制土壤水分蒸发;防止土壤溅蚀;增强土壤抗侵蚀能力;森林土壤土质较为疏松、团粒结构大,入渗性好,可增加降水入渗。故枯枝落叶层的蓄水减沙效益显著。 ③根系:固土,减缓水流运动 视频:落叶中的地理知识 B C 三、草原与荒漠 类型 草原 荒漠 类型 热带草原 温带草原 荒漠 主要分布地区 热带雨林一带的南北两侧 温带地区的大陆内部 热带至温带的气候干旱地区 气候特征 全年高温,分干湿两季 夏季温暖,冬季寒冷,气候干燥 干旱,降水稀少 植被特征 湿季草原葱绿,干季草类枯黄;有的热带草原中散生着乔木或灌木 夏绿冬枯,植被高度较热带草原低 以旱生的灌木为主,也有些非旱生的短生命植物 热带雨林气候 热带季风气候 热带草原气候 热带沙漠气候 地中海气候 温带 海洋性气候 温带 大陆性 气候 亚热带 季风气候 温带 季风气候 亚寒带针叶林气候 苔原气候 冰原气候 热带雨林带 热带季雨林带 热带草原带 热带荒漠带 亚热带常绿 硬叶林带 温带落叶 阔叶林带 温带草原带 亚热带常绿 阔叶林带 温带落叶 阔叶林带 亚寒带针叶林带 苔原带 冰原带 温带 荒漠带 北极圈 北回归线 赤道 二、 森林 思考 热带草原和温带草原枯黄的原因相同吗? 答案 不相同。热带草原干季草类枯黄是适应气候干旱的结果,温带草原冬季草木凋零是适应气候寒冷的结果。 3、植被与环境的关系:适应且改良 植被的生态效益:调节气候、涵养水源 保持水土、防风固沙、增加土壤肥力、维持生物的多样性等 3.植被形态与自然环境的关系分析(1)植被不适应环境:分布稀疏、没有分布说明该地区环境条件较差,主要从气候、地形、水文、土壤等方面分析原因。(2)植被适应环境:能生长、生长旺盛说明植被具有适应该地区环境(尤其是恶劣环境)的能力。如下表:
植被形态 根系发达 叶片厚、有蜡质层 叶子细小 茎粗壮 倾斜 簇状或匍匐在地面 花色鲜艳 生长速度快 对环境的适应性 耐旱;耐贫瘠;抵抗强风 反射阳光、减少蒸腾,抗旱 防蒸腾;防热量散失 储水量大 当地风力大 植株低矮,可防强风、保暖、耐土壤贫瘠 吸引动物为其传播花粉 当地气候暖季短或雨季短 视频:植被神奇的抗旱本领 视频:极地植物如何抗寒 在亚欧大陆与美洲大陆北部,有一条横贯东西、面积广大的亚寒带针叶林带,因其生态系统结构简单而被称为“绿色荒漠”,但却具有巨大的生态价值,是全球重要的生物碳库之一。
1.导致亚寒带针叶林带成为“绿色荒漠”的主要因素是( ) A.光照 B.热量 C.水分 D.土壤 2.亚寒带针叶林碳储量较高的主要原因是( ) A.生长季较长 B.有机物积累多 C.土壤肥力高 D.物种多样性高 B B (2023·浙江海宁模拟)下图是“我国福建武夷山的植被垂直分布图”
1.关于甲区域的自然植被,判断正确的是( ) A.高山荒漠 B.高山冰雪带 C.亚高山草甸 D.高山针叶林 2.武夷山海拔1 800 m左右分布着苔藓矮林,推测其生长环境为( ) A.温暖,少雨,大风 B.低温,少雨,无风 C.温暖,多雨,无风 D.低温,多雨,大风 C D 重庆市万州区地处三峡库区消落带,该区域冬季淹水、夏季成陆,由于长时间水陆交替,超过50%的原生植被难以生存,土壤侵蚀严重,生态环境脆弱,有“世界级难题”之称。当地经过多年的试栽,在消落带已成功引种了600多公顷的湿地大乔木——中山杉,成为长江航道上一道靓丽的风景。下图为万州区“水中森林”景观。
3.推测中山杉具有的特征是( ) ①根系较浅 ②耐旱涝 ③耐盐碱 ④树干挺拔 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ 4.中山杉在解决世界级生态脆弱问题中的表现是( ) A.调节径流、防范洪涝 B.防风固沙、保护农田 C.减少淤积、扩充库容 D.护岸固土、净化水体 B D 二、土壤 陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层 1、土壤的组成 空气 20%-30% 矿物质 40% 水分 20%-30% 有机质 10% 彼此间有密切联系,共同形成了土壤的肥力特性; 肥力高低取决于水、肥、气、热四个因素的协调程度 主要成分 矿物养分的主要来源 最重要成分 土壤肥力的物质基础 孔隙中,此消彼长 不可缺少的成分 影响土壤的热量状况 思考 土壤的不同颜色是怎么来的? 答案 土壤的颜色来自矿物质和有机质的成分,如红色土壤是因为含有大量氧化铁,黑色土壤是因为腐殖质含量多;腐殖质含量越高,土壤颜色越黑,土壤肥力越高。 土壤性质 土壤含水量 土壤透气性 土壤肥力 土壤酸碱度 土壤温度 影响因素 ①“收”:大气降水、地下水、灌溉用水。②“支”:蒸发、植物吸收和蒸腾、水分渗漏和径流(壤中流)。③“储”:最大储水量受土壤孔隙空间大小制约 受土壤孔隙空间和土壤含水量的共同影响。①土质疏松、土壤含水量小,土壤透气性好(但水分不足时,植物会凋萎)。②土质黏重、土壤含水量大,土壤透气性差(水分充足易导致空气受到排挤,土壤温度下降,透气性减弱,土壤肥力下降) 土壤肥力最终取决于水、肥、气、热的协调程度。①“收”:外力搬运输入;自身有机质、矿物质产出(岩石风化、生物分解);人类活动补充(施肥)等。②“支”:植物吸收;雨水淋溶、径流侵蚀;不合理的人类活动等 ①母质:基性岩母质形成的土壤偏碱性;酸性岩母质形成的土壤偏酸性。②气候:湿润地区往往与酸性土壤的分布是一致的;干旱和少雨地区,淋溶弱,往往是中性或碱性土壤的分布区。③人类活动:增施熟石灰可中和土壤酸性;酸雨导致土壤酸性增强等 ①“收”:直接来源为太阳辐射。②“支”:地面辐射、蒸发。③“调”:土壤含水量增加导致土壤温度变化减小、人类活动(如覆盖黑膜可减少到达地面的太阳辐射,使土壤温度降低;覆盖透明膜可减少地面辐射的散失,提高土壤温度) 附:土壤的性质及影响因素 读必修第一册教材第89页图5.16“砂土、壤土和黏土”,列表比较它们在通气透水性、蓄水保肥性以及耕作适宜度方面的差异。 项目 通气透水性 蓄水保肥性 耕作适宜度 砂土 强 弱 易耕作 壤土 良好 强 理想的土壤质地 黏土 差 强 质地黏重,不宜耕作 有机层 腐殖质层 淋溶层 淀积层 母质层 母岩层 2、土壤剖面构造 耕作层 犁底层 自然土层 注意: 森林土壤 ①在自然土壤中森林土壤剖面构造最为复杂 ②耕作土壤没有有机层 耕作土壤 思考 森林土的有机质含量比草原高吗? 答案 森林土的有机质含量一般低于草原。 草类根系茂密且集中在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,从而为土壤表层提供了大量的有机质,而树木的根系分布很深,直接提供给土壤表层的有机质不多,主要是以枯枝落叶的形式将有机质归还到地表。 视频:有机质和腐殖质的区别和联系 土壤形成过程 3、成土因素对土壤的影响 因素 成土母质 生物 气候 地貌 时间 人类活动 对土壤形成的作用 岩石的风化产物,包括本地风化物和外来风化物(经外力搬运、沉积),是土壤发育的物质基础,是植物矿物养分的最初来源,进而影响土壤质地和肥力 为土壤提供有机质,是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素。①植物:枯枝落叶、枯残根系,为土壤提供有机质来源,提高土壤肥力。②动物:动物遗体可为土壤提供有机质来源,提高土壤肥力;动物搅动、搬运土壤等,可加速有机质分解,提高土壤透气性。③微生物:分解动植物有机残体,促进腐殖质形成,形成土壤肥力 直接影响土壤含水量、温度、微生物数量和种类。①湿热、通风良好的环境,微生物活跃,有机质分解速度快,积累少。②寒冷、干旱、冷湿、冰冻环境,有机质分解速度慢,利于积累。③温度升高、降水增多,岩石风化作用增强,矿物养分增多,改善土壤质地,提高土壤肥力 ①海拔:随海拔升高,气温降低、风力增大,影响土壤含水量和温度。②坡向:阴/阳坡或迎风/背风坡,影响土壤温度、含水量,产生植被差异,进而影响土壤肥力。③坡度:通过水流速度,影响物质迁移速度,进而影响土壤厚度和肥力。陡坡土层较薄,土壤较贫瘠;平地土壤较为深厚肥沃 土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显 ①合理的耕作经营,可形成耕作土壤。如“耕耘”可改变土壤的结构、保水性、通气性;“灌溉”可改变土壤的水分、温度状况;“收获”可改变土壤的养分循环状况;“施肥”可改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动。②不合理利用,可使土壤退化(沙化、盐碱化、水土流失等) 风化作用 营养元素 释放 微生物、 低等植物 有机质 积累 高等植物 养分富集 耕作培育 土壤熟化 裸露岩石 成土母质 原始土壤 成熟土壤 耕作土壤 思考 农业覆膜技术中,黑膜和透明膜对土壤温度有什么影响? 答案:覆盖黑膜可减少到达地面的太阳辐射,使土壤温度降低;覆盖透明膜可减少地面辐射的散失,提高土壤温度。 视频:土壤就像地球的脆弱皮肤 3.土壤的功能和养护(1)功能①是联系有机界和无机界的关键环节。②为植物生长提供了扎根立足的条件。③具有重要的蓄水、保水功能。④是人类种植农作物的物质基础。(2)养护①不能满足耕作需要的土壤需要对其进行改良或改造。②优良的土壤也要注重种养结合,通过休耕、种植绿肥、作物轮作、广施农家肥等方法,保持土壤持续提供高效肥力的能力。
视频:土壤改良 气候是影响植被类型和土壤性质的重要因素。秦巴山区位于我国南北过渡带,山区土壤有机碳受气温和降水影响呈现有规律的时空变化。下图示意秦巴山区不同海拔土壤有机碳与气温、降水的相关系数(绝对数越大,相关性越强)。
1.土壤有机碳与气候相关性最强的季节是( ) A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季 2.海拔大于1 000 m,夏季降水与土壤有机碳呈正相关的原因是( ) A.降水多,植物生长茂盛 B.降水多,土壤淋溶性强 C.降水多,矿物质风化快 D.降水少,有机质分解多 B A 某小集水区(海拔介于3 565~3 716米)位于青海湖流域北部。某科研小组通过样带调查发现,坡向和坡位对该集水区的土壤性质影响较大。下图示意该集水区及样带设置。
3.相对于甲样带,乙样带的土壤( ) A.厚度大、含水量高 B.厚度大、含水量低 C.厚度小、含水量高 D.厚度小、含水量低 4.导致甲、乙样带土壤腐殖质含量差异明显的主要因素是( ) ①生物量 ②土壤湿度 ③成土母质 ④地表径流 A.①② B.①③ C.①④ D.②④ D A 阅读图文资料,完成下列要求。(16分) 白浆化棕壤是指在土壤表层以下存在白浆层的棕壤,白浆层底部常见坚硬的铁锰结核层。白浆化棕壤分布区地下水位较低,年降水量800~950 mm,降水主要集中于6~9月。目前,白浆化棕壤大部分被辟为农田,以种植花生、地瓜、冬小麦为主,是低产土壤之一。图1示意白浆化棕壤的剖面构型及各土层主要理化性质。 (1)分析白浆化棕壤“上砂下黏”的剖面构型在不同季节对土壤水分的影响。(6分) 上层砂土,孔隙多,土质疏松;下层黏土,结构紧实,形成隔水层。雨季,下层黏土层阻止土壤水下渗,导致土壤水分含量高;旱季,上层砂土水分易蒸发,下层黏土层阻隔地下水虹吸上升,造成土壤水分含量低。 阅读图文资料,完成下列要求。(16分) 白浆化棕壤是指在土壤表层以下存在白浆层的棕壤,白浆层底部常见坚硬的铁锰结核层。白浆化棕壤分布区地下水位较低,年降水量800~950 mm,降水主要集中于6~9月。目前,白浆化棕壤大部分被辟为农田,以种植花生、地瓜、冬小麦为主,是低产土壤之一。图1示意白浆化棕壤的剖面构型及各土层主要理化性质。 (2)针对白浆化棕壤低产的原因,江苏北部某地农民在长期生产实践过程中,摸索出了一种改良及合理利用白浆化棕壤的农田工程措施——丰产沟(图2)。说明丰产沟如何克服白浆化棕壤对农业生产的不利影响。(10分) 挖沟培垄后深翻,破坏坚硬的铁锰结核层,使淀积层和淋溶层土壤混合,提高沟底土壤有机质,增加土壤肥力;深翻破坏铁锰结核层,有利于小麦根系发育,促进小麦生长;沟底土壤水分蒸发量小,有利于旱季保持土壤水分,破坏铁锰结核层,有利于旱季地下水虹吸上升,雨季土壤水分的下渗,改善土壤墒情;雨季,小麦已收获,丰产沟有利于雨季排水,减少降水对花生、地瓜的影响,减少洪涝对农作物的影响;冬季,沟底有利于形成积雪,覆盖小麦,有利于小麦越冬和增加土壤水分。 体系架构