2025届高三地理微考点学案——峡湾有机碳

峡湾有机碳 峡湾为末次冰盛期以来由冰川侵蚀和海平面波动而形成的中高纬度沿海河口，分布于 43°N以北、42°S 以南，被海水淹没，呈槽型山谷。峡湾是地球系统的水生关键区（Aquatic Critical Zones，ACZs），位于陆地、冰冻层、海洋和大气层相互作用的交汇处，其生物地球化学过程对全球气候变化和人类活动极为敏感，具有全球单位面积最大的有机碳埋藏量、较高的沉积速率、沉积物累积速率和有机碳累积速率，是研究碳循环的重要区域。 与其他河口、海湾相比，峡湾具有独特的地形地貌，水道深而狭长，两岸陡峭而高深，并且在水下有一个或者多个残余冰碛堆积形成的海底冰坎（图1），通常有河流流入峡湾前端。 峡湾有机碳来源和埋藏主要受以下 5 个因素影响：冰川类型、淡水颗粒物负荷量、气候条件、海洋学特征（例如峡湾的三维环流）、峡湾两岸斜坡的稳定性。根据气候条件，峡湾可分为极地气候峡湾、亚极地气候峡湾和温带气候峡湾。极地气候峡湾几乎常年被海冰或冰架覆盖，并存在永久的冰川，沉积物主要来自冰河床，也来自冰山和冰川下的河流；亚极地气候峡湾在冬季有海冰覆盖，但通常在夏季融化，夏季平均气温在 0 ℃ 以上，冰川可能存在，沉积物主要来源于冰下物质、冰下径流、冰山和陆地径流；温带气候峡湾目前几乎没有冰川作用，并且全极地峡湾主要分为存在冰川作用的极地气候峡湾和亚极地气候峡湾，分布于格陵兰岛、加拿大北极区域、斯瓦尔巴特群岛、南极洲以及南极洲邻近岛屿，由于北大西洋暖流以及伊尔明厄洋流的影响，有部分温带气候峡湾位于亚极地区域的挪威和冰岛（图2）。 峡湾–冰川系统具有较高的有机碳累积速率，但与温带峡湾系统相比，极地峡湾陆地植被覆盖较少，陆源有机碳输入和海洋初级生产力较低，即使有机碳累积速率的最大值出现在格陵兰岛峡湾，但从全球范围来看，温带峡湾系统整体上具有更高的有机碳累积速率（图3）。 南、北极峡湾冰川通过影响沉积有机碳的来源和保存，直接或间接控制沉积有机碳的累积和埋藏。冰川融水输入和海水输入可控制沉积有机碳组成在峡湾的空间变化，而峡湾有机碳的组成可直接影响其储存和埋藏，因此定量估算极地峡湾各来源沉积有机碳，对综合理解峡湾有机碳累积或埋藏在气候变化下的响应至关重要。 【高考真题】 (2024广东地理)峡湾是冰川U形谷后期被海水淹没而形成的槽形谷。极地气候峡湾几乎常被海冰或冰川覆盖。而温带气候峡湾全年几乎没有海冰覆盖。如图示意在北半球发育极地气候峡湾的甲地和发育温带气候峡湾的乙地位置。据此完成下面小题。 1．与甲地对比，温带气候峡湾在乙地发育的主要原因是乙地（   ） A．冬季白昼的时长更长 B．受到了暖流增温影响 C．经历了更强的构造运动 D．海平面上升的幅度更大 2．研究发现，极地气候峡湾沉积物中有机碳的累积速率往往较温带气候峡湾低，主要是因为极地气候峡湾区（   ） ①植被覆盖度更低     ②入海的径流更少     ③海水的盐度更低     ④波浪的动力更小 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【模拟试题】 下图示意某海域海洋碳汇过程。据此完成下面小题。 3．推测海洋碳汇最主要的形态是（   ） A．颗粒有机碳 B．颗粒无机碳 C．溶解有机碳 D．溶解无机碳 4．在海洋碳汇形成过程中起最重要作用的是（   ） A．浮游植物 B．水生动物 C．微生物 D．沉积作用 5．河口地带在富营养条件下有大量生物繁殖，往往不是碳汇而是碳源，原因是河口地带（   ） A．生物大量繁殖，光合作用吸收的二氧化碳量大 B．生物产生大量有机碳并通过呼吸作用转化为二氧化碳 C．形成的溶解有机碳输送到深远海 D．海流运动使颗粒有机碳在深远海沉积 多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化、冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。由于全球变暖，环北极圈多年冻土已开始退化。随着冻土融化，地表土壤失去支撑，从而形成滑塌现象，平坦的地区逐步发展成为热融湖塘，热融滑塌使得土壤中有机碳分解速率加快。据此读图完成下面小题。 6．除环北极圈外，可能存在热融湖塘的地区是（   ） A．加拿大北部 B．巴西高原 C．青藏高原 D．大分水岭 7．热融湖塘形成过程是（   ） A．气候变暖→多年冻结层厚度变薄→地面凹陷→积水成湖 B．气候变暖→冰楔上部融化→地表塌陷→积水成湖 C．气候变暖→活动层厚度变厚→地面凹陷→积水成湖 D．气候变暖→冰楔体积增大使地面凹陷→积水成湖 8．热融滑塌的形成对自然环境的影响是（   ） A．加剧全球气候变暖 B．生物多样性增加 C．缓解冻土融化速度 D．诱发多种地质灾害 9．阅读材料，回答下面问题 东海是世界上最大的边缘海之一，连接欧亚大陆板块和太平洋板块，其内陆架比较宽阔，平均水深60m，宽度大约为500km。东海是典型的以河流输入为主导的边缘海，陆源与海源构成了其内陆架沉积有机碳的主要来源，同时也是有机质输运、沉积和碳循环最活跃的海域之一。下图为边缘海沉积有机碳循环模式图。 说出影响东海内陆架沉积有机碳的因素。 10．阅读图文材料，完成下列要求。 湖底表层沉积物有机碳按来源分为内源和外源两类。内源有机碳主要来自沉水植物（多分布于浅水湖底）和浮游藻类，沉水植物和浮游藻类的生长与光照、营养元素及温度呈正相关；外源有机碳主要来自入湖径流。云南洱海湖底表层沉积物内源、外源有机碳时空分布差异显著。近年来，受全球变暖影响，洱海湖底表层沉积物有机碳分解加快，氮、磷等营养元素释放加速。下图示意洱海流域范围。 (1)分析洱海北部湖底表层沉积物中外源有机碳数量多的原因。 (2)夏季洱海北部河口湖底表层沉积物有机碳中，内源有机碳的占比小、数量少，试分析其原因。 (3)说明全球变暖影响下，洱海湖底表层沉积物有机碳与浮游藻类数量的相互影响。 (4)为预防洱海水体富营养化，从控制内源有机碳的角度，推测当地政府可采取的措施。 11．阅读图文材料，完成下列要求。 有色溶解有机物，是溶解有机物中具有光学特性的部分，能够吸收太阳辐射，尤其是吸收紫外线，其来源、迁移与转化过程直接影响着水中的碳循环。陆地的岩土体中赋存大量有色溶解有机物。高浓度的有色溶解有机物通过降低光强度来抑制光合作用。研究发现，西伯利亚的北冰洋海域（如图）夏季会出现有色溶解有机物高值区，该高值区浮游生物生长旺盛，发挥了重要的碳汇功能。 (1)分析夏季径流、夏季海水运动分别在该海域有色溶解有机物高值区形成中的作用。 (2)高浓度的有色溶解有机物通过降低光强度来抑制光合作用，但总体上仍然能促进浮游生物生长，试分析原因。 (3)简述北冰洋有色溶解有机物高值区发挥碳汇功能的机制。 12．阅读图文资料，完成下列要求 真布错地处藏东南念青唐古拉山脉，是高山浅水湖环境演变的天然实验室。湖泊相沉积中硅藻对环境变化指示意义大。某团队为探究“高山浅水湖泊生态系统对气候变化等因素的响应机制”，选取了硅藻属种两类代表（水生植物附生种与耐低光照硅藻）、沉积物总有机碳（TOC）含量、总氮（TN）含量、碳氮比（C/N）等关键指标。沉积物中TOC含量与湖泊生产力呈正相关，耐低光照硅藻的丰度与TOC、TN、C/N等环境因子具有强相关性。同时气候变化通过调控湖水温度、冰封时长、水体的分层与混合、光照、营养物质以及水生生物等方面，影响湖泊生态系统的变化。结论表明：高原浅湖环境转变受气候变化与人类活动的综合影响。下图为研究区位置与近200年来真布错硅藻数据与主要环境变量对比折线图。 分别推测1820～1950年与1950年以来两个阶段湖泊生态环境演变的成因。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 【参考答案】 1．B 2．A 【解析】1．乙地位于欧洲西部，受北大西洋暖流增温的影响，海水温度较高，几乎没有海冰覆盖，B正确；乙地纬度略高于甲地，冬季白昼的时长更短 ，A错误；构造运动强弱没有信息显示，且海冰主要与水温、气温有关，而不是构造运动，C错误；同位于大西洋高纬度，海平面上升幅度没有差别，D错误。故选B。 2．极地气候峡湾区，气温更低，不利于植被生长，植被覆盖度更低，固碳速率慢，①正确；极地气候峡湾区，气温更低，河流结冰期长，入海径流更少，携带的营养盐类少，海洋浮游生物少，固碳速率慢，②正确；因海水大量结冰，海水的盐度可能更高，③错误；受极地东风影响，波浪的动力可能较大，④错误。①②组合正确，故选A。 3．C 4．C 5．B 【解析】3．由图可知，在海洋碳循环中形成的惰性溶解有机碳数量大且为长期碳储藏，是海洋碳汇最主要的形态，C正确；颗粒有机碳长期碳储藏数量小，碳汇作用相对不显著，A错误；溶解无机碳和颗粒无机碳的相关碳汇数据没有显示，无法判断，排除BD。故选C。 4．由图可知，微生物在颗粒有机碳转化为溶解有机碳以及溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳的过程中起不可替代的作用，而惰性溶解有机碳是海洋碳汇的主要形态，在海洋碳汇形成过程中起最重要作用的是微生物，C正确；浮游植物、水生动物、沉积作用对碳汇的影响在图中没有显示，无法判断，排除ABD。故选C。 5．河口地带在富营养条件下，生物大量繁殖，生物光合作用消耗二氧化碳，是碳汇不是碳源，A错误；大量生物繁殖产生活性有机碳，并通过呼吸作用转化为二氧化碳，成为直接碳源，B正确；溶解有机碳输送至深远海、颗粒有机碳在深远海沉积均属于碳汇，CD错误。故选B。 6．C 7．B 8．A 【解析】6．根据材料可知，可能存在热融湖塘的地区是有多年冻土分布的地区，巴西高原地处热带，澳大利亚的大分水岭地处中低纬度，没有多年冻土，BD错误；加拿大北部位于环北极圈，A错误；青藏高原地区在环北极圈之外，且海拔高，有多年冻土分布，因此可能存在热融湖塘，C正确。故选C。 7． 结合材料信息推测，受全球气候变暖的影响，环北极圈夏季气温升高，位于上层的冻土活动层融化；水分顺着裂隙下渗，冻结之后形成冰楔；冰楔体积增大挤压裂隙周边土层，使之松散；随着气候变暖，冰楔上部融化；地表土壤失去支撑，地表塌陷形成洼地；水（或地下水、雨水）在洼地汇集，形成热融湖塘。综上可知，其形成过程为：气候变暖→冰楔上部融化→地表塌陷→积水成湖，B正确。根据材料，多年冻结层厚度并未变薄，活动层厚度也并未变厚，AC错误。冰楔体积增大，支撑力会更强，不会导致地面凹陷，D错误。故选B。 8． “热融滑塌使得土壤中有机碳分解速率加快”，据材料可知，热融滑塌会使冻土蓄闭的二氧化碳溢出，从而加剧全球气候变暖，A正确；热融湖塘的形成使植被遭到破坏，可能导致生物多样性减少，B错误；热融滑塌使下部冻土出露地表，加之湖岸不断坍塌后退，使冻土融化加速，C错误；地质灾害主要包括地震、火山喷发、滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等，由于热融湖塘形成在平坦的地区，因此诱发的地质灾害并不多，D错误。故选A。 9．陆地上的有机物通过江河输入到东海中,包括悬浮颗粒中的有机碳、河口冲积物中的有机碳等；海洋中生物的新陈代谢、生长繁殖和死亡腐败过程中释放的有机碳。 【分析】本题以东海边缘海沉积有机碳循环模式图为材料设置题目，涉及海洋有机碳来源分析等内容，考查学生对相关内容的掌握程度，对学生的综合分析能力有一定要求。 【详解】东海的有机碳主要来自陆源输入和海洋生物活动。陆源输入是指陆地上的有机物通过江河输入到东海中,包括悬浮颗粒中的有机碳、河口冲积物中的有机碳等。这些有机碳来源于土壤、植被残体、废水排放等。海洋生物活动是指海洋中生物的新陈代谢、生长繁殖和死亡腐败过程中释放的有机碳。相对而言陆源的有机碳来源高于海源。 10．(1)北部河流流域面积广，支流多，入湖径流量大，携带入湖有机碳多；流经城市、乡镇多，生产(工、农业）生活排放有机碳多。 (2)夏季径流量大，外源有机碳沉积数量多；夏季水位高，不利于沉水植物生长；夏季入湖口水体浑浊，透光性差，不利于沉水植物和浮游藻类生长。 (3)洱海湖底表层沉积物有机碳分解加快，氮磷等营养元素加速释放；营养物质增多，利于浮游藻类生长；浮游藻类数量增加，残体补充有机碳增加。 (4)定期清理浮游藻类、沉水植物等；湖底清淤；投放食藻鱼类等生物措施。 【分析】本题以洱海有机碳相关材料为背景，设置3道题目，知识点涉及有机碳来源、自然地理环境的整体性等内容，考查学生地理知识的迁移与调动能力，蕴含综合思维、区域认知等地理学科核心素养。 【详解】（1）洱海北部湖底表层沉积物中外源有机碳数量多的原因主要从河流携带、有机碳来源角度分析。结合流域图可知，北部河流流域面积广，支流数量多，入湖径流量大，携带入湖有机碳多，使得外源有机碳累积较多；有机碳多来源于工业、生活活动，流经城市、乡镇多，生产(工、农业）生活排放有机碳多。 （2）内源有机碳的占比小、数量少主要从内外源有机碳数量对比角度分析。外源性有机碳数量大，使得内源有机碳的占比小，夏季径流量大，河流携带入湖，外源有机碳沉积数量多；内源性有机碳主要来自于湖泊中的沉水植物、浮游藻类，夏季水位高，光照条件较差，不利于沉水植物生长，夏季河流水量大，冲刷能力强，携带较多泥沙入湖，入湖口水体浑浊，透光性差，不利于沉水植物和浮游藻类生长，植物较少，使得内源性有机碳补给少。 （3）全球变暖使得气温升高，较高的气温有助于有机碳分解，洱海湖底表层沉积物有机碳分解加快，有机碳分解有助于营养元素释放，氮磷等营养元素加速释放，营养物质增多，植物吸收营养元素生长加快，利于浮游藻类生长，浮游藻类数量增加，植物凋落的残体增多，残体补充有机碳增加。 （4）结合材料可知内源有机碳主要来自于浮游藻类、沉水植物等。定期清理浮游藻类、沉水植物等，投放食藻鱼类等生物措施，减少植物死亡或凋落物的输入；湖底清淤，减少有机碳的积累。 11．(1)径流：夏季气温升高，积雪、冻土融水增加，入海径流量增大，河流挟带陆源有色溶解有机物较多，并在入海口附近聚集。海水运动：夏季海冰大面积融化，海水强烈侵蚀海岸，大量有色溶解有机物输入海中；海冰减少，沿岸流增强，河口附近聚集的有色溶解有机物在沿岸流作用下流动扩散，形成一定范围的高值区。 (2)有色溶解有机物吸收太阳辐射，尤其是紫外线，提高水温；高浓度的有色溶解有机物带来丰富的营养物质，能促进浮游生物生长。 (3)水生生物的生命活动将有色溶解有机物固定在生物体内，且之后有色溶解有机物随排泄物沉降至海底，增加碳汇；浮游生物众多，光合作用固碳量大；纬度高，海冰覆盖时间长，厌氧环境维持时间长，微生物分解慢，发挥碳汇功能。 【分析】本题以西伯利亚的北冰洋海域位置图为材料设置题目，涉及海水运动形式、海洋生物影响因素、海洋对碳汇的影响等知识点，考查学生对相关内容的掌握程度，对学生的综合分析能力有一定要求。 【详解】（1）夏季气温升高，受气温升高影响积雪、冻土融水增加，入海径流量增大，河流携带营养物质增多，河流挟带陆源有色溶解有机物较多，并在入海口附近聚集。夏季海冰大面积融化，漂浮的海冰以及融化的海水强烈侵蚀海岸，大量有色溶解有机物输入海中；海冰减少，海水融化，沿岸流增强，河口附近聚集的有色溶解有机物在沿岸流作用下流动扩散，相关物质集聚，形成一定范围的高值区。 （2）浮游生物的生存离不开一定的水温以及营养物质，有色溶解有机物能更好的吸收太阳辐射，尤其是吸收紫外线，从而提高水温，适宜浮游生物生存；高浓度的有色溶解有机物带来丰富的营养物质，能促进浮游生物生长。 （3）水生生物的生命活动将有色溶解有机物固定在生物体内，而有色溶解有机物含有大量的碳，相应减少向大气中排放二氧化碳。之后有色溶解有机物随排泄物沉降至海底，并未暴露在空气之中，增加碳汇；浮游生物众多，光合作用消耗大量的二氧化碳，固碳量大；纬度高，海冰覆盖时间长，厌氧环境维持时间长，微生物分解慢，生成的二氧化碳相对较少，发挥碳汇功能。 12． 1820 - 1950 年：湖泊生态环境的变化较为缓慢和平稳。由于当时人类活动相对较少，所以湖泊生态环境的演变主要受气候变化的影响。气候变化通过调控湖水温度、冰封时长、水体的分层与混合、光照、营养物质以及水生生物等方面影响湖泊生态系统。在这个阶段，硅藻属种的变化相对较为平稳，可能气候相对稳定，温度、光照等条件没有出现较大的波动，导致湖泊生态环境的变化较为缓慢和平稳。1820 - 1950 年湖泊生态环境演变主要由气候变化主导。 1950 年以来：湖泊生态环境发生了较为显著的演变。随着社会的发展，人类活动可能导致了湖泊周边土地的利用方式改变，比如过度开垦、城市化等，这可能使得流入湖泊的营养物质增加，影响了湖泊的生态环境；同时，全球温度升高、降水增多，气候变化加剧，导致了硅藻属种等指标的明显变化，从而使得湖泊生态环境发生了较为显著的演变。 所以，1950 年以来气候变化和人类活动的综合作用，导致变化较为显著。 【分析】本题以真布错湖为材料设置试题，涉及湖泊功能，湖泊生态环境演变、自然环境整体性等相关内容，考查学生综合分析能力，体现地理实践力和综合思维的学科素养。 【详解】1820-1950年这个阶段：从图中可以看出，在这一阶段，硅藻属种的变化相对较为平稳。由于当时人类活动相对较少，所以湖泊生态环境的演变主要受气候变化的影响。据材料可知，气候变化通过调控湖水温度、冰封时长、水体的分层与混合、光照、营养物质以及水生生物等方面影响湖泊生态系统。在这个阶段，可能气候相对稳定，温度、光照等条件没有出现较大的波动，硅藻属种的变化相对较为平稳，所以湖泊生态环境的变化较为缓慢和平稳。 1950年以来这个阶段：从图中可以看出，在这一阶段，水生植物附生种与耐低光照硅藻）、沉积物总有机碳（TOC）含量、总氮（TN）含量、碳氮比（C/N）等关键指标变化显著，说明湖泊生态环境的变化较为显著。因为此阶段不仅有气候变化的影响，人类活动的影响也逐渐增强。随着社会的发展，人类活动可能导致了湖泊周边土地的利用方式改变，比如过度开垦、城市化等，这可能使得流入湖泊的营养物质增加，影响了湖泊的生态环境。从图中可以看出，气候变化可能也出现了一些新的趋势，比如温度升高、降水模式改变等，这些与人类活动共同作用，导致了硅藻属种等指标的明显变化，从而使得湖泊生态环境发生了较为显著的演变。 综上所述，1820-1950年湖泊生态环境演变主要由气候变化主导，较为平稳；1950年以来则是气候变化和人类活动的综合作用，导致变化较为显著。 $$