2026届高三地理三轮复习微主题——土壤类实验题
2026-05-08
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内容正文:
2026届高三地理复习微主题——土壤类实验题
一、考查特征总结
1. 核心考点高度集中
围绕土壤组成、质地、有机质、水分、盐分、有效水、碳储量七大核心要素命题。
高频考点:土壤有机质含量、盐碱化形成与治理、土壤透水性 / 保水性、水土流失与坡度关系、碳汇机制。
2. 题型固定:实验探究为主
形式:实验报告补全、变量分析、结果推导、措施提出。
结构:实验目的→步骤→结果→分析→结论→应用,完整科学探究流程。
3. 变量控制是核心能力
必考单一变量对比:灌溉方式、蒸发强度、土壤质地、坡度、土地利用方式、禁牧时间。
答案逻辑:控制变量→差异→机制→结论。
4. 材料信息依赖度极高
全部答案源于图表 / 表格 / 文字材料,极少考死记硬背。
关键信号:电导率、C/N 比、脱盐率、渗水速度、有机质层厚度、容重、pH 值。
5. 原理落地:自然地理 + 人地协调
背后原理:大气受热、水循环、生物循环、外力作用。
落脚点:生态保护、耕地改良、粮食安全、碳达峰。
6. 设问套路高度统一
实验类:补步骤、填结论、析原因。
措施类:盐碱化、水土流失、黑土保护、固碳。
对比类:异同点、差异原因、优劣评价。
二、高效复习对策
1. 建立 “土壤实验万能模板”
实验题答题框架
找变量:圈出唯一不同条件。
看结果:对比数据 / 现象差异。
推机制:水→盐 / 有机质 / 侵蚀→迁移 / 积累 / 分解。
写结论:在 XXX 条件下,XXX 越…,XXX 越…。
提措施:控蒸发、控径流、改良质地、增有机质。
2. 5 组高频对比关系
土壤质地:砂土透水快保水差;黏土相反;壤土最优。
有机质:冷湿→分解慢→积累多;暖干→分解快→含量低。
盐碱化:大水漫灌→地下水位升→蒸发强→表土积盐。
水土流失:坡度越大→径流越快→侵蚀越强。
土壤有效水:有机质越高→有效水越多;壤土>黏土>砂土。
3. 练会 “图表秒读” 技巧
表格:先看组别→找不同变量→看数值变化。
坐标图:看横轴(深度 / 质地)、纵轴(含量 / 速率)、找峰值 / 拐点。
示意图:水流方向、盐分迁移、土层结构。
4. 措施类标准答案库
盐碱化:喷灌 / 滴灌、覆盖减蒸、暗管排水、深耕。
保有机质:秸秆还田、休耕、轮作、少耕。
防侵蚀:梯田、植被覆盖、等高耕作。
增碳汇:以畜定草、合理禁牧。
5. 同类题合并复盘
把盐碱化实验、渗水实验、有机质实验、水土流失实验各做 1 道。
复盘只问 3 句:
这题考土壤哪个要素?
控制的变量是什么?
机制用了哪条地理原理?
6. 易错点清零
土壤直接热源:地面辐射,不是太阳辐射。
有机质来源:植物残体 + 微生物分解,不是植物直接吸收。
脱盐率负 =盐分增加,不是脱盐。
一、单选题
土壤有机碳(SOC)库是地球陆地生态系统最大的碳库,其储量受到放牧、禁牧年限的显著影响。研究人员在青海省海北草原生态监测站对持续放牧、禁牧6年与禁牧14年的牧场进行长期监测与对比实验,揭示了高寒草甸土壤碳库对放牧、禁牧的响应,如图所示。据此完成下面小题。
1.与持续放牧相比,随禁牧年限增加土壤有机碳库碳储量( )
A.一直增多 B.总趋势为增多 C.一直减少 D.先减少再增多
2.与禁牧6年相比,禁牧14年牧场有机碳储量变化表明该地( )
A.植物吸收有机质增多 B.土壤含水比率增加
C.土壤矿物质分解加快 D.植被覆盖持续降低
3.为增强高寒草甸土壤的碳汇功能,应该( )
A.以畜定草 B.长期封育 C.春季休牧 D.人工植树
东北某校地理兴趣小组在老师指导下,开展了一次“土壤形成与地理环境关系”的研学活动,他们发现考察地土壤呈黑色,腐殖质较多,深层土质较黏重透气性较差。完成下面小题。
4.浙江的小良同学,取了本地土壤,与带回的东北土壤对比实验:在2个漏斗中装入等量的土壤样品,再倒入等量的纯净水;静置3分钟后。以下说法正确的是( )
A.甲为带回土壤,砂粒占比大 B.甲为本地土壤,砂粒占比大
C.乙为带回土壤,砂粒占比大 D.甲为本地土壤,黏粒占比大
5.造成两地土壤有机质含量差异的主要因素是( )
A.气温 B.植被 C.降水 D.成土母质
二、综合题
6.阅读材料,回答问题。
西辽河流域东北部的某处属于中度土壤盐渍化分布区。为探究土壤盐渍化的成因,某校地理学习小组开展了如下实验,补充实验结论。
实验目的:探究土壤盐渍化的影响因素
实验模型搭建:
①选取透明塑料盒作为容器
②在透明塑料盒中加入2cm高度粗砂
③配制适量盐水倒入透明盒中至水位到达粗砂层顶部
④在粗砂层上方加入3cm高度土壤
实验模型如图。分组实验记录:
第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
蒸发条件
室内自然蒸发
室内自然蒸发
室外阳光下蒸发
室内自然蒸发
室内自然蒸发
灌溉方式
喷灌
漫灌
喷灌
喷灌
喷灌
土壤质地
壤土
壤土
壤土
砂土
黏土
实验前电导率(mS·cm⁻¹)
0.477
0.477
0.477
0.449
0.434
放置3天后电导率
(mS·cm⁻¹)
13.990
22.000
(达到仪器
测量上限)
22.000
(达到仪器
测量上限)
12.112
16.032
(说明:取一定量表层土壤与水混合,制成土壤溶液,利用DIS设备测量电导率。电导率越高,代表土壤盐分含量越高)
实验结论:
(1)对比第1、2组实验,得出灌溉水量越________(单选:A.大 B.小),土壤盐渍化程度越高;对比第1、4、5组实验,得出土壤质地越_________(单选:A.疏松 B.致密),土壤盐渍化程度越高。
(2)对比第1、3组实验,针对其土壤盐渍化的影响机制,提出减轻室外土壤盐渍化的有效措施:_________。
(3)依据土壤盐渍化的形成过程,对下列关键环节按先后顺序排序_________。
①不合理灌溉 ②蒸发浓缩盐分 ③地下水位抬升 ④地表盐分聚集
7.阅读图文材料,完成下列要求。
土壤有机碳是由微生物作用形成的腐殖质、动植物残体及微生物体的总称,具有碳源与碳汇的双重属性。某科研团队为了研究紫色土分布区不同土地利用方式的土壤有机碳含量的垂直差异,制定了如下调查方案:选取四川省乐山市九峰乡的酸性紫色土,设计土壤样品的采样地点(土地利用方式为旱地、水田、林地),在样地中采集60cm深度的土壤样品,每个样地获取2个样品,经过一定的处理流程[制备流程如下:自然风干→去除杂质(植物残体、石子等)→研磨→过筛→分装保存],制备好土壤样品,然后进行实验。下图示意实验测定的土壤有机碳含量垂直分布。
(1)在制备流程中选取2个你认为能保障土壤有机碳测量结果准确率的环节,并说明理由。
(2)比较不同土地利用方式的土壤有机碳含量垂直分布特征的异同。
(3)从环境因素,分析水田表层土壤有机碳含量高于旱地的原因。
(4)请对上述调查方案提出优化措施。
8.阅读图文材料,完成下列要求。
河流沉积物中的有机碳有外源输入和内源补充两大类。在岩溶地下水补给的河流中,沉水植物将岩溶作用产生的不稳定无机碳转化为稳定有机碳并将其储存于沉积物是属于补充了内源有机碳。下图示意岩溶地下水补给河流沉积物有机碳来源模式。
沉积物C/N(碳氮比)可以较好反映沉积物中有机碳的来源。当C/N小于10时,有机碳来源以内源为主;而C/N大于20时,有机碳以外源输入为主。为探究某岩溶地下河(河段全长512米)沉积物有机碳的主要来源,某实验小组进行了模拟实验,实验报告如下表所示。
实验名称
地下河沉积物有机碳主要来源实验
实验目的
探究内源与外源对该河段沉积物的贡献关系
实验材料
标准土壤取样套件、便携式封口盒、相同烧杯3个、密封袋3个、元素分析仪
实验步骤
步骤1:在全长512米的河段上自上游向下游布设3个剖面甲、乙、丙。
步骤2:在每个剖面确定3个采样点,用标准土壤取样套件采集沉积物。
步骤3:①________,甲、乙、丙剖面各自的样品记作A、B、C。
步骤4:②________,样品带回实验室。
步骤5:取等量样品分别放入三个相同的烧杯,③________,在相同温度下加热,使有机物中的碳元素转化为二氧化碳,氮元素转化为氮气。
步骤6:使用元素分析仪测定二氧化碳和氮气的含量,从而计算出碳氮比。
实验结果
样品A的C/N约为12,样品B和样品C约为8
实验分析
样品对剖面具有较好的代表性,因此样品的C/N可以近似判断该处河流沉积物有机碳的主要来源。
实验结论
④河段上游有机碳来源以________为主,其他河段以⑤________为主。
(1)据图,指出沉水植物固定有机碳的影响因素。
(2)补全表中的实验步骤和实验结论。
①________②________③________④________⑤________
(3)该河段下游为生态敏感区,请你为提高该河段的固碳能力提出合理建议。
9.阅读材料,完成下列问题。
材料一:某校地理兴趣小组赴黑龙江省黑土区(如图)考察,在甲地钻孔采集了黑土样本,返回实验室观察并记录不同土层的样本特征(下表),并设计了如下探究实验:
土层编号
①
②
③
④
⑤
特征描述
厚度约0-3cm,植物茎叶构成,疏松。
颜色呈深黑色,团粒结构良好,根系密集。
颜色较浅,质地较松散,呈灰棕色。
颜色黄棕色,质地黏重、紧实。
疏松的岩石碎屑
实验一:取少量干燥的黑土样本,置于坩埚中,将坩埚放在酒精灯上均匀加热。
现象:加热过程中,闻到明显的烧焦气味,同时观察到土壤颜色逐渐由黑变灰。
实验二:取适量的黑土样本,放入透明玻璃量筒中,加入足量清水,用玻璃棒充分搅拌静置,观察颗粒分层现象。
现象:沉降后的最上层黏粒表现出很强的吸附性。通过查阅相关文献了解到,这种特性与黑土中的蒙脱石有关。
材料二:东北平原黑土面积广阔,土壤肥沃,历史上曾吸引大量人口迁入。21世纪以来,东北地区成为全国人口净流出最显著的地区之一,这一现象被学者们称为“雁南飞”。
材料三:在东北振兴战略推动下,黑龙江重点发展黑加仑等特色浆果产业。针对黑加仑春季花期易受低温冻害影响的问题,当地广泛采用温室大棚技术,有效保障了作物生长,成为农业转型的新亮点。
(1)实验一中,产生“烧焦气味”是因为土壤含有_________(填土壤成分)。实验二中,黑土中蒙脱石主要来源于_________,黑土呈现黑色主要由于当地_________(冷湿/干热)的气候条件。
(2)依据表中各土层特征判断其对应的名称:②_________,③_________,④_________。
(3)影响“雁南飞”的主要因素是_________,简述其对东北地区社会经济发展的带来的不利影响_________。
(4)温室大棚内大气的主要直接热源是_________,请从大气受热过程角度解释温室大棚防御春季低温冻害的科学原理_________。
10.阅读材料,完成下列问题。
材料1:延边某高中地理学习小组在东北地区开展以“观察土壤和植被”为主题的研学活动。行至甲地发现森林茂密,土壤呈黑色。该小组在甲地挖掘土壤剖面,获取不同土层的土壤样本(下表),继续向北到达三江平原,实地考察发现这里湿地众多。
样本编号
①
②
③
④
记录
质地较松散、颜色较浅
分解和半分解的植物残体为主
质地黏重、紧实,颜色较深
岩石碎屑
材料2:为验证土壤中某成分,该学习小组对甲地土壤样本进行了以下实验。
实验器材:酒精灯、铁架台、蒸发皿、蒸馏水、黄土、玻璃棒、大小烧杯、漏斗等。
实验步骤:
步骤一:在土壤样本中倒入足量蒸馏水,搅拌静置一段时间,将静置后的土壤浸出液过滤;
步骤二:将过滤后的溶液放置在蒸发皿中煅烧。
(1)甲地土壤呈现出黑色的主要原因是______(冷湿/暖湿)环境有利于土壤有机质积累。
(2)甲地各土壤样本采自该土壤剖面的①______,②有机层,③______,④母质层。
(3)甲地森林类型是______,其垂直结构是通过争夺______的生存竞争形成的。
11.阅读图文材料,完成下列问题。
某中学地理兴趣小组的同学开展了土壤主题学习探究活动。
活动一 探究土壤性质
为探究土壤的某项性质,同学们设计了简单实验方案,如下表所示。
土壤性质探究
实验目的
①______
实验材料
标准土壤样本:砂土、壤土、黏土
实验装置
实验步骤
1.将三份土样风干,并分别取等质量土样;
2.准备三套实验装置,将土样放入图示漏斗内;
3.用量筒分别量取三份适量等体积的纯净水;
4.用玻璃棒引流,缓慢将水倒入三个漏斗中;
5.观察三套装置锥形瓶中滴水速度。
实验结果
滴水速度:②______(排序)
(1)填写实验目的和实验结果,完善实验报告。
①______,②______
活动二 探究土壤形成
通过新闻,同学们了解到2025年9月底黑龙江省宁安市渤海镇响水村水稻陆续进入收割期,这里盛产的大米品质优良,其优良品质与村子的“石板土”有关。“石板土”底部为数万年前形成的玄武岩台地,表层为黑色腐殖质层,厚度达30厘米左右,富含有机质和多种矿物元素。如图为响水村地理位置示意图。
(2)“石板土”矿物质含量高、腐殖质层厚,从成土母质和气候方面说明该特点的形成原因。
活动三 探究土壤与自然地理环境的关系
土壤既是自然地理环境的一个要素,也是反映自然地理环境的一面镜子。如图为土壤形成与自然地理环境各要素之间的关联图。
(3)依据所学知识,将适当的内容填入图中。
①______ ②______ ③______
公元前3世纪时的《周礼》阐述了“万物自生焉则曰土”。既分析了土壤与植物的关系,又说明了“土”的本身意义。
(4)依据所学知识,简述土壤与植物之间的相互作用。
12.阅读图文材料,完成下列要求。
滨海盐碱地是我国重要的后备耕地资源,暗管排水排盐技术是改良盐碱地的重要手段。山东省东营市垦利区地处黄河三角洲,主要作物根系集中在0-60cm土层深度。某研究团队在该地开展室内土槽淋洗试验(装置如图所示),模拟暗管排水条件下冬灌淋盐(土壤冻结前灌水)。研究发现,当暗管下方土壤饱和、水位上升至暗管时,暗管上方土壤盐分可通过排水排出。实验中不同深度土壤的脱盐率如表所示。
表:不同深度土壤的脱盐率
土层深度
0-20cm
20-40cm
40-60cm
60-80cm
脱盐率/%
97.3
74.76
69.19
-67.81
注:脱盐率=(改良前土壤含盐量-改良后土壤含盐量)÷改良前土壤含盐量×100%
(1)说明灌水淋盐选择在冬季进行的原因。
(2)指出60-80cm土层的脱盐效果,并分析原因。
(3)有学者提出在垦利区推广暗管技术时,应大幅增加暗管的埋深和数量。你认为是否合理,请表明观点并说明理由。
13.阅读图文资料,完成下列要求。
中国是世界第三大土地盐碱化国家,36万km²土地存在不同程度的盐碱化且持续扩张。盐碱化地传统修复技术如土壤淋洗法、土壤调理剂结合淋洗法等均依赖大量淡水,且存在修复周期长或排放高盐废水等问题。
某大学研究团队利用滤纸、吸管、地膜等简单材料,构建非接触式太阳能界面蒸发土壤脱盐器(图1示意利用咸水作为“工作介质”抽取土壤盐分)。该装置通过黑色地膜(光热层)与纸包裹吸管(蒸发层)的分离设计,以当地咸水为“工作介质”,实现盐分从土壤到脱盐器的单向迁移,盐分最终以固体晶体形式在吸管表面结晶(图2),无废水排放。单件脱盐器成本仅3分钱,可利用现有吸管设备量产,在山东青岛大田实验中,土壤盐分降幅达93%,满足小麦生长需求。
(1)分析我国西北地区土地盐碱化严重且传统修复技术难以推广的原因。
(2)结合材料,说明该团队研发的土壤脱盐器在资源利用和环境方面的效益。
(3)简述该土壤脱盐技术的推广对我国粮食安全和农业可持续发展的意义。
14.阅读材料,回答下列要求。
材料1:延边某高中地理学习小组在东北地区开展以“观察土壤和植被”为主题的研学活动,行至甲地发现森林茂密,土壤呈黑色。该小组在甲地挖掘土壤剖面,获取不同土层的土壤样本(下表),继续向北到达三江平原,实地考察发现这里湿地众多。
样本编号
①
②
③
④
记录
质地较松散、颜色较浅
分解和半分解的植物残体为主
质地黏重、紧实,颜色较深
岩石碎屑
材料2:为验证土壤中某成分,该学习小组对甲地土壤样本进行了以下实验。
实验器材:酒精灯、铁架台、蒸发皿、蒸馏水、黄土、玻璃棒、大小烧杯、漏斗等。
实验步骤:步骤一:在土壤样本中倒入足量蒸馏水,搅拌静置一段时间,将静置后的土壤浸出液过滤;
步骤二:将过滤后的溶液放置在蒸发皿中煅烧。
(1)实验可简单验证甲地黑土中含有____(填土壤组成)。甲地土壤呈现出黑色的主要原因是____(冷湿/暖湿)环境有利于土壤有机质积累,有机质在____作用下转化为____。
(2)甲地各土壤样本采自该土壤剖面的①____,②有机层,③____,④母质层。
(3)甲地森林类型是____,其垂直结构是通过争夺____的生存竞争形成的。
(4)从水循环角度说明三江平原湿地众多的自然原因有____等。
15.阅读图文材料,完成下列要求。
水土流失是一个严重影响生态环境和土地资源可持续利用的问题,而坡度作为其中的关键影响因素之一,其作用机制备受关注。某中学地理实验小组进行了模拟实验,实验报告如表所示。
实验名称
坡度与水土流失关系探究实验
实验目的
探究不同坡度对水土流失的影响规律
实验材料
相同土槽3个(分别标记为A、B、C),等量土壤、降雨装置、集水桶3个、滤网3个、电子秤、量杯3个、坡度仪等
实验步骤
步骤1:将3个土槽分别放置在5°、15°、25°的支架上,并将等量的土壤均匀填入3个土槽中。
步骤2:在每个土槽上方相同高度处安装降雨装置,调节降雨强度至每小时10毫米,持续降雨30分钟。在土槽下方分别放置集水桶。
步骤3:降雨过程中,观察并记录每个集水桶中开始集水的时间和土壤表面侵蚀情况。
步骤4:________。
实验结果
集水桶沙量:A槽150克,B槽450克,C槽800克;
集水桶水量:A槽500毫升,B槽900毫升,C槽1500毫升。
实验分析
质地相同的3份土壤样品,在相同时间和降雨强度下,坡度不同,具有不同的水土流失量。因此,可根据A、B、C集水桶中的泥沙量和集水量,推测水土流失情况。
实验结论
________。
(1)补齐表中步骤4和实验结论。
(2)列举一种可有效减少坡度对水土流失影响的方法,并说明其原理。
16.阅读图文材料,完成下列要求。
土壤有效水是指土壤中能被植物吸收利用的水,其多少与土壤质地和有机质含量等有关。图甲解释了土壤质地与土壤有效水的关系。
为探究有机质与土壤有效水的关系,某实验小组进行了模拟实验,实验报告如表1所示。
实验名称
土壤渗水实验
实验目的
探究有机质含量对土壤有效水的影响
实验材料
土壤样品、相同烧杯2个、量杯2个、蒸馏水
实验步骤
步骤1:将土壤样品分成两份,其中一份去除大部分有机质,记录为样品A,未作处理的另一份记录为样品B.
步骤2:将A、B样品分别装入标有A、B的烧杯中,保证两份样品体积相同。
步骤3:用量杯分别量取适量的等体积蒸馏水;
步骤4:分别将蒸馏水缓慢、均匀加入样品A、B中;
步骤5:静置,(当土壤干湿分界线不再变化时,)对比样品A、B渗水深度。
实验结果
实验分析
质地相同的两份土壤样品具有相近的土壤有效水下限。因此,样品A、B的土壤有效水多少可由渗水深度推断,从而得出有机质与土壤有效水的关系(实验结论)
实验结论
(1)据图甲,将砂土、壤土和黏土的土壤有效水最大含量从大到小排序。
(2)补齐表中的实验结果和实验结论。
(3)简述增加砂土和黏土土壤有效水最大含量的方法。
17.阅读材料,完成下列要求。
某地理研学小组在我国亚热带季风气候区的某山地进行野外考察,选择甲、乙两处典型地点,开展土壤剖面观察与采样实验。实验目的是探究山地不同海拔、坡度及植被类型对土壤发育的影响,具体流程如下:
①剖面挖掘:在两地分别挖掘深度为1m的土壤剖面,清除表层浮土后,观察剖面结构并划分土层(有机质层、淋溶层、淀积层、母质层)。
②数据测量:使用工具采集各土层样品,测定土壤容重(单位体积土壤的干重,反映土壤疏松程度)、有机质含量;使用pH计测定土壤酸碱度(Ca2+、Mg2+多,碱性较强)。
③样本记录:绘制土壤剖面示意图,记录两地土层厚度及各项实验数据(下表为部分实验数据)。
地点
海拔/m
坡度
植被类型
有机质层厚度/cm
淋溶层厚度/cm
土壤容重/()
土壤pH值
甲地
600
缓坡
常绿阔叶林
8—10
25—30
1.1—1.3
4.5—5.0
乙地
1200
陡坡
草本植物
3—5
10—15
1.4—1.6
5.5—6.0
(1)甲地有机质层的厚度大于乙地,请从甲地自然环境角度说明原因。
(2)乙地土壤容重大于甲地,请根据甲地地形和有机质条件分析原因。
(3)为提高实验结论的普遍性,请为该研学实验小组提出两项改进措施。
《2026年5月8日高中地理作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
答案
B
B
A
B
A
1.B 2.B 3.A
【解析】1.对比持续放牧,禁牧6年和14年的SOC储量均较放牧状态下上升,虽增速放缓,但整体呈增加趋势,总趋势为增多,B正确,ACD错误。
2.植物吸收的是无机物,土壤有机碳主要来自植物残体分解、微生物作用,而非植物直接吸收有机质,A错误;
禁牧时间延长,植被覆盖度提高,根系和枯枝落叶层增强了土壤截留、涵养水源的能力,土壤含水量相应增加,有利于有机碳的保存与积累,B正确;
禁牧后植被覆盖增加,土壤温度、通气条件趋于稳定,微生物活动更温和,矿物质分解应趋缓而非加快;且SOC库是有机碳积累,与矿物质分解无直接正向关联,C错误;
禁牧的核心作用是让植被休养生息,植被覆盖应持续提高而非降低,D错误。
3.以畜定草是放牧管理的基本原则,核心是根据草地承载力确定载畜量,避免过度放牧,可减少草地破坏,促进土壤有机碳积累,增强高寒草甸土壤的碳汇功能,A正确;
长期禁牧虽短期利于碳积累,但也可能导致草地群落老化、枯落物积累分解受阻,不利于生态系统的持续稳定与碳汇功能的长效提升,B错误;
春季是植物返青关键期,休牧可保护幼苗生长,但仅春季休牧难以从根本上解决放牧对 SOC 的影响,效果不及“以畜定草”全面,C错误;
高寒草甸环境恶劣,树木成活率极低,不适宜大规模人工植树;且草甸生态系统的碳汇主要依赖草本植物,人工植树会破坏原有生境,D错误。
4.B 5.A
【解析】4.从材料可知,从东北带回来的土壤土质黏重且透气性较差。和浙江本地土壤相比,静置相同的时间,东北的土壤透水更少。图中,乙漏斗下方水层更薄,因此乙为带回土壤;甲透水量更多,说明其砂粒占比大,为本地土壤,B正确,ACD错误。故选B。
5.浙江气候温暖,微生物活动频繁,有机质易分解,而东北地区气候寒冷,微生物分解作用弱,因此有机质含量高,A正确;两地植被均较丰富,降水对土壤有机质含量产生的影响比气温小,成土母质主要影响的是矿物质含量,BCD错误。故选A。
【点睛】土壤的主要形成因素包括成土母质、生物、气候、地貌、时间等。
6.(1) A B
(2)铺设地膜、土壤表面覆盖有机物(秸秆、草屑、麦草等),减少土壤表层水分蒸发。
(3)①③②④
【详解】(1)第1、2组只有灌溉方式不同:漫灌比喷灌灌溉水量更大,实验后第2组盐分含量更高,因此灌溉水量越大,土壤盐渍化程度越高,选A。第1、4、5组只有土壤质地不同:砂土最疏松,黏土最致密,盐分含量为黏土>壤土>砂土,因此土壤质地越致密,土壤盐渍化程度越高,选B。
(2)对比第1、3组实验,3组室外阳光蒸发强,盐渍化更严重,故可通过减少水分的蒸发降低盐渍化程度。具体措施包括铺设地膜、覆盖有机物(秸秆等),减少土壤表层水分蒸发。
(3)因为土壤盐渍化是不合理灌溉引发地下水位变化,再经蒸发导致盐分聚集的过程,所以按因果逻辑对环节排序。土壤次生盐渍化的形成过程:首先不合理灌溉(如大水漫灌)→下渗增加,地下水位抬升→地下盐分随水分向上运移,蒸发浓缩盐分→水分蒸发后盐分留在表层,最终地表盐分聚集,因此排序为①③②④。
7.(1)自然风干土壤,减少高湿环境和人工加热损耗土壤有机碳;去除杂质,减少植物残体及石块等杂质的影响;分装保存好土壤,减少人为因素及土壤样本之间的相互影响。
(2)相同点:整体上,三类土地利用方式的土壤有机碳含量均表现为表层(0~20cm)最高,都随土层深度增加而降低。
不同点:林地和旱地有机碳含量随深度下降显著,水田下降较缓;水田各深度层有机碳含量均高于同深度的林地、旱地。
(3)水田长期淹水,形成厌氧环境,微生物活性和有机碳分解较通气性好的旱地弱、慢;水田水稻残体(根系、秸秆)还田量较旱地大,有机碳输入多;水田淹水使有机碳不易随水土流失减少,利于积累。
(4)增加每个样地的采样数量(如每个样地采集5~10个样品),设置平行样,提高数据精度;增加采样深度(如至100cm),更全面反映土壤有机碳的垂直分布特征;增加土地利用类型(如果园、荒地),增强代表性;记录采样点的环境信息(植被覆盖度、坡度等),便于后续关联分析。
【分析】本题是模拟实验题,解题应深入情境,一是抓住制备环节的主要变量,二是从总量、趋势、极值等方面总结特征,三是紧扣水田“水→缺氧→微生物分解慢→碳积累多”链条,四是认识到实验设计最大短板是样本量和分层缺失。
【详解】(1)土壤有机碳多因微生物作用而形成,对温度、湿度等环境条件较为敏感,自然或人为导致的高温高湿环境都可能破坏土壤有机碳,自然风干能保障土壤有机碳测量结果准确率;土壤由矿物质、有机质、水分、空气、微生物等构成,也含有植物残体等尚未彻底分解的杂质、石块等与土壤有机碳基本无关的杂质,去除杂质能保障土壤有机碳测量结果准确率;受运输、存储等人为因素影响,采集的土壤样本可能发生性状改变,如保存不善,将影响测量的准确性,分装保存能保障土壤有机碳测量结果准确率。
(2)相同点方面,图中林地、旱地、水田0~20cm处数值均为最高,即表层的土壤有机碳含量最高;20~40cm处比0~20cm处数值更低,40~60cm处比20~40cm处数值更低,说明土壤有机碳含量随着土层深度增加而降低。
不同点方面,从变化幅度上看,在相同比例下,图中林地和旱地数值变化幅度较大,水田数值变化幅度较小,说明林地和旱地土壤有机碳含量随深度下降显著,而水田土壤有机碳含量下降较缓,相对稳定;从总体数据上看,水田各层数值均高于其他土地利用方式,说明水田各深度层有机碳含量高于同深度的林地、旱地。
(3)本问可从土壤形成条件、农业生产方式、水循环等角度作答。土壤形成条件方面,土壤长期被水浸泡,有机质不易分解,故有机碳容易积累;农业生产方面,水稻收割后,秸秆等还田量更大,有助于有机碳积累;水循环方面,水田环境相对稳定,不同于旱地、水浇地可能形成的地表径流,水田水土流失较少,有机碳可能长期保存。
(4)本问可从采样数量、采样深度、土地利用类型、环境信息等角度作答,通常,增加样本数量、扩大样本范围、确保样本丰富度有助于提高采样精度。
8.(1)太阳辐射(或光照);溶蚀强度;沉水植物生物量。
(2) 将每个剖面3个采样点采集的样品混合均匀 用便携式封口盒包装 在烧杯外包裹密封袋 内外源兼具 内源
(3)人工栽培适应性强的水生植物;筑坝拦水,增大外源有机碳的就地沉积。
【详解】(1)先提取图示信息“太阳辐射、溶蚀强度、沉水植物生物量”,结合沉水植物光合作用与岩溶作用的关联,从光照(太阳辐射)、水体溶蚀强度、沉水植物生物量三个维度,梳理影响有机碳固定的关键因素。
(2)实验步骤:结合“样品代表性”要求,先将每个剖面3个采样点样品混合均匀;再用便携封口盒包装以保证样品完整性;最后在烧杯外包裹密封袋,防止加热时碳、氮元素流失。 实验结论:依据C/N阈值(C/N<10内源为主,C/N>20外源为主),上游样品C/N≈12,判断为内外源兼具;其他河段样品C/N≈8,判断为内源为主。
(3)结合“生态敏感区”背景与有机碳来源,从生物措施(人工栽培适应性强的沉水植物,提升生物固碳)和工程措施(筑坝拦水,促进外源有机碳就地沉积)两个层面,提出合理固碳建议。
9.(1) 有机质 成土母质 冷湿
(2) 腐殖质层 淋溶层 淀积层
(3) 经济 人口老龄化加剧,社会负担加重;劳动力不足;人才流失
(4) 地面辐射 太阳短波辐射穿透薄膜,地面吸收后以长波辐射加热大气;薄膜阻挡长波辐射散失,形成温室效应起到保温作用,防御低温冻害。
【分析】本大题以黑龙江黑土探究实验为材料设置试题,涉及土壤、人口迁移、大气受热过程等相关内容,考查学生获取和解读地理信息,描述和阐释地理事物,论证探讨地理知识的能力,旨在培养学生综合思维等核心素养。
【详解】(1)实验一中,加热土壤闻到“烧焦气味”,是因为土壤中含有“有机质”,有机质在高温下分解产生了特殊气味。实验二中,黑土中的蒙脱石主要来源于“成土母质”,成土母质是土壤矿物质的主要来源。黑土呈现黑色,主要是因为当地“冷湿”的气候条件:冷湿环境下,微生物分解作用缓慢,有利于有机质的积累,使土壤颜色深黑。
(2)②层:颜色深黑、团粒结构良好、根系密集,符合“腐殖质层”的特征,该层有机质含量高,肥力强。③层:颜色较淡、质地松散,符合“淋溶层”的特征,该层由于水分下渗,可溶性物质和细微颗粒被淋洗带走。④层:颜色黄棕色、质地黏重紧实,符合“淀积层”的特征,该层是上层淋溶下来的物质不断沉积形成的。
(3)影响“雁南飞”(人口流出)的最主要因素是“经济”因素:东北地区经济发展相对放缓,而南方地区经济活力强,就业机会多,收入水平高,吸引了大量人口迁出。不利影响“人口老龄化加剧”:大量青壮年劳动力流出,导致老年人口占比上升,社会养老、医疗等负担加重。“劳动力不足”:青壮年是社会生产的主力,其流失会导致本地劳动力短缺,制约经济发展。“人才流失”:高素质人才的外流,削弱了区域创新能力和发展潜力。
(4)温室大棚内大气的主要直接热源是“地面辐射”:大气对太阳短波辐射吸收很少,大部分太阳辐射到达地面,使地面增温,地面再以长波辐射的形式将热量传递给大气。科学原理:太阳短波辐射能够穿透塑料薄膜,进入大棚内部,被地面吸收。地面增温后,以长波辐射的形式向外释放热量,加热棚内大气。塑料薄膜对长波辐射的阻挡能力强,能有效减少热量向棚外散失,从而在棚内形成“温室效应”,提高棚内温度,抵御春季低温冻害。
10.(1)冷湿
(2) 淋溶层 淀积层
(3) 针阔混交林 光照(阳光)
【分析】本题目以观察土壤和植被为背景材料,涉及影响土壤形成的因素、土壤的剖面结构等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、论证和探究地理事物的能力,体现了区域认知、综合思维等地理学科素养。
【详解】(1)东北地区纬度较高,气候冷湿。寒冷的环境会抑制微生物的分解作用,使植物残体分解速度变慢。湿润的条件则能保证植被生长旺盛,提供丰富的有机质来源。这两个条件共同作用,让大量有机质在土壤中积累,使土壤呈现出黑色,形成典型的黑土。
(2)土壤剖面的土层通常自上而下分为有机质层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层。①为淋溶层,位于有机质层下方,降水会将表层的矿物质、有机质向下淋洗,因此该层质地较松散、颜色较浅,与表格中“质地较松散、颜色较浅”的描述完全吻合。③为淀积层。来自淋溶层的物质在此沉积,使得该层质地黏重紧实、颜色较深,与表格中“质地黏重、紧实,颜色较深”的描述一致。
(3)甲地位于东北地区,属于温带季风气候,对应的地带性植被是针阔混交林(落叶阔叶林与针叶林的过渡类型),这与材料中“森林茂密”的描述相符。森林的垂直结构(乔木层、灌木层、草本层)是不同植物为了争夺光照(阳光)而形成的。上层乔木获取更多光照,下层植物则适应较弱的光照条件,通过生存竞争实现了分层分布。
11.(1) 探究不同质地土壤的水分渗透速度(或不同质地土壤与透水性关系;不同质地土壤的透水性和保水性;不同质地土壤颗粒与透水性的关系) 黏土<壤土<砂土
(2)成土母质:玄武岩风化形成成土母质,提供大量矿物质;气候:气温较低,有机质分解慢,利于有机质的积累,腐殖质较丰富。
(3) 淋溶 海拔 坡度
(4)土壤为植被提供扎根立足的条件(生存空间/生存环境);土壤蓄水、保水,持续提供植被所需水分;土壤为植被提供养分;植被为土壤提供有机质,使营养元素在土壤表层富集;植被的根系作用,促进土壤发育。
【分析】本大题以土壤主题学习探究活动为材料设置试题,涉及土壤形成的影响因素、土壤与植被的相互关系等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力,体现综合思维、地理实践力学科素养。
【详解】(1)从实验步骤来看,实验主要是将等质量、等体积的不同土壤(砂土、壤土、黏土)放入漏斗,然后用等体积的水倒入漏斗,观察锥形瓶中滴水速度,这明显是在探究不同质地土壤的水分渗透速度。砂土颗粒较大,孔隙大,水分容易渗透,所以滴水速度最快;黏土颗粒小,孔隙小,水分渗透慢,滴水速度最慢;壤土的质地介于砂土和黏土之间,其滴水速度也介于两者之间,所以滴水速度应该是黏土<壤土<砂土。
(2)根据材料信息,“石板土”的成土母质为玄武岩台地,玄武岩属于岩浆岩,富含钾、磷、镁、铁等多种矿物成分;玄武岩经长期风化作用后,大量矿物质释放并留存于土壤中,为土壤提供了充足的矿物养分,导致“石板土”矿物质含量高。该地位于黑龙江省,属于温带季风气候,枯枝落叶、植物残体等为土壤提供丰富的有机质,冬季寒冷漫长,气温低导致土壤微生物活性弱,有机质分解速度慢,不易流失,利于腐殖质积累。
(3)水圈的降水和地表径流会对土壤进行淋溶作用,将土壤中的可溶性矿物质、有机质随水分向下迁移,既促进元素迁移,也影响土壤肥力分布。地形(海拔、坡度)是岩石圈影响土壤的核心要素,海拔影响水热条件的垂直分异,进而影响植被和土壤发育;坡度陡的区域水土流失强,土层薄;坡度缓的区域利于土壤沉积,土层厚。
(4)土壤颗粒的黏结性和结构可以固定植物根系,防止倒伏,为根系伸展提供物理支撑,为植物提供生存空间;土壤具有蓄水、保水能力,通过孔隙储存降水或地下水,持续为植物根系提供可用水分,保障植物的蒸腾作用和生理代谢;土壤中的矿物质(来自成土母质风化)和腐殖质(来自有机质分解),为植物提供氮、磷、钾等必需的营养元素,是植物生长的“养分库”;植物的枯枝落叶、残体以及根系分泌物,会被土壤微生物分解转化为腐殖质,增加土壤有机质含量;植物根系在土壤中穿插生长,可打破土壤板结层,增加土壤孔隙度,改善土壤的透气性和透水性;根系分泌物还能加速矿物风化,促进土壤形成。
12.(1)冬季农田处于农闲期,对农事影响小;气温低,水分蒸发弱;冬灌能降低春季播种前土壤盐分,利于作物生长;冬灌可增加土壤墒情,缓解次年春旱。
(2)脱盐效果:(盐分增加)脱盐效果差。
原因:上层淋洗的盐分在重力作用下向深层迁移,60-80cm土层位于暗管下方,盐分在底层积聚,无法有效排出。
(3)合理:增加埋深有利于深层土壤脱盐;增加暗管数量可提高脱盐效率。不合理:垦利区主要作物根系集中在0-60cm,过深脱盐对作物生长的增益有限;大幅增加埋深和数量会显著提高建设、维护成本;(暗管可控制地下水位)埋深增加导致地下水位过低,不利于作物生长。
【分析】本大题以山东省东营市垦利区滨海盐碱地改良为材料设置试题,涉及土壤盐碱化治理、农业灌溉技术、区域可持续发展等内容,考查学生获取和解读图文信息、调动和运用地理知识、论证和探讨地理问题的能力,体现综合思维、区域认知及人地协调观等地理核心素养。
【详解】(1)结合材料中“冬灌淋盐(土壤冻结前灌水)”及区域自然条件可知,冬季进行灌水淋盐的原因主要有:冬季农田处于农闲期,灌溉对农作物生长影响小;该季节气温较低,水分蒸发弱,可减少灌溉后土壤表层返盐;冬灌能使土壤中的盐分随水下渗,降低春季播种前土壤盐分含量,利于作物出苗生长;冬灌还可增加土壤墒情,缓解该地区春季可能出现的旱情。
(2)由表中数据可知,60-80cm土层脱盐率为-67.81%,说明该土层盐分不降反增,脱盐效果差。原因在于:试验中暗管位于60cm深度左右,上层土壤(0-60cm)淋洗的盐分在重力作用下向下迁移,而60-80cm土层位于暗管下方,盐分在此积聚,无法通过暗管排水排出,导致盐分累积。
(3)观点一:合理。理由:表中数据显示60-80cm土层脱盐率为负(-67.81%),说明暗管(位于约60cm深)下方的盐分无法有效排出。增加暗管埋深(如超过80cm)可直接作用于该盐分聚集层,促进深层脱盐。增加暗管数量可缩短排水路径,加快水盐运移速度,理论上能提高整体土体的排盐效率,缩短改良周期。观点二:不合理。理由:材料明确指出“主种作物根系集中在0-60cm土层深度”。因此,土壤改良的核心目标应是保障该有效根层脱盐。试验中0-60cm土层脱盐率已较高(69.19%-97.3%),进一步投资于深层改良对作物生长的边际效益有限。依据试验原理“当暗管下方土壤饱和、水位上升至暗管时,暗管上方土壤盐分可通过排水排出”,暗管主要对其上方土体起排盐作用。单纯增加埋深,若不配套调整灌排模式,对原暗管上方土体的脱盐效果提升可能不明显,且可能将盐分淋洗至更深的、难以排出的层位。大幅增加埋深和数量将显著提高工程建设的材料、人工成本及后期维护难度。此外,过度排水可能导致地下水位降至过深水平(超出作物可利用范围),反而不利于作物吸收水分,尤其在春季干旱时可能加剧旱情。
13.(1)自然原因:深居内陆,降水稀少,蒸发旺盛,盐分易在地表积聚;淡水资源总量少,且时空分布不均,难以满足传统修复技术的淡水需求。
经济原因:区域经济发展水平较低,传统修复技术(如大量淡水灌溉、购置土壤调理剂)成本高,投入产出比低;当地农业生产规模与资金有限,难以承担长期、高成本的修复投入。
(2)
资源利用效益:以农林废弃生物质(或滤纸、吸管等低成本材料)为原料,实现“废弃物资源化”;直接利用当地咸水作为工作介质,无需争夺农业、生态淡水,提高咸水资源利用率。环境效益:全过程无高盐废水排放,避免二次污染;盐分以固体晶体形式回收,减少土壤盐分残留与生态破坏。
(3)
对粮食安全:可修复大量盐碱地,增加耕地面积,缓解我国耕地资源紧张局面;提升小麦等作物产量,降低粮食短缺风险,严守“18亿亩耕地红线”目标。对农业可持续发展:装置成本低、易量产,适合大规模推广,降低农业生产的资源投入成本;技术不依赖淡水,适配干旱半干旱地区农业发展,推动区域农业因地制宜可持续发展。
【分析】本题以我国土地盐碱化治理成绩作为素材,涉及土地盐碱化的原因、土壤脱盐器的效益、粮食安全和农业可持续发展等知识。重点考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力,综合考查区域认知、综合思维、人地协调观等地理学科素养。
【详解】(1)西北地区深居内陆,气候干旱,降水稀少,蒸发强烈,土壤中的盐分易随水分蒸发向地表聚集。西北地区河流稀少,水量很小,淡水资源匮乏,且时空分布不均,传统修复技术依赖大量淡水,当地的水资源条件根本无法满足这一需求。传统修复技术修复周期长,成本高,短期内难以带来显著的经济回报,投入产出比低;西北地区地广人稀,农业生产多以小规模农户为主,难以形成规模效应,导致生产成本高、效率低;农民收入水平较低,难以承担长期、高成本的传统修复投入。
(2)结合材料信息分析可知,该团队研发的土壤脱盐器以滤纸、吸管、地膜等低成本材料为主要原料,将日常或农业废弃物转化为高效修复工具,实现了“变废为宝”,符合循环经济原则;直接利用当地咸水或高盐地下水作为“工作介质”,将传统意义上的“有害水体”转化为修复资源,极大缓解了干旱地区的水资源压力,提高了资源利用效率;与传统技术产生高盐废水不同,该技术使盐分最终以固体晶体形式在吸管表面析出并回收,从根本上避免了高盐废水排放可能造成的土壤和水体二次污染,有效减少土壤中的盐分残留,修复过程对土壤结构和周边生态破坏小。
(3)对保障国家粮食安全的战略意义:该土壤脱盐技术的推广能有效修复大量中低产盐碱地,将其转化为可利用耕地,为严守“18亿亩耕地红线”提供了重要的技术途径。通过在修复后的土地上种植小麦等主要粮食作物,可以显著提升粮食总产量,增强国内粮食自给能力,有效维护国家粮食供给的稳定性和安全性。
对推动农业可持续发展的引领作用:“单件脱盐器成本仅3分钱”,运行成本极低,可促进该土壤脱盐技术的推广;装置成本极低、易于量产的特性,使其非常适合大规模推广应用,能显著降低盐碱地治理和农业生产的资源投入成本,提高农民采纳新技术的积极性;该技术完全不依赖淡水,完美适配干旱半干旱地区的资源禀赋,有助于推动农业生产向缺水地区战略性拓展,优化农业空间布局。
14.(1)
有机质
冷湿
微生物分解
腐殖质
(2)
淋溶层
淀积层
(3)
针阔混交林
光照
(4)
降水较多、蒸发弱、地势低平、冻土阻隔下渗。
【分析】本大题以“观察土壤和植被”为主题的研学活动为情境载体,涉及影响土壤形成的因素、土壤的剖面结构等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、论证和探究地理事物的能力,体现了区域认知、综合思维等地理学科素养。
【详解】(1)实验通过溶解、煅烧的方式验证的是有机质(土壤组成包括矿物质、有机质、水分、空气等,该实验针对有机质的特性设计)。甲地位于东北地区,气候冷湿,低温环境抑制微生物活性,有机质分解慢,利于积累;暖湿环境微生物分解快,不利于有机质大量留存,故填冷湿。有机质在微生物分解作用下,逐步转化为更稳定的物质;最终转化为腐殖质,腐殖质呈黑色,是黑土颜色的主要来源。
(2)土壤剖面的土层通常自上而下分为有机质层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层。样本①质地较松散、颜色较浅,符合淋溶层(淋溶作用导致物质迁移,质地相对松散)的特征;样本③质地黏重、紧实,颜色较深,是淀积层(淋溶下来的物质在此淀积,质地黏重)。
(3)甲地位于东北地区,森林类型为针阔混交林(东北典型的温带针阔混交林植被);森林垂直结构是植物通过争夺光照的生存竞争形成的(不同层次的植物对光照的需求差异,促使垂直分层)。
(4)三江平原属温带季风气候,降水较丰富;纬度高,气温低,蒸发量小;排水不畅,地表径流易汇集;地下冻土阻碍水分下渗,地表易积水,因此湿地众多。
15.(1)步骤4:降雨结束后,将集水桶中的泥水通过滤网过滤,收集泥沙,用电子秤称量泥沙重量;用量杯测量集水桶中水量,并记录。
实验结论:在实验设定的条件下,坡度与水土流失呈正相关,(或坡度越大,水土流失越严重)。
(2)方法一:缓坡开垦梯田。
原理:在梯田上采用等高种植,减缓坡面径流的流速,能有效拦截雨水;增加下渗,减少地表径流对土壤的冲刷,减轻水土流失。
或方法二:植树种草。
原理:植物根系可以固着土壤,增加土壤的抗侵蚀能力;植被涵养水源,吸收部分雨水,减少地表径流,减轻水土流失。
【分析】本大题以水土流失为材料设置试题,涉及水土流失的原因和治理措施等相关知识点,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐述地理事物的能力,体现综合思维、区域认知、地理实践力的学科素养。
【详解】(1)步骤4:实验目的是探究坡度对水土流失的影响,水土流失情况可通过泥沙量和水量来衡量。降雨结束后,集水桶里是含泥沙的混合水,所以需要将泥沙和水分开,通过滤网过滤能分离泥沙与水,之后用电子秤称泥沙重量、用量杯测水量并记录,这样才能获取衡量水土流失的关键数据,用于后续分析,所以步骤4要进行这些操作。实验结论:从实验结果看,A槽坡度5°,集水桶沙量150克、水量500毫升;B槽坡度15°,沙量450克、水量900毫升;C槽坡度25°,沙量800克、水量1500毫升。随着坡度增大,泥沙量和水量都增多,说明在实验设定(相同土壤、降雨强度和时长等)条件下,坡度越大,水土流失越严重,即坡度与水土流失量正相关。
(2)结合所学知识,减少坡度对水土流失影响的方法有:缓坡开垦梯田或植树种草。在缓坡上等高种植形成的梯田田埂可以拦截雨水,减缓坡面径流速度,使更多雨水有时间下渗到土壤中,减少了地表径流对土壤的冲刷力度,从而减轻水土流失。植树种草的原理为:植物根系如同“天然的网”,可以牢牢抓住土壤颗粒、固着土壤,增强土壤的抗侵蚀能力;同时,植被还具有涵养水源、保持水土的作用,即减少地表径流量、增加下渗,降低水流对土壤的侵蚀作用以减轻水土流失。
16.(1)壤土>黏土>砂土
(2)实验结果:样品B的渗水深度小于样品A;
实验结论:土壤有机质含量高,土壤有效水多。(有机质能提高土壤有效水。)
(3)砂土:掺黏土,增加黏粒,改良为壤土;增加有机质。
黏土:掺砂,改良为壤土;增加有机质。
【分析】本题以土壤有效水为载体,涉及土壤质地、土壤有机质含量对土壤有效水影响、增加土壤有效水的方法等知识点,主要考查获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐释地理事物的能力,体现了地理实践力、综合思维等地理学科素养。
【详解】(1)由图可看出,有效水上限与有效水下限之间的差值为土壤有效水,据此可看出,壤土有效水最大,其次是黏土,最小的是砂土。
(2) 根据材料可知,A去除了大部分有机质,根据上题可知,有机质土壤有效水最大,因此A土壤有效水较少,渗水深度大,B未做处理,土壤有效水较多,渗水深度小,即土壤有机质含量越高,渗水深度越小,因此实验结果为样品B的渗水深度小于样品A,通过实验可以得出结论:其他条件相同时,土壤有机质含量越高、土壤有效水越大含量越大。(有机质能提高土壤有效水。)
(3)砂土空隙较大,易于渗水,加入细小颗粒,掺黏土,改良土壤质地,提高土壤蓄水能力,土壤有机质含量越高、土壤有效水越大含量越大,砂土中有机质含量较少,可以增加有机质,增加土壤有效水最大含量。黏土空隙较小,不易于渗水,可以加入较大颗粒,掺砂,增大土壤空隙,改良土壤质地,增加下渗,增加土壤含水量,有机质能提高土壤有效水,同时增加有机质,可以增加土壤有效水最大含量。
17.(1)甲地为常绿阔叶林,植被覆盖率高,枯枝落叶量大,输入土壤的有机质多;甲地海拔低,地势较平坦,风力及流水侵蚀作用较弱,有机质易留存;甲地地势较平坦,土壤含水量较高,过湿环境造成土壤缺氧,抑制微生物活动,有机质分解慢,导致有机质大量积累,有机质层厚度变厚。
(2)甲地坡度较缓,流水侵蚀作用弱,土壤物质迁移流失少,土质更为疏松,土壤容重小;甲地土壤有机质含量高,土壤结构好,土壤不紧实,孔隙多,土壤容重小。
(3)增加同一海拔、不同坡度或不同植被类型的采样点,控制单一变量,探究单一因素对土壤发育的影响;扩大海拔范围,在山地山麓、山顶等更多海拔区域设置采样点,完善垂直方向上的土壤发育规律研究;重复采样实验,在不同季节进行土壤剖面观察,排除季节因素对实验结果的干扰。
【详解】(1)本题设问要求从“甲地自然环境”角度解释“有机质层厚度大”的原因,有机质层厚度由有机质输入量、有机质流失量、有机质分解速率三个过程共同决定,需要结合表格中甲地的植被、地形特征逐一对应分析。先看有机质输入:甲地是常绿阔叶林,对比乙地的草本植被,乔木生物量更大,每年产生的枯枝落叶更多,输入土壤的有机质总量远大于乙地;再看有机质留存:甲地是缓坡,对比乙地陡坡,缓坡的流水侵蚀作用更弱,表层富含有机质的土壤不易被冲刷带走,更利于有机质积累;最后看有机质分解:甲地缓坡排水条件差,土壤含水量高,土壤孔隙中氧气含量少,会抑制微生物分解有机质的速度,让有机质更多积累,因此有机质层厚度更大。
(2)先明确题干给出的概念:土壤容重反映土壤疏松程度,容重越大说明土壤越紧实、孔隙越少。问题本质是分析“为什么甲地容重更小”,且限定了地形、有机质两个分析角度,不需要引入其他变量。推导过程:地形角度:甲地为缓坡,对比乙地陡坡,缓坡流水侵蚀弱,土壤不会被冲刷得紧实板结,土质更疏松;同时缓坡保水性好,土壤孔隙度更大,因此单位体积干重更小,容重更低,对应乙地容重更大;有机质角度:甲地有机质含量远高于乙地,有机质会促进土壤团粒结构发育,土壤孔隙多、质地疏松,单位体积的干重更低,因此容重小于乙地,即乙地容重大于甲地。
(3)本题考查地理实践力与实验设计的科学性。关键词是“提高普遍性”。先反思现有实验设计的不足:材料中仅有“甲、乙两处”地点,且两个点的海拔、坡度、植被多个变量同时变化,既无法分离单一变量的影响,样本量太少也容易有偶然性。从实验设计的科学性原则,对应提出改进即可。常见改进方向:控制单一变量:增设对照采样点,比如设置“同一海拔、同一坡度、不同植被”、“同一海拔、同一植被、不同坡度”的对照样点,单独探究某一个因素对土壤发育的影响,提升结论的科学性;扩大采样范围:在该山地从山麓到山顶增设更多不同海拔、不同坡度、不同植被的采样点,避免样本过少带来的偶然性,提升结论的普遍性;重复实验排除干扰:在不同季节重复开展观测采样,排除季节变化对土壤含水量、有机质含量的干扰,提升结论的稳定性。
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