Question

【題目】閱讀圖文資料，完成下列要求

有相對穩定的灌叢草甸植被，在此植被下而形成肥沃的土壤類型出現適應新環境并具高山灌叢草向土是在高山針葉林帶垂直范圍內，因森林遭破壞中國科學院海北高寒草甸生態系統定位研究站(37°37′′N,101°19′E，海拔3200m，下稱海北站)地處祁連山東段北支南麓，屬典型的高原大陸性氣侯。一年僅有冷暖兩季，冷季漫長而寒冷，年平均氣溫-1.7℃，年降水量小于600mm，暖季草類植被茂盛。

土壤CO2的釋放是大氣溫室氣體的重要地表生態源之一，是土壤微生物對土壤有機物質分解作用的結果。下左圖為海北站高山灌叢草甸土CO2釋放速率的日變化圖，右圖為海北站牧草不同物候期(5~6月為牧草返青期、7~8月為草盛期、9月為草枯黃期)高山灌叢草向土CO2釋放速率(單位時間、單位體積土壤中釋放的CO2量)的日變化圖。

(1)分析海北站高山灌叢草甸土土壤肥沃的自然原因。

(2)說明海北站高山灌叢草甸土CO2釋放速率的日變化特征及原理。

(3)結合右圖推測過度放牧對海北站高山灌叢草甸土CO2釋放速率的影響。

Answer 1

【答案】（1）該地暖季草類茂盛，為土壤提供有機質多；海拔高，食草動物較少，對草原破壞小；冷季漫長，氣溫低，土壤微生物活動較弱，有機質分解緩慢；降水較少，淋溶作用弱，利于有機質的積累與保存。

（2）特征：CO2釋放速率從6:00開始逐漸增加，14:00后逐漸下降；最大值出現在14:00，最低值出現在6:00。

原理：日出后隨太陽輻射增加，表層地溫升高，地面輻射增強，氣溫逐漸升高，土壤微生物活性增強，CO2釋放速率增大；太陽輻射減弱后，地溫氣溫均降低，土壤微生物活性減弱， CO2釋放速率逐漸降低。

（3）過度放牧造成草地退化；地表植物生物量和地下根系生物量減少（土壤中有機質含量下降）；土壤微生物數量和種類也下降；導致土壤中CO2釋放速率降低。

【解析】整體分析：暖季草類茂盛，為土壤提供有機質多。冷季土壤微生物活動較弱，有機質分解緩慢，淋溶作用弱，利于有機質的積累與保存。海北站高山灌叢草甸土CO2釋放速率與氣溫變化呈正相關。產草量與高山灌叢草甸土CO2釋放速率呈正相關。

（1）海北站冷季漫長而寒冷，年平均氣溫-1.7℃，年降水量小于600mm，暖季草類植被茂盛。該地暖季草類茂盛，為土壤提供有機質多。海拔高，約3200米，食草動物較少，對草原破壞小。冷季漫長寒冷，土壤微生物活動較弱，有機質分解緩慢。降水較少，淋溶作用弱，利于有機質的積累與保存。所以高山灌叢草甸土土壤肥沃。

（2）圖中橫軸是時間，左縱軸是釋放速率，海北站高山灌叢草甸土CO2釋放速率的日變化特征是CO2釋放速率與氣溫變化呈正相關。從6:00開始逐漸增加，14:00后逐漸下降。一天中釋放速度最大值出現在14:00，最低值出現在6:00。

根據CO2釋放速率變化曲線，氣溫變化曲線形態，日出后隨太陽輻射增加，表層地溫升高，地面輻射增強，氣溫逐漸升高，土壤微生物活性增強，CO2釋放速率增大。太陽輻射減弱后，地溫氣溫均降低，土壤微生物活性減弱， CO2釋放速率逐漸降低。一天中最高氣溫在14時左右， 最低氣溫在日出前后，約6點左右。

（3）右圖曲線草盛期釋放量大，返青期、枯黃期釋放量小，說明產草量與高山灌叢草甸土CO2釋放速率呈正相關。過度放牧造成草地退化，地表植物生物量和地下根系生物量減少，土壤中有機質含量下降。草地退化，土壤微生物數量和種類也下降，導致土壤中CO2釋放速率降低。