Question

【題目】閱讀圖文資料，完成下列要求

有相對(duì)穩(wěn)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(xiàn)適應(yīng)新環(huán)境并具高山灌叢草向土是在高山針葉林帶垂直范圍內(nèi)，因森林遭破壞中國(guó)科學(xué)院海北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)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(zhǎng)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(tài)源之一，是土壤微生物對(duì)土壤有機(jī)物質(zhì)分解作用的結(jié)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(shí)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(jié)合右圖推測(cè)過度放牧對(duì)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(jī)質(zhì)多；海拔高，食草動(dòng)物較少，對(duì)草原破壞小；冷季漫長(zhǎng)，氣溫低，土壤微生物活動(dòng)較弱，有機(jī)質(zhì)分解緩慢；降水較少，淋溶作用弱，利于有機(jī)質(zhì)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(xiàn)在14:00，最低值出現(xiàn)在6:00。

原理：日出后隨太陽(yáng)輻射增加，表層地溫升高，地面輻射增強(qiáng)，氣溫逐漸升高，土壤微生物活性增強(qiáng)，CO2釋放速率增大；太陽(yáng)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(jī)質(zhì)含量下降）；土壤微生物數(shù)量和種類也下降；導(dǎo)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(jī)質(zhì)多。冷季土壤微生物活動(dòng)較弱，有機(jī)質(zhì)分解緩慢，淋溶作用弱，利于有機(jī)質(zhì)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(guān)。產(chǎn)草量與高山灌叢草甸土CO2釋放速率呈正相關(guān)。

（1）海北站冷季漫長(zhǎng)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(jī)質(zhì)多。海拔高，約3200米，食草動(dòng)物較少，對(duì)草原破壞小。冷季漫長(zhǎng)寒冷，土壤微生物活動(dòng)較弱，有機(jī)質(zhì)分解緩慢。降水較少，淋溶作用弱，利于有機(jī)質(zhì)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(shí)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(guān)。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(xiàn)在14:00，最低值出現(xiàn)在6:00。

根據(jù)CO2釋放速率變化曲線，氣溫變化曲線形態(tài)，日出后隨太陽(yáng)輻射增加，表層地溫升高，地面輻射增強(qiáng)，氣溫逐漸升高，土壤微生物活性增強(qiáng)，CO2釋放速率增大。太陽(yáng)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(shí)左右， 最低氣溫在日出前后，約6點(diǎn)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(chǎn)草量與高山灌叢草甸土CO2釋放速率呈正相關(guān)。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(jī)質(zhì)含量下降。草地退化，土壤微生物數(shù)量和種類也下降，導(dǎo)致土壤中CO2釋放速率降低。