高考地理跨學科融合溶解氧專題

一、定義：溶解氧，是指溶解在水中的氧氣。魚類、浮游生物、微生物等都需要溶解氧來呼吸。溶解氧是水生生態(tài)系統(tǒng)健康的關鍵指標。

二、溶解氧有哪些來和去？

來源：大氣溶解：氧氣從空氣中進入水體；

光合作用：水生植物（如藻類、水草）在陽光照射下進行光合作用，釋放氧氣；

人工增氧：養(yǎng)殖業(yè)或污水處理中，人們會使用增氧機、曝氣裝置等提高水中溶解氧。

消耗：生物的呼吸作用

三、影響溶解氧的因素

（1）溫度：一般情況下，水溫與溶解氧的溶解度呈負相關。

水溫升高時，水分子運動加劇，氧氣更容易逸出水面，水中的溶解度降低。因此，在夏季，河流、湖泊等水體的水溫較高，溶解氧含量相對較低，魚類更容易因缺氧而死亡。

（2）氣壓：氣壓與溶解氧的溶解度呈正相關。

在一定溫度下，氧氣在水中的溶解度直接取決于液面上方的氧氣分壓（驅動氧氣溶解到水中的"推力"）。高海拔地區(qū)由于空氣稀薄，大氣壓強顯著低于平原地區(qū)，空氣中氧氣分壓較低。

氧氣分壓低（如高原），意味著氧氣更難以進入水中，溶解氧相對較低；

氧氣分壓高（如平原），意味著更多氧氣被"推入"水中 ，溶解氧相對較高。

雖然在氣壓因素作用下，高山湖泊的溶解氧通常比平原地區(qū)少。但由于高海拔地區(qū)水溫通常較低（如冰川融水），低溫下湖水溶解氧相對較高，因此可抵消部分因低氣壓帶來的影響。

（3）鹽度：水體鹽度越高，溶解氧的溶解度越低。

海水中含有大量的鹽分，由于鹽離子占據(jù)水分子空間，減少氧氣溶解，其溶解度一般低于淡水。例如，紅海是世界上鹽度最高的海域之一，溶解氧的溶解度相對較低。而在河口地區(qū)，由于淡水與海水的混合，鹽度變化較大，溶解度也會隨之波動。

（4）光照與生物活動

一方面，水生植物進行光合作用（白天），吸收二氧化碳，釋放氧氣，增加水中的溶解氧含量。另一方面，所有水生生物的呼吸作用都會消耗氧氣，降低溶解氧含量。如：魚類、浮游動物等通過鰓呼吸攝取水中氧氣，釋放二氧化碳；微生物則通過分解有機物（如殘枝落葉、排泄物）進行呼吸耗氧；夜間，水生植物通過呼吸作用消耗氧氣。

當水體中生物量異常增加時，這種平衡會被打破。例如，水體富營養(yǎng)化引發(fā)藻類暴發(fā)性繁殖（水華現(xiàn)象），在短期內，尤其是白天光照充足時，藻類通過光合作用釋放大量氧氣，可能導致水體溶解氧濃度暫時升高。然而，隨著藻類持續(xù)繁殖形成致密的藻層，不僅會像一層屏障阻隔大氣中的氧氣向水體內部溶入，直接減少水體氧補充；同時，水體底層的水生植物會因缺少光照而死亡。當這些大量死亡的藻類和植物殘體沉入水底后，會被微生物分解，消耗大量的溶解氧，易導致水體缺氧，進而引發(fā)魚類等水生生物因缺氧而死亡的生態(tài)問題。

（5）水體運動

流動的水（如河流、瀑布）比靜止的水（如湖泊、池塘）溶解氧更高，因為流動的水體能夠使水面與空氣充分接觸，加速氧氣的溶解。所以，海水運動對海水中溶解氧分布起著重要作用。

1、海浪：海浪的拍打使海水與空氣的接觸面積大幅增加，能將更多的氧氣帶入海水之中，顯著提高近岸海域表層海水的溶解氧含量。例如，在風暴天氣時，強烈的海浪運動往往會讓沿海區(qū)域海水的溶解氧水平在短時間內上升。

2、洋流：暖流在流動過程中，會將低緯度地區(qū)溫暖海水的溶解氧情況帶到高緯度區(qū)域，而寒流則會攜帶高緯度較冷海水中的溶解氧向低緯度輸送。

在寒暖流交匯的海域，兩種性質不同的海水相互混合，不僅改變了海水的溫度和鹽度，也使得溶解氧在垂直和水平方向上重新分布。

3、海水的垂直運動

上升流，能把海洋深處富含營養(yǎng)鹽的海水帶到表層，促進浮游植物的大量繁殖，浮游植物通過光合作用釋放出更多氧氣，增加表層海水的溶解氧含量；下降流，會將表層高溶解氧的海水帶到深層，改善深層海水的溶解氧狀況。

（6）其他因素：水域面積、冰情等

水域面積越大，和大氣接觸面積越大，海氣交換頻繁，溶解氧含量越高；

冰情越嚴重，即結冰阻隔了水體和大氣的氧氣交換，溶解氧含量越低。

總結：

辯證觀點考查海水溶解氧：

入海徑流對海水溶解氧的影響：

習題檢測：

1、（2021年廣東卷）【海洋地理】閱讀材料，回答問題。

溶解氧是指溶解在水體中的分子態(tài)氧，其含量變化與水溫、鹽度、有機物質分解和生物活動等相關。自上世紀50年代以來，長江口外海域水體溶解氧低值區(qū)的面積和強度不斷增加，夏季尤其顯著，對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了許多現(xiàn)實和潛在影響。

分析長江口外海域水體溶解氧低值區(qū)在夏季強度顯著增加的原因。

墨西哥灣“海洋死區(qū)”是水體中溶解氧因微生物耗氧分解下降導致水體嚴重缺氧區(qū)域，其面積季節(jié)變化顯著，墨西哥灣暖流的伸縮狀態(tài)也對其形成一定程度的影響。圖為墨西哥灣“海洋死區(qū)”夏季位置分布圖。據(jù)此完成下面小題。

2．冬季，墨西哥灣北部“海洋死區(qū)”面積變化及主要原因是（ ）

A．向北縮小冬季風強勁 B．向北縮小入海徑流量小

C．向南擴大冬季風強勁 D．向南擴大入海徑流量小

3．圖中“海洋死區(qū)”近似圓形的區(qū)域可能位于（ ）

A．油氣鉆井平臺 B．海底火山口

C．珊瑚島 D．海面漩渦區(qū)

4．當墨西哥暖流處于延伸狀態(tài)時，“死亡海區(qū)”可能出現(xiàn)（ ）

A．低氧區(qū)面積擴大，魚類死亡加劇 B．海水鹽度降低，藻類繁殖速度加快

C．營養(yǎng)鹽擴散速度加快，富營養(yǎng)化程度減輕 D．表層海水溫度下降，海洋生物多樣性增加

2023年7—8月，科研人員對黃河甘肅段上游及支流洮河18個采樣點的大型底棲動物進行調查，發(fā)現(xiàn)支流洮河底棲動物豐富度指數(shù)顯著高于干流，物種數(shù)與海拔呈顯著負相關，生物多樣性與溶解氧呈正相關。左圖示意黃河甘肅段上游及支流洮河采樣點位置，右圖示意干支流采樣點生物豐富度指數(shù)。據(jù)此完成下面小題。

5．支流洮河底棲動物物種豐富度顯著高于干流，主要原因是（ ）

A．支流流速慢，底棲動物易棲息

B．干流水利工程影響更顯著

C．支流鹽度低，有利于生物生存

D．干流有機質沉積量更充足

6．黃河上游干支高海拔區(qū)域底棲動物物種較少，主要因為該區(qū)域（ ）

A．水溫高，溶解氧含量低

B．流速快，有機物含量較少

C．光照強，光合作用較強

D．人類活動頻繁，污染嚴重

水中溶解氧受到植物光合作用、水流、污染物排放量等多因素影響，低溶解氧反映水體生態(tài)失衡。浮頭，是一種魚類因缺氧而浮在水面吞食空氣的現(xiàn)象，可影響魚類生長速度，甚至造成大批死亡。我國華南某魚塘主要靠雨水補給，常有鴨群在池塘戲水。供鴨進食休憩的鴨棚建于池塘水面上方，棚底由細竹竿鋪成，縫隙較大。據(jù)此完成下面小題。

7．大量養(yǎng)鴨容易導致該魚塘魚浮頭，主要是因為（ ）

A．鴨浮在水面阻隔空氣進入

B．飼料殘渣和鴨糞分解耗氧

C．魚塘中浮游植物快速生長

D．鴨群密度高導致魚餌匱乏

8．夏季，該魚塘最容易出現(xiàn)魚群浮頭現(xiàn)象的時段是（ ）

A．陰天后的清晨 B．陰天后的正午 C．晴天后的午后 D．晴天后的傍晚

附答案：

1、參考答案：徑流增加帶來更多自然界的有機物質，分解加劇消耗溶解氧；水體富營養(yǎng)化，耗氧量增大；水溫高，溶解氧減少；入海淡水增加，表層海水鹽度降低，表層水溫高，水體層狀結構穩(wěn)定；人類活動強度大，有機污染物排放多。

2．B 3．A 4．C

【解析】2．由圖可知，夏季時，“海洋死區(qū)”在墨西哥灣北部河口處向南凸，面積較大，其形成與河流輸入的營養(yǎng)物質密切相關，夏季河流(如密西西比河)徑流量大，攜帶大量營養(yǎng)鹽，藻類繁殖后分解耗氧，形成“海洋死區(qū)”。冬季河流徑流量小，輸入的營養(yǎng)物質少，水流影響范圍減小，微生物耗氧減少，“海洋死區(qū)”向北退縮，B正確。冬季風自北向南吹拂表層海水，且墨西哥灣冬季風并不強勁，對“海洋死區(qū)”面積變化影響較小，A錯誤；冬季風并不強勁，且冬季入海徑流量小，“海洋死區(qū)”面積應縮小而非擴大，C錯誤；冬季入海徑流量小，“海洋死區(qū)”面積應縮小，而不是向南擴大，D錯誤。故選B。

3．油氣鉆井平臺在開采油氣過程中，可能會產(chǎn)生一些廢棄物和污染物，污染物從固定平臺持續(xù)向周圍釋放，鉆井平臺作為點源，污染物向四周擴散，微生物圍繞該點分解有機物，耗氧區(qū)域易形成近似圓形，符合“海洋死區(qū)”特征，A正確；海底火山口一般會有獨特的地質活動和生態(tài)系統(tǒng)，其形成的區(qū)域形態(tài)和“海洋死區(qū)”的近似圓形特征以及形成機制不同，海底火山口附近主要是高溫、特殊的礦物質等環(huán)境，并非因微生物耗氧分解形成“海洋死區(qū)”，B錯誤；珊瑚島周邊生態(tài)系統(tǒng)較活躍，氧氣較充足，不易形成嚴重缺氧的“海洋死區(qū)”，C錯誤；漩渦區(qū)水流運動復雜，物質聚集和擴散形態(tài)更動態(tài)、不規(guī)則，較難形成近似圓形的穩(wěn)定“死區(qū)”，D錯誤。故選A。

4．當墨西哥暖流處于延伸狀態(tài)時，來自低緯的加勒比海高溫高鹽海水深入影響墨西哥灣海域，“死亡海區(qū)”受其影響，海水溫度和鹽度均升高，B、D錯誤；延伸狀態(tài)的暖流促進了“死亡海區(qū)”的水體交換，營養(yǎng)鹽擴散速度加快，富營養(yǎng)化程度減輕，C正確，A錯誤。故選C。

5．B 6．B

【解析】5．黃河干流上水利工程眾多，水利工程的建設改變了河流的水文特征，還可能影響河流的連通性和生態(tài)環(huán)境的連續(xù)性，對底棲動物的生存和繁衍產(chǎn)生較大的負面影響，而支流洮河受水利工程影響相對較小，更有利于底棲動物生存，使得其物種豐富度顯著高于干流，B正確；一般來說，支流落差相對較大，流速并不一定比干流慢，A錯誤；黃河甘肅段上游及支流洮河都屬于淡水河流，鹽度差異極小，C錯誤；干流有機質沉積量不一定更充足，且底棲動物豐富度與有機質沉積不是直接決定關系，關鍵是生態(tài)完整性，D錯誤。故選B。

6．高海拔區(qū)域通常水溫較低，而低溫環(huán)境下溶解氧含量較高，并非“水溫高，溶解氧含量低”，A錯誤；高海拔區(qū)域地形落差較大，河流流速快，導致有機物難以沉積聚集，底棲動物缺乏充足的食物來源，物種數(shù)量較少，B正確；光照強、光合作用較強理論上會增加水體中的有機物，有利于底棲動物生存，與“物種較少”的現(xiàn)象矛盾，C錯誤；高海拔區(qū)域人類活動通常較少，污染程度較低，該說法與實際情況不符，D錯誤。故選B。

7．B 8．A

【解析】7．鴨在水面會不斷游動，不會阻隔空氣的進入，A錯誤；根據(jù)材料供鴨進食休憩的鴨棚建于池塘水面上方，棚底由細竹竿鋪成，縫隙較大，所以飼料殘渣會掉入池塘，同時鴨糞也會在池塘積累，二者分解會消耗大量水中大量氧氣，從而出現(xiàn)魚類因缺氧出現(xiàn)浮頭的現(xiàn)象，B正確；鴨子的活動會抑制浮游植物的生長，C錯誤；根據(jù)材料塘魚浮頭是因為缺氧，和食物短缺無關，D錯誤，故選B。

8．根據(jù)所學知識晴天太陽輻射強，浮游植物的光合作用強，釋放氧氣較多，水體中溶解氧較多，CD錯誤；陰天光合作用弱，夜晚沒有光合作用，呼吸作用消耗大量氧氣，清晨溶解氧最少，A正確，B錯誤，故選A。