高考地理跨學(xué)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(guān)鍵指標(biāo)。

二、溶解氧有哪些來和去？

來源：大氣溶解：氧氣從空氣中進(jìn)入水體；

光合作用：水生植物（如藻類、水草）在陽光照射下進(jìn)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(huì)使用增氧機(jī)、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(fù)相關(guān)。

水溫升高時(shí)，水分子運(yùn)動(dòng)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(duì)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(guān)。

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(qū)動(dòng)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(qiáng)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(jìn)入水中，溶解氧相對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)隨之波動(dòng)。

（4）光照與生物活動(dòng)

一方面，水生植物進(jìn)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(huì)消耗氧氣，降低溶解氧含量。如：魚類、浮游動(dòng)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(jī)物（如殘枝落葉、排泄物）進(jìn)行呼吸耗氧；夜間，水生植物通過呼吸作用消耗氧氣。

當(dāng)水體中生物量異常增加時(shí)，這種平衡會(huì)被打破。例如，水體富營(yíng)養(yǎng)化引發(fā)藻類暴發(fā)性繁殖（水華現(xiàn)象），在短期內(nèi)，尤其是白天光照充足時(shí)，藻類通過光合作用釋放大量氧氣，可能導(dǎo)致水體溶解氧濃度暫時(shí)升高。然而，隨著藻類持續(xù)繁殖形成致密的藻層，不僅會(huì)像一層屏障阻隔大氣中的氧氣向水體內(nèi)部溶入，直接減少水體氧補(bǔ)充；同時(shí)，水體底層的水生植物會(huì)因缺少光照而死亡。當(dāng)這些大量死亡的藻類和植物殘?bào)w沉入水底后，會(huì)被微生物分解，消耗大量的溶解氧，易導(dǎo)致水體缺氧，進(jìn)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(yùn)動(dòng)

流動(dòng)的水（如河流、瀑布）比靜止的水（如湖泊、池塘）溶解氧更高，因?yàn)榱鲃?dòng)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(yùn)動(dòng)對(duì)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(fēng)暴天氣時(shí)，強(qiáng)烈的海浪運(yùn)動(dòng)往往會(huì)讓沿海區(qū)域海水的溶解氧水平在短時(shí)間內(nèi)上升。

2、洋流：暖流在流動(dòng)過程中，會(huì)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(huì)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(zhì)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(yùn)動(dòng)

上升流，能把海洋深處富含營(yíng)養(yǎng)鹽的海水帶到表層，促進(jìn)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(huì)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(yán)重，即結(jié)冰阻隔了水體和大氣的氧氣交換，溶解氧含量越低。

總結(jié)：

辯證觀點(diǎn)考查海水溶解氧：

入海徑流對(duì)海水溶解氧的影響：

習(xí)題檢測(cè)：

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(jī)物質(zhì)分解和生物活動(dòng)等相關(guān)。自上世紀(jì)50年代以來，長(zhǎng)江口外海域水體溶解氧低值區(qū)的面積和強(qiáng)度不斷增加，夏季尤其顯著，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了許多現(xiàn)實(shí)和潛在影響。

分析長(zhǎng)江口外海域水體溶解氧低值區(qū)在夏季強(qiáng)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(dǎo)致水體嚴(yán)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(duì)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(fēng)強(qiáng)勁 B．向北縮小入海徑流量小

C．向南擴(kuò)大冬季風(fēng)強(qiáng)勁 D．向南擴(kuò)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(tái) B．海底火山口

C．珊瑚島 D．海面漩渦區(qū)

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

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

C．營(yíng)養(yǎng)鹽擴(kuò)散速度加快，富營(yíng)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(duì)黃河甘肅段上游及支流洮河18個(gè)采樣點(diǎn)的大型底棲動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)支流洮河底棲動(dòng)物豐富度指數(shù)顯著高于干流，物種數(shù)與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)，生物多樣性與溶解氧呈正相關(guān)。左圖示意黃河甘肅段上游及支流洮河采樣點(diǎn)位置，右圖示意干支流采樣點(diǎn)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(dòng)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(dòng)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(jī)質(zhì)沉積量更充足

6．黃河上游干支高海拔區(qū)域底棲動(dòng)物物種較少，主要因?yàn)樵搮^(qū)域（ ）

A．水溫高，溶解氧含量低

B．流速快，有機(jī)物含量較少

C．光照強(qiáng)，光合作用較強(qiáng)

D．人類活動(dòng)頻繁，污染嚴(yán)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(zhǎng)速度，甚至造成大批死亡。我國(guó)華南某魚塘主要靠雨水補(bǔ)給，常有鴨群在池塘戲水。供鴨進(jìn)食休憩的鴨棚建于池塘水面上方，棚底由細(xì)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(dǎo)致該魚塘魚浮頭，主要是因?yàn)椋? ）

A．鴨浮在水面阻隔空氣進(jìn)入

B．飼料殘?jiān)网喖S分解耗氧

C．魚塘中浮游植物快速生長(zhǎng)

D．鴨群密度高導(dǎo)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(shí)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(jī)物質(zhì)，分解加劇消耗溶解氧；水體富營(yíng)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定；人類活動(dòng)強(qiáng)度大，有機(jī)污染物排放多。

2．B 3．A 4．C

【解析】2．由圖可知，夏季時(shí)，“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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)密切相關(guān)，夏季河流(如密西西比河)徑流量大，攜帶大量營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(fēng)自北向南吹拂表層海水，且墨西哥灣冬季風(fēng)并不強(qiáng)勁，對(duì)“海洋死區(qū)”面積變化影響較小，A錯(cuò)誤；冬季風(fēng)并不強(qiáng)勁，且冬季入海徑流量小，“海洋死區(qū)”面積應(yīng)縮小而非擴(kuò)大，C錯(cuò)誤；冬季入海徑流量小，“海洋死區(qū)”面積應(yīng)縮小，而不是向南擴(kuò)大，D錯(cuò)誤。故選B。

3．油氣鉆井平臺(tái)在開采油氣過程中，可能會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物和污染物，污染物從固定平臺(tái)持續(xù)向周圍釋放，鉆井平臺(tái)作為點(diǎn)源，污染物向四周擴(kuò)散，微生物圍繞該點(diǎn)分解有機(jī)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(huì)有獨(dú)特的地質(zhì)活動(dòng)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(jī)制不同，海底火山口附近主要是高溫、特殊的礦物質(zhì)等環(huán)境，并非因微生物耗氧分解形成“海洋死區(qū)”，B錯(cuò)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(yán)重缺氧的“海洋死區(qū)”，C錯(cuò)誤；漩渦區(qū)水流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，物質(zhì)聚集和擴(kuò)散形態(tài)更動(dòng)態(tài)、不規(guī)則，較難形成近似圓形的穩(wěn)定“死區(qū)”，D錯(cuò)誤。故選A。

4．當(dāng)墨西哥暖流處于延伸狀態(tài)時(shí)，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(cuò)誤；延伸狀態(tài)的暖流促進(jìn)了“死亡海區(qū)”的水體交換，營(yíng)養(yǎng)鹽擴(kuò)散速度加快，富營(yíng)養(yǎng)化程度減輕，C正確，A錯(cuò)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(shè)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(duì)底棲動(dòng)物的生存和繁衍產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，而支流洮河受水利工程影響相對(duì)較小，更有利于底棲動(dòng)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(duì)較大，流速并不一定比干流慢，A錯(cuò)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(cuò)誤；干流有機(jī)質(zhì)沉積量不一定更充足，且底棲動(dòng)物豐富度與有機(jī)質(zhì)沉積不是直接決定關(guān)系，關(guān)鍵是生態(tài)完整性，D錯(cuò)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(cuò)誤；高海拔區(qū)域地形落差較大，河流流速快，導(dǎo)致有機(jī)物難以沉積聚集，底棲動(dòng)物缺乏充足的食物來源，物種數(shù)量較少，B正確；光照強(qiáng)、光合作用較強(qiáng)理論上會(huì)增加水體中的有機(jī)物，有利于底棲動(dòng)物生存，與“物種較少”的現(xiàn)象矛盾，C錯(cuò)誤；高海拔區(qū)域人類活動(dòng)通常較少，污染程度較低，該說法與實(shí)際情況不符，D錯(cuò)誤。故選B。

7．B 8．A

【解析】7．鴨在水面會(huì)不斷游動(dòng)，不會(huì)阻隔空氣的進(jìn)入，A錯(cuò)誤；根據(jù)材料供鴨進(jìn)食休憩的鴨棚建于池塘水面上方，棚底由細(xì)竹竿鋪成，縫隙較大，所以飼料殘?jiān)鼤?huì)掉入池塘，同時(shí)鴨糞也會(huì)在池塘積累，二者分解會(huì)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(dòng)會(huì)抑制浮游植物的生長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)材料塘魚浮頭是因?yàn)槿毖酰褪澄锒倘睙o關(guān)，D錯(cuò)誤，故選B。

8．根據(jù)所學(xué)知識(shí)晴天太陽輻射強(qiáng)，浮游植物的光合作用強(qiáng)，釋放氧氣較多，水體中溶解氧較多，CD錯(cuò)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(cuò)誤，故選A。