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。溶解氧是水生生態系統健康的關鍵指標。

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：養殖業或污水處理中，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"）。高海拔地區由于空氣稀薄，大氣壓強顯著低于平原地區，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少。但由于高海拔地區水溫通常較低（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，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，水體富營養化引發藻類暴發性繁殖（水華現象），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，進而引發魚類等水生生物因缺氧而死亡的生態問題。

（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，會將低緯度地區溫暖海水的溶解氧情況帶到高緯度區域，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的面積和強度不斷增加，夏季尤其顯著，對海洋生態環境產生了許多現實和潛在影響。

分析長江口外海域水體溶解氧低值區在夏季強度顯著增加的原因。

墨西哥灣“海洋死區”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域，其面積季節變化顯著，墨西哥灣暖流的伸縮狀態也對其形成一定程度的影響。圖為墨西哥灣“海洋死區”夏季位置分布圖。據此完成下面小題。

2．冬季，墨西哥灣北部“海洋死區”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”近似圓形的區域可能位于（ ）

A．油氣鉆井平臺 B．海底火山口

C．珊瑚島 D．海面漩渦區

4．當墨西哥暖流處于延伸狀態時，“死亡海區”可能出現（ ）

A．低氧區面積擴大，魚類死亡加劇 B．海水鹽度降低，藻類繁殖速度加快

C．營養鹽擴散速度加快，富營養化程度減輕 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，發現支流洮河底棲動物豐富度指數顯著高于干流，物種數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。據此完成下面小題。

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域底棲動物物種較少，主要因為該區域（ ）

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失衡。浮頭，是一種魚類因缺氧而浮在水面吞食空氣的現象，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。據此完成下面小題。

7．大量養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，該魚塘最容易出現魚群浮頭現象的時段是（ ）

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”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，攜帶大量營養鹽，藻類繁殖后分解耗氧，形成“海洋死區”。冬季河流徑流量小，輸入的營養物質少，水流影響范圍減小，微生物耗氧減少，“海洋死區”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”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”面積應縮小而非擴大，C錯誤；冬季入海徑流量小，“海洋死區”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，可能會產生一些廢棄物和污染物，污染物從固定平臺持續向周圍釋放，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，耗氧區域易形成近似圓形，符合“海洋死區”特征，A正確；海底火山口一般會有獨特的地質活動和生態系統，其形成的區域形態和“海洋死區”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、特殊的礦物質等環境，并非因微生物耗氧分解形成“海洋死區”，B錯誤；珊瑚島周邊生態系統較活躍，氧氣較充足，不易形成嚴重缺氧的“海洋死區”，C錯誤；漩渦區水流運動復雜，物質聚集和擴散形態更動態、不規則，較難形成近似圓形的穩定“死區”，D錯誤。故選A。

4．當墨西哥暖流處于延伸狀態時，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”受其影響，海水溫度和鹽度均升高，B、D錯誤；延伸狀態的暖流促進了“死亡海區”的水體交換，營養鹽擴散速度加快，富營養化程度減輕，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環境的連續性，對底棲動物的生存和繁衍產生較大的負面影響，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，關鍵是生態完整性，D錯誤。故選B。

6．高海拔區域通常水溫較低，而低溫環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”的現象矛盾，C錯誤；高海拔區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，從而出現魚類因缺氧出現浮頭的現象，B正確；鴨子的活動會抑制浮游植物的生長，C錯誤；根據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。