高考地理热点专题:积雪的六种效应,考前必看

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积雪,作为一种常见的自然景观,在人们心目中往往与严寒、不便甚至灾害联系在一起。然而,从高中地理学的视角审视,积雪绝非仅仅是降水的固态形式,而是具有多重地理功能的重要环境要素。它不仅是气候变化最直接的记录者,更是调控区域水文循环的关键因子,同时对土壤发育、生物活动乃至人类生产生活产生着深远影响。本文将从高中地理课程的核心概念出发,系统探讨积雪在地理环境中的多重作用,以期重新认识这一被忽视的天然地理要素。
一、积雪与气候环境:天然的“温度调节器”
从气候学角度看,积雪在地理环境中扮演着独特的调节者角色,其最显著的功能体现在对地表热量平衡的影响上。积雪具有高反射率这一关键特性——新雪的反射率可达80%-90%,而旧雪也能保持40%-60%的反射率,相比之下,普通地面的反射率通常只有10%-30%。这种高反射率意味着大部分太阳辐射能被雪面反射回大气,导致地表吸收的太阳辐射能大幅减少。因此,雪被覆盖的地区在白天升温缓慢,形成独特的“低温效应”。
这种低温效应在高中地理的气候模块中有重要教学价值。积雪覆盖的地区,由于地表吸收的太阳辐射减少,近地面气温较低,这又反过来有利于积雪的维持。这种正反馈机制解释了为什么在高纬度地区和青藏高原等高海拔地区,积雪一旦形成就不易消融。同时,积雪的保温作用同样不容忽视。积雪内部充满静止空气,导热系数极低,能有效阻止土壤热量的散失。研究表明,当积雪厚度达到20-30厘米时,其下土壤温度可比雪面温度高出10-20℃。这种“外冷内暖”的特性,既保护了土壤微生物的活性,又抑制了土壤的深层冻结,对区域生态系统具有深远的保护意义。
积雪与气候的关系还体现在其作为气候变化指示器的独特价值上。气候变化研究中,积雪的覆盖面积、积雪深度和积雪持续时间是最直观、最易测量的指标之一。高中地理教学中常提到的“雪线”,正是现代冰川发育和气候变化的重要标志。通过长期监测积雪的变化,科学家能够推断区域乃至全球气候系统的演变趋势,这使得积雪成为连接地理学研究与全球环境议题的重要纽带。
二、积雪在水循环中的角色:天然水库与水文调节器
从水文学角度分析,积雪是陆地水循环中一个特殊的储水环节,其地位堪比一座天然的季节性调节水库。高中地理教材中明确指出,水循环包括蒸发、水汽输送、降水、径流等多个环节,而积雪则扮演着降水和径流之间的“时间缓冲器”。具体而言,冬季以降雪形式储存的固态水,不会立即转化为径流,而是等到春季气温回升后才逐步融化释放,使得原本可能在冬季以洪水形式宣泄的水量,被推迟到春季以融雪径流的形式均匀补给河流和地下水系统。
这种时间上的滞后效应,使得积雪在中纬度干旱与半干旱地区具有无可替代的水资源调节功能。以我国西北干旱区的天山、祁连山等山区为例,夏季炎热少雨,农业生产和生活用水主要依赖春季的融雪径流。如果没有山区积雪的“水库”功能,春季融雪不足将直接导致夏旱,威胁数千万人口的生存与发展。因此,高中地理教学中常将积雪覆盖的山区比作“固体水库”或“天然水塔”,形象的说明了积雪在水资源时空分配中的核心地位。
积雪的水文作用还体现在影响径流的季节性分布和洪水形成机制上。春季气温回升,积雪快速融化,若此时恰逢降雨,极易形成峰高量大的混合型洪水,这种现象在高中地理的自然灾害模块中常被作为案例进行分析。与之相对,积雪的缓慢融化则有利于提高土壤水分含量、促进植被返青,维护生态系统的稳定性。通过积雪的这一调节机制,原本具有破坏力的春季融水被转化为农业生产和生态修复的水源,体现了自然地理过程的智慧。
积雪的另一个水文功能是影响下渗和地下水补给。积雪覆盖时,土壤冻结层较浅,有利于融雪水的下渗;而雪盖融化后,土壤解冻,孔隙度增加,进一步促进了水分的入渗和地下水补给。研究显示,在积雪深厚的地区,融雪水对地下水的贡献率可达30%-50%。这种补给机制对于维持河流基流和生态基流具有基础性作用,是干旱区水资源可持续利用的关键环节。
三、积雪对土壤与生态系统的维护作用
从土壤地理学和生物地理学视角审视,积雪对土壤发育和生态系统功能具有多重保护与调节作用。在土壤形成过程中,积雪扮演着“缓冲层”和“风化剂”的双重角色。一方面,如前所述,积雪良好的隔热性能保护土壤免受极端低温的侵袭,维持了土壤微生物的活性,促进了有机质的分解和养分循环。另一方面,积雪融化时产生的融雪水,携带溶解氧和有机酸,对岩石矿物产生化学风化作用,有助于土壤母质的发育和土壤肥力的积累。
在冬季寒冷漫长的高纬度地区,积雪覆盖对防止土壤风蚀和水蚀具有决定性意义。裸露的土壤在冬季强风作用下极易发生风蚀,导致表层肥沃土壤流失;而积雪覆盖则能有效保护地表,减少土壤颗粒的扬散。春季融雪时,雪盖对地表也有缓冲作用,降低了融雪径流的冲刷能力,减缓了水土流失。这种保护机制在高中地理的土壤保护专题中具有重要的教学价值,成为理解自然地理要素相互作用的典型案例。
积雪对植被生态系统的影响同样深远。在寒区生态系统中,积雪不仅为植物越冬提供了“保暖层”,防止根系冻伤,还在春季为植物返青提供了稳定可靠的水源。研究发现,在积雪厚度适中的地区,植物返青期比无积雪覆盖区提前7-15天,生物量也有所增加。此外,积雪的周期性消长还影响着植被的分布格局——在积雪深厚且持久的地区,往往发育着独特的雪地生态系统,如高山冻原、亚高山草甸等,这些生态系统中的植物通常具有抗低温、耐雪压的特点,形成了独特的适应性特征。
积雪与野生动物的关系则体现了生态系统的复杂性。对于许多寒带动物而言,积雪既是挑战也是机遇。厚雪会增加大型食草动物(如鹿、马鹿)的移动难度和觅食困难,同时却为小型啮齿动物(如旅鼠、田鼠)提供了隐蔽的通道和稳定的微环境。雪层下的温度通常维持在-5℃至0℃之间,远高于外界-30℃至-40℃的极寒,这种“亚冻土环境”成为许多小型哺乳动物和昆虫的冬季避难所。因此,积雪的存在直接决定了寒区食物网的结构和功能,是高中地理教学中生态位理论的生动例证。
四、积雪对人类活动的影响:资源与风险的双重属性
积雪对人类活动的影响具有鲜明的二重性——它既是重要的自然资源,又是潜在的自然灾害。从资源角度看,积雪是寒区水资源的储备形式,为农业灌溉、城市供水和生态保护提供了可靠保障。特别是在干旱气候区,山区积雪的蓄水与供水功能直接决定了区域发展的可持续性。以我国新疆为例,天山的积雪资源支撑着塔里木盆地和准噶尔盆地周边的绿洲农业,保障了数千万人的生存与发展。在高中地理的人地关系模块中,这一案例常被引用来阐述自然资源与区域发展的关系。
积雪的娱乐和旅游价值同样不容忽视。滑雪、雪地徒步、冰雪节庆等冬季旅游项目,已成为许多地区经济转型和乡村振兴的重要抓手。瑞士、加拿大等国的成功经验表明,合理开发利用积雪资源,能够创造可观的经济效益,带动相关产业链的发展。这对高中地理教学中的区域经济模块具有参考价值——自然资源的开发利用需要科学规划与可持续管理,才能在满足当代需求的同时不损害后代利益。
积雪的负面影响主要体现在对交通、建筑和人体健康造成的风险。积雪覆盖会降低道路摩擦力,增加交通事故风险;积雪压实可能阻塞道路和铁路,造成交通瘫痪。建筑物屋顶的积雪超载可能导致结构破坏甚至坍塌。大范围的积雪覆盖还会影响城市热岛效应,加剧冬季空气污染。这些负面影响是高中地理自然灾害教育中的重要内容,提醒学生辩证看待自然资源的价值——任何资源过量或分布不当都可能转化为灾害。
结语
积雪,这一看似简单的自然现象,实则是连接气候、水文、土壤、生态和人文要素的复合地理要素。从高中地理的视角审视,积雪不仅是气候变化的指示器,更是水资源的调节器、土壤生态的保护器、生物多样性的孵化器,以及人类活动的双重影响源。在气候变暖背景下,全球积雪面积和积雪深度呈现总体减少趋势,这一变化将对寒区水文循环、生态系统和人类活动产生深远影响。因此,深入理解积雪的多重作用,不仅有助于完善地理科学知识体系,更是实现人与自然和谐共生的必然要求。未来的地理教育应当在系统阐述积雪功能的同时,引导学生关注全球变化背景下的积雪演变,培养其综合思维和人地协调观,从而为可持续发展贡献智慧与力量
【真题演练】
我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成9-11题。
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9.图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是
A.①
B.②
C.③
D.④
10.该地寒冷期
A.最低气温高于 -16℃
B.气温日变化因积雪状况差异较大
C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大
D.膜内温度日变化与气温日变化一致
11.该地可能位于
A.吉林省
B.河北省
C.山西省
D.新疆维吾尔自治区
【答案】9.B  10.C  11.D
【分析】某地理要素(如气温、气压、降水量等)随时间(空间)变化的曲线统计图是地理学常用的表达方式之一,重点反映地理要素在时间上或空间上的分布特点和分布规律,直观明了。对此类图像的阅读方法是中学地理课程标准要求的基本地理技能之一。阅读此类图像单条曲线的基本方法包括以下几个方面:第一,关注横坐标所示的时间(空间)范围和间隔;第二,关注纵坐标的量和单位,把握量值的范围;第三,找出极大值和极小值的量值和出现的时间(空间);第四,按极值归纳波动的周期和量值范围;第五,如果存在多周期,判断周期间隔和波动范围。如果此类图像中有多条曲线,那么,这些曲线一般具有内在的比较关系,以说明不同特征情况下的分布差异,如同幅图中表示各月平均气温、最高气温和最低气温。对于这类图像,则要理解不同曲线的地理意义及其相互间的关系。
本串题提供的曲线图依据实验研究的结果。温室、塑料大棚、地膜覆盖等是农业生产活动改造气温较低不利自然条件的常用方式。对于大面积种植的果树,上述方式都不具有可行性,但是,根据此原理,也可采用类似的方法。在一些冬季气温比较低的地方,为保证葡萄安全越冬,则要采取人工防护措施。传统的做法是用土掩埋压倒匍匐的葡萄枝蔓。2003~2005年,新疆吐鲁番某农场采用两层毛毡和一层塑料布覆盖,葡萄安全越冬,之后逐渐推广,技术也逐渐成熟。这种方法比土埋法不仅效果更好,而且成本低约60%。新疆昌吉回族自治州阜康市位于天山以北,冬季气温远低于吐鲁番,葡萄难以自然越冬。某研究单位于2012年至2016年连续4个冬季在阜康市开展葡萄越冬双膜覆盖技术实验,其中2个冬季是丰雪年,2个冬季是枯雪年。试验地葡萄园是1998年栽植的红提葡萄果园。试验方法:利用双层保温原理,在11月上旬最低温度稳定在0℃时,在压倒匍匐的葡萄枝蔓上覆盖一层草帘,在草帘上覆盖第一层白色塑料薄膜,后埋边,在塑料薄膜上每间隔30~40厘米,用干草团架空,再覆盖第二层白色塑料薄膜,用碎土压土埋边。在春季平均气温稳定通过8℃时开始揭膜,揭膜后不撤除草帘,在4月中旬选择晴好天气,完全撤除草帘。
按“以能力立意”的考查宗旨,本串题重在考查考生的阅读地理曲线图的能力,只引用了上述研究的成果之一(见上图),并且题目设计摆脱该图的实验背景,而将考生的注意力全部集中在图示内容中。可见,本串题只是借用了这样一幅反映某实际情况的曲线图,至于其实际背景,如什么地方、何种果树、双层覆膜的技术方法、研究的方法和时间等,题目设计尽可能回避,教学也不必关注。
材料第一句描述只是为情境设计所需。接着是重点,即对图中所反映的内容(相当于图名)的描述。考生对该图的审读需关注以下几点:其一,时间段是寒冷期(12月至次年2月);其二,是每日逐时温度变化;其三,每个时刻的温度是寒冷期时刻的平均温度;其四,有4条曲线,分别表示丰雪年平均气温、丰雪年膜内平均温度、枯雪年平均气温、枯雪年膜内平均温度;其五,4条曲线表示的极大值、极小值的量值及出现的时刻;其六,关注4条曲线的日变化。考生不可能一次性完成这些方面的读图内容,可以根据每题的设问和选项设计,逐渐完成这些读图内容。
第9题首先引导考生对4条曲线的判读,这也是完成该串题解答的基础。判读可按以下思路进行。第一,气温比膜内温度低,或双膜具有保温作用,由此判断,①、②表示膜内平均温度,③、④表示平均气温。第二,有积雪时的气温较低,所以,③表示枯雪年平均气温,④表示丰雪年平均气温。第三,积雪覆盖下的温度变化较小,即积雪具有保温作用,所以①表示丰雪年的膜内平均温度,②表示枯雪年的膜内平均温度。由此,可得出正确选项为B。如果只解读本题,只需判读上述第一和第三两方面即可,但第二方面对下述两题的答题有意义,也是全面理解本图的基础。
在对图示4条曲线做出明确判读的基础上,第10题通过选项设计,考查考生对图示内容所表达的意义的理解。图示4条曲线中,最低值(丰雪年平均气温最低值)高于-16℃,但是,当考生注意此气温值是寒冷期的平均气温,则能确定A选项不符合题意。两条平均气温日变化曲线反映的丰雪年和枯雪年的气温日变化基本一致,而选项B表述“气温日变化因积雪状况差异较大”明显与图示内容不符,所以该选项不符合题目要求。两条膜内平均温度曲线,其中一条(枯雪年)与气温变化趋势基本一致,且日较差也差不多,但另一条(丰雪年)没有呈现明显的日变化,选项C“膜内温度日变化因积雪状况差异较大”明显符合图示内容,故该选项为正确项。由于丰雪年膜内平均温度的日变化较小,所以,D选项“膜内温度日变化与气温日变化一致”是错误选项。本题如果考生对每个选项的判读比较困难,可以采用快捷的答题途径直接选出正确选项C:积雪具有保温作用→雪被下的温度日变化较小→膜内温度的日变化因积雪状况差异较大。
第11题借用图示信息,考查考生对地球运动部分不同经度地区时间差异的掌握,设问是对所述地所在的省级行政区的判读。由于材料提供和前两题设计没有涉及此方面的信息,考生的注意力集中在曲线反映的内容上,因此,解答此题需跳出前两题关于气温和膜内温度关系讨论的范畴,从图示内容中另外找出关键信息。如果仅从寒冷期、最低气温角度思考,似乎缺少了许多条件,如葡萄越冬的最低温度、各省冬季的最低温度等,可见沿这条思路不能选出正确选项。但是,注意图示气温日变化极值出现的时刻——最低温出现在10时左右,最高温出现在16时左右,由此能得出该地寒冷期日出时间大约在10时左右,正午大约在14时左右,因为我国统一用北京时间(东经120°的地方时),那么,该地的地方时比北京大约晚2个小时。经过这样的思考,则能很顺利得出正确选项为D(新疆维吾尔自治区)。解答此题的最关键信息是日最高温出现在16时左右,考生如果仅考虑日最低温的时间并受气温值的干扰,可能会误选A(吉林省),因为吉林省纬度较高,冬季气温低,且昼长小于北京,但是如果从日最高温出现的时间即可排除该选项。
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