
【参考答案】(1)坡面非常平缓,能够减缓面状水流流速,有利于灌丛带截留、下渗,灌丛带水分条件改善。
(2)上坡向灌丛带截留大部分径流;裸地土壤渗透率低,土壤蓄水量少,难以维持植物生长。
(3)受灌丛带截留作用影响,前部土壤水分和养分条件改善,有利于草本植物和灌丛幼苗发育,植被带向上坡方向扩展;灌丛带后部水分减少,植被退化。
(4)灌丛带逐渐变宽,裸地面积减少,交替排列的带状景观消失。
【考查目标】本组试题以撒哈拉沙漠南缘萨赫勒地区发育的虎纹灌丛带状景观为素材,深挖相关学术研究背后的一般地理原理和规律,将学术研究过程和成果通过文字材料、航空照片和示意图进行重构,转化为鲜活、有趣的案例。试题材料淡化“专业”痕迹,以学生可感知的方式,通过层层递进的4个设问,从不同视角聚焦虎纹灌丛景观形成和演化,着重考查“地形—水分一气候—土壤一植被”相互作用、相互影响的关系,突出考查学生对自然地理景观形成与演化机制的分析能力。
试题充分体现区域认知和综合思维等核心素养的考查要求。第(1)问、第(2)问要求学生在了解萨赫勒地区地理环境特殊性的基础上,能够明确水分是该地区植被发育的关键要素,理解干旱地区水资源的稀缺与植被生存需求间的矛盾,准确分析和提取虎纹灌丛系统内水分再分配格局及其影响因素;第(3)问、第(4)问考查学生对自然地理景观动态变化的理解,分析水分、土壤、植被等要素在时空维度上的相互作用及其对景观格局的影响,运用动态观点研究地理现象的发生、发展与演变过程,并进行科学假设与推理。试题要求学生能够解释虎纹灌丛系统的整体性,并结合萨赫勒地区的自然环境特征分析虎纹灌丛的演变过程(区域认知);能够从自然环境各要素的物质运动和能量交换角度,分析虎纹灌丛系统内水、植被的运动与变化规律,以及各自然要素之间的相互影响(综合思维)。
【试题亮点】试题充分体现了自然环境的复杂性和动态性,很好地考查了学生的比较思维、辩证思维和动态思维等,在人才选拔方面具有很好的区分度。试题注重引导学生对比分析不同情境下地理事象的变化,将正常降水条件下的裸地与灌丛格局,与降水增多后可能发生的变化进行对比,进而理解区域环境的可变性和自然景观的适应性。这种比较过程不仅帮助学生认识不同环境背景下地理要素的表现形式,还考查学生对地理现象发展过程的敏感性和分析能力,能够结合生态保护需求进行实际问题的探讨(实践应用),并将局部现象与全球气候变化联系起来(全球视野、多尺度关联)。
试题展现了自然地理景观的独特美感,助力培养学生欣赏地理景观与自然之美的审美情趣。虎纹灌丛作为一种特殊的植被分布格局,本身就是干旱地区生态系统适应性进化的产物,具有独特的视觉效果和科学研究价值。学生解决问题的过程中,不仅能够认识到这种景观的科学意义,还能感受到自然地理环境所蕴含的艺术美、和谐美,在学生欣赏和认识这个世界的过程中,触动其热爱、感恩、保护大自然的情怀。
【试题解析】虎纹灌丛这一概念在1956年描述尼日尔北部地区航拍照片时被首次使用。该景观表现为由茂密的植被条带与裸露地面交替排列形成的规律性结构,因形似老虎花纹得名。除尼日尔外,类似的景观还广泛分布于其他干旱和半干旱地区,如毛里塔尼亚、马里、布基纳法索、索马里、苏丹、澳大利亚、美国、墨西哥和约旦等地。在尼日尔,虎纹灌丛主要发育在13°N~15°N年降水量为400~700 mm的高原地区,该地区湿季短暂且降水集中,地表广布厚层赤红壤硬壳,铁质结皮发育,坡度平缓均匀(0.2%~2%),植被带与裸地常沿等高线排列。
一个典型的虎纹灌丛可细分为5个小区:①径流带,处于带间裸地的上部和中部,地表的松散沙层被水流或风力侵蚀,形成一层平滑、致密且坚硬的地表结构。②沉积带,位于带间裸地的下边缘区域,湿季面状水流会在此区域短暂汇集,地表被沉积物覆盖。③草本先锋区,位于植被带的上边缘区域,植被主要由一年生草本、木本幼苗等组成。植被加速了沉积物的截留,成为植被带逐渐向上坡扩展的驱动力之一。④灌木核心区,是植被带的主体区域,木本植物发育。厚厚的枯落物覆盖在土壤表面,不仅保护土壤免受雨水冲击,还为土壤动物(如白蚁等)提供了良好的活动环境。这一区域具有生物活性高、根系密度大、土壤渗透性强等特点。⑤枯木退化区,位于灌丛带的后部,由于供水不足和植被衰亡,由大量枯死树桩和少量成熟树木组成。
关于虎纹灌丛的起源,目前主要有两种假说:一种认为该带状景观受气候变干或人为干扰导致原本均匀连续的植被退化;另一种则认为其形成是由于气候或土地利用条件改善后,先前退化的裸地出现了植被的自然恢复。研究表明,在虎纹灌丛地区,干季土壤水分是植被生长的主要限制因素;在灌丛带上坡边界,草本植物对面状水流的截留作用使水分进入土壤,为草本和木本植物提供水源;而在灌丛带下坡边界,由于缺乏足够的水源补给,植物出现缺水死亡现象,导致木本植物退化。
虎纹灌丛的形成与土壤性质、地形坡度和降水量有关。虎纹灌丛的带状模式可通过径流过程中水分和养分在带间裸地和灌丛带的不均匀再分配解释。带间裸地土壤渗透率低,降水多形成面状水流,向下坡向的灌丛带汇集;灌丛带土壤受植被影响,具有较高的渗透性,能够截留大部分径流,进而形成虎纹灌丛系统内的“源—汇”模式:带间裸地为水源供应区(源),而灌木核心区为水源汇集区(汇)。
在稳定的气候条件下,坡度是决定虎纹灌丛带状特征的关键因素。研究表明,虎纹灌丛的发育存在一定的坡度阈值,当坡度低于该值时,湿季面状水流难以形成,植被会随机地在土壤水分较好的地方发育,呈现斑点状植被格局;当坡度显著大于该值时,面状水流难以维持,虎纹灌丛景观也难以形成。
在坡度适宜的条件下,年降水量决定了虎纹灌丛的格局。尼日尔地区发育典型虎纹灌丛的年降水量约为550 mm。随着降水量减少,虎纹灌丛中的灌丛带长度变短,从“长线段”退化为“虚线”状;而降水量增加时,灌丛带宽度增大,带间裸地变窄,虎纹灌丛趋于消失。例如,在尼日尔东南部高原上,降水较多的区域虎纹灌丛对比度较低(变得模糊),仅在高原边缘坡度略陡的地方发育带状植被。
第(1)问,要求说明非常平缓的坡面有利于灌丛带发育的原因。试题围绕撒哈拉沙漠南缘萨赫勒地区虎纹灌丛的发育条件展开,不仅要求学生准确提取图文材料中的关键信息,还需要结合区域环境特征进行综合分析。萨赫勒地区位于“撒哈拉沙漠南缘”,可知其地处热带沙漠与热带草原的过渡地带,气候总体呈干热特征,降水变率大、干湿季明显,水分是该地区植被生长的限制因素。由于该地区裸地土壤渗透率低,降雨难以快速入渗,易形成地表径流。非常平缓的坡面能够减缓径流流速,维持面状水流状态;向坡下缓慢流动的面状水流也容易被灌丛带截留并下渗,改善灌丛带水分条件,促进木本和草本植物生长。因此,平缓的地形对于该地区虎纹灌丛的发育具有重要作用。