高考地理跨学科融合溶解氧专题

一、定义：溶解氧，是指溶解在水中的氧气。鱼类、浮游生物、微生物等都需要溶解氧来呼吸。溶解氧是水生生态系统健康的关键指标。

二、溶解氧有哪些来和去？

来源：大气溶解：氧气从空气中进入水体；

光合作用：水生植物（如藻类、水草）在阳光照射下进行光合作用，释放氧气；

人工增氧：养殖业或污水处理中，人们会使用增氧机、曝气装置等提高水中溶解氧。

消耗：生物的呼吸作用

三、影响溶解氧的因素

（1）温度：一般情况下，水温与溶解氧的溶解度呈负相关。

水温升高时，水分子运动加剧，氧气更容易逸出水面，水中的溶解度降低。因此，在夏季，河流、湖泊等水体的水温较高，溶解氧含量相对较低，鱼类更容易因缺氧而死亡。

（2）气压：气压与溶解氧的溶解度呈正相关。

在一定温度下，氧气在水中的溶解度直接取决于液面上方的氧气分压（驱动氧气溶解到水中的"推力"）。高海拔地区由于空气稀薄，大气压强显著低于平原地区，空气中氧气分压较低。

氧气分压低（如高原），意味着氧气更难以进入水中，溶解氧相对较低；

氧气分压高（如平原），意味着更多氧气被"推入"水中 ，溶解氧相对较高。

虽然在气压因素作用下，高山湖泊的溶解氧通常比平原地区少。但由于高海拔地区水温通常较低（如冰川融水），低温下湖水溶解氧相对较高，因此可抵消部分因低气压带来的影响。

（3）盐度：水体盐度越高，溶解氧的溶解度越低。

海水中含有大量的盐分，由于盐离子占据水分子空间，减少氧气溶解，其溶解度一般低于淡水。例如，红海是世界上盐度最高的海域之一，溶解氧的溶解度相对较低。而在河口地区，由于淡水与海水的混合，盐度变化较大，溶解度也会随之波动。

（4）光照与生物活动

一方面，水生植物进行光合作用（白天），吸收二氧化碳，释放氧气，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会消耗氧气，降低溶解氧含量。如：鱼类、浮游动物等通过鳃呼吸摄取水中氧气，释放二氧化碳；微生物则通过分解有机物（如残枝落叶、排泄物）进行呼吸耗氧；夜间，水生植物通过呼吸作用消耗氧气。

当水体中生物量异常增加时，这种平衡会被打破。例如，水体富营养化引发藻类暴发性繁殖（水华现象），在短期内，尤其是白天光照充足时，藻类通过光合作用释放大量氧气，可能导致水体溶解氧浓度暂时升高。然而，随着藻类持续繁殖形成致密的藻层，不仅会像一层屏障阻隔大气中的氧气向水体内部溶入，直接减少水体氧补充；同时，水体底层的水生植物会因缺少光照而死亡。当这些大量死亡的藻类和植物残体沉入水底后，会被微生物分解，消耗大量的溶解氧，易导致水体缺氧，进而引发鱼类等水生生物因缺氧而死亡的生态问题。

（5）水体运动

流动的水（如河流、瀑布）比静止的水（如湖泊、池塘）溶解氧更高，因为流动的水体能够使水面与空气充分接触，加速氧气的溶解。所以，海水运动对海水中溶解氧分布起着重要作用。

1、海浪：海浪的拍打使海水与空气的接触面积大幅增加，能将更多的氧气带入海水之中，显著提高近岸海域表层海水的溶解氧含量。例如，在风暴天气时，强烈的海浪运动往往会让沿海区域海水的溶解氧水平在短时间内上升。

2、洋流：暖流在流动过程中，会将低纬度地区温暖海水的溶解氧情况带到高纬度区域，而寒流则会携带高纬度较冷海水中的溶解氧向低纬度输送。

在寒暖流交汇的海域，两种性质不同的海水相互混合，不仅改变了海水的温度和盐度，也使得溶解氧在垂直和水平方向上重新分布。

3、海水的垂直运动

上升流，能把海洋深处富含营养盐的海水带到表层，促进浮游植物的大量繁殖，浮游植物通过光合作用释放出更多氧气，增加表层海水的溶解氧含量；下降流，会将表层高溶解氧的海水带到深层，改善深层海水的溶解氧状况。

（6）其他因素：水域面积、冰情等

水域面积越大，和大气接触面积越大，海气交换频繁，溶解氧含量越高；

冰情越严重，即结冰阻隔了水体和大气的氧气交换，溶解氧含量越低。

总结：

辩证观点考查海水溶解氧：

入海径流对海水溶解氧的影响：

习题检测：

1、（2021年广东卷）【海洋地理】阅读材料，回答问题。

溶解氧是指溶解在水体中的分子态氧，其含量变化与水温、盐度、有机物质分解和生物活动等相关。自上世纪50年代以来，长江口外海域水体溶解氧低值区的面积和强度不断增加，夏季尤其显著，对海洋生态环境产生了许多现实和潜在影响。

分析长江口外海域水体溶解氧低值区在夏季强度显著增加的原因。

墨西哥湾“海洋死区”是水体中溶解氧因微生物耗氧分解下降导致水体严重缺氧区域，其面积季节变化显著，墨西哥湾暖流的伸缩状态也对其形成一定程度的影响。图为墨西哥湾“海洋死区”夏季位置分布图。据此完成下面小题。

2．冬季，墨西哥湾北部“海洋死区”面积变化及主要原因是（ ）

A．向北缩小冬季风强劲 B．向北缩小入海径流量小

C．向南扩大冬季风强劲 D．向南扩大入海径流量小

3．图中“海洋死区”近似圆形的区域可能位于（ ）

A．油气钻井平台 B．海底火山口

C．珊瑚岛 D．海面漩涡区

4．当墨西哥暖流处于延伸状态时，“死亡海区”可能出现（ ）

A．低氧区面积扩大，鱼类死亡加剧 B．海水盐度降低，藻类繁殖速度加快

C．营养盐扩散速度加快，富营养化程度减轻 D．表层海水温度下降，海洋生物多样性增加

2023年7—8月，科研人员对黄河甘肃段上游及支流洮河18个采样点的大型底栖动物进行调查，发现支流洮河底栖动物丰富度指数显著高于干流，物种数与海拔呈显著负相关，生物多样性与溶解氧呈正相关。左图示意黄河甘肃段上游及支流洮河采样点位置，右图示意干支流采样点生物丰富度指数。据此完成下面小题。

5．支流洮河底栖动物物种丰富度显著高于干流，主要原因是（ ）

A．支流流速慢，底栖动物易栖息

B．干流水利工程影响更显著

C．支流盐度低，有利于生物生存

D．干流有机质沉积量更充足

6．黄河上游干支高海拔区域底栖动物物种较少，主要因为该区域（ ）

A．水温高，溶解氧含量低

B．流速快，有机物含量较少

C．光照强，光合作用较强

D．人类活动频繁，污染严重

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响，低溶解氧反映水体生态失衡。浮头，是一种鱼类因缺氧而浮在水面吞食空气的现象，可影响鱼类生长速度，甚至造成大批死亡。我国华南某鱼塘主要靠雨水补给，常有鸭群在池塘戏水。供鸭进食休憩的鸭棚建于池塘水面上方，棚底由细竹竿铺成，缝隙较大。据此完成下面小题。

7．大量养鸭容易导致该鱼塘鱼浮头，主要是因为（ ）

A．鸭浮在水面阻隔空气进入

B．饲料残渣和鸭粪分解耗氧

C．鱼塘中浮游植物快速生长

D．鸭群密度高导致鱼饵匮乏

8．夏季，该鱼塘最容易出现鱼群浮头现象的时段是（ ）

A．阴天后的清晨 B．阴天后的正午 C．晴天后的午后 D．晴天后的傍晚

附答案：

1、参考答案：径流增加带来更多自然界的有机物质，分解加剧消耗溶解氧；水体富营养化，耗氧量增大；水温高，溶解氧减少；入海淡水增加，表层海水盐度降低，表层水温高，水体层状结构稳定；人类活动强度大，有机污染物排放多。

2．B 3．A 4．C

【解析】2．由图可知，夏季时，“海洋死区”在墨西哥湾北部河口处向南凸，面积较大，其形成与河流输入的营养物质密切相关，夏季河流(如密西西比河)径流量大，携带大量营养盐，藻类繁殖后分解耗氧，形成“海洋死区”。冬季河流径流量小，输入的营养物质少，水流影响范围减小，微生物耗氧减少，“海洋死区”向北退缩，B正确。冬季风自北向南吹拂表层海水，且墨西哥湾冬季风并不强劲，对“海洋死区”面积变化影响较小，A错误；冬季风并不强劲，且冬季入海径流量小，“海洋死区”面积应缩小而非扩大，C错误；冬季入海径流量小，“海洋死区”面积应缩小，而不是向南扩大，D错误。故选B。

3．油气钻井平台在开采油气过程中，可能会产生一些废弃物和污染物，污染物从固定平台持续向周围释放，钻井平台作为点源，污染物向四周扩散，微生物围绕该点分解有机物，耗氧区域易形成近似圆形，符合“海洋死区”特征，A正确；海底火山口一般会有独特的地质活动和生态系统，其形成的区域形态和“海洋死区”的近似圆形特征以及形成机制不同，海底火山口附近主要是高温、特殊的矿物质等环境，并非因微生物耗氧分解形成“海洋死区”，B错误；珊瑚岛周边生态系统较活跃，氧气较充足，不易形成严重缺氧的“海洋死区”，C错误；漩涡区水流运动复杂，物质聚集和扩散形态更动态、不规则，较难形成近似圆形的稳定“死区”，D错误。故选A。

4．当墨西哥暖流处于延伸状态时，来自低纬的加勒比海高温高盐海水深入影响墨西哥湾海域，“死亡海区”受其影响，海水温度和盐度均升高，B、D错误；延伸状态的暖流促进了“死亡海区”的水体交换，营养盐扩散速度加快，富营养化程度减轻，C正确，A错误。故选C。

5．B 6．B

【解析】5．黄河干流上水利工程众多，水利工程的建设改变了河流的水文特征，还可能影响河流的连通性和生态环境的连续性，对底栖动物的生存和繁衍产生较大的负面影响，而支流洮河受水利工程影响相对较小，更有利于底栖动物生存，使得其物种丰富度显著高于干流，B正确；一般来说，支流落差相对较大，流速并不一定比干流慢，A错误；黄河甘肃段上游及支流洮河都属于淡水河流，盐度差异极小，C错误；干流有机质沉积量不一定更充足，且底栖动物丰富度与有机质沉积不是直接决定关系，关键是生态完整性，D错误。故选B。

6．高海拔区域通常水温较低，而低温环境下溶解氧含量较高，并非“水温高，溶解氧含量低”，A错误；高海拔区域地形落差较大，河流流速快，导致有机物难以沉积聚集，底栖动物缺乏充足的食物来源，物种数量较少，B正确；光照强、光合作用较强理论上会增加水体中的有机物，有利于底栖动物生存，与“物种较少”的现象矛盾，C错误；高海拔区域人类活动通常较少，污染程度较低，该说法与实际情况不符，D错误。故选B。

7．B 8．A

【解析】7．鸭在水面会不断游动，不会阻隔空气的进入，A错误；根据材料供鸭进食休憩的鸭棚建于池塘水面上方，棚底由细竹竿铺成，缝隙较大，所以饲料残渣会掉入池塘，同时鸭粪也会在池塘积累，二者分解会消耗大量水中大量氧气，从而出现鱼类因缺氧出现浮头的现象，B正确；鸭子的活动会抑制浮游植物的生长，C错误；根据材料塘鱼浮头是因为缺氧，和食物短缺无关，D错误，故选B。

8．根据所学知识晴天太阳辐射强，浮游植物的光合作用强，释放氧气较多，水体中溶解氧较多，CD错误；阴天光合作用弱，夜晚没有光合作用，呼吸作用消耗大量氧气，清晨溶解氧最少，A正确，B错误，故选A。