加州山火、南大洋疯狂吸碳、千龟朝阳……地球圈层系统物质循环与能量转换-2025年上海高考地理复习专练（解析版）

热点01加州山火'南大洋疯狂吸碳、千龟朝阳……地球圈层系统物

质循环与能量转换

(*》第一梆今捡点背堵

地理科学认为，地球各个圈层系统物质运动是能量转换的物质载体，能量转换是物质运动的动力基础。

地球各个圈层系统物质循环以能量为动力，能量在物质之间传递过程实质上就是能量的转化。当物质运动形

式发生转化时，能量形式同时发生转化，物质与能量只是同一个基本实体的不同表现形式而已。例如，与人

类来说，2025年“11•6美国加州野火”是岩石圈、大气圈能量与生物圈的恶性互动，与土壤圈来说又是良

性的物质循环；南大洋疯狂吸碳现象，是水圈与生物圈的互动产物。云南省千龟山“千龟朝阳”景观的形成，

则是“天”一一太阳辐射能化身为风、生物、水与地表岩石互动的结果。

由于能量转换是物质运动的动力源泉，在认识物质运动过程时，如果把握住了能量转换这条主线，就相

当于牵住了一个根本性的、稳定不变的基本原理线索，在此基础上去本源性地审视和把握能量转换和物质运

动过程。

事实上，地球各个圈层系统物质运动与能量转换一样，都是自然地理要素相互作用、相互影响的能主要

表现形式。结合图文材料，对各个圈层运动过程、运动结果的描述与分析，是衡量学生学科素养状况的重要

途径之一。

碳

循

环

1.行星地球运动与能量转换

/\

太阳及其对内部外部

宇宙环境

地球的影响圈层圈层

核

地

宇

地

太

太

太

太大气圈

地幔

宙

球

阳

阳

阳

阳水圈

地

壳

的

的

辐

活

系

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组

普

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动

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地

地

成

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天

和

球

球正午太阳昼夜长

征各圈层基

体

特

的

的高度变化短变化

系

殊

影

影本特征

统

性

响

响

四季更替

2.地球大气循环运动与能量转换

水平气压差异一大气垂直运动一地面冷热不均

一

播涉滋他面摩擦方太

阳

福

射

水平运动（风）

_

地

一K

球

热0

大

自

气

力

变

转

环

一

化

流燃烧矿

.物燃料

一

黄

赤天气系统

交•I气压带和风带—d毁林

角

海陆季风

分布环流

海陆热力性质差异

气候

气候

型

类准静

类型暖

断

判

分布锋止锋

I锋面气旋L

3.地球水循环运动与能量转换

为中心

淡水湖泊水|合理利用水资源

分布规律

浅层地下水__r*i_।水降源।_时空分布不均

河流水」㈤一।

波浪

地球上的水

各种

海

水体一成因

水洋

相互类

陆地水大气水海洋水运

联系流型|寒流

动一倾

I暖流

.循环」寒流：降温减湿

对

海上内循环r潮汐工暧流：增温增湿

地

意

海陆间循环-维持全球理一生物一形成渔场

类塑造地义

型表形态水热平衡环一航海

陆地内循环-响加速净化

-污染物]

向海洋输送泥沙、有机物和无机盐类扩大范围

4.地球岩石循环运动与能量转换

T水平运动卜

他先^动11变旗作用I丽I搬运陋

J森克运动卜

岩石圈的

•I内力伊川卜抄卜力丽

物质循环

靖T溯源自蚀卜

果下注逅薪次摘方用

一腹蚀作川-I下饨卜

河

流

地-zm1洪积-冲积平原】

胡皱山卜用地表形态

dt貌

—Ufe机作用IT河漫灌半阻I

-[wW-

T：角洲平•原I

对人类活聚落

动的影响律

影响

_L

线路线路高原：山区：平原：

分布I走向条带状明显条带状带状、⑷状

5.地球生物循环运动与能量转换

6.碳循环

动植物的遗体地下的煤和石油

7.地球物质循环运动与能量转换的结果一一自然地理环境动态平衡

大气

赤道

水、由

岩

石

极

两

水循环生物、到

土

地理要素间进壤

域

地

生物循环行着物质与能的

异

分

岩石圈物质循斥量的交换组成

地理要素间相

从

海

生产功能整差沿

互作用产生新

陆

向

平衡功能体Jr内

功能性性

域

的

地

气候变化

分

自然地理环境异

地貌变化具有统一的演

化过程

山地的

_L垂直地

百玄矶~域分异

第二部今限时专秣（建议用时：60分钟）

1.2024年“11•6美国加州野火”。

当地时间2024年11月6日早间，美国加利福尼亚州洛杉矶西北处约64公里的索米斯发生野火，高

达每小时130公里的强风导致野火在几个小时内蔓延至约4km2的土地，后续则蔓延到更大的范围。这场火

灾直到2025年1月底才得到控制。加利福尼亚州山区多生长有油质灌木和松树，加上特殊的气候和地形

条件，是世界上森林火灾频发地区，其中“圣安娜风”也被称为“魔鬼风”，是造成加州山火频发的重要

原因之一。每年秋冬季节，加州盛行“圣安娜风”，风力强劲，直达太平洋沿岸。有研究称，受控野火能

促进森林部分耐火植物的生长。下图美国加州地形简图和“圣安娜风”示意图。

（1）图示河流下游径流量的季节变化特点是,并从气候角度，分析其主要成因。

（2）解释中央谷地的成因。

（3）据图分析秋冬季“圣安娜风”风力强劲的原因。

（4）分析秋季洛杉矶附近林区山火火势猛烈的主要自然原因。

（5）加州山麓地带的典型植被是（单选：A.亚热带常绿硬叶林B.亚热带常绿阔叶林C.温带落

叶阔叶林）受控野火对耐火植物生长的促进作用表现在—（单选）

①燃烧枯枝落叶，提高土壤肥力②增加地表热量，生长期变长

③减少种间竞争，增加生长空间④增加大气降水，提高上壤湿度

A.①②B.①③

C.②③D.③④

【答案】

（1）冬季多、夏季少主要流经地中海气候区，降水冬季多、夏季少。

（2）中央谷地位于内华达山脉与海岸山脉之间，由于美洲板块与太平洋板块碰撞挤压，地壳断裂下陷

形成谷地。

(3)秋冬季大盆地(东部内陆)降温快，气压高，西部沿海海域气温相对高，气压较低，海陆之间气

压差大；水平气流吹向沿海地区过程中，经过一些山口(因狭管效应)风力增强。

(4)该地区夏季炎热干燥，秋季林区积累大量干燥的枯枝落叶等易燃物；秋季来自内陆荒漠干燥的“圣

安娜风”翻越高大山脉后下沉升温；干热气流又顺峡谷穿行，加大风速，助长了火势。

(5)AB

【解析】

(1)图示河流下游区域位于北纬30。-40°大陆西岸，是在地中海气候区，夏季受副高控制，高温少

雨，河流径流量补给少，蒸发多，其径流量夏季少，冬季受西风影响，降水量较大，其径流量冬季较多。

(2)加利福尼亚州的主要地形单元形成原因主要与地球内力作用相关，该地位于美洲板块与太平洋板

块的消亡边界，由于美洲板块与太平洋板块碰撞挤压，地壳隆起形成海岸山脉、内华达山脉，两大山脉之间

的地壳则断裂下陷，形成狭长谷地。

(3)从图中看大盆中位于大陆内部，陆地较海洋热容量小，秋冬季节大盆地降温快，气温低，高气压

强盛，西部沿海相对气温较高，气压较低，内陆和沿海气压差异显著，受水平气压梯度力影响，风力较大；

气流吹向沿海地区经过一些山口，狭管效应使风力增强，同时风越过山脉之后，气流下沉，风速会继续增大。

(4)火灾发生必须有助燃物，当地亚热带常绿硬叶林广泛分布，秋季林区积累大量干燥的枯枝落叶等

易燃植物多。火灾发生时一般是由高温引起的，秋季来自内陆荒漠干燥的“圣安娜风”翻越高大山脉后气流

下沉过程中不断升温；风力大可使火灾发生范围扩大，干热气流又顺峡谷穿行，加大风速，助长了火势。

(5)结合第一题分析，图示区域山麓为地中海气候，故典型植被是亚热带常绿硬叶林，故A正确。枯

枝落叶燃烧后，释放大量矿物质，提高土壤肥力，①正确；火灾发生时虽然可提高土壤温度，但其影响时间

较短，不会影响植物生长期，②错误；火灾烧死不耐火植物，减少了种间竞争，增加耐火植物生长空间，③

正确；野火发生会使土壤湿度降低，④错误。故B正确。

2.森林生态系统涵养水源。

我国西南地区森林资源丰富，森林生态系统通过林冠层、枯落物层和土壤层对降雨进行截留、蓄积，

发挥着重要的水源涵养功能。图1示意2009-2018年我国西南地区某山体阳坡不同海拔的林地面积占比

和冠层截留贡献率，图2示意2009〜2018年我国西南地区某山体阳坡年均单位面积冠层截留、降雨量及

单位面积枯落物截留随海拔的变化。

20

林地面积占比

II冠层截留贡献率

15

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海拔/m

图1

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6OOO

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图2

(1)海拔1000~1500m的冠层截留贡献率最大，分析其原因。

(2)说明3000米以上单位面积枯落物截留量随海拔变化的特点，并分析其原因。

(3)从水循环角度，说明印度洋海水转化成我国西南地区河流径流的过程。

(4)简析森林生态系统涵养水源对河流径流的作用。

【答案】(1)林地面积占比大；单位面积冠层截留量大；降雨量偏多。

(2)特点：随着海拔升高，枯落物截留量迅速增长。原因：随着海拔升高，气温下降，微生物分解枯落

物的速度下降，枯落物蓄积量增加，枯落物吸纳和阻拦的雨水量增加。

(3)印度洋海水在太阳辐射作用下蒸发，形成水汽，水汽上升到空中，被气流(西南季风)输送到西南

地区上空，部分水汽在适当条件下凝结，形成降水(雨)，降落到地表的水，一部分在地面流动，形成地表

径流，还有一部分渗入地下，形成地下径流，地表径流与地下径流汇集，形成河流径流。

（4）森林林冠层和枯落物层截留雨水、土壤蓄水，雨季降低地表径流量；土壤蓄水为河流提供稳定可靠

的地下水补给来源，使得河流在枯水期也有一定的径流量，即森林生态系统对河流径流量起调节作用；林区

中土壤的蓄水和地下水等经过自然过滤作用，使补给给河流径流的地下水水质好，提高河流径流水质。

【解析】（1）图1显示海拔1000〜1500m人类活动较少，林地面积占比大，对降水截留量多；单位面

积冠层截留量大，截留效率更高；图2显示降雨量随海拔上升也存在变化，在此高度上降水量偏多，可供截

留的水源多。

（2）由图2可知，随着海拔的升高，截留量迅速增长，增长幅度大于3000米以下区域；原因：海拔升

高温度下降，微生物分解枯落物速率变慢，植物的枯落物分解少，土壤中的蓄积量增加，形成有机质层和腐

殖质层，枯落物吸纳和阻拦的雨水量增加，涵养水源效果更好。

（3）水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中通过蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、

下渗及地下径流、地表径流等环节连续运动的过程。我国西南地区部分在南亚季风影响下，参与印度洋与亚

洲大陆南部地区之间的海陆间循环。海水在太阳辐射作用下吸收热量，从海洋中蒸发，由液态水转化形成水

汽，水汽上升到空中，被西南季风输送到我国西南地区上空，部分在适当条件下遇冷凝结，形成降水，降落

到地表上。该部分水一部分在地面汇聚流动，进入江河形成地表径流，还有一部分下渗入地下，形成地下径

流，不同位置流动的地表径流与地下径流汇集成河流径流。

（4）结合前面三题分析，雨季时林区的林冠层、枯落物层和土壤蓄水截留雨水，“削峰”作用显著;

森林截留降水在土壤之中，土壤蓄水为河流提供稳定可靠的地下水补给，尤其是枯水季节更是重要的补给来

源，“补枯”作用显著，总体上使河流径流稳定；土壤蓄水和地下水运动等自然过滤（吸附、分解、沉淀）

作用，净化和提升了水质，提高水体自净能力，更新了水资源。

3.南大洋疯狂吸碳。

材料海水通过与大气的接触，直接溶解大气中的二氧化碳，水温越低二氧化碳溶解度越高。近年

来，有学者提出世界第五大洋一一南大洋的说法。南大洋吸收碳量比释放碳量高，其正在“疯狂吸碳”。

研究显示，二氧化碳在南大洋下沉再被绿植吸收转化，大约需要1000年的时间。图1为南大洋略图，图2

为碳循环示意图。

A.地处中纬度B.自西向东流动

C.性质为寒流D.信风吹拂形成

(2)解释南大洋吸收碳量高于释放碳量的自然原因。

(3)从大气受热过程角度，说明大气中二氧化碳增加导致全球变暖的过程。

(4)有学者认为南大洋疯狂吸碳可以改变全球变暖的趋势，你是否赞同？请表明态度，并从碳循环的

角度说明理由。

【答案】

(l)ABC

(2)西风带，风力强劲，风大浪高，海水与大气充分接触，溶解二氧化碳多；南极外围，水温低，二

氧化碳溶解度大，释放少。

(3)二氧化碳吸收长波辐射，其增加导致大气对地面辐射吸收增强，大气增温，并相应增加大气逆辐

射，保温作用增强，导致全球变暖。

(4)赞同。理由：南大洋吸碳量大，导致大气圈中二氧化碳减少；表层海水中的二氧化碳进入海洋生

物和岩石圈，碳循环时间长。

不赞同。理由：南大洋仅仅是局部地区，吸碳量有限；南大洋表层溶解的二氧化碳只是暂时的，随着

碳循环又将释放出来。

【解析】

(1)从地理位置来看，图示洋流位于南半球，大致位于中纬度地区，A正确。观察洋流的方向，洋流

从西向东流动，这与全球洋流系统中中纬度地区的洋流方向一致，B正确。考虑洋流的性质，由于该洋流

位于中纬度，且是从西向东流动的，这是典型的西风漂流。西风漂流在南半球表现为寒流，因为它携带的

是来自南极地区的冷水C正确。虽然信风在某些地区对洋流有影响，但图示洋流主要是由西风驱动的，而

不是信风，D错误。故选ABC。

（2）由图可知，南大洋所属西风带，该区域风力强劲，风大浪高，因此海水与大气可以充分接触，

使得海水溶解的二氧化碳多；该地区属于南极外围，水温较低，因此二氧化碳的溶解度大，释放少。因此

南大洋吸收碳量高于释放碳量。

（3）大气中的二氧化碳增多，会导致大气吸收更多的红外线长波辐射，即致大气对地面辐射吸收增

强，使大气温度升高，大气温度升高后，大气逆辐射也会增加，使得大气对地面的保温作用增强，气候变

暖。

（4）表明观点，言之有理即可。赞同。理由：南大洋吸碳量大，会导致大气圈中的二氧化碳含量减

少，从而减缓全球气温变暖；表层海水中的二氧化碳可以进入海洋生物和岩石圈，碳循环时间长，因此减

缓大气中二氧化碳的含量，从而减缓全球变暖的趋势。

不赞同。理由：南大洋仅仅是局部地区，面积有限，因此吸收的碳量有限，对全球气候变暖影响较

小；其次南大洋表层溶解的二氧化碳只是暂时的，随着碳循环又将释放出来，仍然会增加大气中的二氧化

碳含量，最终使全球气候变暖。

4.云南省千龟山“千龟朝阳”。

千龟山（26.5°N,99.7°E）是中国迄今为止发现的面积最大、海拔最高的一片神奇丹霞地貌区，其

山顶（海拔2700米）向西的坡面上为赭红色的砂岩，因特殊的地质作用，岩石表面发育成格子状的大裂

隙，将岩石分割成一只只如同乌龟一样的群龟方阵（如图a）,而每块龟背上又发育很多细小的龟裂纹。

众多的“乌龟”形成整齐排列的“千龟朝圣”景观，当太阳刚好从山顶升起时，就会看到“千龟朝阳”的

奇特景观（图b）。专家实地考察发现，第四纪冰期时该区域曾被冰雪覆盖，形成厚厚的冻土层。该地层

岩石中泥质含量较高，垂直节理发育完整。整个区域只有这个坡面上的“乌龟形态”发育最为完整。

图a千龟山的地理位置及景观图

图b“千龟朝阳”奇观图c岩石圈物质循环示意图

（1）千龟山的岩石类型属于岩石圈物质循环图（图c）中的—；该类岩石区别于其他类岩石的显著特

征有—、。

（2）将“①外力沉积②风化、侵蚀③地壳抬升”，按千龟山景观形成的正确过程进行排

（3）从整体性角度，分析千龟山向西坡面的“乌龟形态”发育最为完整的原因。

（4）某游客打算去千龟山看“千龟朝阳”奇观，请你为他分析一下是选择冬半年去、还是夏半年去

才能看到，并阐述你的理由。

【答案】（1）丁具有层理（层状）构造、含有化石

⑵①③②

（3）该坡面垂直节理发育完整，坡面几乎无植被覆盖，且坡面向西，白天太阳当西晒时，岩石升温快，

夜晚降温也快，昼夜温差大，物理风化作用更强，易形成龟裂纹；②西坡处于西南季风的迎风坡，降水量大，

岩石中泥质含量较高，容易被侵蚀，出现更多的龟裂纹。

（4）夏半年理由：从图中的指向标可知，山坡的最高处为正东方，“千龟朝阳”奇观出现时，此时

太阳位于山顶，而非地平线，说明太阳早己经从地平线升起来了，即该地此日出东北（昼长夜短），所以应

该是当地的夏半年。

【解析】（1）材料信息“赭红色的砂岩”表明主要岩石是沉积岩，再根据岩石圈三大岩石及岩浆转换

流程图中的箭头指向及数量，可推导出甲为岩浆（三进一出），乙为岩浆岩（三出一进），丙为变质岩（二

进二出+内力作用），丁为沉积岩（二进二出+外力作用）。沉积岩的突出特征：具有明显的层理构造和含有

化石。

（2）首先沉积岩的形成是位于地势低洼处“外力沉积”，形成水平岩层，其次再经历“地壳运动抬升”，

此过程中受力产生垂直节理发育，到了高处经历物理冻胀风化、流水侵蚀等外力作用，形成裂隙。

（3）从整体性角度分析西坡山体“乌龟形态”发育最为完整的原因，要明确整体性包含“气地水土生”

多方面要素：该坡面几乎无植被（生物）覆盖，岩石裸露，太阳当西晒（光照），白天岩石被太阳照射升温

快，而夜间岩石降温较快，昼夜温差大，物理风化明显，岩石容易形成龟裂纹；亚热带季风气候区，雨季降

水来自西南季风，西坡刚好处于迎风坡，降水多（水），且有坡度（地形），岩石泥质含量较高（土），使

得岩石受到流水侵蚀明显，更易形成龟裂纹。

（4）本题考查太阳周日视运动季节变化规律。关注一般规律：太阳在地平线日出东北，日落西北时，

太阳直射点一定位于北半球，属于北半球的夏半年。从图中的指向标可知，山坡的最高处为正东方，“千龟

朝阳”奇观出现时，此时太阳位于山顶，而非地平线，说明太阳早已经从地平线升起来了，即该地此日出东

北（昼长夜短），由此判断可知，此时是当地的夏半年。

5.海南岛的山地热带雨林与土壤。

海南岛气候有明显的干湿季之分，降水集中于夏季。区内分布有我国分布面积最广、保存较为完好的

山地热带雨林（如下图），该山地热带雨林包含有高山云雾林、山地雨林、低地雨林等众多植被类型。

2021年10月国家正式建立了海南热带雨林国家公园。调查发现在低地雨林的低海拔沟谷中植被密度较

小。尖峰岭发育了土层深达10米以上且质地黏重的砖黄壤，其腐殖质含量为5.7%,含水率较高，土壤中

的有机碳含量随深度增加逐渐降低。

山峰高程