学术情境试题268：地表解冻深度对融雪侵蚀影响

以下例子来源于四川省大数据精准教学联盟2021届高三下学期第二次统一监测文综地理试题，是在整理我国东北地区黑土保护的相关试题的时候查到，最近才查找到试题中图像的来源论文。

我国东北平原某地地势起伏较大，黑土广布，局部地区春季融雪造成的水土流失甚至比夏季更为严重。该地春季融雪期一般为3~4月份，白天均温约7℃,夜间均温约-3℃。某科研机构在该地进行融雪侵蚀实验，模拟相同融雪径流量为3.7L/min条件下，土壤解冻深度分别为1cm、2cm、3cm的三次融雪实验侵蚀率(一定的径流量条件下，单位时间土壤的侵蚀量，下图）。近年来，该地采取横坡垄作(沿等高线起垄耕作)、留茬耕作和秸秆覆盖等措施，以减轻融雪对黑土的侵蚀。

(1)据图归纳不同解冻深度土壤开始大量侵蚀的先后顺序，并简述其原因。

(2)若要模拟3cm解冻深度侵蚀率超过1cm、2cm解冻深度侵蚀率，推测需改变的实验条件。

(3)与夏季雨水侵蚀相比，简析该地局部地区春季融雪侵蚀更严重的自然原因。

(4)简述横坡垄作和留茬耕作对减轻黑土侵蚀的作用。（6分）

该组试题的背景素材来源于以下论文：

试题中的图像来源于论文的图2，如下所示：

第(1)题考查读图获取信息的能力，试题的设问比较简单，需要注意的是，设问只是比较了土壤大量侵蚀的先后顺序，并没有进一步分析后面的变化，请参考论文中对该图的分析：

土壤解冻深度较小时，大量侵蚀出现的时间较早，但后期侵蚀率增加速度较级；反之，后期侵蚀率增加速度较大。这是第(1)题的设问没有包括的内容。

第(2)题，由图可知3cm解冻深度侵蚀率变化较小，若要模拟3cm解冻深度侵蚀率超过解冻深度1cm与2cm的侵蚀率，可以考虑延长实验时间或增加流量，以下是论文中呈现的增加流量的例子：

将试题图中3.7L/min的侵蚀与上图中8L/min侵蚀率进行对比，可知在流量8L/min的条件下，12分钟后3cm解冻深度侵蚀率大于2cm侵蚀率，或是继续增大径流，可以推断3cm解冻深度侵蚀率大于2cm的侵蚀率。同时，延长实验时间也能达到类似的效果。

第(3)题，论文中的分析如下：

在另一篇论文中查找到更详细的描述：

——刘雨佳, 许秀泉, 范昊明,等. 东北黑土区横垄坡面融雪期细沟侵蚀特征研究[J]. 土壤通报, 2017(3).

对照参考答案，可知，命题者增加了植被的因素，其他表述可以从上述内容中找到参照。

第(4)题，以下是在另一篇文章中查找到的，关于横垄耕作对减少土壤流失的作用的描述：

——刘雨佳, 许秀泉, 范昊明,等. 东北黑土区横垄坡面融雪期细沟侵蚀特征研究[J]. 土壤通报, 2017(3).

参考答案如下：

(1)解冻深度越深，土壤开始大量侵蚀越晚。（解冻深度1cm的侵蚀开始的最早，2cm的其次，3cm的开始的最晚）

原因：冻结层起隔水层的作用；解冻深度越深，融雪径流下渗越多，大量产生地表径流越晚，开始大量侵蚀越晚。

(2)延长模拟实验时间；增大融雪径流量。

(3)春季升温快(或昼暖夜冷)，夜冻昼融交替变化，使表层土壤疏松，抗冲刷能力减弱；土地完全裸露，缺少植被（或农作物）保护；冻土阻隔，融雪径流下渗量少，地表径流量大。

(4)横坡垄作：拦蓄融雪径流，增加下渗量，减小、减缓地表径流，减弱对黑土的冲刷；

留茬耕作：增加地表粗糙度，减小地表径流流速，固定和拦蓄泥土，防止黑土流失。