东北黑土区是世界仅存的“三大黑土区”之一，曾经历过草甸、草原景观数万年的变迁。在东北寒冷的气候条件下，草甸、草原茂盛的植被剥落腐蚀，逐渐积累成一层厚厚的腐殖质，从而形成肥沃的黑土层。研究表明，东北黑土层的形成过程十分漫长，每形成1厘米厚的黑土需要400年。
20世纪50年代的大开荒中，这片肥沃的土地被54马力的进口拖拉机犁开。土壤专家发现，土壤中黑土层厚达30-100厘米，有机质含量高达5%~7%，是黄土地的数倍。黑土地成为中国东北的象征之一。 人们总用“一两土二两油”来形容它的肥沃与珍贵。
中国东北黑土区在大面积开发垦殖过程中，亦发生了严重的水土流失问题，主要表现在大面积坡耕地的黑土层流失和水土流失中形成的侵蚀沟。严重的水土流失正使中国肥沃的关东黑土地变得又“薄”又“黄”，专家警告说，如果再不抓紧防治，“黑土地”也许将成为书本上的一个历史名词。
土壤肥力是指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长过程中所需要的水分、养分、空气和热量的能力。中国东北黑土地是发育于冲积—洪积物、砂质风积物等成土母质，有黑色腐殖质表土层的土壤，这类土壤颗粒较细、性状好、肥力高，是适宜农耕的优质土地。中国的黑土地主要分布在东北平原，行政区域涉及辽宁、吉林、黑龙江以及内蒙古东部的部分地区。但自20世纪50年代大规模开垦以来，东北黑土区逐渐由林草自然生态系统演变为人工农田生态系统。长期的高强度利用，加之土壤侵蚀，东北黑土区由“生态功能区”逐渐变成了“生态脆弱区”，严重影响东北地区农业的可持续发展。下图是东北黑土地开垦后有机质变化图。
（1）简析东北黑土地腐殖质表土层形成的气候条件。（6分）
（2）推断黑土颗粒较细、均匀一致的原因。（4分）
（3）分析黑土开垦后土壤有机质的变化过程及原因。（8分）
（4）下列黑土保护措施中，请选择一例说明其提高土壤肥力的原理。（6分）
①大豆—玉米轮作；
②秸秆免耕覆盖还田。
【答案】
（1）东北黑土地地处中纬度，属温带季风气候（2分）；夏季温暖湿润，生长季雨热同期，形成了茂密的草原和森林植被，秋冬落叶，枯枝落叶在土壤积聚（2分）；冬季漫长，气候寒冷，微生物活动受到抑制，土壤中有机物质积累大于分解，进而形成了腐殖质表土层（2分）。
（2）黑土地主要分布在东北平原，地形平坦，地表多流水或风力沉积物（2分）；成土母质的颗粒大小决定土壤的性状，以流水或风力沉积物为主的成土母质颗粒较细且均匀（2分）。
（3）黑土开垦后初期，土壤有机质快速下降，黑土开垦后期，土壤有机质下降速度减慢，趋于稳定（2分）。黑土地开垦初期农田作物代替了自然植被，作物被收获后进入土壤中的有机质减少，有机质消耗速度快于积累速度，有机质快速下降（3分）；黑土开垦后期，土壤中有机质含量较低，有机质的分解速度相应下降，再加上人类施用肥料，使积累和消耗趋于平衡，土壤有机质含量保持稳定（3分）。
（4）选择①：玉米、大豆轮作可以降低病虫害的发生，提高作物产量和土壤有机质含量（2分）；大豆根部可以固氮，轮作玉米可以使土壤营养物质富集更加全面，维持土壤养分平衡（2分）；可显著改善土壤的结构，提高土壤通水透气的能力（2分）。
选择②：秸秆免耕覆盖还田是将产自土壤的有机物还田，使土壤有机质含量增加（2分）；也可改善土壤物理结构，使土壤的水、肥、气、热状况向良性转化（2分）；还可保护土壤免受风蚀和水蚀，减少黑土流失（2分）。
【解题思路】
（1）本题主要考查区域气候特征。分析土壤腐殖质层形成的气候条件需要从有机质的积累和消耗两个角度考虑，夏季雨热同期有利于有机质的积累，冬季寒冷干燥不利于有机质的消耗。（2）本题主要考查成土因素。可以从成土母质的特点决定土壤的性状进行分析。
（3）本题主要考查土壤的有机质特点。可以从有机质的分解和消耗两个方面进行分析。
（4）本题主要考查土壤肥力。应从土壤肥力的概念入手，结合具体的措施进行分析。
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