第三节 圈层相互作用案例分析——剖析桂林“山水”的成因教案和学案内容

第三节

圈层相互作用案例分析—剖析桂林“山水”的成因

[学习目标]

1.了解喀斯特地貌景观的类型、特点及其分布特征。2.掌握喀斯特地貌的形成条件。3.理解地理环境的形成和演变是圈层间相互作用的结果，加深对地理环境整体性的认识。

一、认识喀斯特地貌

1．喀斯特地貌：是由喀斯特作用形成的一种独特的地貌类型。

2．喀斯特作用的本质：含有二氧化碳的水对可溶性岩石的溶蚀和淀积作用，其化学过程如下：

作用

溶蚀

淀积

3.喀斯特地貌的发育条件

可溶性：是喀斯特地貌发育的最基本条件，最主要的可溶性岩石是碳酸盐类岩石(1)岩石

透水性：岩石空隙和裂隙发育程度越高，透水性越好，喀斯特地貌发育越典型溶蚀力：取决于水中所含二氧化碳、有机酸和无机酸的数量，以及水的流动性的强弱(2)水

流动性：取决于大气降水、地面坡度以及岩石裂隙的类型与连通性化学过程

CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O

4．喀斯特地貌的分类

(1)地面喀斯特地貌：包括峰林、峰丛、孤峰，以及溶蚀洼地和落水洞等。

(2)地下喀斯特地貌：溶洞、地下河、石钟乳、石笋、石柱等。

二、剖析桂林“山水”的成因

1．岩石条件：石灰岩广布，厚度大，岩性纯，空隙和裂隙发育广泛，岩石的可溶性、透水性好。

2．气候条件：气候温暖、降水充沛，尤以4～7月降水较多。

3．地形条件：东部、西部、北部地势较高，中部、南部地势较低，漓江谷地自北向南纵贯全境。

4．水文条件：区域内地表水和地下水容易富集，流水侵蚀作用强。

5．生物条件：生物生长旺盛，土壤和流水中有机酸含量高。

思考

我国北方喀斯特地貌发育为什么不如南方典型？

答案

我国北方地区由于气温低，降水少，流水的溶蚀与淀积作用弱，所以喀斯特地貌发育不充分。

探究点一

认识喀斯特地貌

读图，回答下列问题。

1．写出图中数字代表的地貌名称：

①________，②________，③__________，④__________，⑤________，⑥________，⑦________，⑧________。

答案

①峰林

②溶蚀洼地

③孤峰

④落水洞

⑤地下河

⑥石钟乳

⑦石笋

⑧石柱

2．下列属于地面喀斯特地貌的是(多选)(

) A．①②

B．③④

C．⑤⑥

D．⑦⑧

答案

AB 3．一般情况下，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增加到原来的2～4倍。据此判断，我国什么地区的喀斯特地貌典型？说明你的理由。

答案

南方地区或西南地区。因为南方和西南地区纬度低，气温高，化学反应速率快，石灰岩被水溶蚀的快，形成的喀斯特地貌也就典型。

4．事实上，图示地貌在我国__________________地区分布广泛，南方地区因为________(岩石)分布很少，而没有形成典型的喀斯特地貌。图中属于淀积作用形成的地貌是________(填写数字)。

答案

云贵高原

石灰岩

⑥⑦⑧

1．影响喀斯特作用强弱的因素

2．喀斯特地貌的基本形态及其成因

类型

形态

峰林、峰丛、孤峰

地面喀斯特地貌

溶蚀洼地

落水洞

溶蚀

溶洞、地下河

地下喀斯特地貌

石钟乳、石笋、石柱

淀积

溶蚀

成因

读图，回答1～3题。

1．影响图中地形发育的主要外力作用是(

) A．流水侵蚀

C．冰川侵蚀

2．甲地的主要岩石类型为(

) A．花岗岩

C．大理岩

B．石灰岩

D．片麻岩

B．风力侵蚀

D．流水沉积

3．关于甲地区地貌的形成，叙述正确的是(

) A．该地地质运动活跃，岩石裂隙发育广泛

B．该地地表水缺乏，利于该地貌的形成

C．该地生物生长旺盛，不利于该地貌的发育

D．该地地处亚热带，高温有利于地下地貌的形成，不利于地表地貌的发育

答案

1.A

2.B

3.A 解析

第1题，图中反映了喀斯特地貌的发育情况。该地貌是由于流水侵蚀可溶性岩石形成的。第2题，形成喀斯特地貌最主要的可溶性岩石是碳酸盐类岩石，如石灰岩、白云岩等。第3题，岩石裂隙发育广泛有利于该地貌形成；地表水缺乏，不利于该地貌的形成；生物生长旺盛和高温都有利于该地貌的发育。

探究点二

剖析桂林“山水”的成因

近年来，桂林市积极打造生态旅游新品牌，牢固树立“绿水青山就是金山银山”的保护理念，桂林的旅游随之不断升级，并将在2020年基本建成国际旅游胜地。下图为“桂林及周边地区地形图”。

1．根据桂林的地理位置推测桂林的气候特点，说出这种气候对喀斯特地貌形成的作用。

答案

桂林位于我国西南地区，属亚热带季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，雨热同期。降水多，有形成喀斯特地貌的物质基础；气温高，水对石灰岩的化学溶蚀速度快，有利于喀斯特地貌的快速形成。

2．描述图示地区的地形特点，说明这种地形特点对喀斯特地貌形成的作用。

答案

桂林地区东部、西部、北部山岭环绕，地势较高，中部、南部地势较低，漓江谷地自北向南纵贯全境。这种三面高、中部南部地势低的特征，有利于地表水的汇集；地形坡度大，有利于地表水的快速流动，有利于促进喀斯特地貌的形成。

3．云贵高原主要由石灰岩组成，分析这种岩石对桂林山水的形成起到的作用。

答案

石灰岩分布广，厚度大，岩性纯，空隙和裂隙发育广泛，岩石的可溶性和透水性都很

好，极有利于流水对岩石的溶蚀，并形成典型的喀斯特地貌。

4．推测附近地区植被的丰富程度，并分析植被在桂林山水的形成中发挥的作用。

答案

以山地为主的地形，温暖多雨的气候，会形成茂盛的植被。茂密的植被有大量的根系，枯枝落叶腐烂后会形成有机酸，根系也会分泌有机酸，融入水中后加大水的溶蚀力，加速喀斯特地貌的形成。

5．桂林山水为什么被评为“中国最美喀斯特景观”？

答案

桂林以“山青、水秀、洞奇、石美”著称，桂林是世界喀斯特峰林、峰丛地貌发育最典型、最精彩、最具观赏性的地区，造就了“桂林山水甲天下”的胜景。

桂林“山水”的成因分析

桂林山水是十分典型的喀斯特地貌，它的形成和发育与该地区的岩石条件、气候条件、生物条件等密切相关，是这一地区独特的自然环境的产物，也是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互作用的结果。具体成因如下表所示：

喀斯特作用条件

圈层

自然

因素

桂林地区的自然条件和环境特征

原为海洋，石灰岩大量沉积；后抬升为陆地，石灰岩石的可溶性

岩石圈

岩石条件

岩广布

石灰岩厚度大，岩性纯，空隙和裂隙广泛发育，透水性好，可溶性强

大气圈

气候

条件

水文

条件

生物

条件

位于亚热带湿润区，气候温暖，降水充沛

地势东、西、北部高，中、南部低，利于地表水、地下水形成与富集，漓江南北纵贯，水的流动性强，侵蚀作用强烈

亚热带气候利于生物生长和有机质的积累，土壤和流水中的有机酸含量较高，水的溶蚀力强

水的溶

蚀力

水圈

生物圈

读下面人民币版面图案，回答4～6题。

4．此人民币票样，展示的是我国何处景观(

) A．九寨沟风光

C．长白山天池

5．该地景观的主要成因是(

) A．冰蚀作用

C．风力侵蚀作用

6．该地貌景观是由于(

) A．地球水圈与岩石圈相互作用而形成

B．地球大气圈、水圈和岩石圈相互作用而形成

C．地球水圈、生物圈和岩石圈相互作用而形成

D．地球大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用而形成

答案

4.B

5.B

6.D 解析

图中所示为桂林的峰林地貌和漓江。喀斯特地貌是在一定的气候和生物等条件下，水对岩石的溶蚀及淀积作用的结果，在一定程度上反映了水、大气、生物、岩石的相互作用。所以说喀斯特地貌是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互作用的结果。

B．流水溶蚀作用

D．海浪侵蚀作用

B．桂林山水

D．黄山

下图为“我国某地地形发育示意图”。读图，完成1～2题。

1．图中甲地地形主要分布在我国的(

) A．黄土高原

C．内蒙古高原

B．云贵高原

D．准噶尔盆地

2．图示地貌景观的形成与下列哪种条件关系不大(

) A．岩石条件

C．土壤条件

答案

1.B

2.C 解析

第1题，图中表示的是喀斯特地貌，主要分布在我国的云贵高原地区。第2题，喀斯特地貌与岩石、生物、气候条件关系密切，与土壤条件关系不大。

B．生物条件

D．气候条件

石林地貌主要形成于石灰岩地区，石灰岩主要成分是碳酸钙，下图为“石林地貌发育过程示意图”。完成3～4题。

3．图中地貌的演变顺序是(

) A．甲—乙—丙

C．丙—甲—乙

B．乙—丙—甲

D．丙—乙—甲

4．石林地貌发育过程中对当地地理环境产生的影响有(

) A．地表水资源变丰富

B．地形变得更加平坦

C．交通运输建设便利

D．旅游资源更加独特

答案

3.D

4.D 解析

第3题，据图可知，丙地侵蚀程度最弱，说明地貌发育为初期，甲地侵蚀程度最强，说明地貌发育为后期，故图中地貌的演变顺序是丙—乙—甲，D项正确。第4题，石林地貌分布区会形成地下溶洞、地下暗河等地貌，地表水流失快，故地表水资源贫乏，A项错误；地形变得崎岖，不利于交通建设，B、C项错误；石林地貌特殊，成为一种独特的旅游资源，D项正确。

5．读下图，回答下列问题。

(1)图乙为该地区某城市年内各月降水量与气温资料图，试判断其气候类型并描述其气候特点。

(2)根据图甲判断该地区的主要地貌类型。

(3)描述该地貌条件下形成的自然环境特征。

(4)该地区由于特殊的地貌条件，形成“地下水滚滚流，地表水贵如油”的现象，试分析其原因。

答案

(1)亚热带季风气候。特点：冬无严寒，夏无酷暑，冬暖夏凉，雨量充沛，温和湿润，雨热同期。

(2)喀斯特地貌。

(3)地表崎岖破碎，土层薄，土壤肥力低；地表水储存条件差，地下水埋藏深。

(4)云贵高原地区喀斯特地貌典型，多岩溶洞穴，明暗河相连，地表水渗漏严重，地下水丰富；地表植被少，涵养水源的能力差，地表水容易流失。

解析

(1)从图乙中的最冷月气温判断为亚热带，再从降水集中在夏季判断为亚热带季风气候。(2)根据图甲中的经纬度判断为我国的云贵高原，再结合图例中碳酸盐类岩石的符号判断其在本区有广泛的分布，从而确定该地区为喀斯特地貌。(3)喀斯特地貌成因可结合当地气候、地形、河流、岩石条件等方面来回答，并在此基础上结合云贵高原的自然环境特征来分析回答。(4)可联系喀斯特地貌多岩溶洞穴、地下暗河等进行分析。

(2017·青岛模拟)下图为“某地地质地貌示意图”。读图完成1～2题。

1．下列说法正确的是(

) A．①处所示地貌在我国主要分布于西北地区

B．①②处所示地貌都是由流水侵蚀造成的

C．图示地貌景观在湿热的环境条件下发育更好

D．⑤处指示的岩层弯曲现象是内、外力共同作用形成的

2．图中岩石形成的先后顺序是(

) A．页岩、砂岩、花岗岩、石灰岩

B．页岩、砂岩、石灰岩、花岗岩

C．石灰岩、砂岩、页岩、花岗岩

D．花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩

答案

1.C

2.B 解析

第1题，据图可知，该地区地表石灰岩广布，喀斯特地貌发育，应为我国西南地区；①为流水的侵蚀或溶蚀作用形成，②为地下溶洞里的石柱，为沉积作用所形成；⑤处岩层弯曲上拱，形成背斜构造，为内力作用所形成。第2题，页岩、砂岩和石灰岩都属于沉积岩，所以三者据先后顺序沉积，依次为页岩、砂岩、石灰岩；花岗岩属于侵入型岩浆岩，其应在其所切穿的岩层之后形成，故花岗岩最后形成。B正确。

读图和景观图片，完成3～5题。

3．图中⑥和⑦像年轮一样成为环境变化的记录器，环境要素的变化会形成粗细不等的节，下列说法正确的是

(

) ①粗大的节往往代表低温少雨的年份

②细小的节代表降水较少的年份

③粗大的节代表植物茂盛的年份

④细小的节代表土壤发育良好的年份

A．①②

B．②④

C．②③

D．①④

4．上图中的数字与下图景观照片相对应的部位是(

)

A．①

B．②

C．③

D．④

5．关于天坑的形成，需要具备的条件不包括(

) A．岩层要厚，只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间

B．岩层要致密坚硬，才能保持周围岩层的稳定而不塌陷

C．降雨量要大，这样地下河的流量和动力才足够大，足以将塌落下来的石头冲走

D．地下河的水位要很深，这样才能给天坑的形成提供足够的高度

答案

3.C

4.B

5.A 解析

第3题，⑥是石钟乳，⑦是石笋，它们在温暖湿润的年份发育得比较快，比较粗大；在这样的年份降水较多，植物生长茂盛，土壤发育良好。第4题，该景观图片所示为天坑，天坑是流水溶蚀作用形成的，多形成于②(落水洞)部位。第5题，天坑的形成至少要同时具备六个条件：一是石灰岩层要厚。只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间。二是地下河的水位要很深。三是包气带(含气体的岩层)的厚度要大。四是降雨量要大，这样地下河的流量和动力才足够大，足以将塌落下来的石头冲走。五是岩层要平。从天坑四周的绝壁看就会发现，岩层与地面是平行的，就像一层层的石板堆在四周一样，只有这样的岩层才能垮塌。六是地壳要抬升。地壳的运动就会给岩层的垮塌提供动力。显然A“岩层要厚”没有“石灰岩”前提。

古往今来，“桂林山水甲天下”不知唤起了多少人对桂林山水的向往。读图回答6～8题。

6．图中属于地面喀斯特地貌的是

(

) A．①②③

C．①②④

B．②③④

D．①③④

7．图中景观主要与喀斯特淀积作用有关的是

(

) A．①

C．③

B．②

D．④

8．景观④的代表性喀斯特地貌形态有(

) A．石芽、漏斗、落水洞

B．石钟乳、石笋、石柱

C．天生桥、石林、洼地

D．溶洞、地下河、峰丛

答案

6.A

7.D

8.B 解析

第6题，从图中可以看出，①漓江风光、②象鼻山、③峰林都是典型的地面喀斯特地貌，④地下“神宫”是地下喀斯特地貌。第7题，由图示可知，①②③均为地面喀斯特地貌，形成原因是溶蚀作用；④为地下喀斯特地貌景观，主要是淀积作用形成的。第8题，石钟乳、石笋、石柱主要是在淀积作用下形成的。

“喀斯特地貌”一词是岩溶地貌的代称，分布在世界各地的可溶性岩石地区。喀斯特地貌形成了许多典型的自然景观并由此衍生出灿烂的文化。下左图为典型的喀斯特地貌自然“梯田”景观——云南白水台的钙华天池。下右图为人造梯田景观——广西龙胜梯田。读图回答9～10题。

9．云南白水台的钙华天池的形成与哪种外力作用有关(

) A．冰川运动

C．流水的侵蚀作用

B．风力的侵蚀作用

D．流水的淀积作用

10．关于广西龙胜梯田，下列叙述不正确的是(

) A．有利于保持水土，体现人地协调发展

B．可以增加当地农业粮食的产出，提高农民的收入

C．为当地旅游业发展提供了资源

D．会破坏当地的生态环境，并由此导致更多的生态环境问题

答案

9.D

10.D 解析

第9题，钙华天池是流水中Ca(HCO3)2的淀积作用形成的。第10题，水平梯田有利于保持水土，保护生态环境。

下面是“云贵高原形成与发育过程示意图”。读图完成11～12题。

11．从上图中可以看出，云贵高原的形成发育过程中

(

) A．内力作用为主导因素

B．外力作用为主导因素

C．内外力共同作用，不同时期，内外力都有可能成为主导因素

D．以上说法都不正确

12．贵州素有“八山一水一分田”的说法，人均耕地不足，石漠化现象突出，造成石漠化的主要原因是

(

) ①降水丰富

②不合理的农业活动

③土层薄，水土易流失

④地表干燥度大

A．①②③

B．①③④

C．②③④

D．①②③④

答案

11.C

12.A 解析

第11题，结合四幅示意图分析可知，云贵高原形成初期，内力的隆起作用起主导作用；后期流水的侵蚀作用对形成云贵高原崎岖的地形起主导作用，所以C项正确。第12题，贵州地处季风气候区，降水丰富，流水侵蚀作用强，石灰岩地区土层薄，地势起伏大，水土易流失，再加上人类不合理的农业活动对植被的破坏严重，导致水土流失严重，石漠化现象突出，所以A项正确。

13．某地理课题组为完成“喀斯特地貌发育机制的研究”提出了以下设想，根据设想材料，结合所学知识，分析回答下列问题。

设想一：气候是我国南北方喀斯特地貌发育差异的主导因素。为论证这一设想，课题组在我国三个石灰岩分布区采样，获取如下数据：

地区

广西中部

湖北三峡

河北西北部

设想二：植被、坡度对地下喀斯特地貌发育有一定程度的影响。课题组根据植被覆盖率、坡度与地下喀斯特地貌发育程度的相关数据画出了如下坐标图：

降水时间分布

相对均匀

中等

集中

年降水量(mm) 1 500～2 000 1 000～1 200 400～600 年平均气温(℃) 20～22 12～15 6～8 年溶蚀率

(毫米/年) 0.12～0.3 0.06 0.02～0.03

(1)分别解释年降水量、年平均气温与年溶蚀率之间的内在关系。

(2)解释植被覆盖率与地下岩溶地貌发育程度关系曲线的形成理由。补充坡度与地下岩溶地貌发育程度的关系曲线。

(3)为什么在我国北方的深厚石灰岩分布区，没有形成像桂林那样的“山水”？

答案

(1)降水量大、分布均匀促使石灰岩受溶蚀的时间长，溶蚀率大；气温高，水中二氧化碳含量高，加快石灰岩的溶蚀。

(2)植被覆盖率高，加大下渗量，减弱了地表径流，从而促进了地下岩溶地貌的发育；同时植物根系排放的酸性物质也有利于石灰岩的溶蚀。坡度与地下岩溶地貌发育程度的关系曲线如下图所示：

(3)①北方热量较差，降水较少；②北方生物量少，土壤和流水中有机酸含量较南方低；③北方石灰岩分布区流水的侵蚀、溶蚀作用都比南方弱。

解析

第(1)题，一般情况下，年降水量大、年平均气温高时，年溶蚀率就大。第(2)题，从甲图可以看出，植被覆盖率高，地下岩溶地貌发育程度高，这是因为植被具有涵养水源的功能，丰富的地下水促进了岩溶地貌的发育；同时植物根系排放的酸性物质也有利于石灰岩的溶蚀。坡度越大，水的下渗越少，地下岩溶地貌发育越差。第(3)题，桂林“山水”的形成是气候、生物、地形、岩石、水文等各要素相互作用的结果，北方地区水热条件差、生物量少、土壤

和流水中有机酸含量较南方低，流水的侵蚀、溶蚀作用都比南方弱，所以没有形成像桂林那样的“山水”。

14．读下列材料，分析完成问题。

徐霞客在考察了广西、贵州、云南后，对这一带发育的峰林地貌作了总结：“峭峰离立，分行竞颖”，“磅礴数千里，为西南奇胜”。他还指出这“磅礴数千里”的喀斯特地貌，并不是一成不变，而是各省有各省的特点：广西之山的特点是“有纯石者，有间石者，各自分行独挺，不相混杂”；云南之山，“皆土峰缭绕，间有缀石，亦十不一二，故环洼为多”；贵州之山，“则介于二者之间，独以逼耸见奇”。又说：云南之山“惟多土，故多壅流成海，而流多浑浊”，广西“惟石，故多穿穴之流，而水悉澄清”，至贵州则“介于二者之间”。

(1)喀斯特地貌为什么在我国的亚热带地区最典型？

(2)西南地区喀斯特地貌发育的主要自然条件是什么？

(3)文中“壅流成海”的“海”是指________，“流多浑浊”的形成原因是什么？

(4)文中“穿穴之流”是指________。

答案

(1)水对可溶性岩石的化学反应速率随着温度的升高而加速，所以我国南方的亚热带地区的溶蚀速率比北方快；再加上南方亚热带地区的生物化学作用较强，土壤中二氧化碳的含量比温带要高几倍，经土壤进入水中的二氧化碳就多，所以喀斯特地貌典型。

(2)岩石条件：原为海洋，沉积形成了大量的石灰岩，地壳活跃，升降明显；气候条件：亚热带季风气候，气候温暖湿润，有利于地表水和地下水的形成与富集；生物条件：气候条件有利于生物的生长，导致土壤和流水中有机酸含量高，所以喀斯特地貌发育。

(3)湖泊

“惟多土”即泥沙入河流，水变浑浊。

(4)地下暗河

考点

认识喀斯特地貌

剖析桂林“山水”的成因

圈层相互作用案例分析节综合

题点

认识喀斯特地貌

剖析桂林“山水”的成因

圈层相互作用案例分析节综合

题号

1~5,9~12 6~8,13~14 15~16