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题型:现代文阅读 题类:模拟题 难易度:普通

浙江省普通高等学校2018年高考语文模拟考试试卷4

阅读下面的文字,完成小题。

    分子生物学家不怕公众问“你的研究有什么用”这样的问题,因为很多分子生物学的基础研究都有很强的实用性,几乎马上就可以指导医疗实践。DNA修复机制的发现也不例外。

    DNA修复涉及一系列蛋白质,如果其中任何一种不能正常合成,都可能导致DNA无法正常修复。这样的病人身体里的DNA损伤会以比常人快得多的速度积累,患某种肿瘤的概率也就比一般人大得多。

    在先天性DNA修复缺陷中,最有名的是着色性干皮病。病人的核苷酸切除修复机制不能正常运作,因此无法修复由紫外线造成的DNA损伤,哪怕是最轻微的阳光,都可以让皮肤起疱、发干并长出大量雀斑。病人100%会患皮肤癌,多在20岁之前离世。现在已经知道这种病有多种亚型,分别对应不同的缺陷基因。

    理论上讲,如果在产前能够检测这些基因是否存在缺陷,就可以避免生出有缺陷的新生儿。当然,考虑到着色性干皮病的发病率只有二十五万分之一,目前对这种病进行产前基因检查的需求可能并不迫切。相比之下更值得注意的是由先天性错配修复基因缺陷引起的遗传性非息肉性结直肠癌,这是遗传性结直肠癌中最常见的类型,在所有结直肠癌中占到2%-5%。复旦大学的研究表明,在东亚人群中这种基因缺陷较为常见,因此一定还有很多携带者未被发现。如果能通过基因检查确定为缺陷基因携带者,就可以早做预防,避免或推迟结直肠癌的发生。

    事实上,即使是一般人,也可能因为体内某些细胞的DNA修复机制出现后天的缺陷,而患上肿瘤。当这些修复机制不能正常运作之后,肿瘤细胞的DNA就更容易出现突变,肿瘤的恶性化程度也越高。然而与此同时,肿瘤细胞的繁殖也更依赖于还能正常运作的修复机制。如果这些修复机制也被破坏,DNA将更容易受到损伤,这样反而可以加快肿瘤细胞的死亡。

    基于这一原理,科学家们从DNA修复相关蛋白质入手,筛选可以抑制其活性的肿瘤化疗药物,已经有了初步成绩。欧洲生物制药公司阿斯利康就推出了一种叫奥拉帕尼的新药,可以抑制一种叫“聚ADP核糖聚合酶”的DNA修复蛋白质的活性,从而达到治疗肿瘤的效果。美国食品药品管理局(FDA)已经在2014年批准这种药上市,允许用它来治疗一种特殊类型的晚期卵巢癌。

(1)、下列对DNA修复的理解,不正确的一项是(    )
A、健康的人体具备DNA修复功能,但这种修复功能有可能丧失,而一旦丧失,会增加罹患肿瘤的机会。 B、如果产前能够检测包括核苷酸切除修复缺陷在内的某些基因是否存在修复缺陷,就有可能避免生出有缺陷的新生儿。 C、对东亚人群而言,产前检查是否存在先天性错配修复基因缺陷比检查是否存在核苷酸切除修复缺陷更迫切。 D、对因体内某些细胞的DNA修复机制出现后天缺陷而患上肿瘤的人来说,修复机制被破坏是有害无利的。
(2)、根据选文内容,最适合做本文标题的是(    )
A、分子生物学基础研究的实用性 B、DNA修复机制 C、DNA修复机制的实用性 D、基因的自我修复
(3)、结合文章相关内容,解释新药奥拉帕尼的作用原理。
举一反三
阅读下面的文字,完成下题。

文学是人类感恩自然的最佳途径

    人类在征服世界的征途中,渐渐地失去了自己的灵魂。尤其是现代社会,红尘滚滚,人心浮躁,我们若想与喧嚣都市抗衡,也许最佳选择就是投入到自然中去,享受星辰、山河、森林、海洋,让生命从中获得身心滋养,获得真正的愉悦与幸福;而我们从自然中领受到的身心感悟,一旦化为文字,就成了自然文学。

    中国人讲求顺应自然,强调天人合一,将美好的品质赋予自然,比如山水、树木、花草、虫鸟;古人写文章,大多写山水、游记,即使当今的散文写作领域,游记文章也占了相当大的比例。事实上,中国文化历来注重探究人与自然的关系。欧美几十年前也兴起了写山水、荒原、旷野即写大自然的热潮,名之为“自然主义写作”,也就是自然文学。

    所谓自然文学,从内容上看,主要思索的是人类与自然的关系;从形式上说,当代的自然文学,主要包括环境文学和生态文学。

    河山信美,但要以文学手法来表现好她,无论散文、诗歌、小说,都需要真诚深切的心灵,要具有大情怀。“非有大情怀,即无大艺术”,人应该有所敬畏,首先要敬畏大自然。以前,山青水绿海晏河清,正是大自然对敬畏天地的人类的回报,现在人们乱砍滥伐破坏生态,自然灾害到处频发,也正是大自然对胡作非为的人类的惩罚。

    在大自然面前,人类太渺小。

    中国古代文人大多纵身、纵情山水,因为其精神家园是山水。对他们来说,在大自然中超脱现实、圆融身心,能使生命更快乐,人生也更有意义和价值。的确,当人回归自然,灵魂就会与宇宙相通。

    人要与自然和谐共处,就要善待我们赖以生存的土地。无论在哪个民族的心目中,土地都至尊至荣。“土能生万物,地可载山川”,人类的一切,都由土地养育和承载。在古代中国,土地就代表社稷,皇城里必建有社稷坛,用五色土拼成,皇帝每年都要祭坛拜土。从世界范围来说,只有维护好所有的土地山河,才能保持全人类的健康。

    然而,人们往往难以实现这样的梦想,于是产生了园林。园林是传统中国文化中的一种艺术形式,通过地形、山水、建筑群、花木等载体,衬托出人类的心灵寄托和精神文化。

    正是大自然的千姿百态,成就了自然文学。乡村、田园、草原、丛林,江河、海洋,旷野、荒原……游记作者笔迹所在,往往就是其足迹所至。我想,在自然文学作者看来,从自然中得到的精神享受,一定远比物质享受更为愉悦和幸福。我们的亲身体验,能唤起人们更加热爱壮丽山河;我们的美好感受,能激励人们更加追求精神享受;我们的妙笔生花,能吸引人们更多地热爱文学尤其是自然文学。

    文章,人心之山水;山水,天地之文章。“山水无文难成景,风光着墨方有情”,一语道尽自然与文学的关系。

(选自《中国文化报》,有删节)

阅读下面的文字,完成下面小题。

三大通信运营商谈网信事业:安全、创新、人才缺一不可

光明网北京4月26日电(记者 李政葳)25日下午,中央网信办召开了贯彻落实网络安全和信息化工作座谈会精神的互联网企业家座谈会,中国移动、中国联通、中国电信国内三大通信运营商代表在座谈会上,结合实际工作和今后规划分享了各自的体会。

中国移动:互联网发展要狠抓物联网业务

发展网信事业离不开核心技术。中国移动通信集团公司党组成员、总经理李跃认为,今后互联网的发展要狠抓物联网业务。目前,物联网已成了很多行业实现工业化、信息化的重要抓手,今年要推动实现1亿物联网用户,推进窄带的互联。在4G基础上推动5G技术的发展,另外,在IT转型方面,应大力推动云计算、大数据等技术发展,切实把创新发展融入日常工作各个方面。

如何“通过网络走群众路线”?李跃认为,网络信息安全产业涉及千家万户。当前,中国移动每月拦截的垃圾短信超3亿,每月封堵的国际诈骗电话三千万次以上,每月拦截色情网站1.3万个。另外,李跃还提到,在树立正确的网络安全观的同时,还要看到网络安全方面的人才需求,“因为好方案也依赖于人。所以,要加强队伍建设,加强网信机制建设。”

中国联通:网络信息安全体系建设不容忽视

网信事业要发展,必须贯彻以人民为中心的发展思想。“让老百姓用得上、用得起、用得好网络,这为运营商提供了艰巨任务,也让我们感到责任重大。”中国联合网络通信集团有限公司总经理、副董事长、党组副书记陆益民认为,网信事业建设离不开基础网络和基础通讯服务能力的提升。今年以来,中国联通积极落实网络强国、宽带中国战略,以及提速降费的部署,移动网加大4G网的建设,固网加强相关设施的建设。“一季度4G网络基本覆盖了全国县以上城市和大部分乡镇,覆盖密度大大加强。”

陆益民还表示,在加强技术层面创新的同时,网络信息安全体系的建设也不容忽视。“加强网络信息安全体系建设是运营商义不容辞的责任。”陆益民坦言,在做好各项网络信息安全工作的基础上,须加强体系防范,健全内部安全体系建设;加强技术防范,运用大数据、云计算等新技术,加强信息安全管理;提升数据安全应急处置的能力,保证企业内部平台安全。

中国电信:大规模引进技术人才推动转型

如何将网信事业惠及千家万户?中国电信集团公司总经理、党组副书记杨小伟表示,中国电信未来三年将持续投资两千五百亿左右,主要用于4G网络和有线光纤网络发展,加大4G“光改”力度,将过去ADSL模式全部改成光纤,让最偏远的农村都能享受50兆以上的高带宽接入。

网络安全和信息化是相辅相成的,安全是发展的前提,发展是安全的保障,安全和发展要同步推进。根据习总书记在19日座谈会上的这一论述,杨小伟表示,公司将对信息安全技术、网络安全技术进行梳理,落实实名制工作,以确保用户的信息和数据安全。

“过去,公司人员在传统基础网络方面较多,于互联网核心技术方面相对较为欠缺,我们需要做一些大规模的人才引进计划,通过几年时间实现电信人才转型。”杨小伟说。

(有删改)

阅读下面材料,回答小题。

材料一:

随着全球人口的不断增长和科学技术的飞速发展,人类在创造文明的同时也缔造了一个深受人类影响的全球生态系统。长期以来对生物资源及土地的过度利用,导致了动植物栖息地丧失、环境污染等一系列问题的出现,生态环境及生物系统遭受了严重破坏。据专家估计,由于人类活动和气候变化,地球上的生物种类目前正在以相当于正常水平1000倍的速度消失,全球已有约3.4万种植物和5200多种动物濒临灭绝,物种分布发生了大范围的变化,这些形成了全球性的生物多样性危机。

    生物多样性危机是多种因素综合作用的结果,城市化是其中重要的因素之一。城市化是伴随工业化和现代化必然出现,反过来又推进工业化和现代化的一个历史过程;城市化水平是现代文明的重要指标。但无序蔓延的城市开发使野生动植物的栖息地日益萎缩,一部分动植物不得不和人类共同生活在城市之中。

    城市中约60—70%的地表被道路、人工建筑、停车场等硬化,水不容易渗入,植物的种子难以生根。全球很多城市的人口密度已达每平方千米数万人,密集的人流对诸多生物而言是潜在的危险;除此之外,还有大量的汽车、摩托车等在飞驰。高楼大厦林立,热量不断聚集,城市中心的温度有时甚至高出周边10℃之多,这种热岛效应对生物的生存也是一大干扰因素。

    生物多样性为人类发展带来了巨大财富,目前它却面临着来自城市化等方面的威胁。城市化对生物多样性的影响成为生态学研究者关注的焦点问题。

(取材于干靓等的相关文章)

材料二:

    近年来生物学家发现,城市中部分野生物种对相比地球漫长历史还十分年轻的人工环境有着不可思议的适应力。

    科学家正努力揭示各物种在城市中的进化情况。“坦白说,部分物种对这种极端约束适应能力之强着实令人惊叹。”法国蒙彼利埃大学功能生态学与进化生态学研究中心主任皮埃尔-奥利维耶·切普图评论道。“这其中不仅存在微观进化,我认为在某些情况下还有宏观进化。”荷兰国家生物多样性中心进化论研究员曼诺·希尔图森说,“我们在城市观察到的进化,其速度接近理论上的最大值,这让我们感到不可思议。”

    联合国预计21世纪城市化进程将步入快车道:2030年,全球城市面积将达140万平方千米;到2050年,城市居民将新增25亿。城市作为人类文明的产物,最早出现于5000年前的美索不达米亚平原。如今,城市化将成为地球生物最重大的进化动力之一。

    的确,城市中生物进化的各类实证开始涌现,水泥路旁、大楼脚下、阳台边缘、地铁站楼梯等,无处不在。繁衍在城市地铁通道的地下家蚊不再冬垫,相较于鸟类的血液,它们现在明显偏好哺乳动物;它们与其他蚊子种群之间,已经产生了明显的生殖隔离。除了野生物种和家养物种,有的地方如今又出现了新型城市物种,这使人们重新审视城市生态环境与生物多样性问题。科学家将城市与遭受高度集约化农业严重破坏的乡村环境进行对比后,发现城市中的物种往往比乡村更多。相较于乡村,城市为物种提供了多样化的生境。动植物可以依附于各种各样的角落、边沿、墙缝,生活在荒地、墓地和潮湿的水沟里,或者栖居于精心维护、富有情调的花园中。它们可以全年获取水资源及食物,而在野外,水资源和食物的获得具有季节性。热岛效应也成为城市生境的一大优势,城市冬季不再严寒。

    在密集型农业时代,城市将成为全新的生态系统,有利于保护生物多样性,并且这一潜能还将不断得到激发。

(取材于吴苏妹编译的相关文章)

材料三:

    研究发现,每个物种每一次成功适应城市生活的同时,会有多个物种在当地消失;而一个物种若过于迅速地适应了城市生活,也意味着有众多个体要做出牺牲。城市化引发的生物快速进化往往要付出代价。

    多伦多、波士顿等城市里的白车轴草,为提高抗寒性而舍弃了释放氰化物的能力。释放氰化物可抵御来自食草动物的威胁,但抗寒性会降低。而在市中心,城市高温使得积雪极易消融,没有了积雪的覆盖,植物就难以抵御夜间冰冻。一项新的研究表明,包括徒步旅行在内的人类活动,正在促使世界各地的哺乳动物在夜间变得更加活跃,呈现出夜行性增强的趋势。夜行性增强会带来一系列的负面影响,包括习性的改变、繁殖能力的降低等。关于纽约市各公园白足鼠的研究发现,相比乡村白足鼠,城市白足鼠体内涉及脂肪酸消化的基因出现过度表达。此种进化选择极有可能与在城市中能够轻易吃到人类丢弃的油纸、吃剩的比萨饼和芝士汉堡有关。自1940年以来,意大利城市地区家蝠的颅骨体积在不断增大,这或许是受路灯影响。路灯会吸引并聚集大量的大型昆虫,随着世代更替,咬合力强的蝙蝠越发具有优势。

    城市中的生物进化与生物多样性密切相关,生物进化是一个难以操控、可预见性低的课题。加拿大多伦多大学助理教授马克·约翰逊强调说:“我们观察到,一些物种在全世界大部分城市中都呈现出趋同进化。在部分城市,物种未能顺利适应,个中缘由目前还不得而知。”

(取材于赵熙熙等的相关文章)

阅读下面的文字,完成下面小题。

①2016年2月12日,全世界的物理学家都沸腾了——百年前已经被预言的引力波,终于被探测到了!

②普通大众却很少有人知道:引力波到底是什么?为什么探测到它需要百年的努力?它又能给世界带来什么?

③爱因斯坦在广义相对论中,将引力解释为时空的弯曲。它的意思是,我们平时感知的空间貌似是平直的,但真实的情况中,却是像在哈哈镜里一样,是弯曲的。这种弯曲是物质造成的,质量越大,造成的弯曲就越大。我们可以把宇宙想象成一个蹦床,如果没有任何干扰,它是平坦的,但当有质量的物体出现时,比如一个鸡蛋,来游乐场的小孩子,或者是地球这样的庞然大物,它就会变得弯曲。这种弯曲,由于我们跟着蹦床一起弯曲了或弯曲太微小,我们完全感觉不到。但如果这个大质量物体发生变化——鸡蛋被吃了,小孩子蹦走了,或者地球爆炸了,蹦床就会开始震动,这种震动就是引力波。当然,跟着一起震动的我们也感觉不到它在震动。

④但物理学家可不这么想,他们急需感觉到震动,来证明自己确实读懂了宇宙。于是,他们发明了世界上最大和最贵的——圆规,或许很像,但他们把它叫做迈克耳逊干涉仪,或是LIGO。 LIGO的“两条腿”每条都有4000米长。它的原理是什么?假设我们有两个短跑运动员,他们在任何情况下跑步速度都一样,那么,如果跑道因为引力波扰动,长度发生了变化——就像蹦床表面会因受力,在一个方向上拉伸一样,他们从LIGO的两条腿上跑回来的时间就会发生些微的差异。我们就知道,空间确实在震动。

⑤然而,这并不是那么简单的。第一,震动太小了,也许4000米只会发生0.000000000000000001(我帮你数好了,这里应该有17个0)的变化。第二,我们不能让诸如跺脚、打喷嚏或是地震影响我们的观测,所以要用各种设备让两条腿稳定。同时,我们还要在很远的地方再建一个,如果两个都震动了,我们就知道这不是科研人员绝望情况下掀桌子引起的。

⑥这个美国国家科学基金会(NSF)资助的项目前前后后已经花去了数十亿美元。对于大众来说,或许会怀疑花费这么多美元去探索引力波有何意义。听到这个消息,爱因斯坦当然会高兴,因为这证明了他不像普通人类的脑袋瓜又对了。不过,其他物理学家呢?对他们来说,这轻轻的一震,比《美人鱼》、《星球大战》乃至人类史上所有的电影加起来都好看,因为它蕴含的剧情,是宇宙诞生的画面。

⑦我们从小都被告知一个最著名的猜想——宇宙是在一场爆炸中诞生的。这意味着,在时空的开始时,这个大蹦床有一次最剧烈的震动。引力波就能让我们还原这个震动——它是否存在,有多大规模等等。据科学家说,这次的引力波就是在距离我们超级远的地方,由我们看不到的超级大的黑洞的变化引起的。

阅读下面的文字,完成各题。

多巴胺是我们这个时代最流行的化学分子。不管你是谁,只要你生活在21世纪,肯定听过许多对于多巴胺的赞美。如今,人们想要提高自己的多巴胺水平,因为他们听说它是掌管着愉快、积极、专注和成就的分子。

在多巴胺之前,所谓的“快乐分子”是血清素。在诸如百忧解和其他选择性血清素再吸收抑制剂等抗抑郁药物的兴起过程中,我们被告知,血清素是情绪问题的解决方案。当时,数百万的人每天都使用它们,然而我们并不曾看到一波又一波幸福的市民脸上挂着狂热的微笑走过街道。于是,我们意识到血清素并不让人变得快乐,也许它只是让人稍稍变得更加平静,不那么容易产生极端的情绪,但是那种状态必定和纯粹的幸福没什么关系。

如果问多巴胺有什么作用?我的回应首先是:它是在哪里发挥作用?把神经递质和情绪联系起来的问题在于,这种看法是过分简单化的,与现实不符。当你吃肉的时候,它会分解成蛋白质,蛋白质则会在你的肝脏中分解成氨基酸。其中一种氨基酸是酪氨酸,它从肝脏通过血液到达你的大脑,在那里,它会先被转化成左旋多巴,随后形成多巴胺。当我说酪氨酸会输送到你的大脑时,我指的是整个大脑,而不仅仅是大脑的某些区域。这一点很重要,因为一旦酪氨酸在神经元中转化为多巴胺,它将根据这些神经元在大脑中的位置来发挥不同的作用。因此,多巴胺不仅仅关乎专注或积极,它还对其他身体功能产生重要影响,如运动、记忆、学习、睡眠、认知等。这是第一个结论:当我们在谈论通过饮食或补充剂来提高多巴胺水平时,我们不能说多巴胺会增强某一特定功能,比如专注力或是积极性,因为酪氨酸会被输送到大脑的所有区域,在那里,它会同时影响其他功能。

事实上,我们根本不应该把焦点集中在多巴胺上。多巴胺与血清素一样,只是众多神经递质中的一种,这些神经递质都起着开启神经元之间交流的关键作用。诸如去甲肾上腺素和肾上腺素之类的化学物质也有着相似的作用方式:它们与突触后神经元的受体结合,然后电脉冲就能从一个神经元流向另一个神经元。众所周知,许多药物针对的是去甲肾上腺素或肾上腺素,而非多巴胺,但它们能产生类似的效果。

事实上,你在得到多巴胺的时候必然也会得到去甲肾上腺素和肾上腺素,因为多巴胺会通过酶转化为去甲肾上腺素,而去甲肾上腺素随即通过其他酶转化为肾上腺素,这一系列过程发生得非常快。因此,即使多巴胺确实与奖励和动机有关,这些情绪的积极效价也并非因它而生。

当媒体谈及“多巴胺”时,他们通常只是在谈论从中脑神经元向纹状体释放的多巴胺。纹状体是一条神经通路,参与预测和对预测的学习。

想象一下,下个月你的薪水里会有一笔额外奖金,这是一件你无从预测的事,所以这是一个预测误差,而且是一个非常正面的误差。当这样的事情发生时,大脑纹状体的一小部分神经元之间的突触会在短时间内释放出大量的多巴胺。此处多巴胺增加的作用是使神经元兴奋并发出预测误差的信号,这对于生存至关重要。这就是让多巴胺闻名的奖励机制。只不过,奖励机制并非关乎奖励,而是关于新奇。

想象一下相反的情况:下个月的发薪日,你的账户里没有一分钱进账。这也是一件意外之事,只不过它没有奖励,因此着实是一个非常负面的预测误差。然后,你猜怎么着?多巴胺大量释放,方式和前面的例子里完全一样。这不是奖励。当你得到好东西时,多巴胺神经元不会激活。当你得到意想不到的东西时,它们才会激活。而当你没有得到你期待的东西时,它们会生闷气。

人们对奖励既“喜爱”又“想要”,这两个词似乎几乎是可以互换的。然而,调节“想要”某种特定奖励的心理过程的预测误差机制,与调节对该奖励的“喜爱”程度的大脑回路是可以分离的。换句话说,欲望和渴望是一回事,而你获得的实际的愉快或享受是另一回事。事实上,即使许多成瘾嗜好和习惯不再令人愉悦,或者至少不像刚开始时那么令人愉悦,人们仍然渴望它们。所以欲望、渴望,这是一种动机,是由我们迄今所描述的这个庞大旺盛的神经系统产生的,并由中脑边缘多巴胺调节。相比之下,我们从喜欢的事物中获得的真正的愉快或“喜爱”,是由其他更小、更脆弱的大脑回路调节的,而这些回路甚至不依赖于多巴胺。

所以,从现在开始,当你听到人们谈论多巴胺,不要让自己被愚弄,多巴胺并不关乎奖励。它与新奇和学习有关,与标记意外事件有关,它会标注这意外事件是正面还是负面,然后触发恰当的反应。

(节选自微信公众号“科普中国”《对多巴胺的普遍误解》)

阅读下面的文字,完成下面小题。

材料一:

2023年12月5日是第十个“世界土壤日”。土壤本身是复杂的生态系统,可为土壤生物提供多样的生存环境。你知道吗?我们平时不怎么留心观察的土壤是会呼吸的,它会吸收氧气,释放二氧化碳。

挖开土壤,会发现里面有大量植物根系,以及蚯蚓、蚂蚁等动物。除了能看到的,还有一些肉眼看不到的,比如数量众多的真菌、细菌等微生物。这些生活在土壤中的生物被称为“土壤生物”。多样的土壤生物不是杂乱无章的,而是通过“吃”与“被吃”的关系联系在一起,构建成一张食物网。

土壤生物要生存,就需要进行新陈代谢。它们通过地表吸收氧气,释放二氧化碳,这就是通常所说的土壤呼吸。严格意义上讲,土壤呼吸指未被扰动的土壤中产生二氧化碳的所有代谢作用。土壤呼吸的生物过程包括植物根系的呼吸、土壤微生物的呼吸和土壤动物的呼吸。

土壤呼吸是土壤生物活跃程度的表征,是土壤健康的重要指示。土壤呼吸通常与地上植物的生长状况有关,也存在季节的变化。如果通气不畅,例如淹水,就会影响到土壤呼吸。受污染的土壤中,生物活动受到抑制甚至伤害,土壤呼吸也会降低。

和人一样,土壤生物也需要食物来维持自身的生命活动。它们的食物一方面来自植物死亡后的凋落物,另一方面来自其他土壤生物的排泄物或其他土壤生物死亡后的残体。土壤生物“吃”与“被吃”的过程一方面构成食物网,令各种生物的种类、数量和所占比例保持在相对稳定的状态,维持了土壤中的生物多样性;另一方面把生物代谢的残余物(如植物的凋落物、土壤动物的排泄物、微生物死亡后的残体等)分解,释放出养分,供植物生长所需。因此土壤生物是土壤肥力的重要保障,土壤呼吸也是土壤肥力的重要指标。

土壤呼吸不仅随土壤的生物和非生物因素发生变化,也与植物的光合作用、生长状况密切相关。受这些因素影响,土壤呼吸始终处于高度的动态变化过程中,表现出明显的日变化、季节变化和年际变化。所以,对土壤呼吸的准确测定需要长期、高频率的动态监测。

当下,各行各业都在为实现碳达峰、碳中和而努力。土壤呼吸的微小变化就可能导致大气中二氧化碳浓度和土壤中碳库的重大变化。因此,要准确评估区域及全球的碳循环,必须对各类生态系统土壤呼吸过程和机理准确理解,才能做到精准认识现状,科学预测未来。

(摘编自贺金生《土壤也会呼吸吗?》)

材料二:

作为土壤碳循环的关键过程之一,土壤呼吸与生态系统生产力、土壤肥力以及区域和全球的碳循环都密切相关,并在调控地球系统的大气二氧化碳浓度和气候动态方而起着十分关键的作用。

碳以二氧化碳的形式从土壤向大气圈的流动是土壤呼吸作用的结果。土壤呼吸作用,严格意义上指未受扰动的土壤中产生二氧化碳的所有代谢作用,包括了异养呼吸和植物根系的自养呼吸。土壤呼吸由三个生物过程(植物根呼吸、土壤微生物呼吸及土壤动物呼吸)和一个非生物过程(含碳物质的化学氧化作用)组成。研究表明,土壤呼吸作用释放的二氧化碳中30%~50%来自根系自养呼吸作用及根系分泌物的微生物异养呼吸作用,其余部分主要来源于土壤微生物对有机质和凋落物的分解作用,即异养呼吸作用。土壤呼吸作用通常是通过从土壤表面释放出的二氧化碳量来测定的。早在20世纪80年代以前就已经开始了对土壤呼吸作用的测定。目前的测定方法主要有:静态气室法、密闭或敞开系统的动态气室法、二氧化碳浓度梯度法和微气象法。

已知的影响土壤呼吸作用的直接因素是土壤环境,包括土壤质地、酸度、有机碳、水热条件等。气候条件决定了植被类型的分布与生长,并影响土壤的水热条件。植物的生长为土壤呼吸提供碳源(根系及分泌物、凋落物等)。人为活动影响土壤环境和植物的生长,进而影响土壤呼吸。水热条件是影响土壤呼吸的最主要的因素。土壤温度升高促进土壤的呼吸作用,其温度系数Q10(温度每上升10℃反应速率增加的倍数,一般生物系统为2)随温度升高而下降,寒冷气候区土壤呼吸的温度效应最大。当土壤湿度低于田间持水量时,土壤呼吸速率随含水量增加而升高;当土壤湿度高于田间持水量时,土壤呼吸速率随含水量升高而降低。土壤耕翻可增加土壤通气性及土壤与植物残体的接触,加速有机质分解,促进土壤的呼吸作用,免耕或少耕能有效地减少土壤中碳的损失。

根据土壤呼吸速率的快慢,可将土壤有机碳库分为两个具有不同更新时间的碳库:①靠近土壤表层由新鲜残留物组成的“小”碳库,它更新速度快,流通量大;②贯穿整个土壤深层剖面的由难以分解的腐殖质复合物组成的“大”碳库,其更新十分缓慢。据放射性“C含量”的测定,不同深度土壤有机碳的平均停留时间或更新时间在10~10000年,且随深度增加而增加。因此在研究由土壤呼吸作用引起的土壤二氧化碳通量变化时必须特别注意土壤表层附近的不稳定碳库的变化。人为扰动或全球变暖引起的土壤二氧化碳释放通量的增加主要源于具有最短更新时间的不稳定碳库。例如温带森林土壤的二氧化碳年生产量中有83%是仅为15cm的表层土壤提供的。近期人为扰动对稳定碳库(例如深层土壤、永冻土等)的影响,也愈发受到重视。

(摘编自网络)

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