高考地理中“多彩湖泊”是一個(gè)考查自然地理原理(尤其是水體光學(xué)、化學(xué)和生物特性)與區(qū)域地理特征的經(jīng)典考點(diǎn)。這些湖泊因其獨(dú)特、鮮艷甚至變幻的顏色而引人注目,其成因是分析的重點(diǎn)。
一、 顏色形成的主要原理
1. 光的散射與吸收
(1)瑞利散射:純凈水體對(duì)藍(lán)光的散射最強(qiáng)(類似天空呈藍(lán)色),使深水湖、高山湖常呈現(xiàn)藍(lán)綠色調(diào)(如貝加爾湖、青海湖)。
(2)懸浮物質(zhì)散射:水中懸浮的礦物質(zhì)顆粒、泥沙、有機(jī)碎屑等會(huì)選擇性散射特定波長(zhǎng)的光。例如:
(3)冰川融水?dāng)y帶大量粉狀巖屑(“冰川乳”),使湖水呈現(xiàn)乳白、藍(lán)白或綠松石色(如九寨溝部分海子、加拿大落基山脈的湖泊)。
(4)富含鐵、銅等金屬離子的懸浮物可能使水呈現(xiàn)紅褐色或綠色。
2. 溶解物質(zhì)與化學(xué)作用
(1)礦物質(zhì)濃度:高鹽度(咸水湖、鹽湖)或富含特定礦物質(zhì)(如鈣、硫、硼等)會(huì)改變水的透光性和顏色表現(xiàn)。
(2)氧化還原狀態(tài):不同價(jià)態(tài)的金屬離子(如鐵離子 Fe2?/Fe3?)呈現(xiàn)不同顏色(黃/紅褐),與水體含氧量有關(guān)。
3. 生物作用(極其重要)
(1)藻類:不同藻類含有不同的色素(葉綠素、胡蘿卜素、藻藍(lán)蛋白、藻紅蛋白等)。
(2)嗜鹽藻類(如杜氏鹽藻):在高鹽度、強(qiáng)光照環(huán)境下大量繁殖,產(chǎn)生大量β-胡蘿卜素,使湖水呈現(xiàn)粉紅色、橘紅色或紅色(如澳大利亞希利爾湖、塞內(nèi)加爾玫瑰湖、山西運(yùn)城鹽湖特定時(shí)期)。
(3)硅藻、綠藻等:在富營(yíng)養(yǎng)化或特定條件下大量繁殖,可使湖水呈現(xiàn)綠色、黃綠色或棕色。
(4)光合細(xì)菌
①嗜鹽古菌:在極高鹽度、強(qiáng)光照下,細(xì)胞膜含菌視紫紅質(zhì),使湖水呈現(xiàn)深紅、紫紅或粉紫色(如美國(guó)大鹽湖部分區(qū)域)。
②硫細(xì)菌等:在缺氧、富硫環(huán)境下可能產(chǎn)生獨(dú)特顏色。
(5)水生植物:沉水或挺水植物的顏色也會(huì)影響局部水域色調(diào)。
4. 湖底沉積物與反射
淺水湖中,湖底白色鹽結(jié)晶(如鹽湖)、黃色硫磺、鈣華沉積物、彩色砂石等會(huì)反射光線,與水體顏色疊加,形成更豐富的視覺效果(如茶卡鹽湖“天空之鏡”的白色與藍(lán)色天空倒影)。
二、 常見的類型及典型例子
1. 粉紅/紅色鹽湖
(1)成因:高鹽度 + 強(qiáng)光照 + 嗜鹽藻類(杜氏鹽藻)或嗜鹽古菌 大量繁殖產(chǎn)生紅色素。
(2)典型例子
①澳大利亞希利爾湖:標(biāo)志性的粉紅色,成因主要是杜氏鹽藻。
②塞內(nèi)加爾玫瑰湖:旱季時(shí)呈現(xiàn)深粉紅色,杜氏鹽藻是主因。
③中國(guó)山西運(yùn)城鹽湖:特定季節(jié)(夏季高溫高鹽)部分區(qū)域呈現(xiàn)“玫瑰湖”奇觀,主因是杜氏鹽藻。
④玻利維亞烏尤尼鹽沼(雨后):特定區(qū)域在雨后積水且藻類繁殖時(shí)呈現(xiàn)粉紅色。
⑤美國(guó)大鹽湖:部分區(qū)域因嗜鹽古菌呈深紅色/粉紅色。
2. 綠松石/藍(lán)綠色冰川湖/鈣華池湖
(1)成因
①冰川融水型:冰川研磨巖石產(chǎn)生的極細(xì)粉狀巖屑(冰川乳)懸浮水中,強(qiáng)烈散射藍(lán)綠光。
②鈣華沉積型:富含碳酸鈣的水體在特定條件下(溫度、壓力、生物作用)析出鈣華,池水異常清澈,底部鈣華呈現(xiàn)白色、淺黃等,與純凈水體散射的藍(lán)光結(jié)合,形成夢(mèng)幻般的藍(lán)綠色調(diào)。水中可能含有特殊的藻類或微生物輔助成色。
(2)典型例子
①中國(guó)九寨溝湖泊(五花海、五彩池等):鈣華沉積 + 清澈水體 + 藻類 + 湖底沉木礦物質(zhì)染色,形成藍(lán)綠、翠綠、鵝黃等多色交織。
②中國(guó)黃龍五彩池:大型露天鈣華彩池群,原理同九寨溝。
③加拿大班夫國(guó)家公園路易斯湖、夢(mèng)蓮湖:典型冰川融水?dāng)y帶巖粉形成的綠松石色。
④新西蘭普卡基湖、特卡波湖: “牛奶藍(lán)”,冰川巖粉所致。
3. 深藍(lán)色湖泊
(1)成因:水體極深、極其清澈、懸浮物極少,主要靠水分子對(duì)藍(lán)光的瑞利散射。常出現(xiàn)在高山、構(gòu)造湖或火山口湖。
(2)典型例子
①中國(guó)青海湖:中國(guó)最大咸水湖,深藍(lán)色為主(也受藻類季節(jié)影響)。
②俄羅斯貝加爾湖:世界最深淡水湖,以深邃的藍(lán)色著稱。
③美國(guó)火山口湖:極深的火山口湖,水質(zhì)純凈,呈深鈷藍(lán)色。
4. 黃色/黃綠色湖泊
(1)成因
①富含硫磺等礦物質(zhì)。
②大量硅藻、綠藻繁殖(富營(yíng)養(yǎng)化或自然條件適宜)。
③含有較多懸浮泥沙(如黃河源頭的鄂陵湖、扎陵湖在特定天氣下)。
(2)典型例子:(高考直接考“多彩”時(shí),黃綠色湖泊作為對(duì)比或變化形態(tài)出現(xiàn)較多)
①富營(yíng)養(yǎng)化湖泊(如太湖藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)大面積水華呈黃綠色/綠色)。
②一些火山地?zé)釁^(qū)的硫磺池。
5. 多色交織湖泊
(1)成因:通常是多種因素在同一個(gè)湖泊不同區(qū)域同時(shí)作用的結(jié)果。
(2)典型例子
中國(guó)九寨溝五花海:最典型代表,同一湖泊中因水深不同、沉積物不同、藻類群落不同,呈現(xiàn)出寶藍(lán)、翠綠、橙黃、鵝黃等多色塊。
三、 高考考查要點(diǎn)與答題思路
1. 分析顏色成因:這是核心考點(diǎn)。答題需結(jié)合具體湖泊的地理環(huán)境(氣候、地形、地質(zhì)、水源、生物),運(yùn)用上述原理進(jìn)行邏輯推理。
(1)第一步:定位與描述環(huán)境特征。 在哪里?(氣候帶 - 光照、溫度、降水;地形 - 高山、盆地、沿海;地質(zhì) - 巖性、火山、冰川;水源 - 冰川融水、河流、降水、地下水)。
(2)第二步:判斷湖水性質(zhì)。是淡水湖還是咸水湖(鹽度)?水深如何?清澈度如何?
(3)第三步:關(guān)聯(lián)顏色與可能因素。
①粉紅/紅? → 高鹽度?強(qiáng)光照? → 嗜鹽藻類/古菌。
②綠松石/藍(lán)綠? → 冰川融水?鈣華沉積? → 巖粉懸浮/清澈水體散射。
③深藍(lán)? → 水深?水質(zhì)極清? → 水體散射。
④黃/綠? → 泥沙?藻類爆發(fā)(富營(yíng)養(yǎng)化?)?硫磺?
(4)第四步:綜合論述。強(qiáng)調(diào)主導(dǎo)因素,并說明其他因素的輔助作用(如九寨溝是鈣華+藻類+水深+沉木共同作用)。
2. 理解顏色變化:很多多彩湖泊的顏色會(huì)隨季節(jié)、天氣、水量變化。
(1)季節(jié):雨季稀釋鹽度/增加泥沙 → 顏色變淡或改變(如玫瑰湖旱季更粉紅);夏季高溫光照強(qiáng) → 藻類更易繁殖顯色(如運(yùn)城鹽湖夏季變粉)。
(2)天氣:晴天強(qiáng)光照利于藻類顯色和散射效果;陰天顏色暗淡。
(3)水量:水位變化影響水深、鹽度濃度、懸浮物濃度。
3. 區(qū)域地理聯(lián)系:將湖泊特色與所在區(qū)域的自然地理特征(如青藏高原的隆升與冰川作用、干旱區(qū)的蒸發(fā)與鹽湖形成、火山地?zé)峄顒?dòng))和人文地理(旅游價(jià)值、鹽業(yè)開發(fā))聯(lián)系起來考查。
四、 總結(jié)答題關(guān)鍵
1.緊扣“光-水-物質(zhì)-生物”相互作用鏈。
2.具體問題具體分析,結(jié)合題目給出的圖文信息(位置、描述、圖片顏色)。
3.對(duì)粉紅鹽湖(嗜鹽生物)和綠松石湖(冰川巖粉/鈣華)這兩類最具特色和代表性的成因要熟練掌握。
4.注意成因的綜合性,通常不是單一因素作用。
5.考慮動(dòng)態(tài)變化(季節(jié)、年際)。
掌握這些原理和典型例子,并能夠靈活運(yùn)用到具體題目情境中,就能很好地應(yīng)對(duì)高考地理中關(guān)于“多彩湖泊”的各類問題了。
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