2025屆高考地理二輪復(fù)習(xí)：效應(yīng)之干旱區(qū)沃島效應(yīng)

地理中的68種效應(yīng)之37干旱區(qū)沃島效應(yīng)

干旱區(qū)沃島效應(yīng)

【定義】在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中，灌叢沙堆顯著地改變了土壤一植被系統(tǒng)的生態(tài)水文過程。灌叢植株冠層

截留的降水經(jīng)枝葉匯流后與莖干截留的降水一起流向灌叢基部形成樹干莖流，改變了灌叢區(qū)降水的空間分

布格局，并匯集附著在枝葉、莖干的干濕沉降物于根區(qū)。樹干莖流經(jīng)由根區(qū)優(yōu)先流使水分和養(yǎng)分在灌叢根

部富集，從而影響局地微生境水分和養(yǎng)分的運(yùn)移與分布格局，其對提高干旱區(qū)降水的有效利用和改善土壤

養(yǎng)分狀況具有重要作用，有利于荒漠灌叢的生存繁衍。灌叢沙堆的形成是灌木植物適應(yīng)貧瘠荒漠環(huán)境的主

要機(jī)制和有效利用養(yǎng)分的主要對策，主要表現(xiàn)為荒漠灌叢通過樹干莖流對降水及干濕沉降物向根區(qū)匯集所

產(chǎn)生的水分、養(yǎng)分和微生物富集區(qū)，即“土壤沃島效應(yīng)”。而灌叢沙堆“土壤沃島效應(yīng)”的形成進(jìn)一步加

劇了資源的異質(zhì)化和斑塊化，最終導(dǎo)致草地荒漠化。灌叢植被的樹干莖流和根區(qū)優(yōu)先流與灌叢形態(tài)、結(jié)構(gòu)

和根系分布密切相關(guān)，由樹干莖流和根區(qū)優(yōu)先流聯(lián)結(jié)驅(qū)動的灌叢植被與土壤水分、養(yǎng)分之間的動態(tài)耦合機(jī)

制，是影響群落組成結(jié)構(gòu)、分布格局與演變過程的重要驅(qū)動力。土壤為植物生長提供礦質(zhì)營養(yǎng)和水分，其

含量不僅影響植物的個體發(fā)育，更進(jìn)一步?jīng)Q定植物群落的類型、分布和動態(tài)。

【形成機(jī)制】灌叢“沃島”的形成和維持是物理和生物過程共同作用的結(jié)果，植物是影響灌叢“沃島”

的關(guān)鍵因素，動物活動也能影響土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)“沃島”的形成。在荒漠草原地區(qū)，一般認(rèn)為灌木

植物引起的沃島效應(yīng)涉及兩種基本機(jī)制：第1種是灌木植物作為收集養(yǎng)分的“機(jī)器”，從深層土壤和其灌

叢周圍土壤中吸收養(yǎng)分，首先進(jìn)入植物體中，隨后通過凋落物和樹冠層淋洗將養(yǎng)分沉積于樹冠層下土壤中

（圖1a）；第2種是高大的樹冠層可以作為大氣塵埃的有效的捕捉器，富于養(yǎng)分的塵埃在降水時被沖洗，并

滴入樹冠層下的土壤中而增強(qiáng)沃島效應(yīng)。此外，木本植物樹冠也可能成為鳥類棲息地，樹冠層下成為哺乳

動物尋求遮陰和隱蔽的地點(diǎn)，同時它們的排泄物還能豐富土壤養(yǎng)分，增強(qiáng)局部的養(yǎng)分循環(huán)，從而有助于“沃

島”效應(yīng)的發(fā)生（圖34）。

草地灌叢化產(chǎn)生的“沃島”效應(yīng)可以歸結(jié)為:

首先，人類干擾活動會破壞草地植被的均一性，致使土壤通透性增強(qiáng)。由于高溫和高蒸發(fā)的影響，阻

止或者延遲了氮的吸收、反硝化以及氨化等一系列過程，使得養(yǎng)分流失。而富含養(yǎng)分的土壤、種子庫、枯

落物會在風(fēng)力和降水的作用下聚集到灌木植物樹冠下，提高灌叢下土壤水分的入滲和土壤肥力。這些綜合

效應(yīng)疊加在一起使灌叢對環(huán)境擾動具有更強(qiáng)的抵抗力。

其次，灌木植物作為收集養(yǎng)分的“機(jī)器”，通過凋落物和樹冠層淋洗將養(yǎng)分沉積于樹冠層下土壤中,

增加了灌叢的自持能力。

最后，土壤微生物和土壤動物在灌叢下活動較為活躍，進(jìn)一步促進(jìn)了養(yǎng)分循環(huán)，而草本植物生物量的

降低，進(jìn)一步增加了灌木植物的適居性。這些因素共同作用，形成正反饋，促使灌叢向不斷穩(wěn)定和加強(qiáng)的

方向發(fā)展，最終形成“沃島”。

研允內(nèi)容結(jié)論叁石文獻(xiàn)

ResearchcontentConclusionReferences

沙漠生態(tài)系統(tǒng)中植物生物量分BB與養(yǎng)分分IB的關(guān)系土比界分家集于湎叢下的現(xiàn)象叫做“沃島”

TherelntionshipbetweenplantbiomassallocationandThephenomenonofnoilnutrientaccumulationunder

nuirientdistributioninadesertecosystemthebrushiscalleda"fertileisland"

??沃島”聚集的養(yǎng)分既有生物資源又有非生物證源

IK的聚集機(jī)制

"Fertileislands"gathernutrientsfrombothbiologi

Theaggregationmechanismofnitrogen

calandnon-biologicalsources

濯木和伴降它們產(chǎn)生的非生物環(huán)填的總體叫做“沃島”

美國新季西昌州Jornada盆地LTER計劃

Tlieshrubsandnon-biologicalenvironmentsthatacr

LTERplanfortheJornadabasininNewMexico

companythemarecollectivelycalled""fertileislands*"

幾種濯木、半淞木對沙地土壤肥力影響機(jī)制的研究“沃島”比沃島同國有更高的肥力

Theeffectsofseveralshrubsonsoilfertilityinsandysoil*"Fertileislands"aremorefertilethanislands

??肥總”的形成和維持是物理和生物過程共同作用的

大沙時在槿柳沙包??肥島”形成過程中的作用結(jié)果

TheroleoflargegerbilsintheformationoftamariskTheformationandmain!enanceof**fertileislands09]

-fertileislands"istheresulroftheinteractionbetweenphysicaland

biologicalprocesses

穆柳潘叢下的??肥島”效應(yīng)-沃島”具有富集養(yǎng)分的作用

The“fertilizerislandMeffectundertamariskbushesThe"fertileislands"arerichinnutrients

圖33沃島效應(yīng)

學(xué)術(shù)上對于“沃島”在生態(tài)環(huán)境中的效應(yīng)還存在分歧。一些學(xué)者認(rèn)為，受干旱或人為強(qiáng)烈干擾的草地

生態(tài)系統(tǒng)，灌木下存在土壤資源的局部聚集現(xiàn)象，這種資源的不斷聚集導(dǎo)致了灌木分布面積的逐步擴(kuò)大，

灌木的過度擴(kuò)散又反過來加速了灌木下養(yǎng)分的聚集。這種灌木與土壤間的正反饋效應(yīng)加速了土地荒漠化的

形成過程。如美國奇瓦瓦沙漠的荒漠化與灌叢化密切相關(guān)。草地灌叢化會導(dǎo)致生物多樣性降低，Okin等通

過對北美洲13個草地生態(tài)系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)隨木本植物的入侵，物種豐富度平均下降45虬但是，另一些

學(xué)者則認(rèn)為，荒漠灌叢“沃島”的存在更有利于枯落物的蓄積與分解，加速了土壤養(yǎng)分的循環(huán)與積累，促

進(jìn)了植物根系的生長，導(dǎo)致更多的根際沉積；同時，灌叢下土壤微生物代謝活性增強(qiáng)，而根際的活躍又會

進(jìn)一步增加“沃島”中的資源量。在圍欄封育恢復(fù)過程中，土壤-植被-土壤生物系統(tǒng)間的相互促進(jìn)作用改

善局部環(huán)境，通過植被不斷恢復(fù)，提高相鄰空地土壤的質(zhì)量，有利于植被的更新和生長，形成良性循環(huán)，

加速了區(qū)域內(nèi)植被的恢復(fù)進(jìn)程。李新榮研究了沙坡頭地區(qū)人工固沙植被近50年多年來的演變與區(qū)域生態(tài)環(huán)

境的恢復(fù)，證明了沙漠綴塊狀分布的灌木植被在植被恢復(fù)過程中的重要作用，這種荒漠化逆轉(zhuǎn)理論范式的

成功和實踐證明，在排除放牧等干擾的情況下，灌叢“沃島”的逆行演替可能會成為干旱、半干旱地區(qū)荒

漠草原生態(tài)系統(tǒng)植被自我恢復(fù)的一種重要驅(qū)動力。但是在荒漠草原地區(qū)，此類研究依然較為薄弱。

空氣塵埃

樹冠CrownAirdust

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排泄物Treeroot

樹根Treeroot

Excrement

Enrichedsoilnutrient/

樹冠層下的土壤Thesoilbeneaththecanopy

圖34沃島效應(yīng)形成示意圖

【配套題目練習(xí)】

一、單選題

（2024?四川瀘州?三模）在北溫帶干旱半干旱草原地區(qū)，隨著灌叢入侵，灌叢下方土壤養(yǎng)分富集，灌

叢冠下土壤肥力高于灌叢間空曠地帶，從而出現(xiàn)了“肥島效應(yīng)”或者“沃島效應(yīng)”，下圖為“肥島效應(yīng)”

景觀圖，完成下面小題。

L"肥島效應(yīng)"的形成原因是因為灌叢（）

A.增加了土壤表面溫度B.降低了微生物活性

C.減少了土壤的孔隙D.攔截了沙塵和水分

2.推測"肥島效應(yīng)”對北溫帶草原的影響（）

A.加速草原退化B.促進(jìn)牧草生長C.草原變?yōu)楣嗄綝.草原變?yōu)樯?/p>

【答案】1.D2.A

【解析】L灌叢可以截留降水，冠下遮陰，可以減少下方土壤中的水分蒸發(fā)，因此冠下土壤水分含量高于

周邊；灌叢能夠降低風(fēng)速，截獲沙塵，使得沙塵堆積，有助于向土壤中補(bǔ)充礦物質(zhì)養(yǎng)分；由于灌叢為生物

提供了良好的棲息地，灌叢凋落物及冠下動物排泄物補(bǔ)給表層土壤有機(jī)質(zhì)，土壤肥力較高，D正確。灌叢可

以減少到達(dá)底部的太陽輻射，會降低土壤表面溫度，A錯誤；灌叢下微生物活性增強(qiáng)，B錯誤；土壤孔隙不

是影響土壤肥力的主要因素，C錯誤。所以選D。

2.根據(jù)材料信息“灌叢冠下土壤肥力高于灌叢間空曠地帶”可知，空曠地帶的土壤會因為“肥島效應(yīng)”的

存在而肥力降低，會加速草原退化，A正確；空曠地帶肥力降低，不利于牧草生長和植被演化更替，BCD錯

誤。所以選A。

【點(diǎn)睛】灌叢通過其冠層遮擋太陽光，減少土壤水分蒸發(fā)和風(fēng)力侵蝕，同時截留降水并延緩地表徑流，從

而增加其下方土壤的水分和養(yǎng)分輸入。此外，灌叢的凋落物和冠下動物排泄物也為土壤表層補(bǔ)充了有機(jī)質(zhì)，

進(jìn)一步增強(qiáng)了肥島效應(yīng)。然而，這種效應(yīng)并不總是積極的，因為灌叢對水分和養(yǎng)分的富集能力強(qiáng)，過度生

長可能會影響其他物種的生存，導(dǎo)致生物多樣性的減少。

（23-24高一上?福建寧德?期末）在半干旱草原中，灌木植物通過改變土壤結(jié)構(gòu)、土壤濕度和小氣候，

在灌叢附近堆積著比周圍地表更肥沃的土壤。這種灌木植被聚集土壤養(yǎng)分的現(xiàn)象，被稱為“土壤沃島效應(yīng)”。

據(jù)此完成下面小題。

3.導(dǎo)致該地區(qū)"土壤沃島效應(yīng)”現(xiàn)象產(chǎn)生的關(guān)鍵因素是（）

A.土壤B.氣候C.水分D.植被

4.灌木植物形成"沃島"的原因有（）

①從深層土壤和周圍土壤中吸收養(yǎng)分②為動物提供棲息地獲取養(yǎng)分

③吸附塵埃借助雨水沖刷進(jìn)入土壤④蒸發(fā)強(qiáng)烈，鹽分向地表積聚

A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④

【答案】3.D4.A

【解析】3.導(dǎo)致該地區(qū)"土壤沃島效應(yīng)"現(xiàn)象產(chǎn)生的關(guān)鍵因素是植被。因為灌木植物通過改變土壤結(jié)構(gòu)、土

壤濕度和小氣候，在灌叢附近堆積著比周圍地表更肥沃的土壤，與土壤、氣候、水分條件關(guān)系不大，D正確，

ABC錯誤。故選D。

4.灌木植物形成“沃島”的原因有：灌木植物根系吸收深層土壤中的養(yǎng)分，促進(jìn)其生長，①正確；灌木植

物為鳥類和其他動物提供棲息場所，它們的排泄物增加了土壤的肥力，②正確；較為高大的樹冠捕捉大氣

塵埃中的養(yǎng)分，隨降水滴入樹冠下的土壤，③正確；蒸發(fā)較弱，鹽分不易向地表積聚，④錯誤，A正確，BCD

錯誤。故選A。

【點(diǎn)睛】灌叢“沃島”的形成和維持是物理和生物過程共同作用的結(jié)果，植物是影響灌叢“沃島”的關(guān)鍵

因素，動物活動也能影響土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)“沃島”的形成。在荒漠草原地區(qū)，一般認(rèn)為灌木植物引

起的沃島效應(yīng)涉及兩種基本機(jī)制：第1種是灌木植物作為收集養(yǎng)分的“機(jī)器”，從深層土壤和其灌叢周圍

土壤中吸收養(yǎng)分，首先進(jìn)入植物體中，隨后通過凋落物和樹冠層淋洗將養(yǎng)分沉積于樹冠層下土壤中；第2

種是高大的樹冠層可以作為大氣塵埃的有效的捕捉器，富于養(yǎng)分的塵埃在降水時被沖洗，并滴入樹冠層下

的土壤中而增強(qiáng)沃島效應(yīng)。止匕外，木本植物樹冠也可能成為鳥類棲息地，樹冠層下成為哺乳動物尋求遮陰

和隱蔽的地點(diǎn)，同時它們的排泄物還能豐富土壤養(yǎng)分，增強(qiáng)局部的養(yǎng)分循環(huán)，從而有助于“沃島”效應(yīng)的

發(fā)生。

二、綜合題

5.（2023?湖南岳陽?二模）閱讀材料，回答下列問題。

材料一：在半干旱草原系統(tǒng)中，由于氣候變化和人類活動影響，特別是長期放牧的雙重影響，使得灌

木植物在草原分布的密度增加，形成草原灌叢化現(xiàn)象，如下圖所示。

材料二：在半干旱草原中，灌木植物通過改變土壤結(jié)構(gòu)、土壤濕度和小氣候，在灌叢附近堆積著比周

圍地表更肥沃的土壤。這種灌木植被聚集土壤養(yǎng)分的現(xiàn)象，被稱為“沃島效應(yīng)”。由于灌叢化草原和“沃

島效應(yīng)”的發(fā)展，引發(fā)了部分草原向沙漠演替的現(xiàn)象，加劇了草原的沙漠化。

⑴試分析草原灌叢化現(xiàn)象過程中灌叢獲得競爭優(yōu)勢的原因。

⑵試解釋灌叢植物引起沃島效應(yīng)的原因。

⑶說明"沃島效應(yīng)"與促進(jìn)草原荒漠化的關(guān)系。

【答案】（1）全球氣候變暖，氣溫升高，蒸發(fā)加強(qiáng)，土壤表層水分含量下降，導(dǎo)致根系分布較淺的植被（尤

其是草本植被）競爭能力下降，灌木侵入擴(kuò)大；過度放牧可以減少植被覆蓋率而增強(qiáng)表面蒸發(fā)，土壤表層

水分含量下降；土地利用變化（如過度開墾、過度放牧）使地下水位下降，根深植被占優(yōu)勢；放牧牲畜的

選擇性采食使得部分灌木具有競爭優(yōu)勢。

（2）灌木植物根系吸收深層土壤中的養(yǎng)分，促進(jìn)其生長；較為高大的樹冠捕捉大氣塵埃中的養(yǎng)分，隨降水滴

入樹冠下的土壤；灌木植物為鳥類和其他動物提供棲息場所，它們的排泄物增加了土壤的肥力。

（3）加速土壤中水肥的消耗，加速土壤退化；干擾了草原生態(tài)系統(tǒng)平衡，減少了生物多樣性，進(jìn)而草原進(jìn)一

步演化為沙漠。

【分析】本大題以半干旱草原的草原灌叢化現(xiàn)象為材料設(shè)置試題，涉及自然地理環(huán)境的整體性、影響植被

的因素等知識點(diǎn)，考查學(xué)生對相關(guān)知識的掌握程度，獲取和解讀地理信息、調(diào)動和運(yùn)用地理知識、論證和

探討地理問題的能力，考查區(qū)域認(rèn)知、綜合思維等地理學(xué)科核心素養(yǎng)。

【詳解】（1）半干旱草原的主要植被是草本和灌叢，在草原灌叢化現(xiàn)象中，灌叢獲得競爭優(yōu)勢，說明草本

植被出現(xiàn)退化，由所學(xué)知識可知，半干旱地區(qū)，影響植被生長的主要因素是水分；草本植被根系較淺，灌

叢植被根系較深。由材料可知，草原灌叢化的主要因素是氣候變化和長期放牧等人類活動。全球氣候變暖，

氣溫升高，蒸發(fā)加強(qiáng)，土壤表層水分含量下降，導(dǎo)致根系分布較淺的植被（尤其是草本植被）競爭能力下

降，灌木侵入擴(kuò)大并逐漸獲得優(yōu)勢；過度放牧可以減少植被覆蓋率而增強(qiáng)表面蒸發(fā)，土壤表層水分含量下

降，影響根系分布較淺的草本植被生長，灌木生長受影響小并逐漸獲得優(yōu)勢；土地利用變化（如過度開墾、

過度放牧）使地下水位下降，根深植被占優(yōu)勢；因灌木葉片較硬，放牧牲畜選擇性采食草本植物，使得草

本植物數(shù)量減少，部分灌木具有競爭優(yōu)勢。

（2）由材料可知，“沃島效應(yīng)”主要指的是灌叢植物聚集土壤養(yǎng)分。灌叢植物根系可以吸收深層土壤中的

養(yǎng)分，并促進(jìn)自身的生長；灌木植物生長后，較為高大的樹冠可以捕捉大氣塵埃中的養(yǎng)分，即通過滯塵作

用將塵埃吸附在樹冠和葉片中，隨降水滴入樹冠下的土壤；灌木植物較為高大，地上部分生物量較多，可

為鳥類和其他動物提供棲息場所，鳥類和其他動物的排泄物可以增加土壤肥力。

（3）“沃島效應(yīng)”促進(jìn)草原荒漠化，即引發(fā)了部分草原向沙漠演替的現(xiàn)象，可由所學(xué)自然地理環(huán)境的整體

性，從水分、土壤肥力變差，生物多樣性降低等角度進(jìn)行分析?！拔謲u效應(yīng)”中，灌木植物增多，會加劇

土壤中水肥的消耗，加劇土壤退化；由于草本植物減少，灌木植物增多，干擾了草原生態(tài)系統(tǒng)平衡，減少

了生物多樣性，進(jìn)而草原進(jìn)一步演化成沙漠。

6.（22-23高三下?寧夏銀川?階段練習(xí)）［地理一一選修6：環(huán)境保護(hù)］

在半干旱草原系統(tǒng)中，由于氣候變化和人類活動影響，特別是長期放牧的雙重影響，使得灌木植物在

草原分布的密度增加，形成草原灌叢化現(xiàn)象。灌木植物通過改變土壤結(jié)構(gòu)、土壤濕度和小氣候，在灌叢附

近堆積著比周圍地表更肥沃的土壤。這種灌木植被聚集土壤養(yǎng)分的現(xiàn)象，被稱為“沃島效應(yīng)”。由于灌叢

化草原和“沃島效應(yīng)”的發(fā)展，引發(fā)了部分草原向沙漠演替的現(xiàn)象，加劇了草原的沙漠化。

試分析草原灌叢化現(xiàn)象過程中灌叢獲得競爭優(yōu)勢的原因。

【答案】半干旱地區(qū)，植物主要通過對水分的競爭獲得生存空間；全球氣候變暖，氣溫升高，蒸發(fā)加強(qiáng)，

土壤表層水分含量下降，導(dǎo)致根系分布較淺的植被（尤其是草本植被）競爭能力下降，灌木侵入擴(kuò)大；過

度放牧可以減少植被覆蓋率而增強(qiáng)表面蒸發(fā)，土壤表層水分含量下降；土地利用變化（如過度開墾、過度

放牧）使地下水位下降，根深植被占優(yōu)勢；放牧牲畜的選擇性采食使得部分灌木具有競爭優(yōu)勢。

【分析】本題以半干旱草原系統(tǒng)為材料，設(shè)置試題，涉及土地退化等相關(guān)知識點(diǎn)，考查學(xué)生獲取和解讀地

理信息、調(diào)動和運(yùn)用地理知識解決問題的能力，體現(xiàn)人地協(xié)調(diào)觀、區(qū)域認(rèn)知、綜合思維的學(xué)科素養(yǎng)。

【詳解】半干旱地區(qū)，由于水資源短缺，植物主要通過對水分的競爭獲得生存空間；隨著全球氣候變暖，

半干旱草原地區(qū)氣溫升高，土壤表層水分因蒸發(fā)加劇，導(dǎo)致水分含量下降，草本植被因根系分布較淺，植

被競爭能力下降；根系分布較深的灌木侵入擴(kuò)大；不合了的人類活動，如長期放牧或過度放牧，是地表植

被覆蓋率下降，土壤表面蒸發(fā)加劇，土壤表層水分含量下降；如過度開墾、過度放牧等人類活動帶來土地

利用類型發(fā)生變化，使地下水位下降，灌木類的根深植被占優(yōu)勢；放牧牲畜的選擇性采食使得草本植被減

少，部分灌木具有競爭優(yōu)勢等。

7.(23-24高一下?湖北?階段練習(xí))閱讀圖文材料，回答下列問題。

荒漠地區(qū)的植被以旱生的灌木為主，具有耐長期干旱的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，例如梭梭依靠嫩枝進(jìn)行光合作用，

當(dāng)氣溫過高