高中地理阅读学案：洞穴微气候与文化遗产保护
——以桂林甑皮岩洞穴遗址为例
一、学习目标（地理核心素养导向）
1.区域认知
分析甑皮岩洞穴的空间结构特征（洞口形态、深度分区、水洞关联）及其对微气候的影响。
2.综合思维
解释洞穴温度、湿度、CO?浓度的时空变化规律及其相互作用机制。
探究自然因素（通风效应、洞穴形态）与人文因素（旅游活动）对遗址风化的综合影响。
3.地理实践力
解读洞穴环境监测数据图表（温度曲线、CO?浓度图、空间插值图），提炼地理规律。
4.人地协调观
提出基于微气候调控的洞穴遗址保护措施，理解可持续发展理念在文化遗产保护中的应用。
二、阅读材料设计
材料1：甑皮岩洞穴空间结构（图1）
桂林甑皮岩遗址位于广西壮族自治区桂林市一座叫独山的脚洞内（图1（b）），地理坐标东经110°17′2.57″、北纬25°12′45.63″，洞口海拔155m。遗址发育于上泥盆统桂林组碳酸盐岩中。气候上属亚热带季风气候，多年平均气温18~19℃，一般最热月为7月，最冷月为1月。降水充沛，年平均降
水量为1872.1mm，但降水的季节分配极不均匀，春夏季（3月?8月）降水量占全年降水量的80%左右。
平面特征：主洞呈喇叭口状（洞口宽6-9m，末端仅0.5m），与水洞、矮洞连通。
剖面特征：顶板向洞内倾斜20°-25°，文化层主要分布在主洞探方（如BT1近洞口、DT6洞底）。
关键区位：东部水洞是CO?主要来源区（小型洞口+地下河+气流交换弱）。
材料2：洞穴环境因子季节变化（图4）
温度：夏秋季高（8月25℃）、冬春季低（1月7℃），冬春变幅大，夏季稳定。
湿度：夏季近饱和（100%），冬季最低（34%），春秋波动。
CO?：夏季累积（8月峰值3475ppm），冬季浓度低（≈洞外400ppm）。
原因：夏季消极通风模式（洞内冷空气堆积，CO?难扩散）；冬季积极通风（洞内外气体交换强）。
材料3：洞内外微气候对比（图5）
洞内：温湿度稳定（24℃、100%），CO?持续升高（1000→1900ppm）。
洞外：温湿度昼夜波动大，CO?稳定（≈400ppm）。
降雨影响：降雨3天后洞内CO?出现峰值（滞后效应），雨量越大峰值越高。
材料4：环境因子对文化层的影响
洞底（如DT6）：夏季高湿+高CO?→凝结水溶蚀CaCO?→文化层上部出现空洞。
近洞口（如BT1）：温差大+干湿交替→文物干裂、胶结物粉化。
垂直差异：探方下部CO?浓度高→抑制CaCO?沉积；上部湿度高→加速溶蚀。
(资料来源：张鹏，郭芳，姜光辉，等.甑皮岩洞穴空气环境因子变化及其对遗址文化层的影响[J].中国岩溶，2024，43（5）：1007-1019.DOI：10.11932/kars
三、思考题
（一）单项选择题
1甑皮岩洞穴内CO?浓度最高的区域是（）
A.近洞口B.洞穴中段C.东部水洞D.洞底探方
2.夏季洞内CO?持续升高的主要原因是（）
A.游客呼吸B.土壤生物呼吸增强C.消极通风模式D.地下水脱气
3.洞底文化层上部易出现溶蚀空洞的直接原因是（）
A.盐分结晶B.酸性凝结水溶蚀C.风沙磨蚀D.微生物分解
4.图5中洞内CO?峰值滞后降雨3天出现，说明（）
A.雨水直接流入洞穴B.CO?通过裂隙缓慢渗透
C.游客量周期性增加D.仪器监测误差
5.近洞口文物干裂的主要环境因素是（）
A.高CO?浓度B.温度波动大C.生物侵蚀D.光照强烈
6.为减轻洞底文化层风化，最合理的措施是（）
A.封闭水洞入口B.安装恒温设备
C.增强洞底通风D.覆盖防渗薄膜
（二）综合题
7.分析甑皮岩洞穴微气候的时空变化规律。
(1)说明温度、湿度和CO?浓度的季节差异。
(2)结合图1和图6，描述CO?浓度的空间分布特征并解释原因。
(3)对比洞内与洞外微气候的稳定性差异。
8.探究洞穴环境因子的影响因素。
(1)指出影响洞内CO?浓度的三大自然来源。
(2)分析夏季形成消极通风模式的物理机制。
(3)说明旅游活动（如照明设施）对近洞口微气候的影响。
9.提出遗址保护建议。
(1)针对洞底溶蚀问题，设计一项工程措施。
(2)为减少文物干裂，提出两条管理措施。
(3)从人地协调角度，说明保护洞穴遗址的意义。
参考答案与解析
（一）单项选择题
1.C（东部水洞年均CO?1042ppm，表2）
2.C（夏季洞内冷空气堆积，气体交换弱，CO?难扩散）
3.B（高湿+高CO?形成酸性凝结水溶蚀CaCO?）
4.B（雨水下渗至土壤产生CO?