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第7章 生命之源——神奇的水(3)

沼泽中含有大量植物孢子和花粉的泥炭,其对研究古气候、古植被的形成与演变、古地理的发展规律等方面具有重要的科学价值。

同时,富养沼泽经过排水疏干可改良成牧场,也可以开垦成为农田。泥炭沼泽里还蕴藏着在农业、工业、能源和环境保护等方面均有广泛用途的泥炭资源。

5.“地球之肾”——湿地

湿地指陆地和水域的交汇处,水位接近或处于地表面,或有浅层积水的水域。

湿地一般有以下几个特征:

①地域内的生物以水生植物为主;

②底层土主要是湿土;

③在每年的生长季节,底层有时被水淹没。

湿地的水文条件和湿地的特性息息相关。水对湿地土壤的发育有深刻的影响,水的来源(如降水、地下水、潮汐、河流、湖泊等)、水深、水流方式以及淹水的持续期和频率决定了湿地的多样性。

湿地土壤通常称为湿土或水成土。

(1)生物的乐园——湿地

从大范围上讲,全世界共有自然湿地855.8万平方千米,仅占地球表面6.4%,却为地球上20%的物种提供了生存环境,具有不可替代的生态功能,因此享有“地球之肾”的美誉。

我国湿地面积占世界湿地的10%,位居亚洲第一位,世界第四位。

湿地广泛分布在世界各地,它拥有众多野生动植物资源,是最具有价值和生产力最高的生态系统。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地,因此湿地被称为“鸟类的乐园”。

(2)湿地的分类

湿地的类型多种多样,通常分为自然和人工两大类。

自然湿地包括沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等,人工湿地主要有水稻田、水库、池塘等。

(3)湿地具有多样化功能

湿地的功能是多方面的,它可作为直接利用的水源或补充地下水,又能有效控制洪水和防止土壤沙化,还能滞留沉积物、有毒物、营养物质,从而改善环境污染。

它能以有机质的形式储存碳元素,减少温室效应,保护海岸不受风浪侵蚀,还能提供清洁方便的运输方式。

湿地还是众多植物、动物特别是水禽生长的乐园,同时又向人类提供各种各样的食物、能源、原材料和旅游场所,是人类赖以生存和持续发展的资料宝库和重要的生存环境之一。

湿地中的一些植物具有吸收空气中有害气体的功能,能有效调节大气成分。

湿地在蓄水、调节河流径流、补给地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用,是蓄水防洪的天然“海绵”。

沼泽湿地具有湿润气候、净化生态环境的功能,是生态系统的重要组成部分。

沼泽湿地像天然的过滤器,它有助于减缓水流的速度,能够分解、净化环境,起到“排毒”、“解毒”的功能。湿地复杂多样的植物群落,为野生动物尤其是一些珍稀或濒危野生动物提供了良好的栖息地。

湿地水分通过蒸发成为水蒸气,然后又以降水的形式降到周围地区,从而保持了当地的湿度和降水量。

(4)湿地的人为破坏

在人口激增和经济发展的双重压力下,20世纪中后期大量湿地被改造成农田,加上过度的资源开发和污染,湿地面积大幅缩小,湿地物种受到严重的破坏。

人类不合理使用土地,导致了土壤的酸化与其他形式的污染,这严重破坏了湿地内的生态环境。环境破坏和围湖、围海造田导致了湿地面积的缩小和水生物以及鸟类的死亡。

另外,河流改道影响了河流对湿地的水量补给作用,使湿地的生态系统遭到了破坏。

第四节在暗处涌动的地下水

地下水是指广泛埋藏在地表以下的各种状态的水。

大气降水降落到地表后,其中一部分下渗到松散堆积物中、岩层裂缝中与洞穴中,并在其中储存起来,成为地下水。

1.隐藏在地下的水流

地下水主要来自于大气降水,因此地下水量的多少、地下水位高低的变化,主要与大气降水量及其变化有重要的联系。

我国西部内陆干旱地区山前地带也埋藏有地下水,这是由于附近高山冰川积雪夏季融化,潜入地下而形成的。

地下水形成的基本条件是:首先,地表岩石或松散堆积物要有空隙、裂隙或洞穴,以利于降水下渗;其次,应有相应的地质构造(如向斜构造)和地貌条件(如盆地),它决定了地下水的储存与出露状况;最后,大气降水多少、含水层厚度与面积,则决定着地下水的储量。

2.层次分明的地下水

严格来说地下水有很多种,但最主要的是:潜水和承压水。

(1)潜水

潜水是指埋藏在第一个隔水层之上的地下水,通常所见到的地下水多半是潜水,主要由降水和地表水入渗补给,潜水流出地面时就形成了泉。

由于潜水充满了岩石或松散堆积物所有空隙,因而有统一的自由水面,称为潜水面。人工打井,就是打到潜水面以下。潜水面因降水量多少、降水季节变化、水位高低等而有升降变化。潜水埋藏深度则因地而异。

例如,在河流、湖泊附近,潜水埋藏得很浅,并随着河湖水位变化而变化,有相互补给关系;我国内陆盆地山前地带埋藏较深,一般有数十米。黄河的下游是“地上河”,河床高于两岸地面,所以两岸的潜水经常得到河水补给。

(2)承压水

承压水是指充满于上、下两个隔水层之间的含水层,并承受一定压力的地下水。它在一定条件下可自行喷出地表,所以承压水又叫自流水或喷泉。

承压水是在岩层、岩石性质、地质构造以及地貌等因素相互配合下形成的,其中以向斜构造、盆地地貌等因素最为重要。

例如,我国四川盆地、山东淄博盆地等,都属于承压水盆地。山东济南有“泉城”之称,就是由承压水构造而形成的,它在山区接受大气降水补给,在城区则以上升泉的形式涌出地表。

承压水结构可分为补给区、承压区和排泄区。承压区承受水头压力,选择一定部位,打穿上面隔水层,地下水就会自行流出地表。

在多数情况下,承压水埋藏较深,封存条件较好,循环交替过程较长,水质较好,一般不受气象、水文条件的影响,因而水量也相当稳定。承压水水量的大小与补给区水源多少、承压区面积和含水层的厚度密切相关。

3.和人类息息相关的地下水

据科学家估算,全世界的地下水总量多达1.5亿立方千米,几乎占地球总水量的1/10,比整个大西洋的水量还要多。

地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。不过,地下水也会造成一些危害。

例如,地下水过多会引起铁路、公路的塌陷,淹没矿区巷道,形成沼泽地等。地下水有一个总体平衡问题,所以不能盲目和过度开采,否则容易造成地下空洞、地层下陷等问题。

地下水可作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源,它具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水,还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进过程中,可能发生大量涌水,给工程造成危害。

在地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发可能引起土壤盐渍化;在地下水位高、土壤长期过湿、地表滞水地段,可能产生沼泽化,给农作物生长造成危害。

地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄等几种方式。其中,泉是地下水天然排泄的主要方式。

4.陆地与水之间的相互关系

大气降水是河流水和陆地水最主要的补给,以大气降水为主要补给的河流,其径流变化与大气降水的特点密切相关;冰川对河流的补给是单方面的,并且河流径流的变化与气温关系密切,因为气温的高低决定冰川融水的多少,也就决定了河流径流量的大小;湖泊水和地下水与河流水的补给则是属于相互补给的关系。

第五节波澜壮阔的海洋

1.宏大的海洋

海洋是指连绵不绝的盐水水域,分布在地表的巨大盆地中。海洋总面积约3.62亿平方千米,大约占地球表面积的70.9%。海洋中含有13.5亿立方千米的水,约占地球上总水量的97.5%。

全球海洋一般被分为数个大洋和面积较小的海。四个主要的大洋为太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋,大部分以陆地和海底地形线为界。将南极海的相应部分包含在内,太平洋、大西洋和印度洋分别占地球海水总面积的46%、24%和20%。

重要的边缘海多数分布在北半球,它们部分被大陆或岛屿包围。

最大的是北冰洋及其近海,其他的还有加勒比海及其附近水域、地中海、白令海、鄂霍次克海、黄海、东海和日本海等。

广阔的海洋,从蔚蓝到碧绿,既美丽而又壮观。海洋壮阔,人们总是这样说,但好多人却不知道,海和洋不完全是一回事,它们彼此之间是有不相同之处的。那么,它们有什么不同,又有什么关系呢?

洋,是海洋的中心部分,是海洋的主体。世界大洋的总面积,约占海洋面积的89%。大洋的水深一般在3000米以上,最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远,不受陆地的影响。它的水温和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝,透明度很大,水中的杂质很少。

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