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图 12.2 生态系统中食物的供应是一个“谁吃什么”的级序——创造食物链的级序。在这个简化的实例中，绿色植物是生产者（自养生物），利用养分和太阳能制造自己的食物。食草的野兔（初级消费者）直接以植物为食，而食肉的狐狸（第二级消费者）以野兔为食。食物链是复杂的食物网中的一条线，食物网就是存在于生态系统中的所有摄食关系。例如，老鼠可能以图中的植物为食，而老鼠又被该食物网中另一条食物链中的鹰捕食。
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图12.2中的分解者（decomposer）在维持食物链和生命循环中至关重要。它们使有机质——动物尸体与粪便、死亡的植物、废纸等——分解。分解过程中，物质的化学性质发生改变，其中所含养分变成有效态供动植物再利用。养分，即生物生长所需的矿物质和其他元素，永远不会被消灭；它们会从生物体移向非生物体，再回到生物体。我们躯体中所含养分曾经是其他生物的一部分，也许是一只野兔、一只鹰或一棵橡树。
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生态系统中无论有没有人，都处于永恒的变化之中，但是人类对它的影响超过其他任何一个物种。起初人类对生态系统的影响很小，那时人口规模小，能耗与技术水平低。但是这种影响增长得非常迅速而且无处不在，以至于现在我们看到的是公认的各色生态危机。本章后面还要讨论人类对自然环境影响的一些问题。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705395583]
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12.2 对水的影响
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水的供应是持续的。通过生物圈不断循环水的系统叫作水循环（hydrologic cycle）（图12.3）。在水循环中，水的形式可能发生改变，但在自然环境中，水在再循环中被净化，因其适合于地球生态系统的性质而被再利用。蒸发、蒸腾（水蒸气从植物中散发出来）和降水是重新分配水分的机制。水蒸气在云中汇聚、凝结，然后再降落到地面，在地面上再蒸发、再蒸腾，以降水的形式再次降落。
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图 12.3 水循环。太阳提供的能量使淡水和海水蒸发。空气中的水分达到饱和以前，水保持水蒸气的形态。大气层水分以固态或液态降水的形式回到地面，从而完成水循环。由于降水分布不均，水分不一定以同样的数量回到其蒸发的地区。大陆得到的水多于其损失。多余部分以地表水或地下水的形式回归海洋。但是，全球总是维持着水分平衡。
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人类对水的依赖使我们早就开始努力控制水的供应。这种实践业已改变了江河的水量和水质。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705395584]
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水的可利用性
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就全球范围而言，淡水资源很丰富。每年雨雪降落到各大陆的水分以830毫米厚的水层覆盖于陆地表面。每年从水循环中再生的淡水通常被认为足以满足现在世界人口5—10倍的需要。
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然而，世界上许多地方水供应不足，而且水资源日趋减少。问题不在于全球的总水量，而在于它的分配（一个地区得到的平均降水量）和可靠性（降水的逐年变化）。区域水分充足的程度是用水人口规模以及人口对资源需求的函数。就全世界而论，灌溉农业用水占淡水使用量的70%，在最贫穷的国家里占90%（图12.4）。工业用水约占1/4（23%），其余为家庭与城市用水（饮用、洗浴和浇灌草坪等）。1950年以来，人类从河湖和地下含水层中提取的淡水增加了2倍以上（含水层就是地表以下水分饱和的砂砾层，它所含的水叫地下水，不同于河水和湖水之类的地表水）。
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图 12.4 澳大利亚西部阿盖尔湖（Argyle）灌溉工程。1950年以来，该工程每年增加灌溉面积五六万平方千米。目前灌溉农业以其17%的耕地面积生产全世界40%的粮食。通常输送和灌溉到农田中的水量比农作物的实际需要多得多，浪费了大量的紧缺水资源。“滴灌”就是通过铺设在田间的有小孔的水管把水分直接递送到植物根部，这是一种减少用水量的方法。（Robert Frerck / Odyssey Productions）
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“短缺”是部分发达国家和发展中国家经常用以描述用水供应的词汇（图12.5）。灌溉用水不足周期性地危及农作物，并预示饥馑；常年性河流变成了间歇性河流；湖泊缩小；来自全世界的报道称地下水位急剧下降，水井干涸。据世界银行报道，威胁着粮食生产、经济发展、医疗卫生和环境保护的慢性缺水正折磨着80个国家。北非和中东10国正处于缺水的境地：这些国家所消耗的水量超过每年可更新的水量供应，抽取地下水的速度通常高于降雨给地下水的补给。
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图 12.5 人均可更新淡水的可利用性。可更新水资源是指从河流、湖泊和地下含水层中得到的水。虽然美国有着数量巨大的淡水，但其使用量也是巨大的。用水量随人口的增长、生活标准的提高、灌溉农业的扩展，以及随之发展而来的工业与城市用水需求的增大而上升。世界上越来越多的地区水资源短缺，抑制了可持续发展，需要抉择是否对互相竞争的用户之间进行硬性分配。（编注：1立方英尺约等于0.0283立方米。）
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资料来源：Student Atlas of World Geography, 3 / e, John Allen, Map 50, p. 63. McGraw-Hill / Dushkin, 2003.
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全国性数据可能掩盖地方缺水问题。许多国家的主要产粮区过分抽取地下水，含水层的耗竭导致严重缺水及供水限制。
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中国北方，水浇地和城市与工业增长对水资源的消耗十分巨大，以至于多数年份里黄河下游水流在进入黄海前就已经干涸。中国100多座大城市（多在北方）已经严重缺水。中国北方大部分地区地下水位每年下降1—2米。
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世界人口第二大国——印度——抽取地下水的速率是再生速率的两倍。在一些地区，包括该国的“面包篮子”哈里亚纳邦和旁遮普邦，用水过多造成了地下水位下降和水井干涸。
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乍得湖因气候干旱和从入流河抽水灌溉，面积严重缩小。该湖曾经是非洲第二大湖，1965年面积为2.5万平方千米，到2005年只有1500平方千米。
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墨西哥最大的淡水水体查帕拉湖（Lake Chapala），自20世纪70年代以来已经损失了其入流水量的80%。该湖主要由莱尔马河（Rio Lerma）补给，但该河全部流量几乎都被引作灌溉和工业用水。墨西哥城地下水抽取的速度比其天然补给快40%，城市对此的反应是在20世纪内沉陷了9米。