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渠道化（channelization）是对河流整治的另一种方法，即修堤筑坝、裁弯取直、加宽挖深，以此控制洪水或改善航运。从全球看，有50万千米以上的河流经过疏浚和渠道化。世界上许多大河，包括密西西比河、尼罗河和黄河，已经建成河堤系统。这些河堤系统像水坝一样，可能产生不可预见的后果。河堤减少了自然蓄洪，加重了下游的洪峰，而且会造成过度的侵蚀。
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直至1960年，佛罗里达州基西米（Kissimmee）河蜿蜒曲折流淌于基西米湖和奥基乔比（Okeechobee）湖之间的泛滥平原上（图12.7）。这里的生境供养着几百种鸟类、爬行类、哺乳类动物和鱼类。应开发商、牧场主和农民的要求——他们打算移居到这片湿地上，但受到河流泛滥倾向的烦扰——美国陆军工程兵团挖深河道，把166千米的曲流河裁直，变为只有90千米长的土质水渠。1971年水渠竣工，湿地消失，外来植物种入侵，鱼类大幅减少，90%的水禽（包括若干濒危种）消失。
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图 12.7 佛罗里达州基西米河。工程兵团裁直河道之前（［a］）和之后（［b］）。河流过去供养成千种鱼类、水禽和林鹳、雪鹭以及大蓝鹭等涉禽。渠道化造成奥基乔比湖和大沼泽的退化。美国联邦政府和佛罗里达州政府不得不启动一项长期工程，把基西米河恢复为曲流河道。
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资料来源：Courtesy of South Florida Water Management District.
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渠道化和筑坝是人类经过深思熟虑后为整治河流格局所做的努力。但是，人类另外几种活动也对河流水文产生重大影响。例如城市化产生了重大的水文影响，包括降低地下水位、污染、增强洪水径流。同样的，去除森林覆盖使径流量增加、促进洪峰突发、降低地下水位和加速侵蚀。
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尽管如此，人类对水的负面影响主要是在水质方面。人们抽取河水、湖水和地下水用于饮食、洗浴、农业、工业和许多其他目的。尽管所提取的水又回归水循环，但其并不总能保持被提取时的状态。水和生态系统其他部分一样，也常常面临严重的污染问题。
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水质
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因人类造成的环境污染（environmental pollution），其广义的定义是进入生物圈的废物，由于其体积、组成或二者兼有，而不能被自然过程迅速分解的过程。对水而言，污染的核心概念是由于一种或多种物质存在于水体中，使水的组成发生改变，达到不能用于某种目的或降低了其自然状态下的适用性的程度。水污染是指排放到水中的物质造成水的化学性质或物理性质发生不利的改变，或者造成生活在其中的生物在数量和质量上发生不利的改变。污染是一个相对的词语，不适于饮用的水可能完全满足洒扫街道的要求，对鱼类污染严重的水可能为某些水生植物提供可生存的环境。
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人类活动不是造成水污染的唯一原因。落叶腐烂、动物粪便、油苗渗出等自然现象也可能影响水质，但是，有些自然过程能够处理这种污染。水中生物能够降解、吸收和分散此类物质，使之降低到自然水平。天然污染物超过受纳水体净化能力的情况比较少见。目前的情况是人类排放污染物的数量常常超过某个水体的自净能力。此外，人类还引进各种污染物，如金属和其他无机物。天然生物需要很长时间才能将其破坏或根本不能破坏。
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只要地球上存在人类，就会有污染。因此，问题就不是消灭污染，而是要控制它。这种控制生死攸关。水媒病原体和污染每年导致几百万人死亡（大多为儿童）。人们死于痢疾和与水有关的疾病，如霍乱和伤寒。
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水污染的四大“元凶”是农业、工业、矿业和城市住宅区，将其分为点源污染（point source of pollution）与非点源污染（nonpoint source of pollution）是有用的。正如其名称本身所表示的那样，点源是在特定地点进入环境的，如污水处理设施或工业排放管道。非点源较分散，因而也更难控制，例如来自农田径流和在道路上撒化冰盐。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705395587]
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农业水污染源
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就全世界而言，农业对水污染的“贡献”可能比其他任何单项活动都大。在美国，据估计农业占造成河流污染原因的2/3。农业径流携带3种主要污染物：化肥、生物杀灭剂和动物粪便。
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化肥
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农业是造成水体过度营养的主要原因。当所施用化肥以及动物粪肥中的氮和磷排入江河，最后积聚在池沼、湖泊和河口湾时，就会出现污染。养分加速了富营养化（eutrophication），即水体中养分富集的过程。当周围地区的营养物质被冲刷进水中时，也会自然地出现富营养化，但是，当物质来源是商业肥料之类人为的富集营养物时，水体就可能负荷过重的营养物。藻类和其他植物受刺激而大量生长，阻断其他生物生长所需要的阳光。当这些藻类等生物死亡分解后会使水中溶解氧水平下降，进而使不能忍受缺氧状态的鱼类和植物窒息死亡。
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据估计，在世界范围内，北美、欧洲和东南亚有50%、南美有40%、非洲有28%的湖泊和水库受到这种加速富营养化的影响。富营养湖泊的症状是杂草疯长、藻类繁茂、鱼类死亡、湖底沉积物迅速堆积、水体腐臭。
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虽然污水处理厂、暴雨径流和空气污染也提供刺激藻类生长的氮和磷，但是高营养水平的农业径流才是世界上超过30个“死亡带”形成的原因。“死亡带”是严重缺氧、鱼蟹等水生动物无法存活的地区。世界上最大的死亡带在波罗的海、黑海和路易斯安那州沿岸的墨西哥湾北部海域（图12.8）。这些地带的大小逐年不同，夏季随着水温增高和太阳辐射增强而达到峰值，形成藻华。
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图 12.8 2001年墨西哥湾中的“死亡带”覆盖了大约2.3万平方千米，相当于马萨诸塞州的面积。人们认为来自农业径流的营养物质是造成该海域缺氧的关键因素。营养物质为夏季兴盛的藻类种群供给营养。藻类死亡后沉入墨西哥湾海底，分解并耗尽海床附近的氧气，剩余的少量氧气难以支撑生命。
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生物杀灭剂
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农业上使用的除草剂和杀虫剂（pesticide）是水体化学污染的另一来源。施用过生物杀灭剂的农田径流污染着地下水和地表水。与生物杀灭剂使用相关联的问题之一，是人们对这种用法的长期效应并不总能立即了解到。例如，人们使用DDT多年之后，才发现它对鸟类、鱼类和水生植物的影响。另一问题是，现在广泛使用的成千种此类产品，包含600多种活性成分，但只有很少几种经环境保护局做过安全检查。最后，在这些化学品不再被使用后，即使过了很长时间，被淋洗到地下含水层中的生物杀灭剂可能仍然停留在那里。虽然美国自20世纪60年代后期起禁止使用DDT，但迄今水体中仍然检测到它的存在。
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