【地理探究】大壩的功能和負面作用、草甸和草原有何區別？

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我們建造了數量驚人的大壩，全球範圍內的大壩總數高達80萬座。目前還有數千座的水電站大壩正在建造或正在規劃中，拉丁美洲和亞洲地區正在掀起興築壩的熱潮。

大壩建設之“利”

大壩具有兩種主要功能。

一是蓄水以補償河水流量的變化；

二是擡高上游水位以使水能夠流入渠道，或增加“水頭”即水庫水面與下游河流水面的高差。

蓄水和水頭的產生使得大壩能夠控制洪水、發電、爲工農業和生活供水、通過穩定水流和淹沒急流來改善河流航運。建壩的其他目的還包括水庫養殖、休閒活動，如划船等(邁克古雷，1996)。

6種延伸功能

1. 控制洪水

在低地地區，河流經常造成洪水。自然洪水依然是世界上最頻繁、危害最大的災難之一。築壩能夠使水流分配更爲均勻，從而成爲減輕洪水災害的措施之一。調洪水庫滯留、存貯部分洪水，因而削減破壞性的洪峰(康德賽維奇，1998)。就這樣減少了水庫下游的水流流量及洪水損失。在70多個國家，約13％的高壩具有防洪功能。

長江主幹流域梯級水電站分佈圖

2. 灌溉

灌溉是將貧瘠地區改變爲能支持大量人口生存的肥沃地區的重要手段。在當今世界，灌溉是淡水的最大消耗利用方式，關乎糧食生產和糧食安全。約1／5的農田採用了溉灌，灌溉農業產量佔世界農業產量的近40％。

爲引用埃及尼羅河水，確定孟斐斯城城址，修建了第一座大壩。很多古老的土壩，包括巴比倫人修建的許多土壩，是構思精妙的灌溉系統的組成部分。迄今世界上一半的高壩是專門或主要爲灌溉而修建的。據最近估算，當前世界範圍內30％～40％的灌區用水依賴於大壩。在一些地區，灌溉成爲未來發展不可缺少的基礎設施。例如埃及，幾乎100％的灌溉是由大壩供水，其中大部分來自於阿斯旺高壩。

3. 供水

隨着世界人口持續高速增長，供水仍將是一個重要問題。提供可靠供水的方法之一就是在河流上築壩，形成水庫從而存貯高流量時期的多餘水量，在低流量時期使用(拉薩奇，2001)。

許多水庫建設的目的是提供可靠的供水，滿足高速增長的城市和工業需要，特別是在天然地下水資源和現有湖泊或河流水量不足以滿足所有需求的偏乾旱地區。如德國薩克索尼地區，水庫爲200萬人供給了40％的水量。

烏東德水庫工程上游面全景

4. 發電

作爲低成本、可再生的電力資源，水電被人類接受並提倡。它是一種非消耗性的用水。一旦建成，水電運行成本低、壽命長，特別是對決定性的河流工程和不必考慮淤積的水庫工程(世界大壩委員會，2000)。它與生物、地熱、風力、海浪、太陽能等發電形式一樣，被視爲一種清潔能源(康德賽維奇，1998)。在許多國家水力發電是大壩建設的重要原因，特別對發展中國家來講，水電是經濟發展的重要組成部分。當前，水電佔世界電力供應的190k，150個國家都開發了水電。

5. 航運

與公路、鐵路和空中運輸相比，航運是最便宜的運輸方式，污染最小，不需要昂貴且不利於生態環境的基礎設施(如高速公路、鐵路)。大壩建設可以使河流流態更均一，在庫區或水庫下游形成可航場所，有助於改善航運。航運用水是河道內非消耗性用水。建有水壩的河流的航運期要長於無調節的河流。

6. 其他

大壩建設的其他好處包括娛樂、漁業等。而且，它還關乎糧食安全、當地就業、技術發展、農村供電以及自然和社會性基礎設施(如道路、學校)的普及推廣。

大壩建設對流域水循環的影響

流域的自然水循環是指流域內的降雨落至地面，產生向地下的滲透以及地表徑流，陸續匯入河湖流入內陸湖或大海；同時通過地面和水面蒸發，以及植物葉面蒸騰，又形成雲層和降雨的不斷循環過程。

周而復始的水循環，給流域源源不斷地帶來水資源，加上太陽輻射的熱量，在水、土、熱的環境下形成了流域特有的生態系統。在流域內建設的水利工程都是通過調配水資源，改變水資源的時空分佈來達到興利的目的。

但是水資源時空分佈的變化必然導致流域生態系統的變化，水多了的地方會變，水少了的地方也會變。結果都是失去了原有的生態系統，導致一些原有棲息環境中生存的特有物種瀕危或消失。

人工化的水循環，是不健康的水循環，主要表現在：

（1）河流節點化

由於在河道上大量修建水庫，河流的連續性、河牀的連續性、河流生態的連續性被破壞，原來在河牀中流動的水變成了儲存在水庫中的靜止的水，河道乾涸。天然的河流變成糖葫蘆一樣，由乾涸的河道將一個個水庫串起來，這對河流生態系統所造成的影響可以說是毀滅性的。

（2）流域水循環短路化

在自然條件下的多雨季節，流域內的水循環是比較緩慢的，降雨的大部分滲入地下，一部分地表徑流進入農田、溼地和窪地，慢慢地匯入河道，注入大海。由於水循環過程緩慢，流域的大部分得到徑流的補充，生態系統需水自然得到保障，而且河流中的基流持續時間比較長，不容易發生斷流。

河流的幹、支流大量修建堤防，下游修建大型排洪減河。遭遇暴雨時，山區的匯流直接進入河道，平原地區的澇水也由泵站大量排入河道，河道變成了洪水的高速公路，直接快速入海。這樣，本來水資源匱乏的流域，在洪水季節水資源卻很快地注入大海，流域的水循環週期縮短，形成短路。

（3）洪泛區水循環與河流絕緣化

對人類社會來說洪水不受歡迎，但是對生態系統來說，洪水又是不可缺少的過程。洪水爲廣大的洪泛區帶來水資源、營養鹽、肥沃的泥土、多樣的物種、餌料等，洪水還可以沖洗河道和土地的污染。乾旱飢渴的土地，在洪水過後的若干年內都會顯現旺盛的生機。可以說，洪水是維持生態系統，特別是水生態系統的重要生態過程。

現代社會大量興建高標準的防洪工程體系，河流不再氾濫。在除掉洪水對人類社會威脅的同時，也切斷了洪水對洪泛區的生態培育過程。洪泛區的水循環過程逐漸與河流的水循環分離、絕緣化。洪泛區的生態系統得不到洪水的滋潤，只能靠本地降雨來維持，必然逐步退化。

上述水循環的變化，加上人類的各種開發活動，如城市建設、高速公路、鐵路、堤防建設等，將一個完整的流域切割成一個個孤立的空間，魚類、兩棲動物、水鳥、陸生小動物、大型動物的活動空間越來越小，無法自由地遷徙。生態系統的孤立化，使得動物的捕食、飲水、繁殖、遷徙受阻，影響到食物鏈和基因的遺傳，也是造成物種退化和滅絕的原因之一。

大壩建設對生態環境的影響

大壩建設除了改變流域的水循環之外，還會引起很多具體的生態環境變化，甚至誘發多種災害。

（1）可能誘發地震

大型水庫建成蓄水之後，由於巨大的水壓力施加於庫區岩基，加之水壓入巖隙降低了岩石界面的摩檫力，可能導致基礎巖體結構變動誘發地震，有些庫區蓄水後頻繁地發生地震，造成周邊居民恐慌。現在新建大壩越來越高，應當警惕誘發更高級別的地震。

（2）庫區山體滑坡及涌浪

同樣的道理，庫區周邊山體的下部被水庫水體浸泡之後，也會使浸水巖體界面間的摩檫力降低，加之庫區周邊局部降雨頻率增加，產生山體坍塌和滑坡的事故增多。這不僅會破壞山體植被，當滑坡體量巨大時，會產生類似海嘯的巨大涌浪，有的浪高可達十餘米，威脅庫區航船安全，沖毀對岸的村莊，甚至威脅大壩的安全。譚老師地理工作室綜合整理

（3）庫區水生態系統演替

水庫建成後，原有河流形態消失，轉變爲深水人工湖泊。水體流速減小，水深較大的水庫底層水溫常年較低。原有的河流生態系統很難適應這種變化，大部分河流原生物種消失，逐步演替爲外來種爲主的湖泊生態系統。其結果是河流有價值的生物多樣性減少，普遍存在的物種增加。

（4）庫區水質變化

流動的水體可以通過水麪向水體賦氧，水中溶解氧含量較高，水體自淨能力高，流水不腐。形成水庫之後，水體長期接近靜止狀態，加上週邊流入水庫的污染物長期累積，庫區水質不斷惡化，甚至出現富營養化現象，水華增多。這種現象實際也是庫區生態失衡的結果。

（5）庫區水體溫度成層

在冬季水庫表層水溫降低，達到4℃時水體密度最大，沉入庫區底部。春季以後，氣溫不斷升高，表層水體溫度也不斷升高，密度減少，在水體流動較少的條件下往往形成水溫上高下低的溫度分層現象，使底部水溫常年較低。如果電站的進水口及農業取水口位置較低，就會放出低溫水。用於農業灌溉會減產，河道水溫降低還會影響魚類產卵，降低漁獲量。

（6）水庫長期渾濁

進入春季，水溫尚低而氣溫逐漸升高，這時如果流域產生較大的降雨，在水土流失區渾濁的徑流進入庫區，由於地面流入的水溫高於庫區水溫，這些渾濁徑流會懸浮在庫區水面，長期不能下沉。其後果是渾濁水體遮擋了陽光，影響水生植物和魚類的生長，也影響庫區景觀和水質。

（7）增加溫室氣體排放

如果水庫蓄水前清庫不徹底，留有大量樹木和生活垃圾，蓄水後在厭氧條件下腐爛，會產生有害的溫室氣體。有的研究報告指出其排放量很大，這一結論還需要進一步觀察和研究。

（8）阻斷河流魚類通道，威脅漁業資源

河流中魚類和蝦蟹等在產卵、覓食和生命的一些階段需要在河流中上下移動，大壩建成後阻斷了水生動物的通道，威脅到他們的生存。現有的魚道和其它過魚設施還不能有效保障魚類等的必要移動，造成某些物種瀕危甚至消失。下游魚類等水生動物的餌料多來自上游，水庫建成後這些餌料很多沉積在水庫裡，使下游魚類因缺少食物而減產。

（9）下游斷流

河流上游大量修建大壩，蓄水以滿足發電、供水、灌溉等用水需求，在蓄水期下泄水量很少，常造成河道斷流。海河流域各河下游河段基本常年乾涸，在城市段多修建橡膠壩形成水面，維繫河流景觀。由於缺少水源，大多用中水作爲景觀用水，水質較差，河流生態系統徹底破壞。

（10）下游河牀的沖刷和粗化

河流修建大壩後，上游來水挾帶的泥沙多沉積在水庫之中。發電下泄的水流是落淤後的清水，具有較強的沖刷能力，往往造成下游河牀的衝深下切，或造成下游堤防的淘刷，危機堤防安全。同時，大壩下游較細顆粒的河牀質被沖走之後，留下大顆粒的河牀質，呈現河牀粗化現象。河牀質的空隙是水中昆蟲的棲息地，河牀粗化影響水中昆蟲的生息，它們是某些魚類的餌料，因此河牀粗化也會影響到河流生態系統。

（11）下游河湖關係改變

我國的長江下游連通洞庭湖、鄱陽湖和太湖。這些湖泊既是洪水季節分納長江洪水之處，在枯水季節也需要長江來水的補充，河湖的生態系統也存在不可分割的聯繫。三峽大壩建成之後，由於下游河牀下切，枯水季節長江水位下降數米，洞庭湖和鄱陽湖從長江補水困難，湖泊萎縮乃至乾涸的事件增多。

（12）移民工作量巨大

（13）淹沒沿岸歷史名勝古蹟

（14）淹沒沿岸良田工廠

（15）誘發部分疾病，如血吸蟲

想獲得巨大的收益必然要付出巨大的代價。

舉例說明

阿斯旺大壩的弊端

1.對自然地理環境的影響

(1)對氣候：

阿斯旺大壩攔截大量水流，使得下游水量減少，從而使得本來就乾旱的埃及氣候更加乾燥。

(2)對地形：

阿斯旺大壩攔截大量河流泥沙，使得下游泥沙減少，從而三角洲面積萎縮。尼羅河下游的河牀也遭受嚴重侵蝕，導致尼羅河三角州的海岸線不斷後退。

(3) 對水質：

下游河流水位降低，尤其是枯水期時，河口位置海水倒灌，出現鹹潮，使得水質下降。

(4)對土壤：

大壩的建成使得下游喪失了大量富有養料的泥沙沃土，影響農業發展；下游海水倒灌，使尼羅河河谷和三角洲的土地開始鹽鹼化，肥力喪失。

(5)對生物：

阿斯旺大壩的修建極大地影響了生物多樣性。原先富有營養的泥沙沃土沿着尼羅河衝進地中海，養活了在尼羅河入海處產卵的沙丁魚。如今沙丁魚已經絕跡了。同時阻礙魚類的活動，尤其影響洄流魚類的正常產卵與繁衍。

2. 對人文地理環境的影響

阿斯旺大壩修建的前期，在古蹟和移民遷建的投資達15億埃鎊，超過水電站的投資。

在阿斯旺庫區有着不少的古埃及文物，特別是具有五千多年曆史的阿布·辛貝勒神廟。由於這些古蹟是人類文明發展史上的瑰寶，埃及政府極爲重視，通過聯合國教科文組織及其他國家的贊助，對這些古蹟進行了遷移或保護。

概念

草甸是指在適中的水分條件下，發育起來的以多年生、中生草本爲主體的植被類型。中生是指形態結構和適應性均介於溼生植物和旱生植物之間。

草原：是以旱生草本植物佔優勢的生態系統，分爲熱帶草原、溫帶草原等多種類型，是地球上分佈最廣的植被類型。草原的形成原因是土壤貧瘠或降水量少，使植物無法廣泛生長，而草本植物受影響小，可以廣泛生長。

區分

地帶性角度：

草原以旱生草本植物佔優勢，是半溼潤和半乾旱氣候條件下的地帶性植被；而一般的草甸屬於非地帶性植被，可出現在不同植被帶內，具有隱域性。

隱域性:自然帶內的某些部位由於局部地貌、巖性差異和地下水埋深等影響而形成與平亢地不同的自然特徵的現象。

生長植物角度：

草原上的植物以一年生草本植物爲主，符合“一歲一枯榮”的描述。

草甸的植物多爲多年生草本植物，個頭比較大且對水分的需求較高，可以形象的記憶爲，草甸就是“草長得沉甸甸，長得茂盛！”。地理圖文綜合整理

分佈面積不同：

由於草原是地帶性的，因此其往往連成片分佈，面積較大；草甸多是非地帶性的，因此往往零散分佈，面積較小。

所處土壤溼度不同：

草原土壤溼度較低，草甸土壤溼度較高。

分類

草原的基礎分類

熱帶草原：樹木較多

溫帶草原：幾乎無樹

草甸的基礎分類

根據草甸植被分佈的地形部位，可分爲河漫灘草甸和大陸草甸，後者又可分爲旱地草甸、低地草甸、山地草甸、亞高山草甸、高山草甸。

根據植物羣落性質，可分爲典型草甸、草原化草甸、蕪原草甸、沼澤草甸、泥炭草甸等。

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