時空尺度切換視域下“水平衡原理”的綜合考查探析

梅國紅 曾呈進

（1.武平縣第一中學，福建 龍巖 364300；2.福建教育學院，福建 福州 350025）

一、關于“水平衡原理”

《普通高中地理課程標準（2017年版）》明確要求：“運用示意圖，說明水循環(huán)的過程及其地理意義”“繪制示意圖，解釋各類陸地水體之間的相互關系”。［1］水循環(huán)使四大圈層相互聯(lián)系起來，通過各個環(huán)節(jié)（見圖1）進行著物質(zhì)與能量的交換，就像人體中的血液，維系著地球母親的生機與活力。

圖1 水循環(huán)運動過程

水循環(huán)是一個動態(tài)過程，衡量的數(shù)量依據(jù)主要是水平衡狀況。影響水平衡的主要因素包括“收入”和“支出”兩個方面在一定的時間尺度范圍內(nèi)，某地儲水變量的多寡取決于該地水量收入與水量支出的差值，此即為“水平衡原理”（見圖2）。

圖2 水平衡原理示意圖

從長時間、大空間尺度來看，全球水的總量沒有太大變化，即儲水變量可以看成是零，即“水量收入=水量支出”。

各區(qū)域水平衡狀況（見圖3）：

圖3

綜上所述，基于定量分析的“水平衡原理”深刻地影響著人類的生產(chǎn)生活。人類可以通過植樹造林、筑壩建庫、退耕還湖、恢復濕地等行為，在局部地區(qū)改變水量的收支狀況，因勢利導，從而促進區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

二、時空尺度切換視域下“水平衡原理”的綜合考查探析

2018年高考全國文綜I卷第37題，依托我國東北地區(qū)烏裕爾河與扎龍濕地的變遷創(chuàng)設試題情境，給考生提供一個完整的“信息鏈”，并相應設置了一個遞進的“問題串”（見圖4），各題相互聯(lián)系，自成體系，通過烏裕爾河的前世、今生、未來的發(fā)展變化這條主線，把地形、氣候、地貌等地理要素與河流、濕地進行串聯(lián)融合，幫助考生更好地認識自然地理事物的演變規(guī)律與人類活動之間的關系，在時空尺度切換過程中考查考生動態(tài)分析與開放表達的能力，在探究實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的過程中滲透培養(yǎng)人地協(xié)調(diào)觀。

［原題呈現(xiàn)］

（2018年高考全國文綜I卷）第37題。（22分）

烏裕爾河原為嫩江的支流。受嫩江西移、泥沙沉積等影響，烏裕爾河下游排水受阻，成為內(nèi)流河。河水泛濫，最終形成面積相對穩(wěn)定的扎龍濕地（圖4）。扎龍濕地面積廣大，積水較淺。

圖4

（1）河流排水受阻常形成堰塞湖，烏裕爾河排水受阻卻形成沼澤濕地。據(jù)此推測扎龍濕地的地貌、氣候特點。（6分）

（2）分析烏裕爾河成為內(nèi)流河至扎龍濕地面積穩(wěn)定，烏裕爾河流域降水量、蒸發(fā)量數(shù)量關系的變化。（6分）

（3）指出未來扎龍濕地水中含鹽量的變化，并說明原因。（6分）

（4）有人建議，通過工程措施恢復烏裕爾河成為外流河。你是否同意，并說明理由。（4分）

解析：（1）地貌：地勢平坦、開闊。氣候：氣候較為干旱（蒸發(fā)能力強）。

（2）降水量基本不變化，蒸發(fā)量逐漸增大。兩者數(shù)量關系由降水量大于蒸發(fā)量最終變?yōu)榻邓康扔谡舭l(fā)量。

（3）變化：水中含鹽量逐漸增加。原因：河水不斷為濕地帶來鹽分（礦物質(zhì)）；隨著濕地水分蒸發(fā)，鹽分（礦物質(zhì)）富集（最終飽和）。

（4）同意?？煞乐果}分（礦物質(zhì)）富集；減少泥沙淤積；擴大魚類種群規(guī)模；減輕水體富營養(yǎng)化。不同意。應減少對自然的干擾；保持濕地水量穩(wěn)定；保護生物多樣性；維護食物鏈完整（保護丹頂鶴）；防止?jié)竦丨h(huán)境變化。

（一）從題目圖文信息和問題探究中感悟“水平衡”在時空尺度變換上的地理表現(xiàn)（見圖6）

圖6

（二）從問題鏈和學科邏輯上深度剖析“水平衡”在時空尺度變換上的地理原因

本題四個設問均以時空尺度切換作為問題的切入點，從烏裕爾河原為外流河受阻轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)流河，從烏裕爾河到扎龍濕地再到整個烏裕爾河流域，從淡水湖未來可能轉(zhuǎn)變成咸水湖，從現(xiàn)在的內(nèi)流河到未來恢復成為外流河還是繼續(xù)保護內(nèi)流河的討論，等等，在時空尺度切換過程中，始終聚焦地理問題，綜合考查地理事象發(fā)生、發(fā)展過程中的地理原理。

第（1）題，時間尺度切換涉及烏裕爾河受阻前河流注入嫩江，受阻后河流下游匯水形成扎龍濕地），空間尺度轉(zhuǎn)換即由原河床，由于河水外溢、地勢平坦開闊、面積變大且該河段下游無河流徑流，而變成濕地沼澤。隨著烏裕爾河水不斷注入，且“扎龍濕地面積相對穩(wěn)定”，根據(jù)“水平衡原理”，該流域要維持水量的相對平衡，水量收入應該大于或等于水量支出，在水量流失較少（下游無河流徑流、下滲少）的情況下，可推知該處的地表水主要“支出”于蒸發(fā)，進而判斷扎龍濕地的氣候較為干旱，蒸發(fā)相對旺盛。

第（2）題，當烏裕爾河由外流河變?yōu)閮?nèi)流河，從扎龍濕地切換到整個烏裕爾河流域時，時空視野顯得無限寬廣。根據(jù)“水平衡原理”，烏裕爾河為外流河時，該流域“多年平均降水量=多年平均蒸發(fā)量+多年平均徑流量”，在徑流外流的情況下，此時該流域降水量大于蒸發(fā)量；烏裕爾河為內(nèi)流河時，該流域在降水量基本不變的前提下，當?shù)卣舭l(fā)量不斷增加，“多年平均降水量=多年平均蒸發(fā)量”，逐漸達到一種動態(tài)平衡時，才使得扎龍濕地面積趨于穩(wěn)定。

第（3）題，扎龍濕地從形成到現(xiàn)在再到未來，在時間尺度不斷切換中交織考查內(nèi)流區(qū)的濕地水中含鹽量會不斷加大這一地理過程。

濕地水中鹽分的多少，也可從“收”與“支”的角度進行分析?！笆铡保摵訛閮?nèi)流河，鹽度較高，河流徑流源源不斷地帶來溶解鹽分，在濕地逐漸地積累；同時，根據(jù)“水平衡原理”，在局部區(qū)域，由于氣候干旱，蒸發(fā)量大于補給量，隨著濕地水分蒸發(fā)，鹽分（礦物質(zhì)）富集（最終飽和）?！爸А?，由于扎龍濕地下游無河流徑流，鹽分無法隨徑流排出，導致鹽分富集。

第（4）題，時間尺度切換體現(xiàn)在從當前烏裕爾河內(nèi)流狀態(tài)，到未來可能恢復為外流河；空間尺度切換體現(xiàn)在從河流本身延展到整個流域。目前烏裕爾河已經(jīng)成為內(nèi)流河，形成了內(nèi)陸水循環(huán)系統(tǒng)?！澳芊裢ㄟ^工程措施恢復烏裕爾河為外流河”重點考查了考生的思辨思維。如果選擇同意，可從改變水循環(huán)的類型，即以陸地內(nèi)循環(huán)為主轉(zhuǎn)變?yōu)楹ｊ戦g循環(huán)為主，繼而造成當?shù)刈匀画h(huán)境的變遷。如果選擇不同意，則主要根據(jù)“水平衡原理”，在維持現(xiàn)今環(huán)境、減少對自然的干擾這個基礎上保持濕地水量穩(wěn)定，充分發(fā)揮濕地的生態(tài)價值。無論是否同意，都無法回避“水平衡原理”。

三、“水平衡原理”對“區(qū)域生態(tài)環(huán)境”的教學啟迪

水環(huán)境作為地理環(huán)境的重要組成部分，交織著各地理要素的相互作用。該題以“烏裕爾河變遷與扎龍濕地演變”為主題，河流（濕地）雖小，但格局很大；以時空尺度切換作為問題焦點，激活了考生的綜合思維［2］，激發(fā)了考生保護濕地的熱情；以“水平衡原理”作為考查支點，撬動了自然地理環(huán)境各要素的內(nèi)蘊關聯(lián)，考查了考生在新情境下的高階思維能力。

“區(qū)域生態(tài)環(huán)境”歷來都是高考選題的大主題之一，核心素養(yǎng)相互交織，彰顯地理學科價值。在今后的教學中，要更加重視地理主干知識、地理基本原理的建構復習；要通過總體情境創(chuàng)設，鼓勵學生多參與實踐活動，不斷豐富學生的知識視野，培養(yǎng)學生的地理實踐力和遷移應用能力；要引導學生善于運用“時空尺度觀”探究自然環(huán)境的演化過程，不斷增強區(qū)域認知能力和綜合思維能力，落實培養(yǎng)人地協(xié)調(diào)觀，不斷提升地理核心素養(yǎng)。