沈嘉琳,呂鴻斌
(1.華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,廣州510631;2.華南師范大學(xué)附屬中學(xué),廣州510631)
《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 版)》明確指出,通過(guò)高中地理課程,培養(yǎng)地理學(xué)科核心素養(yǎng),貫徹落實(shí)黨十九大“立德樹人”的根本任務(wù)。當(dāng)前的地理高考以問(wèn)題為導(dǎo)向,以能力考查為核心。在能力考察中,又特別注重“過(guò)程與機(jī)制思維”的考察。但在高中地理的一線教學(xué)中,仍普遍存在重知識(shí)、輕機(jī)理的教學(xué)現(xiàn)狀。因此,本文將以區(qū)域環(huán)境建設(shè)中常見的生態(tài)破壞問(wèn)題——次生鹽堿化為例,針對(duì)這一特定的土地荒漠化問(wèn)題,從發(fā)生機(jī)理的視角分析土壤次生鹽堿化的成因及應(yīng)對(duì)措施,為一線教師提供教學(xué)參考。
土壤次生鹽堿化(又稱土壤次生鹽漬化),它并不等同于“土壤鹽堿化”。次生鹽堿化并非原生自然地質(zhì)作用的產(chǎn)物,而是人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的結(jié)果。在一般的教學(xué)中,教師在引導(dǎo)學(xué)生分析次生鹽堿化的成因時(shí),都會(huì)提及干旱、半干旱以及半濕潤(rùn)區(qū)人類的不合理灌溉,但常常點(diǎn)到為止。為什么次生鹽堿化會(huì)集中分布于干旱、半干旱以及半濕潤(rùn)地區(qū);不合理灌溉又是如何導(dǎo)致次生鹽堿化的發(fā)生?
對(duì)于這些問(wèn)題,教師并沒(méi)有從成因機(jī)理上為學(xué)生解釋清楚。比如:大水漫灌、只灌不排灌溉方式,容易導(dǎo)致灌溉水體長(zhǎng)時(shí)間于地表積聚,成為地下水的補(bǔ)給水體,使地下水水位抬升。進(jìn)而,通過(guò)毛管上升水的作用,把鹽度較高的地下水帶至地表,伴隨著水分的蒸發(fā),鹽分逐漸于地表積累。由于對(duì)機(jī)理解釋的欠缺,導(dǎo)致學(xué)生在解決新情境下的次生鹽堿化問(wèn)題時(shí),往往生搬硬套,缺乏地理過(guò)程性思維。
次生鹽堿化的發(fā)生機(jī)理,即其發(fā)生本質(zhì)。次生鹽堿化是含鹽度高的地下水,通過(guò)毛管上升水的作用上升至地表附近而蒸發(fā),使土壤母質(zhì)和地下水中所含鹽分隨毛管水上升而積聚于土壤表層所形成的現(xiàn)象。
在此,筆者有必要對(duì)“毛管水”的概念加以解釋。在解釋此概念前,需先了解地下水的垂向結(jié)構(gòu)(圖1)。圖1示意的是在典型的水文地質(zhì)條件下,地下水垂向結(jié)構(gòu)層次的基本模式:自地表起至地下某一深度出現(xiàn)不透水基巖為止,可區(qū)分為包氣帶和飽和水帶兩大部分,從儲(chǔ)水形式來(lái)看,與包氣帶對(duì)應(yīng)的有結(jié)合水和毛管水,與飽和水帶相對(duì)應(yīng)的是重力水。當(dāng)巖土中的空隙小于1mm,空隙之間彼此連通,當(dāng)這些細(xì)小的空隙儲(chǔ)存液態(tài)水時(shí),即形成毛管水。若毛管水是從地下水面上升而來(lái),稱毛管上升水;若與地下水面沒(méi)有關(guān)系,水源來(lái)自地面滲入而形成的毛管水,稱為懸著毛管水。土壤次生鹽堿化,受到的即是毛管上升水的作用。
如果從次生鹽堿化發(fā)生的機(jī)理入手,分析導(dǎo)致次生鹽堿化發(fā)生的原因,歸根結(jié)底就三方面:①含鹽度高的地下水;②地下水水位的上升;③水分的蒸發(fā)。因此,我們可以把次生鹽堿化發(fā)生的原因歸納為三大因素:地下水因素、水位因素、干燥度。
次生鹽堿化的發(fā)生,首先得有含鹽度高的地下水。含鹽度較高的地下水主要分布在干旱、半干旱以及半濕潤(rùn)地區(qū),這是由區(qū)域的年降水總量與年蒸發(fā)量的比值決定的。在干旱、半干旱以及半濕潤(rùn)地區(qū),年降水量小且蒸發(fā)量大,導(dǎo)致地表徑流與地下徑流交換少,地下水水體的更新周期慢,進(jìn)而使得鹽分逐漸積累。
次生鹽堿化的發(fā)生,還需要通過(guò)土壤毛管上升水的作用把高鹽度的地下水上升至地表。簡(jiǎn)言之,即地下水位的升高。除了前文所提及到的不合理灌溉之外,水庫(kù)的修建、突發(fā)性的暴雨、低洼的地勢(shì)也會(huì)使得地下水水位抬升。
次生鹽堿化的發(fā)生,還跟干燥度密切相關(guān)(某地一定時(shí)段內(nèi)的水面可能蒸發(fā)量與同期降水量的比值)?;诖耍珊?、半干旱及半濕潤(rùn)地區(qū)出現(xiàn)的次生鹽堿化現(xiàn)象會(huì)有季節(jié)性的差異。在降水多的季節(jié),上升至地表的地下水蒸發(fā)強(qiáng)度減弱,不利于鹽分的積累,導(dǎo)致次生鹽堿化現(xiàn)象不容易發(fā)生。
根據(jù)前文所歸納的次生鹽堿化發(fā)生三大影響因素,筆者提出了相應(yīng)的解決措施(圖2)。針對(duì)地下水鹽度的問(wèn)題,可采取淋洗脫鹽的辦法;針對(duì)地下水位升高,可改用噴灌滴灌技術(shù),因地制宜建立不同形式的井、溝、渠相結(jié)合的灌排配套系統(tǒng);或者采取高地種溝、低地種壟的辦法;針對(duì)干燥度的影響,可采取地表覆膜減少蒸發(fā)的措施。此外,對(duì)滴灌技術(shù)還需要做簡(jiǎn)單的補(bǔ)充說(shuō)明,滴灌技術(shù)也有其不可避免的弊端。當(dāng)在含鹽量高的土壤上進(jìn)行滴灌或是利用咸水滴灌時(shí),可能會(huì)引起鹽分在濕潤(rùn)區(qū)邊緣的積累,若遇到小雨,這些鹽分可能會(huì)被沖到作物根區(qū)而引起鹽害,究其原因,正是前文所分析的“次生鹽堿化”發(fā)生機(jī)理所致。
圖2 次生鹽堿化的影響因素及對(duì)應(yīng)的解決措施Fig.2 Influencing factors of secondary salinization and corresponding countermeasures
目前高中地理課堂薄弱之處是缺乏地理過(guò)程性思維的培養(yǎng),教師往往就概念論概念,就結(jié)論論結(jié)論。如此,教出來(lái)的學(xué)生缺乏對(duì)地理事物發(fā)生發(fā)展的解釋和推斷能力,進(jìn)而使學(xué)生解決真實(shí)地理問(wèn)題的能力欠缺。拙文以“次生鹽堿化”為例,從發(fā)生機(jī)理的視角重新闡述其成因及解決措施,為一線教師提供教學(xué)參考,幫助學(xué)生培養(yǎng)地理過(guò)程性綜合思維,提升學(xué)生的地理問(wèn)題解決能力。