【创作培育计划】地球上的水是怎样循环的？从水圈、大气圈、岩石圈，再到生物圈

水是生命之源，地球上的水通过水循环，维持地球生物多样性和生态平衡，使人类文明得以维持和进一步发展。 “水循环”是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地球引力等的作用下，通过水的蒸发、水汽输送、凝结降落、下渗和径流等环节，不断发生的周而复始的运动过程。

太阳使海洋、湖泊和河流的水温升高，水通过蒸发的过程变成了水蒸气，植物也在蒸腾过程中，以水蒸气的形式，流失水分到空气当中。水以水汽的形式被气流输送到世界各地。当水蒸气上升，遇到高中的冷空气，水蒸气便放热液化成小水滴，或凝华成小冰晶，大量的小水滴、小冰晶悬浮在高空就形成了云。小水滴相互聚集就会凝结成大水滴，下降成为雨。如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成冰雹降落到地面。冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成冰晶、雪花飘落下来。降落到地面的水分，一部分被蒸发重新返回大气；一部分成为地表径流，补给给江河湖泊；另一部分渗入岩土层，转化为地下径流。通过这个过程使水通过固、液、气的三态变化在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中不停的循环。

一、水循环在自然界中的作用

水循环在地球系统中是一个最为活跃的过程，它把水圈中所有的水体联系在一起，直接而广泛地涉及自然界中一系列物理、化学和生物过程与经济社会中的人文过程。

从物理学上看，水对能量吸收、消耗、传输、储藏调节和携带起着重要作用，占有主导地位。

从化学上来看，水在循环运动或积极交换的过程中，是多种化学元素的携带者。

从生物学上来看，水是生命或有机质的基本组成物质，土壤的形成与演化的重要因素，植物生长中最重要的生理过程—蒸腾、光合作用必须有水，水与其溶解的物质又是生物营养物质的输送者。

从地质学上看，水循环是地貌学的常态外营力，包括泥沙的侵蚀、搬运与沉积。

从人文学上看，水循环还与人类经济社会活动密切相关。一方面，人类利用水循环不断获得再生的水资源来支撑社会经济的发展；另一方面，人类对水资源的开发利用又不断地改变着水循环过程。

配图来自于图虫网

二、目前存在的问题

地球上的水看似很多，但绝大部分都无法被直接利用。海水占据了地球水资源总量的96.5%，淡水资源十分有限，而且在空间上分布非常不均，约65%的水资源集中在不到10个国家，而约占世界人口总数40%的80个国家和地区却严重缺水，全球数亿人居住在水资源“极度紧张”的地区。

对于生活在水资源还算丰富地区的人来说，可能从小到大都没有经历过严重缺水。但你知道吗？在缺水的城市或村落中，当地居民为了生活用水必须彻夜排着长队守候在供水站前，还有很多人不得不喝被污染的水来维持生存。

在水资源短缺的同时，水污染的不断加剧更是摆在人们面前的大问题。

在我国统计的 333个缺水城市中，有19个城市缺水的原因是水源污染所致，另有76个城市的缺水问题也与水源污染有关。更为严峻的是，我国江河污染的严重势态还没有得到有效遏制，整体环境质量还在恶化。每年水污染造成的经济损失约为全年GNP的 1.5 -3%。

三、对策

为实现水资源的可持续利用,建立健康水循环，应从以下几个方面着手：

1.节制用水，根据地域的水资源状况制定、调整产业布局，促进工艺改革，提倡节水产业、清洁生产，通过技术、经济等手段控制水的社会循环量，合理科学地分配水资源，减少对水自然循环的干扰。

2.城市污水的深度处理与再利用

城市污水深度处理与水的再生利用是维系良好水循环的必由之路。减少城市污水排放及相应的排水工程投资与运行费用；改善生态与社会经济环境，促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展。

3.农业面源污染控制

现代化的农业和养殖业对水环境产生的影响远远超过现代工业对自然水环境的影响，农业正在成为我国、也是地球上最大的污染源。

农业面源污染控制主要措施包括：一是积极发展节水农业，减少农业用水和弃水的污染；二是对养殖场污水和粪便进行处理,综合利用；三是农业经营要推广有机农业、现代绿色农业的耕作，减少农业生产中化肥、农药的施用量,同时要减少氮素损失,提高氮肥利用率。

在水资源严重短缺、水环境日益恶化的今天，重新建立起水的健康循环,恢复良好水环境，是关乎当前水资源可持续利用、人类永续发展的根本性问题。因此，让我们行动起来，节约用水，保护水资源！随手关水，检查漏水，一水多用。不积小流，无以成江海，从小做起、从身边做起，节约有限的水资源。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：黎明、杜琳

审核：石建省（中国地质科学院水文地质环境地质研究所研究员）

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司