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］水循環使四大圈層相互聯系起來，通過各個環節（見圖1）進行著物質與能量的交換，就像人體中的血液，維系著地球母親的生機與活力。

圖1 水循環運動過程

水循環是一個動態過程，衡量的數量依據主要是水平衡狀況。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，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，在局部地區改變水量的收支狀況，因勢利導，從而促進區域的可持續發展。

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，依托我國東北地區烏裕爾河與扎龍濕地的變遷創設試題情境，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），各題相互聯系，自成體系，通過烏裕爾河的前世、今生、未來的發展變化這條主線，把地形、氣候、地貌等地理要素與河流、濕地進行串聯融合，幫助考生更好地認識自然地理事物的演變規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分析與開放表達的能力，在探究實現區域可持續發展的過程中滲透培養人地協調觀。

［原題呈現］

（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，成為內流河。河水泛濫，最終形成面積相對穩定的扎龍濕地（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流河至扎龍濕地面積穩定，烏裕爾河流域降水量、蒸發量數量關系的變化。（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（蒸發能力強）。

（2）降水量基本不變化，蒸發量逐漸增大。兩者數量關系由降水量大于蒸發量最終變為降水量等于蒸發量。

（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）；隨著濕地水分蒸發，鹽分（礦物質）富集（最終飽和）。

（4）同意?？煞乐果}分（礦物質）富集；減少泥沙淤積；擴大魚類種群規模；減輕水體富營養化。不同意。應減少對自然的干擾；保持濕地水量穩定；保護生物多樣性；維護食物鏈完整（保護丹頂鶴）；防止濕地環境變化。

（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（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變為內流河，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變成咸水湖，從現在的內流河到未來恢復成為外流河還是繼續保護內流河的討論，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生、發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定”，根據“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，進而判斷扎龍濕地的氣候較為干旱，蒸發相對旺盛。

第（2）題，當烏裕爾河由外流河變為內流河，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“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量；烏裕爾河為內流河時，該流域在降水量基本不變的前提下，當地蒸發量不斷增加，“多年平均降水量=多年平均蒸發量”，逐漸達到一種動態平衡時，才使得扎龍濕地面積趨于穩定。

第（3）題，扎龍濕地從形成到現在再到未來，在時間尺度不斷切換中交織考查內流區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。“收”，該河為內流河，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“水平衡原理”，在局部區域，由于氣候干旱，蒸發量大于補給量，隨著濕地水分蒸發，鹽分（礦物質）富集（最終飽和）?！爸А保捎谠垵竦叵掠螣o河流徑流，鹽分無法隨徑流排出，導致鹽分富集。

第（4）題，時間尺度切換體現在從當前烏裕爾河內流狀態，到未來可能恢復為外流河；空間尺度切換體現在從河流本身延展到整個流域。目前烏裕爾河已經成為內流河，形成了內陸水循環系統?！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，可從改變水循環的類型，即以陸地內循環為主轉變為海陸間循環為主，繼而造成當地自然環境的變遷。如果選擇不同意，則主要根據“水平衡原理”，在維持現今環境、減少對自然的干擾這個基礎上保持濕地水量穩定，充分發揮濕地的生態價值。無論是否同意，都無法回避“水平衡原理”。

三、“水平衡原理”對“區域生態環境”的教學啟迪

水環境作為地理環境的重要組成部分，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，撬動了自然地理環境各要素的內蘊關聯，考查了考生在新情境下的高階思維能力。

“區域生態環境”歷來都是高考選題的大主題之一，核心素養相互交織，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”探究自然環境的演化過程，不斷增強區域認知能力和綜合思維能力，落實培養人地協調觀，不斷提升地理核心素養。