第七章 最活跃的物质——水第一节 概述

水在自然地理系统中，是一种最活跃的物质，不仅数量多而且作用大， 不仅活动的范围广而且交换的速率高，特别由于它是能量的贮存者、变换者及输运者，因此它就成为自然地理中极为重要的成分之一。它与接受到的太阳辐射能合在一起，成为控制一个地区基本自然地理特征的主导因素。水在自然地理中的重要功能，我们可以轻易地举出一些：

水是植物光合作用的基本材料，在此过程中，水释放出氧，提供了氢， 成为有机界与无机界之间联系的纽带；

水是一种最良好的溶剂，它能溶解地球表面上的全部物质。植物营养元素，如无水的携带即无法利用，由此它又是地球化学过程的主导因素；

水是生命形成的基本条件之一，生命的发生，最初就是在水中开始的， 同时它也是人类生存的基本条伴之一。每天从一个人体呼出的空气里，可以萃取出 1—2 公斤的水；

水是能量的主要携带者，同时它又是改造地表面形态及特性的主要外力之一；

水是自然地理面中物质运输的基本手段，物质的风化和搬运，化学元素的迁移，都有水的参与，可以这样说，地质循环、大气循环和生物循环都离不开水的循环；

水是自然地理系统中的控制器，它减缓了地表温度的剧变，它使得地表的复杂程度增高，它使得自然地理系统中可利用的能量增大，在一定条件下， 它使得自然地理熵减小等，从而可以看出水的重要作用来。国外一些学者称： 世界上人类改造自然的目标之一，就是致力于改变水的三个“太”，即太多、太少、太脏（污染）。这是很有道理的。

水还有一个重要特点，就是由液态变为气态时，它的体积急剧膨胀。在一个大气压下，一公斤的水变为饱和水蒸汽时，其体积增大为 1672 倍。不能轻视这种变化，十八世纪人类文明的标志——工业革命得以进行的条件之一，就是依靠水的这种性质作为动力的。

水发生相变时，进行能量的转换与传输，对整个自然地理面来说是极为重要的。例如气团的热容量取决于空气中的水汽含量，干空气的热容量为0.238，而水汽的热容量为 0.477，几乎相差一倍。1 立方厘米的海水降温 1

℃所放出的热量，可以使 3000 多立方厘米的空气温度升高 1℃，若全球 100 米深的表层海水平均降温 1℃，放出的热量即可使全球大气增温 60℃。

水具有不可压缩的特性。它没有弹性，当受到切变时控制形态变化的刚性系数等于 0，当受到拉张和压缩时表示伸长和缩短的杨氏模量也等于 0。地震的横波，不能通过液体水。

由于水具有很多特征，因此历来自然地理学家把水的研究放在重要的位置之上。

十分庆幸的事件之一，就是在地球这样的平均温度状况下，唯一能同时存在着三种状态的大量物质——水，能够保持在自然地理面中或者接近于自然地理面的空间中。而且近乎全部水的主体，以液态存在，只有很少一部分形成固态的冰和气态的水汽。上边已经提及，水具有的独特性质，使得它成

为能量和物质转换、传输的有效执行者。由于地球表面积的 71％为水所占据，从人造卫星上看我们所居住的这个行星，呈现着美丽的蔚蓝色，被称为“水的行星”。