山

山即山脉、山峰，有不同的形态，汉字中有很多字形容山，大部分带有山字旁，如峰、峦、岭、岗、崮、坪、顶（子）、岔、垴、砣，但都是指起伏不平的地形。是地球表明面五种主要地形之一，是地形的骨架。

按照海拔与相对高差，可以分为极高山、高山、中山、低山。除平原外，地球表面大部分地区都是起伏不平的。在五种地貌类型中，除了山地、丘陵以外，高原面和盆地底部也有很多起伏不平的山丘，这是内力和外力共同作用的结果。一方面，地球内部的构造运动、火山运动等，形成褶皱、断裂、火山锥等，使地面起伏不平；另一方面，外力的侵蚀、搬运、堆积作用，虽然总体上是使地面削高填洼，趋于平坦化，但是侵蚀营力特别是水力、冰川作用，也犹如大自然的雕刻刀，不断塑造地表，切割出深邃的峡谷、高耸的山峰。我国是一个多山的国家，山地、丘陵以及地表崎岖的高原占我国总面积的70%以上，特别是世界屋脊——平均海拔在4000m以上，并分布有诸多雪山的青藏高原，面积超过250万km2，占我国总面积的1/4。

山脉与人类的起源、文明的发展关系密切。人类出现以来，在漫长的旧石器时代，曾长期穴居岩洞，山地特别是石灰岩山地，是人类幼年时期的摇篮世界最发达、人口最稠密的地区主要在温带和亚热带山麓倾斜平原上。麓冲积扇和倾斜平原农业发展条件较好，地势开阔、平坦，略微起伏，土层深厚、排水良好，便于农业生产，是人类农业文明重要的发源地。而河流中下游平原一般排水较差，多湖沼湿地，洪涝灾害的威胁较大，而且在干旱、半干旱气候下容易发生盐碱化山麓平原一般由冲积洪积扇构成。同时山脉迎风坡一般降水充沛，有较多的水资源可供工农业生产和城乡生活就地利用。的发展较早，在漫长的历史时期逐渐形成人口密集、经济文化比较发达的地区。

山麓倾斜平原的工业化和城市发展条件也较好，工业革命以来，山麓平原由于矿产资源较为丰富、埋藏较浅、易于开采，同时水资源和交通条件较好，往往是最先工业化的地区，而历史长期形成的密集的人口和较为丰富的农产品，又会进一步促进工业化与城市的进程，从而推动出现城市群和工业中心。

水

水是一种神奇的物质，朴实无华且随处可见，但是对于经济社会和生态环境都至关重要，生命的起源与生存都离不开水。水存在多种形态，包括气态水（水汽）、液态水、固态水（冰雪），其中最重要是液态水。液态水存在与地表水体与地下含水层中，是能为动植物生存和工农业生产直接利用的水。水的存在形态的时空差异不仅在生态环境中起到了重要的决定作用，对人类文明的发展与文化差异具有重要的影响。《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》（2011年“中央一号文件”）指出“水是生命之源、生产之要、生态之基”。同时，在论述“新形势下水利的地位和作用”中指出，“水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统，具有很强的“公益性、基础性、战略性”。在党和国家重要文献中高度评价水和水利的重要性（水是“生命之源、生产之要、生态之基”，水利“具有很强的公益性、基础性、战略性”），这是两个第一次。

水无处不在，地球是一个蔚蓝色的星球，70%以上的地球表面均为水体覆盖，地表水体在生态系统具有栖息地和廊道的重要作用。地表水体不仅是众多鱼类、水生无脊椎动物、水鸟、水生哺乳动物、挺水植物、沉水植物、浮水植物和浮游生物的栖息地，也是景观生态体系中重要的廊道；不仅是水流的通道，也是水中携带的颗粒物和可溶性物质的通道、水生生物洄游的通道和栖息地、航运的通道，在生态系统中起到了血脉的作用。

因此，水生态和水环境是脆弱的是多变的，由于气候变化和人类活动的影响，水体的面积和水量、地下水位都是不断变化的，水陆生境的变化对栖息地和通道功能及其生态系统服务都会产生直接的影响。人类活动对流域上游的影响，通过水流的传导作用，甚至可能影响到下游很远地方的生态环境与水资源利用。

水分条件是影响植物光合作用强度和效率的关键因素，也塑造了动、植物对湿生和旱生生境的适应性。水分条件不同，植被类型和生物群落不同：常年多雨的地区多常绿森林，季节性多雨的地区多落叶林和稀树草原，干旱少于地区以草原和荒漠为主，甚至寸草不生，地下水和土壤水的空间差异，也是生物种群和群落 分布微地貌特征的主要原因，由于地形对水分的再分布，一个景观生态系统中往往存在水分条件的地方板块，表现为不同的水生群落、湿生群落、旱生群落。森林主要集中在河流沿岸等地下水位浅的地方。

淡水是数量有限的可再生资源。水文循环使水资源得以再生，永续利用，并满足人类社会经济发展的需要，人类往往适水而局，人口和城市也沿着江河分布，在生态系统中也有重要作用。

水陆热力差异，形成气压梯度和空气水平流动，是全球水循环的主要推动力。水汽输送可以将遥远海洋中的水汽带到高山，山脉迎风坡可以促进空气中水汽上升遇冷凝结，具有增加降水的作用，而且在一定范围内，降水量随海拔增加，因此，水与山关系密切，山高则雨多，是河流上游重要的水源区。特别是在干旱地区，山脉的成云致雨作用更为突出，是绿洲水资源的重要来源，形成山脉/绿洲二元水资源结构，并通过河流和地下水联系起来。背风坡则相反，存在降水稀少的雨影区，降水稀少，形成干旱河谷。在重力作用下，地表与地下水流是塑造地表形态的工程师，不仅造就了三山五岳、三峡湖口、岩溶山水、丹霞地貌等壮丽风光，而且对土壤、植被的垂直地带性和非地带性分布具有重要影响，增加了生态系统与人类社会的多样性，在矿产资源、水能形成和利用方面也有重要作用。流水对表物质的分选是矿产资源形成的重要原因；流水剥蚀地表物质使地层深处的矿产资源逐渐接近地表，甚至形成露天矿床；集中河流落差发电。

而且水一种具有较高的比热容和蒸发热的物质，全球水循环也是赤道地区热量不断向中高纬度输送的过程，对气候的形成和维持全球生态系统稳定具有重要作用。而且在风的作用下，海水会沿着一定方向流动，形成洋流，进一步影响全球气候和生态系统。

林

即森林、林业。森林是以木本植物为主要物种组成的生物群落，是地球上最大最发达的生态系统，森林是世界上最大的物质生产者，在整个生物圈的物质和能量交换过程以及保持和调节自然界的生态平衡中占有极其重要的位置。在水循环与大气循环中发挥着稳定器与调节器的作用。也是野生动植物的栖息地与庇护所，在物种多样性保护中意义。根据木本植物中的优势种和建群种，林可分为乔木林和灌木林、针叶林和阔叶林、常绿林和落叶林，以及各种混交林。森林在垂直层次上一般由乔木层，和乔木层以下的灌木、草本、藤本植物和地衣苔藓等组成。其中，灌木林（灌丛）主要分布于较为干旱、生境条件较差的地方，或者是天然林破坏后演替的先锋物种。

按照生境条件与优势种、建群种的不同，从赤道向中高纬度森林依次出现热带雨林和季雨林、亚热带常绿阔叶林/硬叶林（地中海式）气候、温带落叶林和针阔混交林，亚寒带针叶林。根据利用目的的不同，森林可以分为防护林、用材林、经济林、薪炭林与特用林五种。根据森林的来源可以分为天然林和人工林。其中用材林是以生产木材为主要目的的森林防护林是以防护为主要目的的森林，包括各种利用森林防风固沙、涵养农田、保护农田、改造自然、维护生态平衡等各种有益性能而栽培的人工林。经济林是以生产果品，食用油料、饮料、调料，工业原料和药材等为主要目的森林。经济林不仅是鲜美可口的水果的重要来源，世界三大饮料（茶、咖啡、可可）三大木本油料（橄榄油、椰油、棕榈油）都来源于森林，经济林还生产橡胶、等工业原料，和一些不可能或缺的调料和药材。以生产燃料为主要目的的林木；特种用途林：以国防、环境保护、科学实验等为主要目的的森林和林木，包括国防林、实验林、母树林、环境保护林、风景林，名胜古迹和革命纪念地的林木，自然保护区的森林。

山、水、林、土关系密切。山地在温度、热量、水分、光照等生态环境要素具有垂直地带性与微地形差异，因此森林植被也具有一定的空间分异特征，形成垂直地带谱，某些高大山脉甚至可能有从赤道到极地冻原的典型植被群落，阴坡和阳坡、山顶和沟谷的植被类型也可能不同。

山高则水多，有水而有林，林与水关系密切。一定的土壤水分条件是森林形成和发育的重要原因，而森林可以涵养水源、防止山地水土流失。恩格斯在《自然辩证法》曾经精辟的论证了森林对于水土资源保护的重要性“阿尔卑斯山的意大利人，在山南坡砍光了在北坡被十分细心地保护的森林，他们没有预料到，这样一来，他们把他们区域里的高山畜牧业的基础给摧毁了；他们更没有预料到，他们这样做，竟使山泉在一年中的大部分时间里枯竭了，而在雨季又使更加凶猛的洪水倾泻在平原上”。这是因为森林通过林冠层截留、地表枯落物吸水和改良土壤，特别是根系在土壤中的穿插作用和死亡后留下的大孔隙，可以促进降水入渗补给土壤水和地下水，因此有林地区地表径流减少，产流和洪峰时间推迟，径流历时延长，洪峰流量降低；同时在年径流过程中，由于壤中流和地下径流相对增加，河道基流及枯水流量相应增加。即最大和最小流量会减少，中等流量持续的时间会增加。

林与水的关系，不同区域和时期不尽相同。在干旱半干旱地区，由于蒸发潜力远大于实际蒸发量，因此水土保持增加的土壤水和地下水首先消耗于当地的地面蒸发和植被耗水，径流量总量会减少，但减少的主要是地面径流（或汛期洪水），河道基流（非汛期径流）和地下水资源减少不多甚至有所增加。在湿润地区，实际蒸发量等于蒸发潜力。因此水土保持对水资源总量的影响不大，但是季节影响显著。水土保持可以把坡面径流转化为地下水，汛期洪水会减少，非汛期径流和河川基流以及地下水资源会显著增加。

林木既可以促进成土母质风化形成土壤，又具有很好的保持土壤作用，林冠层和地表枯落物，不仅能截留降雨，减少地面径流，还能起到减缓降雨和地面径流直接冲刷的作用。地表枯落物和根系死亡后，腐烂可以增加土壤有机质，改良土壤结构，增加土壤抗蚀性、抗冲性和透水性，而且根系还有固结土壤的作用。

田

即农田、耕地，是地球上面积最大的人工植被和景观系统。土地是农业的根基；水利是农业的命脉，人类进入农业时代以后，耕地和水利设施对于社会发展尤为重要，古今中外莫不如此，要珍惜和利用每一寸土地。英美地名和人名中也有非常多的菲尔德（Field）和斯普林（Spring）。随着农业发展和人口增长，农田面积不断扩展，甚至发展到不适宜垦殖的山坡地，破坏森林、草原植被，围垦河湖湿地，从而造成了一系列的生态环境问题，如黄土高原地区的植被破坏，造成了黄河下游泥沙淤积成为地上悬河和严重水患。“万里长江，险在荆江”也是因为长江上游的水土流失，造成荆江河段河床淤积，洪水位高出江汉平原20余米。

农田灌溉是全世界用水量最大的部门，我国是世界上农业用水最多的国家之一，长期保持在3500-4000亿m3/a的水平，目前仍然占全国用水量的60%以上。农业灌溉对水资源的消耗远比工业和生活用水复杂。灌溉水在从水源经过渠系进入农田的过程中，一部分被土壤孔隙吸附，最终通过植物和裸土蒸发进入大气，另一部分渗入地下补给地下水，造成地下水上升，一部分消耗于潜水蒸发，另一部分形成侧向渗流，甚至重新出露补给地表水，从而形成了取水-输水-灌溉-入渗-蒸发-排水的人工侧枝循环，在一定程度上既消耗水，又可以补给和涵养水资源，特别是地下水。土壤孔隙可以储存水，以地下潜水面为界，农田土壤孔隙可以被分为“土壤水库”和“地下水库”。当然“土壤水库”中的水主要是为土壤颗粒和孔隙吸附的水，地下水库是地下含水层中可以流动的水。

降水和超定额灌溉可以补给“土壤和地下水库”。平整的农田可以拦蓄降雨和地表径流，增加对土壤和地下水的补给，对干旱地区水文循环影响尤其显著，即原位或小范围内的“降雨-入渗-蒸发”垂直运动取代了水平方向的径流流动，从而出现了“贫水化”现象。农田灌溉对水文循环的影响更为复杂，人类最初的灌溉形式是淹灌，即将河流洪水引入田间淹没农田，目前引洪淤（漫）灌在很多地区仍有应用，这些都是将地表洪水引入到农田中补给土壤水和地下水，利用“土壤和地下水库”的蓄水能力，满足农作物生长期的水分需求。经过多年实践证明三水（大气降水、地表水、地下水）联合调度，以渠补井，以井保渠，井渠双灌，也是现代农业水资源可持续管理的有效途径，农田能像海绵一样可以吸收和储存水分，将雨水和地表洪水转化为土壤水和地下水，从而以地表水和地下水为纽带使山水林田成为一个整体。在这样的系统中，山地森林可以涵养水源，为农田提供源源不断的水源，山前的农田进一步将降雨和地表水转化为地下水，从而削减了降雨产生的山洪，实现了化害为利、细水长流，这也是我国山地梯田农业和西北绿洲千百年来可以持续发展的重要原因。特别是我国西北旱区，山地-绿洲二元结构突出，山地径流流出山口后，大部分被引入绿洲农田，河流很快断流、消失，但在山前冲击扇边缘，绿洲地下水又会以泉水的形式出露，形成新的河流源头，这种地表水-地下水-地表水循环利用的形式，保证绿洲水资源的稳定供应，减轻了水旱灾害。近年来，由于山前绿洲节水农业发展，绿洲灌溉对地下水的补给减少，反而使得下游河流水源枯竭，绿洲沙化，产生一系列环境问题。

农业灌溉不仅对水平衡产生显著影响，还会进一步影响农田生态环境与地表水、地下水质。在我国半干旱、半干旱乃至半湿润区由于大规模引水灌溉，出现山区径流生成与平原径流消散的水资源二元结构和人工侧枝循环，大多数平原河流长时间断流、干涸，平枯水年径流很少入海甚至基本不能入海的“人工内流河”化；长期严重超采地下水，地下水水位下降，造成地面沉降、地裂缝、海水入侵等环境地质问题。但灌溉农田形成的湿润的下垫面条件有利于增加径流系数，在干旱半干旱地区具有明显的产水（径流）作用，湿润的农田土壤也有助于预防风蚀。过量灌溉和较多的降水入渗造成地下潜水水位升高，地表湿地面积增加，带来更多的潜水蒸发和水面蒸发，发生农田渍害。干旱地区还会因地表盐分积累，出现次生盐碱化。因此，井渠结合，大气降水、地表水、地下水联合调度，可以充分利用农田土壤和地下水库的调蓄能力，条件水资源，提高灌溉水利用效率。汛前期开采浅层地下水，一方面可扩大抗旱水源，另一方面可以降低地下水位，腾出地下水库库容，更多的拦蓄汛期降水，同时避免地下水位过高的负效益，为了防止长期降水不足或连续开采地下水带来的水位下降和灌区生态环境问题，在多雨季节或多雨年份。地表来水较多时可大定额引水灌溉，补充地下水库，充分发挥地下水库调节涵养水源的作用，保持地下水动态平衡。

近年来农业生产中化肥农药投入不断增加，并随水土流失和降水或灌溉水淋溶进入地表水体和地下含水层，已经成为非点源污染的重要来源，引起了人们的日渐重视，但是通过污水灌溉，农田土壤在一定程度上净化生产生活污废水的污染物，特别是可降解的非生物毒性物质。虽然重金属和持久性有机污染物等有毒物质，有在农田土壤和农产品中积累的风险，但富含氮磷等影响元素的有机污废水，进入农田后，有机物和氮磷等营养元素被土壤孔隙和胶体吸附并被作物吸收利用，实际上起到给农田施肥的作用。

森林和农田关系密切，虽然有农林征地的矛盾，但森林可以改善生态环境，减轻自然灾害。农田防护林体系主要包括农田防护林网和农林复合经营，形成带片网相结合的空间格局。防护林网一般与道路河流渠道等相结合，减少占地和胁边影响，防护林树种应该选择直根系、窄树冠、发芽迟、落叶早，或者有固氮改土作用。主林带垂直或接近垂直主害风向，间距一般不超过树高的20倍，副林带垂直主林带，形成窄林带、小网格、透风型的林网结构。在农田内部的河滩、沙荒地等处还可以营造小片片林。

农田防护林的最大作用是降低风速，减少土壤风蚀和大风（台风）危害，降低风速还可抑制土壤蒸发起到减轻干热风、寒潮、霜冻危害、土壤盐碱化的作用。在低洼易涝地区，农田防护林还可以起到竖直排水，降低地下水位和控制盐渍化的作用。农田防护林和农林复合经营，还有改良土壤，促进农林牧结合，发展生态农业等方面的作用，以改良农田环境、促进农业发展，还可以为农村发展提供木材等林副产品。

防风固沙林实际上是一种特殊的农田防护林，在降雨量少的草原地区营造牧场防护林或防风固沙林，最大的问题是土壤水分不足，而达到防护效果需要一定的造林密度，所以最适合发展疏密有间的带状结构，带内要达到一定的密度，带与带之间保持适当的间距，以满足树木所需要的土壤水分。绿洲防护林体系包括绿洲外围的封育保护阻沙滞沙带，绿洲边缘的骨干防风固沙林带和绿洲内部的农田林