地下水是全球水循環(huán)的重要組成部分,它與大氣降雨、地表水(河流、湖泊)土壤水、海洋水、生物水等有著千絲萬縷的聯(lián)系,因此,它的改變必然會影響全球的水循環(huán)。而全球的物質與能量的循環(huán)又常以水為載體,因此,地下水的變化還會影響全球物質與能量循環(huán)。 淺層地下水與土壤濕度關系密切,而土壤濕度通過改變地表的反照率(改變土壤的顏色)、土壤的熱容量、地表的蒸發(fā)和植被的生長狀況影響地表能量、水分的再分配,進而產生對其后的影響(馬國柱等,1999)。

 

  已有的研究表明,土壤濕度異常對大氣的季節(jié)變化有重要作用(Namias,1958、1963)。據(jù)統(tǒng)計,在陸面上,65%的降水來自陸地地表蒸發(fā),35%來自海洋水汽的輸送,這說明陸面降水很大程度上來自陸面蒸發(fā),而蒸發(fā)的大小又和土壤的濕度密切相關。不難看出,土壤濕度對陸地降水有重要影響。Walker(1978)的敏感性試驗表明:干土壤可使未來氣溫升高、降水減少,濕土壤可使氣溫降低降水持續(xù)。綜上所述,地下水可以通過影響土壤濕度而影響氣候。

 

  在水循環(huán)中,地下水的作用在于使“脈沖式”的降雨得以連續(xù),并在地下作長時間的駐留,而水—巖相互作用又使其具有了維持生物所需的物質與能量,因此,地下水是維持生態(tài)環(huán)境平衡至關重要的因素。為此,一些研究者提出了“生態(tài)水位”的概念,即維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定所需的地下水位區(qū)間(張永波等,2001),高于這個水位區(qū)間的上限臨界值,地表土壤會發(fā)生鹽漬化,低于這個水位區(qū)間的下限臨界值,會造成河流斷流、植被死亡、湖泊干涸、耕地撂荒、土壤沙漠化等。由此看來,我國北方近幾十年來出現(xiàn)的區(qū)域性環(huán)境退化不能不說是與這一地區(qū)“生態(tài)水位”的降低有關的。