对沙尘暴的治理研究

对沙尘暴的治理研究张军（中国农业大学水利与土木工程学院）摘要:沙尘暴是一种灾害性天气现象,主要与地表植被状况有密切关系,冬春季节农田裸露和退化草地植被覆盖度低是沙尘暴的主要沙尘来源,采用农业措施整治裸露农田和退化草地是沙尘源治理的关键。本文根据我国西部地表植被向恶性方向发展,土地沙化面积逐年增长,沙尘暴日趋频繁的具体情况,分析了沙尘暴的成因、危害,因地制宜提出五条对策:实行综合治理;加强沙尘暴的科学研究;建立健全法规;增加投资力度;提高思想认识。关键词:沙尘暴;自然灾害;中国西部;治理对策Abstract:Sand-duststormisadisastrousweatherprocess.Itsformationanddevelopmentarecloselyrelatedwiththerarevegetationcoverageandthebareandloosegroundsurface.Sincethebarefarmlandanddegradedgrasslandwithlowervegetationcoverinwinterandspringsupplythemajorsourceofsandanddust,akeyapproachtoduststormcontrolistransformationofbarefarmlandanddegradedgrasslandthroughagriculturalmeasures.Itproposesfivecountermeasureswhichincludingimplementationofcomprehensiveremediation,strengtheningthescientificresearchonsandstorm,improvingthelawsandregulations,increasingtheinvestment,andimprovingtheideologyofpeople.Keywords:sandstorm;natural;westChina;harnessingcountermeasures1西部沙尘暴的成因沙尘暴的发生须具备大风、沙尘源和低层大气层结构不稳定这三个条件,大风是形成沙尘暴的动力条件,沙尘物质是沙尘暴形成的物质基础;低层大气层结构不稳,是重要的局部地表能量条件。多数沙尘暴发生在午后至傍晚这段时间,在这段时间是一天中低层大气端流活跃,大气结构最不稳定的时候,这也说明了低层大气结构不稳定在形成沙尘暴中的作用。中国西部属于全球四大沙尘暴区之一的中亚沙尘区,为全球现代沙尘的高活动区之一.近几十年来,由于人为破坏,宏观政策失误,造成沙尘暴灾害频繁发生.沙尘暴形成原因较多,但主要有以下几点:111气候干燥多风气温高、降雨少、大风多是形成沙尘暴天气的主要原因。还有全球气候变暖的也对其有影响。因为沙尘暴是沙化的产物,沙尘暴频发期均对应于干旱期,近几年来我国西部冬季温差增大,强冷空气活动频繁,时常强冷空气南下形成强劲,持续时间较长的大风,为沙化土地扩展提供了动力条件,冬春季温度增幅大,使大气层处于不稳定状态,遇冷压冷风过境,极易形成大风天气.大风加上高温少雨是形成沙尘暴的主要气候因素,裸露沙性地表在强风的作用下易形成沙尘暴,由于沙尘暴移动中经过大面积沙性裸露农田和退化草地,有丰富的沙尘源进一步给沙尘暴补充沙尘物质,使沙尘暴不断加强和扩大。112沙源丰富地表丰富的沙源是沙尘暴的基础.由于不合理的农牧业生产行为如过度放牧和春秋翻耕等活动,打破了地表结构,增加了地表的沙尘来源,是沙尘暴加剧的重要原因。我国是亚洲沙质荒漠广泛发育的地区,沙漠和沙地广布于荒漠、半荒漠及草原地区,总面积达171万km2,90%以上分布在西北地区.其中位于南疆的塔克拉玛干沙漠面积33176万km2,是我国最大也是世界著名的大沙漠;北疆的古尔班通古特沙漠面积4188万km2,在全国位居第二;上述沙漠区受干旱气候和地表营力的影响,地表物质以物理风化为主,质地轻粗松散,沙源丰富,为沙尘暴形成创造了条件.113地表植被破坏严重历史上西部生态环境优越,都有森林密布,但由于人口剧增,在干旱、半干旱地区因管理不善和生活燃料缺乏,往往滥砍乱伐,许多沙漠绿洲和天然植被遭滥垦、过牧、樵采等破坏,许多沙生资源被盲目和无限开采及不合理开垦，使防风固沙林、固沙植被遭到严重破坏。导致许多固定沙丘变成活动沙丘,同时由于沙尘暴使大量沙子流向其它地方,导致土地沙漠化,为沙尘暴的形成和发展提供了丰富的物质条件。内蒙古、黑龙江、甘肃、新疆等四省(区)1986-1996年开垦194万hm2,竟有9816万hm2撂荒.近代形成的沙漠化土地中,由农垦所致占25%.由于生产上采取传统的倒山种田,广种薄收的方式,大面积毁林开荒,滥垦滥种,逐步形成沙漠化土地.人们为了增加收入,盲目发展畜牧业,滥牧现象严重.河西地区草场理论值为460万个羊单位,现在实际已达700万只,超载率达52%.草场长期处于超载,这种现象造成畜草矛盾突出,适口性好的草地逐渐减少.草地受到破坏,致使地表裸露,经牲畜践踏而引起表面沙化.因人们无组织和无计划的乱砍、滥伐、滥樵、滥采,使西部整片的胡杨变成片片死去的怪树桩,据内蒙古额济纳地区1999年统计,胡杨林已从1949年的4.67万hm2下降到1999年的2万hm2.114水资源遭破坏在西部地区,河流的水源是经济建设和生命系统的命脉,但由于历史原因,许多山川的森林急剧减少,雪线上移,高山涵养水源下降,造成雨季洪水泛滥,冬季无水供给,河流干枯现象突出.塔里木河是沿河绿洲及罗布泊湖的水源.由于沿河开荒面积已超过13万hm2,使天然胡杨林从1958年的52万hm2减少到2000年20万hm2,180km绿色长廊面临干枯,下游340km河道断流,罗布泊湖干涸.河流上游的过度用水,使下游无水,造成河流两岸森林大片死亡.甘肃河西祁连山在近20年水流急剧减少,致使祁连山供水的石羊河、黑河、疏勒河3大灌溉河流水量大减,时有断流.20世纪50年代石羊河给民勤县提供5146亿m3的水,到80年代仅能提供2亿m3,到90年代末只有1亿m3.为补不足,人们普遍超采地下水,使大面积人工林和天然林死亡,面积达9800hm2.由于林地水分平衡失调,已出现不同程度的衰败退化现象.2西部沙尘暴的危害沙尘暴是天气恶劣的突出表现,其根本原因是水土资源的不合理利用,导致大量土地沙化,严重影响西部地区资源开发、环境保护和可持续发展.一旦沙尘暴天气形成之后,会以排山倒海之势滚滚向前移动,携带砂粒的强劲气流所经之处,通过沙埋、风蚀沙割、狂风袭击、降温霜冻和污染大气等作用方式,使大片的农田或受沙埋,或受风蚀刮走沃土,或者农作物受霜冻之害而颗粒无收,它能加剧土地沙化,导致生态环境恶化,并对交通和供电线路产生严重影响,给人民的生命财产造成严重损失.据记载：1993年5月5日沙尘暴横扫甘肃河西走廊、宁夏、阿拉善及河套地区。这次沙尘暴造成85人死亡,564人伤残,31人失踪,直接经济损失达7亿多元。另一次沙尘暴发生于1998年4月15日,仅在阿拉善盟,农田受害面积16万亩,5000亩麦田被风沙埋没,1万余亩地遭到破坏;134座塑料大棚被摧毁,400多眼水井被填埋,150km农渠被埋,1950多亩开花果树遭毁灭性打击;80万kg露天堆放的牧草被刮走,毁坏羊圈600余座,暖棚80余座,丢失牧畜21万余只,死亡7000余只;农话电杆有302根被刮倒刮断,直接经济损失6848.8万元;从以上可以看出沙尘暴的危害是多方面的,几乎对于暴露于沙尘暴中的任何生命和物体均造成直接危害,也产生更多的间接危害。由于近几年强沙尘暴频率有逐年增加的趋势,加之工业建设和土地资源超载局面短期内难以改善,沙尘暴造成的危害越来越大.3西部沙尘暴防治基本措施沙尘暴的发生须具备大风、沙尘源和低层大气层结构不稳定这三个条件,大风和低层大气层结构不稳定人为难以改变,人类有作为的是减缓沙尘源。我国北方沙尘源主要来源于冬春裸露农田和沙化退化草地,治理这两类沙尘源,是减缓沙尘暴的关沙尘暴是目前制约我国西部经济振兴和环境改善的巨大障碍,特别是西部地区具有的独特自然环境,丰富的自然资源,重要的国防地位,特殊的民族区域,在我国的生态、资源、环境、国民经济和社会发展等方面具有极为重要的地位和作用,使得其沙尘暴的防治对全国具有极为重要的现实意义.目前国家西部大开发战略的实施为西部开展沙尘暴防治及工程建设提供了前所未有的历史机遇.因此应从以下几个方面入手,解决好沙尘暴这一困扰西部国民经济与社会发展的重大问题.3、1、1从农业开始提高绿化覆盖率开展植树种草,进一步扩大中国的林地面积和绿化覆盖率,治理水土流失,防治土地沙漠化,建设生态农业,以防风固沙,使疏松的沙土得以固定,并减少或切断沙尘暴的沙源,并改善生态环境。而对于北方，农业结构调整是重点,大力推广粮草混作技术,进行粮食作物与牧草的间作套种、混合播种和草田轮作。将牧草和越冬作物(冬小麦、冬牧70黑麦等)引入农田耕作系统,增加农田冬春季节的地表覆盖,3、1、2加强树木的覆盖率植树种草,封育天然植被区,营造防护林带,可削弱近地面风力,减少风蚀起沙。植树种草、增加植被可降低沙尘暴发生频率,是减少沙尘暴危害的最佳途径,加大“三北”防护林和西北地区的森林覆盖率也是当前防治沙尘暴的最佳选择。3、1、3实施综合治理防治沙尘暴灾害,除了植树造林外，其次主要手段就是保护国土资源,防止土壤风蚀沙化,必须从西部的自然条件、区域生态特征及其现有经济水平的客观条件出发,按照客观规律办事,从而战胜沙尘暴.首先在林业建设上,建议国家在沙区实施退牧还草工程,这是防治沙尘暴的必然选择.大力实施封沙育草育林,采用在沙丘低地造林,直接在流沙上栽植固沙植物,并在人工沙障防护下栽植固沙植物和飞播植物固沙措施,有效防治沙化扩展.飞播造林是一种造林面积广,速度快,成本低的现代高科技技术,每公顷投入600元就能很好地完成治理和恢复植被工作.随着飞播技术的日趋成熟,应加大飞播造林的力度.第二在草业建设上,要人工种草与封沙封丘育草相结合,迅速恢复草场植被,防止草原进一步沙化、退化、碱化,视草原不同情况,可采取翻耙压自然更新或在翻耙压后人工补播种草的方法.实行合理分区轮牧轮放,加强放牧管理和围栏建设,逐步实行草原打井灌溉,增施肥料,以提高牧草产量,使天然草场得到改善,覆盖率明显提高,防御风沙能力明显增强.第三在农业措施上,必须坚持耕作制度改革,坚持用地养地相结合的原则,促进耕作制度与土壤肥力的不断发展,要大力推广以深松为基础,少耕为原则,垄作为主体的耕作方法和大搞以增肥改土为中心的农田基本建设.第四,在工程措施上,与主害风相垂直人工设置沙障是防止风蚀进一步发展的有效措施,沙障分土沙障、草沙障和柴草沙障,草沙障和柴草沙障简便易行,且工省效高,在风蚀严重的风蚀槽上以及流动沙丘的前方,为防止风流沙的活动和侵蚀农田,可就地取材,利用桔秆、树枝人工设置柴草沙障,待风蚀和流沙得到控制,趋于稳定后,马上造林种草.第五,在水利措施上,主要是保护天然植被,利用好天然降水,搞好引水拉沙,提高土壤温度,防止风蚀.314加强治理后的管理和继续的研究在治理后我们也要加强管理保护，不能又被继续破坏；在管理的同时，要分析总结国内外正反两方面经验后,要求人们在更高层次上,重新认识沙尘暴科研工作.a.搞好规划.在沙尘暴频发区进行各项措施的规划,必须在土地利用规划的基础上进行,主要是按照当地实际情况确定农、林、牧、副、渔各业的比例,达到既发展生产,又促进生态平衡的目的.目前应结合50多年的防风蚀经验,对防治沙尘暴规划重新加以研究,对原有的防灾标准作必要的调整,并在此基础上,纳入国民经济建设计划之中,以适应频发的沙尘暴的防灾标准.b.进行沙尘暴的研究.主要可从以下几个方面入手:历史时期和近期沙尘暴记载的统计与整理，沙尘暴发生的源地、移动路线和沉降范围;沙尘暴典型案例和沙尘气候变化特征研究;沙尘天气溶胶物理化学及辐射特征研究;沙尘暴发生地退耕还