风沙地的综合治理

风沙地的综合治理（一）风沙地的概念风沙地是指气候干燥、沙源丰富、植被稀疏、风大而频繁的地区，在风蚀下，砾面残留，细土飞扬，沙粒在地表流动以至蔓延的土地。主要指具有近期开发利用价值的风沙土地，即宜林、宜农、宜牧的原生沙荒地和沙漠化土地。所谓原生沙荒地，是指纯自然状态的沙荒地或未开发的沙荒地。所谓沙漠化土地，是由于人为因素的作用，并受自然条件的影响，在原非沙漠的地区，出现了类似沙漠环境的土地，这种土地称之为沙漠化土地。沙漠化土地包括沙漠边缘在风力的作用下，受沙丘侵袭的地方和原来的固定、半固定沙丘，由于植被破坏，产生流沙活动的沙丘活化地区。（二）风沙地的分布及其特征1．风沙地的分布据初步估计，分布在沙漠边缘、沙漠内部河流沿岸及沙漠湖盆滩地的沙荒地，就有两亿亩左右。我国的风沙地，从东到西，处于北纬36°-49°之间，横跨草原、干草原、半荒漠和荒漠四个自然带，主要分布在我国北方半干旱和干旱地区的辽宁、吉林、黑龙江三省的西部，内蒙古东部、陕西北部以及甘肃、宁夏、青海、新疆等省区，集中在呼伦贝尔、科尔沁、浑善达克、毛乌素、库布齐、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林、柴达木、库姆达格、古尔班通古特和塔克拉玛干一带，总面积达63.7万km2，另外，其他各省区的河流两岸，湖泊周围，洪积-冲积扇的中下部以及垦荒过度的地方，也有零星分布。风沙地分布的特点是，多深居于内陆腹地，多处于海拔较高（800-4000m）的高原及大型内陆盆地中，而且相互间的气候差异十分明显，面积大小也相差悬殊。２．风沙地的特征我国风沙地分布受不同的自然地带影响，因而呈现不同的特征，大致可分八个区域。（1）东北西部及内蒙古东部沙地：东北西部及内蒙古东部风沙地，处于半干旱地区的干旱草原地带，其中一部分如嫩江下游沙地和科尔沁沙地的东部，位于半湿润的草原地带，因此，自然条件较好，年降水量在200-400mm，干燥度仅为1.2-2.0，植被生长良好，除灌木和草本植物外，还有乔木生长。这个地区绝大部分是固定和半固定沙地，流动沙地仅零星分布。沙地面积较小，分布零散，而且大部分是沙漠化土地。属于这个地区的主要沙地有：呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地、浑善达克沙地、乌珠穆沁沙地和松花江嫩江地区的零星沙地。（2）鄂尔多斯地区的沙地：黄河河套以南、长城以北的鄂尔多斯地区沙地，呈现固定、半固定沙丘和流动沙地相互交替分布的景观，处于温带干旱草原和荒漠的过度地段，干燥度由东部的1.6-2.0，增至西部的2.0-2.8。东部固定、半固定沙丘具有中生性沙柳、乌柳等灌木群落，而且由东到西逐步减少到无；西部丘间滩地则是以芨芨草干滩和盐生植物为主的景色，并且由东到西逐渐减少，乃至东部丘间下湿滩地以寸草滩和芨芨草滩为主。地区的生态系统，是敏感而脆弱的半干旱生态系统，植被容易破坏而产生流沙和使土地沙漠化，因此，治理流沙和防止土地沙化，是这个地区的重点问题。这个地区的主要沙地有：毛乌素沙地、库布齐沙地和宁夏河东沙区。（3）阿拉善地区的沙漠：在河西走廊以北，中蒙国境线以南，额济纳河以东，贺兰山以西的广大地区分布的沙漠，称之为阿拉善地区的沙漠。这里气候干燥，年降水量在50-250mm左右，年蒸发量一般在2400-3500mm，干燥度在4-12之间。这个地区植被稀疏，种类很少，主要是灌木河和小灌木。另外这里的流动沙丘占绝对优势，其面积相当于沙漠总面积的80％左右；戈壁分布的面积也较广，有洪积沙砾戈壁，有剥蚀戈壁，也有洪积戈壁。阿拉善高平原的地势是南高北低，其间许多起伏的山岭，把高平原分割成若干低地，一些大沙漠则位于这些低地中。如东北-西南走向的雅布赖山，把阿拉善南部的沙漠分割为巴丹吉林和腾格里两大沙漠；东北-西南走向的狼山，把阿拉善东北部的沙漠分割为乌兰布和沙漠和雅玛利克本巴台沙漠。本区范围内的沙漠有乌兰布和沙漠、腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠和雅玛利克及狼山以北诸沙漠。（4）河西走廊地区的沙漠：分布在甘肃乌鞘岭以西，古玉门关以东，祁连山和合黎山之间的走廊地带沙漠，地处温带荒漠，其特点为：它不是完整的一片，而是零星地分布在一些河流中下游沿岸的绿洲附近和绿洲之中，一般都在1000km2以下；流动沙丘占绝对优势，一般占沙丘面积的80％，沙丘较低矮，一般3-10m高。形态多系新月形沙丘或新月形沙丘链，移动速度较快，常对邻近地农田、道路等带来危害；风蚀地在河西走廊的西部有广泛的分布，形状是长条状风蚀残丘和风蚀洼地；戈壁也有分布，多系洪积--冲积沙砾戈壁。这个地区的流沙虽带来一些危害，但由于距绿洲近或在绿洲中，水分条件较好，只要采取保护天然植被，造林种草和设置沙障等措施，流沙是不难固定的。（5）柴达木盆地的沙漠：柴达木盆地是青藏高原东北部的一个巨大内陆盆地，位于青海省的西北部。盆地海拔高度为2500-3000m，是我国沙漠分布最多的地区。东部为荒漠草原，年平均气温2-4℃，年降水50-170mm，年蒸发量2000-2500mm，干燥度2.1-9.0；西部为干旱荒漠，年平均气温1.5-2.5℃，年降水仅10-25mm，年蒸发量2500-3000mm，干燥度9.0-20.0。盆地中呈现风蚀地、沙丘、戈壁、盐湖和盐土平原相互交错分布的景象。（6）新疆东部地区的沙漠：新疆东部地区系指河西走廊以西，天山以南，吐鲁番盆地以东，阿尔金山以北的广大地区，是我国极端干旱的地区之一，年降水量仅为10-30mm，干燥度高达29-60。剥蚀残丘低山、戈壁、风蚀地、沙丘、盐土平原相互交错分布，是本区自然景观的显著特点。主要由库姆达格沙漠和罗布泊风蚀地组成。（7）准葛尔盆地的沙漠：准嗝尔盆地沙漠系指分布在新疆北部准嗝尔盆地之中及其边缘地带的沙漠，这是我国沙漠分布最多的地区之一，其中洪积—冲积戈壁葛剥蚀戈壁也有较广泛的分布。准葛尔盆地属干旱荒漠地带，但较南疆塔里木盆地稍微湿润些，干燥度一般为2.0-10.0。这个地区的固定、半固定沙丘占绝对优势。（8）塔里木盆地的沙漠：新疆南部的塔里木盆地是我国最大的内陆盆地，也是我国沙漠面积分布最广的地区，其面积占全国沙漠面积的47％。这里的气候极为干燥，年降水量大部分在25-40mm，东部地区在15mm以下，年蒸发量一般在2100-3400mm之间，年平均气温11℃，干燥度在24-60以上。盆地内的自然景观呈明显的环状特征，即盆地边缘为山地，往里是洪积--冲击扇所形成的戈壁，盆地中间为著名的塔克拉玛干沙漠，是我国面积最大的沙漠，也是世界上第二个面积最大的流动性沙漠。绿洲分布在沙漠与戈壁之间的地区，或位于洪积--冲积扇的中部，或位于沙漠边缘的河流沿岸，是新疆重要的农业地区之一，耕地占全疆耕地面积的1/2。塔克拉玛干沙漠一方面以流沙为主，风沙给绿洲带来危害，但这是可以防治的，另一方面，沙漠中的水土植物资源可供开发利用，目前在沙漠边缘和沙漠内部的河谷平原中出现的新绿洲就是有力的例证。二、风沙地的形成和特点（一）风沙运动的规律风是大气中空气的流动状态，风沙运动是地表颗粒随风起动、运行乃至沉降的全过程。风沙流就是含有沙粒的运动气流。实验研究表明，当地表沙粒得到风的足够动力时，开始在地面上滑动或滚动，随着速度的加快，又由于相互间的碰撞，便产生了离心的分力，使沙粒骤然向上跳起，脱离地面，跃入空中，随风运行。这时的沙粒不仅高速高速自转，还具有较大的水平速度，沿曲线前进。在飞行中，由于各种阻力和摩擦力的存在，不断消耗沙粒的动能和势能，致使飞行高度不断降低，以致使沙粒终以与水平线呈锐角下落，回到地表。足以使沙粒起动的风速，称为临界起沙风速，达到或超过临界起沙风速的风，称为起沙风。对于沙漠直径主要为0.1--0.25mm的干燥裸露的沙质地表来说，形成风沙流的风速条件，大致在4-5m/s左右。气流搬运沙粒的方式，依风力、沙粒的粒径和质量的不同，有以下三种：1、沿地表的滑动和滚动，称为蠕移；2、跳跃式运动；3、悬浮于气流中的流动。通常＞0.5mm的颗粒,大都是滚动搬运的;而0.05mm的粉沙颗粒,则以悬浮状态搬运为主;界于二者之间的颗粒,一般都是跳跃式运动.气流搬运的沙粒重量,称为输沙量,也称作风沙流的强度,与超过临界起沙部分的三次方成正比,也就是说,当风速明显超过起沙风速后,风沙流的输沙量随之急剧增加.沙粒在整个搬运层中随高度的分布,称为风沙流的结构.风沙流的结构有如下规律:1、在各种气流速度的情况下,含沙量随高度的增加按高度的指数规律迅速递减,因此在较高气流层中的输沙量是很少的,气流中的颗粒主要集中在近地面的气流层中,因此可以说,风沙运动主要是属于贴近地面气流层搬运沙粒的现象.2、随风速的增加,下层气流中的沙量与上层相比较逐渐减少,而上层气流的输沙量逐渐增加.在同一速度下,随着输沙量的增加,可引起下层沙量的增加,和较高几层中的沙量相对减少.3、疏松的地表,沙粒跃移高度和水平飞行距离都较小.在搬运的过程中,向近地面层紧帖，下层沙量增加很大,加大了近地面层气流能量的消耗,消弱了气流搬运沙粒的能力,风易被沙饱和,输沙率降低,很容易积沙.坚硬的地表则与此相反,上层气流的沙量相对增加,风不易被沙粒所饱和,气流输沙率较高,因此,不易积沙.当风速或遇到障碍物时,同地面结构﹑下垫面性质改变一样,也能够发生沙粒从气流中脱落从而在地面上堆积的现象.(二)风沙土的成土过程风沙土的母质，是风沙流的沉积物，风是动力，沙源是物质基础。风沙物质的来源是多方面的，有岩石就地风化的产物，有河流冲积物、湖相沉积物、洪积物、和坡积物等。由于沙区气候干旱，冷热变化剧烈，加速了地面岩石的物理风化过程，产生了大量的风化碎屑，经风的吹移，形成风沙流，风沙土壤的形成，大致可分为以下三个阶段：1．流动风沙土阶段处于这个阶段的流沙地，生长着稀疏的植物，存在土壤微生物，含有植物营养元素，初步具备土壤肥力特征，但由于风的搬运和堆积作用强烈，植物定居困难，土壤剖面发育不明显，处于成土过程的最初阶段，叫做流动风沙土。2．半固定风沙土阶段:随着流动风沙土上植物的继续滋生，植被覆盖度不断增大，沙丘表面呈半固定状态，地形变缓，沙面变紧，失去了原来新月形沙丘的外貌，地表开始形成薄的结皮，土壤上层被腐殖质染色，剖面分化，成土特征明显，称为半固定风沙土。3．固定风沙阶段:半固定风沙土上植物的进一步发展，除沙生植物外，还有其它草本植物、灌木甚至乔木的介入，形成地带性的植物群落，而沙丘地形更加平缓，成坡状起伏，地表结皮增厚，沙面更加紧密，有弱团块结构，物理化性质显著变化，称为固定风土。固定风沙土的进一步发展，地带性特征更加明显，从而形成不同的地带性土类。（三）风沙土的基本性状1．颗粒组成由于风力的分选作用，使风沙土的颗粒组成十分均匀，其中细沙高达90％以上，粗沙、粉沙和粘粒很少。随着成土过程的不断继续，粘粒逐渐增加；风沙流所夹带的沙尘，也多停积在土壤表面，使表层粘粒不断丰富。这对改变风沙土壤的理化性质和提高土壤肥力都有重要作用，同时还能改善土壤结构，使容重和空隙率逐渐增加。流动风沙土几乎全部由细沙组成，物理性粘粒一般不超过1--2％；半固定风沙土表层小于细沙的颗粒含量显著增加，物理性粘粒可达3-4％；固定风沙土的粗粉粒和物理性粘粒可增到25％以上。2．水热状况土壤的水分状况，随着土壤的不断熟化，有逐渐减少的趋势。流动风沙土干沙层以下的含水率为2--3％；半固定风沙土上层的含水率降到2％以下；固定风沙土一米深度内水分含量低于1％，直到3m深的范围，含水率也不超过2％。这主要是由于植物的吸收和蒸腾作用造成的。植物的作用还使得沙层深处的水分补给也相应减少。当然不断熟化着的风沙土，含水率和保水性能都在不断增强。在热状况方面，风沙土的导热性强，但热容量小，所以易受气候影响，白天地温过高，夜晚又急剧下降，使昼夜温差很大。白天地表温度可达60℃以上，日温差可达46℃，对植物生长极为不利，但有利于土壤中水分的凝结。由于风沙土具有特殊的水热条件，加之腐殖质含量又少，并有碳酸存在，使地表形成多孔的结皮。这是与水热状况有关的风沙土的一个只要特征。3．化学性质:流动风沙土的有机质含量为0.1-0.3％，半固定风沙土表层为0.2--0.8％，固定风沙土