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浙江师范大学西北沙尘暴的防治蒋锡峰(浙江师范大学 地理与环境科学学院)摘要:通过对沙尘暴的研究,提出了对西方沙尘暴防治的思考关键字:沙尘暴 成因 保护耕地前言沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 一百米的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。我国西北地区由于独特的地理环境,也是沙尘暴频繁发生的地区,主要源地有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等。1北沙尘暴产生的原因1.1自然因素蒙古高压中心,面对着气候干旱、地面坦荡、植被稀疏而沙源丰富的自然环境,风沙、沙尘暴和特大沙尘暴成为一种突出的多发性天气特征。刘树华等通过对我国近年来沙尘暴天气形成的热力动力过程、天气条件、发生源地和路径的系统研究,对沙尘天气形成的成因机制进行了分析,指出:从西伯利亚南下的气流经过沙漠地区是产生沙尘暴天气的必要条件。杨东贞等也通过天气图、气象要素、卫星云图分析,探讨了各例强沙尘暴过程的天气形式,气候背景。1.1.1 气候干旱,降水稀少 西北地区地处欧亚大陆的腹地的干旱地区,属温带大陆性气候,为干旱、半干旱和季风气候降水的西北边缘带,远离海洋,四周高山阻挡,区内气候干旱多风。天然降水不足,干旱缺水是我国西北地区水资源先天不足的一个根本原因。全区有3/4 的地方年降水量不足250 mm,而蒸发量高达1 0002 600 mm 以上,是世界上同一纬度最干旱的地区之一。降水量变率大,地区分布不均衡,是西北地区气候的另一个特点。北部耕地面积大降水量反而少,干旱地区往往连续几月乃至半年以上滴水不降,汛期降水又过于集中,7、8 两月降水量占全年降水量的40 %50 %,而有时12 d 内会骤降全年1/2 乃至2/3 以上降水。1.1.2 气温高,蒸发损失严重 西北地区地表植被稀疏,植物种单一,呈不连续分布,降雨量少而蒸发量大。在这样的地表生态环境和强烈的日照条件下有人估计,西北旱地天然降水在下垫面的分布大致是:20 %30 %形成初级生产力,10 %15 %流失,65 %70 %无效蒸发。在高温干旱的气候条件下,大地气温回升过快,使地面的冰雪迅速融化。冻土层解冻后,大面积土壤变得更加干燥、松软,而此时地表的植物还没生长出来,起不到固定沙土的作用,这是引起风沙的另一个气象因素。1.1.3 风速 西北地区有大面积的沙漠,由于沙面对日光的反射强,春季气温回升早,易形成以沙漠为中心的高温低压区,与西伯利亚的低温高压区形成了明显的气压梯度,于是春季在我国西北地区易出现大风天气,气压梯度越大,则风力越大。据研究观测,当风速4 m/s 时,沙尘开始启动;当风速15 m/s,粉尘就可以被带到高空远输;当风速大于25 m/s 以上时,就易出现大面积的沙尘暴天气。1.1.4 天气系统 气温偏高,回升过快有助于某些天气系统的形成,地面和高空的温差造成空气强对流,使地面的粉尘被对流气团带起,随高空动量的上扬下传产生沙尘天气。1.2 人为因素沙尘暴的形成主要是受气象因素的作用,但在其形成后的发展过程中,不同的自然地理条件会促进或抑制它的运动。我国西北地区境内自然条件复杂,资源丰富,但植被稀疏,沙漠、戈壁广布,土地沙化严重,恶劣的自然环境和特殊的地貌类型是沙尘暴多发的一个重要原因。生态环境建设虽取得了较大成就,但不合理的人为经营活动仍然以破坏生态环境为代价获取经济效益,土地荒漠化异常严峻,人口增长对土地资源的无限索取是土地荒漠化的直接原因。即:沙尘暴从本质上看是一种自然天气现象,但人类活动是沙尘暴形成的一个主观因素。由于经过几百年不合理的开发,大面积植被遭受破坏,自然生态环境严重恶化,使西北地区成为我国森林资源贫乏、水土流失,土地沙化最严重的地区。森林植被的破坏造成土壤的侵蚀、地形的破碎和耕地面积不断下降,其长期的综合作用,使本来就很脆弱的生态系统更加恶化,大大加剧了风沙灾害和沙漠化的进程,而土地沙化的蔓延和发展,给沙尘天气的形成提供了更多的土沙物质。不合理的农事操作则降低了土壤的稳定度和抗蚀能力,为风力侵蚀和沙尘暴的发生创造了有利条件。2 保护性耕作与防沙尘2.1 保护性耕作作为防沙尘措施的历史背景在人类还没有能力控制大气循环和大气候的条件下,通过调控人类的生产、生活行为,增强基础物质的抗风蚀能力,进行水土资源合理配置,增加植被固沙能力,减轻人为破坏土地资源行为,为土壤的固定创造良好的条件是当前防治沙尘暴的基本途径。国际上沙尘暴的防治对策归纳起来有两条:一是设置风障,包括林带,灌木丛、高秆作物以及垂直风向的田间带状作物等,以改变风向,降低风速,减少土壤颗粒的分离和输送,增加沉积;二是改善地表状况,凭借植物和植物残茬的保护作用,提高土壤抵抗风蚀作用的能力或限制土壤颗粒运动。国外的实践证明,植树造林,防止草原退化,农田实行保护性耕作是人类可以治理沙尘暴的三个重要手段。中科院寒区旱区农业工程研究院的王涛博士的研究也表明:合理的耕作制度是防止土壤沙漠化的有效措施。然而,我国在治理生态环境的过程中,突出了前二者的作用却忽视了农业在保护生态环境中的作用。迄今为止,就国内的沙尘暴防治研究而言,在农牧交错带地区占有大量面积的旱作农田被严重忽视。很少见到研究在其上的种植方式和土地耕作方式对风蚀的影响。然而,在中国目前的生产力水平条件下,过分提倡植树造林有其明显的局限性,我们必须协调农业生产与生态环境的关系,对沙尘暴的控制应当寻求一条将经济效益、生态效益和社会效益紧密结合、能有力的减缓沙尘暴发生,在大范围内保护环境的资源节省型路子。据专家研究,沙尘暴中的大量悬浮颗粒主要源自于退化草原和农田表土,其中,来源于旱作耕地的占30.36 %。我国传统的农业耕作方式、过度放牧和焚烧秸秆等,是导致沙尘暴频繁发生的重要原因之一。西北沙漠区和黄土高原区是我国沙尘暴生成的源区。该区自然降雨本来就少,不科学的农业耕作方式加剧了土壤干旱的强度,造成了农业减产,扬尘增加,目前解决这一问题的核心是“蓄水保墒”。传统的耕作模式大致有两种:一是“秋耕+春耕+播种”,另一种是“春耕+播种”。第一种模式经过秋冬春的长期晾晒,土壤水分丧失殆尽,坷垃遍地,如果春季没有充足的降雨,遇大风天气极易扬尘。第二种模式虽然少了一次翻耕,但干旱的春季翻耕使本来失墒严重的土地经过春季翻耕后进一步失墒,且春耕活动恰好与沙尘暴的发生同期,使沙尘暴进一步强化。因此,我们必须进一步提高对农业保护性耕作的认识,积极改革传统的耕作方法,大力推进农业保护性耕作,减少冬春裸露农田扬尘,与种树种草等措施有机结合,形成沙地、草原、农田综合防治体系,能够有效地防治沙尘暴,改善环境,促进旱作农业的可持续发展。2.2 保护性耕作防沙尘原理保护性耕作由于采取了少耕、免耕措施,免除了许多传统的耕作作业,如翻耕、耙耱、平地等,不破坏耕层结构,土壤保持自然状态,使团聚结构相对稳定,土壤颗粒间具有较强的亲和力,抗风雨侵蚀能力大为提高。而且,对土壤没有人为的和机械的扰动作用,土壤整体的机械稳定性较强,再加上作物根茬和根系的固土作用,进一步增加了土壤的机械稳定性。同时,土壤中最肥沃的富含有机质的细小颗粒被紧紧包裹于地表之下,能使随风起舞的土壤微粒减少到最低程度。另外,由于作物残留物覆盖地表,既可以抵消一部分风能,减少大风引起的沙尘颗粒运动,同时又能保护地表土壤,免遭风蚀,从而有效控制农田起尘。3 对沙尘暴防治的思考人类的一些不合理行为是形成沙尘暴的一个重要因素, 因此, 要有效防治沙尘暴、改善生态环境, 必须从解决人的因素入手, 从根本上改变人与自然的关系, 而不是简单地进行生态建设就能解决问题。第一, 要深入开展生态环境警示教育, 提高全民族的生态保护意识。特别是要提高各级领导的环境意识, 树立可持续发展的观念、科学保护生态的观念、经济利益与环境利益兼顾的观念。第二, 调整产业结构, 促进经济增长方式的转变。产业结构的调整, 不能仅仅局限于沙尘源区,而应包括整个区域、流域的产业调整和城市的产业结构调整。第三, 正确理解生态保护和生态建设的关系,开展大面积的生态恢复, 再辅以适当的生态重建。如果过分注重生态建设, 而忽视生态保护, 不仅有限的资金难以最大限度地发挥作用, 还会因违反生态规律而形成新的生态环境问题。第四, 荒漠化防治的重点应是农牧交错地带,应科学划定西北干旱区农垦的北界, 降低这些地区的垦殖指数, 改变传统的治沙方式, 防止引水造林治沙造成的水资源短缺, 保护沙漠周边地区的地表结皮、固沙植物, 切忌盲目进行“ 人进沙退” 工作。第五, 增加生态环境保护的投入, 逐步建立流域补偿、资源开发补偿、遗传资源共享的生态补偿机制。四防治沙尘暴实现人与自然的和谐防治荒漠化, 控制和减少沙尘暴的危害, 不仅关系到河西人民的身心健康, 而且关系到河西至西北地区的生态环境和农业可持续发展。转变开发模式应该成为治理沙尘暴、改善河西乃至甘肃生态环境的头等大事。进入新世纪以来, 河西己先后启动了退耕还林、天然林保护、“ 三北” 防护林四期、新建三个省级自然保护区和申报晋升两个国家级自然保护区等四大林业重点生态工程黑河流域亿元节水灌溉、农业结构调整和生态建设项目疏勒河流域农业灌溉及移民安置综合开发项目以及设立石羊河流域专门管理机构对流域用水的无序状况进行有效管控。同时, 甘肃省农牧部门以治理、保护和建设草原, 改善划地生态系统为重点, 加强河西地区家庭牧场建设, 建立以草地定畜、划区轮牧的制度, 加大了财政投入, 出台了多项优惠政策, 充分调动了社会各界投身防沙治沙的积极性, 取得了明显成效。但是, 取得的成果是阶段性的, 沙尘暴的防治工作任重道远, 丝毫不容盲目乐观。河西走廊万“荒漠化、沙化土地急需治理, 沙尘暴的防治任务还非常艰巨导致沙尘暴和荒漠化、沙化扩展的各种主要人为因素没有根本消除, 滥放牧、滥开垦等行为还不同程度地存在治理形成的植被刚处于恢复阶段, 一年生草本植物比例较大,植物群落稳定性差, 如果气候条件恶化, 管理稍不到位, 就有可能导致植被的衰败死亡, 前功尽弃。联合专家组在考察中还发现, 部分地方政府无视自然环境的承载力, 为了获得短期的、暂时的物质利益, 采取了一些毁林灭林、违反可持续发展原则的活动。甘肃民勤地区是严重缺水的地区, 当地居民开采地下水以获取用水, 然而无度取水使得地下水位以平均每年的速度下降。同样在这个地区, 有关部门竟把近防护林改为葡萄园, 当地一位领导还对科学家说, 这葡萄园的防沙效果与防护林相差无几, 而且可以带来巨大的经济效益。有关专家指出“ 科学研究证明, 这些葡萄园将会在年内因缺水而全部毁于一旦, 这些地区绝大部分会被黄沙覆盖。”甘肃省林业部门发布的消息称, 甘肃省将继续加大防沙治沙的力度, 力争到年, 使沙区人民生产、生活条件、生态环境得到改善到年,沙区的生态环境建设有突破性发展, 初步遏制甘肃沙化土地整体扩展的趋势, 使重点治理区生态环境得到保护和改善到年, 使甘肃可治理的沙化土地基本得到治理, 使沙化区初步实现生态、经济和社会的协调发展。人与自然的和谐对沙尘暴的防治起着至关重要的作用, 防沙治沙是促进生产发展、农牧民致富的有效途径, 是促进民族和谐的重要措施, 是保护和拓展中华民族生存与发展空间

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