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2009-12-18 15:16 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:沙漠化是土地荒漠化的一種類(lèi)型,主要成因是氣候因素和人類(lèi)不合理的生產(chǎn)活動(dòng)。沙漠化對人類(lèi)社會(huì )經(jīng)濟生活產(chǎn)生了嚴重的危害。防風(fēng)固沙和合理水資源利用是沙漠治理的2個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,為此可開(kāi)展工程治理、植物治理和汲水、輸水及灌溉等一系列治理方法。
關(guān)鍵詞:土地沙漠化;治理;沙障;沙生植物;灌溉
中國是受沙漠化嚴重危害的國家,自20世紀50年代起,我國就已開(kāi)始大規模的沙漠治理研究。沙漠化是沙質(zhì)荒漠化的簡(jiǎn)稱(chēng),是土地荒漠化的一種類(lèi)型。沙漠化土地的土壤粒間孔隙大,內部排水快,蓄水量少且易蒸發(fā)失水。且砂質(zhì)土的毛管較粗,毛管水上升高度小,如果地下水位較低,不能濕潤表土,植物則很難在表土上生長(cháng)。筆者論述了土地沙漠化的危害及沙漠治理的主要方法,并重點(diǎn)比較不同技術(shù)間的優(yōu)缺點(diǎn),為土地沙漠化的治理提供依據。
1、土地沙漠化的成因及其危害
1.1主要成因
1.1.1氣候因素。赤道地區的上升氣流在高空向兩極方向流動(dòng),由于地球旋轉偏向力的影響,在南北緯30°附近,大部分空氣不再前進(jìn),而在高空積聚,并輻射冷卻下沉,近地面氣層常年保持高氣壓,氣象學(xué)上稱(chēng)之為“副熱帶高壓帶”。這一地帶除亞歐大陸東岸季風(fēng)氣候區外,其他地區氣候干燥,云雨少見(jiàn),而成為主要的沙漠分布區。
1.1.2人類(lèi)不合理的生產(chǎn)活動(dòng)。人口增長(cháng)和經(jīng)濟發(fā)展使土地承受的壓力過(guò)重,過(guò)度開(kāi)墾、過(guò)度放牧、亂砍濫伐和水資源不合理利用等使土地嚴重退化,森林被毀,氣候逐漸干燥,最終形成沙漠。
1.2危害土地退化不僅使生態(tài)環(huán)境惡化,土地承載力下降,而且對土地利用退化區域及其周邊地區社會(huì )經(jīng)濟生活產(chǎn)生深遠影響。我國的西北、華北地區,僅2000年春季連續發(fā)生12次揚沙、沙塵暴天氣,均波及北京,該惡劣天氣范圍廣,強度大,為近50年所罕見(jiàn)。
在1977年聯(lián)合國荒漠化會(huì )議上,聯(lián)合國環(huán)境署對全球荒漠化災害進(jìn)行了估算,因荒漠化造成的農業(yè)生產(chǎn)損失保守估算為263億美元。Dregne等人于1991年對全球荒漠化進(jìn)行了新的評估,得出在全球范圍內由荒漠化造成的損失為422.08億美元,其中灌溉農業(yè)損失107.85億美元,旱作農業(yè)81.89億美元,草原232.34億美元。數據顯示:中國每年因土地沙漠化災害而造成的經(jīng)濟損失約541億元。
目前沙漠化仍在繼續,沙漠仍在不斷擴張。20世紀50年代后期至1975年,荒漠化土地擴展速度為1560km2/年,1975-1987年為2100km2/年,1988-2000年為近3600km2/年。主要分布在我國北方的以下3個(gè)區域:半干旱地帶的農牧交錯區,占40.5%;半干旱地帶波狀沙質(zhì)草原區,占36.5%;干旱地帶綠洲邊緣及內陸河下游地區,占23.0%.行政上包括西北、華北、東北地區共13個(gè)省份、自治區及直轄市。土地沙漠化對我國社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展造成了嚴重影響,在風(fēng)沙危害嚴重的地區,許多農田因風(fēng)沙毀種,糧食產(chǎn)量長(cháng)期低而不穩。因此,土地沙漠化已成為我國必須解決的重大問(wèn)題。
2、沙漠治理的主要方法
2.1防風(fēng)固沙
2.1.1設置沙障。主要有草方格沙障、黏土沙障、籬笆沙障、立式沙障、平鋪沙障等。草方格沙障使用麥草、稻草、蘆葦等材料,在流動(dòng)沙丘上扎成擋風(fēng)墻,以削弱風(fēng)力的侵蝕,同時(shí)有截留降雨的作用,能提高沙層的含水量,有利于沙生植物的生長(cháng)。黏土沙障是將黏土在沙丘上堆成高20-30m的土埂,間距1-2m,走向與風(fēng)向垂直。黏土固沙施工簡(jiǎn)單,固沙效果較好,且具有良好的保水能力,但需要大量的黏土。
2.1.2在沙面上覆蓋致密物。以色列嘗試了一種塑料薄膜固沙法,即將塑料薄膜覆蓋在沙漠上,并用石頭等重物壓住。這種方法可有效防止水散失,但塑料薄膜易被風(fēng)刮起,使其喪失固沙和保水功能,同時(shí)造成二次污染。
2.1.3利用廢塑料治理沙漠。該方法可有效固沙和保水。利用簡(jiǎn)單工藝將廢塑料改性成為固沙膠結材料,然后在所種植物周?chē)纳潮砻鎳姙?層固沙膠結材料,15-20min后固沙膠結材料就將表層沙膠結在一起,形成黏性固沙層。固沙層為柔性,很難開(kāi)裂,且固沙層由固沙膠結材料與表層沙緊密黏結,重量較大,大風(fēng)也很難將其刮起。
2.2植物治理沙漠植物治理指在沙漠地區播種沙生植物,以阻止沙漠擴張及改善沙漠土地。沙生植物具有水分蒸騰少,機械組織、輸導組織發(fā)達等特點(diǎn),可抵抗狂風(fēng)襲擊,并盡快將水分和養料輸送到亟需的器官,其細胞內經(jīng)常保持較高的滲透壓,具有很強的持續吸水能力,使植物不易失水,能夠適應干旱少雨的環(huán)境。其治理的方法:
、僭谏衬貐^有計劃地栽培沙生植物,造固沙林。一般是在沙丘迎風(fēng)坡上種植低矮的灌木或草本植物,固住松散的沙粒,在背風(fēng)坡的低洼地上種植高大的樹(shù)木,阻止沙丘移動(dòng);
、谠谏衬吘壍貛г旆里L(fēng)林,以削弱沙漠地區的風(fēng)力,阻止沙漠擴張。防風(fēng)林的效果與林帶的高度有關(guān),樹(shù)木越高大防風(fēng)效果越好。此外,還與樹(shù)木的疏密結構和透風(fēng)性能有關(guān)。其類(lèi)型有3種:緊密結構林帶、疏透結構林帶及通風(fēng)結構林帶。植物治理的效果重點(diǎn)在于選擇適當的樹(shù)種和科學(xué)的林帶結構。
2.3水資源利用水資源利用在沙漠治理過(guò)程中最為重要。沙漠中的水源主要有地下水、河道水和降水。但沙漠區域的降水量不穩定,一般隨氣候的變化而變化,濕潤年份降水量多,而干暖年份降水量少。沙漠地下水較穩定,其沙層厚,具有一定的“隔熱”性,使水得以在地下保存。但這種穩定是相對的,受到降水的制約。解決水資源主要從汲水、輸水和節水灌溉等方面考慮。
2.3.1汲水。其方式主要有2種:
、俚叵戮乘こ。在含有水體的古河道、古湖泊或地下水發(fā)育的沙漠區域可以建立地下井。井深度及口徑的確定要綜合考慮需水量、水層厚度與井底持力層等因素。
、诳矁壕?矁壕蔷噙B的汲水工程,由地表開(kāi)挖許多豎井,挖到含水層,然后再在各豎井的底部相互挖通,以洞相聯(lián),形成地下渠道,在新疆地區被大量應用。渠聚的地下水順渠道流至坎兒井的終端,引水出地面流入渠溝再進(jìn)行灌溉。由于其沿山前傾斜的沖積層挖掘,渠頭水位高,終端水位低,無(wú)需動(dòng)力設備即可把水引到地面,且在地下渠道流動(dòng),蒸發(fā)損耗量小。
2.3.2輸水。水資源的輸送方式主要有渠道引水和管道輸水。
、偾酪。這是我國農業(yè)進(jìn)行灌溉的主要方式,目前全國渠系水的利用系數為30%-40%,即輸水損失率高達60%-70%。
、诠艿垒斔。該方式可減少水資源在輸送過(guò)程中的蒸發(fā)和流失,其輸水損失率僅為20%-30%,且輸送量大。
2.3.3節水灌溉。節水灌溉技術(shù)主要包括噴灌和微灌技術(shù)。噴、微灌技術(shù)與地面灌溉相比,節水30%-70%,被廣泛應用。
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