土地沙漠化的危害分析与治理策略

中国是受沙漠化严重危害的国家，自20世纪50年代起，我国就已开始大规模的沙漠治理研究。沙漠化是沙质荒漠化的简称，是土地荒漠化的一种类型［1］。沙漠化土地的土壤粒间孔隙大，内部排水快，蓄水量少且易蒸发失水。且砂质土的毛管较粗，毛管水上升高度小，如果地下水位较低，不能湿润表土，植物则很难在表土上生长。笔者论述了土地沙漠化的危害及沙漠治理的主要方法，并重点比较不同技术间的优缺点，为土地沙漠化的治理提供依据。
1 土地沙漠化的成因及其危害　
1.1 主要成因
1.1.1 气候因素［2］。赤道地区的上升气流在高空向两极方向流动，由于地球旋转偏向力的影响， 在南北纬30°附近，大部分空气不再前进，而在高空积聚，并辐射冷却下沉，近地面气层常年保持高气压，气象学上称之为“副热带高压带”。这一地带除亚欧大陆东岸季风气候区外，其他地区气候干燥，云雨少见，而成为主要的沙漠分布区。
1.1.2 人类不合理的生产活动。人口增长和经济发展使土地承受的压力过重，过度开垦、过度放牧、乱砍滥伐和水资源不合理利用等使土地严重退化，森林被毁，气候逐渐干燥，最终形成沙漠［3］。
1.2 危害 土地退化不仅使生态环境恶化，土地承载力下降，而且对土地利用退化区域及其周边地区社会经济生活产生深远影响。我国的西北、华北地区，仅2000年春季连续发生12次扬沙、沙尘暴天气，均波及北京，该恶劣天气范围广，强度大，为近50年所罕见［5］。在1977年联合国荒漠化会议上，联合国环境署对全球荒漠化灾害进行了估算，因荒漠化造成的农业生产损失保守估算为263亿美元。Dregne等人于1991年对全球荒漠化进行了新的评估［6］，得出在全球范围内由荒漠化造成的损失为422.08亿美元，其中灌溉农业损失107.85亿美元，旱作农业81.89亿美元，草原232.34亿美元。数据显示：中国每年因土地沙漠化灾害而造成的经济损失约541亿元［7］。
目前沙漠化仍在继续，沙漠仍在不断扩张。20世纪50年代后期至1975年，荒漠化土地扩展速度为1 560 km2/年，1975~1987年为2 100 km2/年，1988~2000年为近3 600 km2/年［8］。主要分布在我国北方的以下3个区域：半干旱地带的农牧交错区，占40.5%；半干旱地带波状沙质草原区，占36.5%；干旱地带绿洲边缘及内陆河下游地区，占23.0%。行政上包括西北、华北、东北地区共13个省份、自治区及直辖市。土地沙漠化对我国社会经济的发展造成了严重影响，在风沙危害严重的地区，许多农田因风沙毁种，粮食产量长期低而不稳。因此，土地沙漠化已成为我国必须解决的重大问题。
2 沙漠治理的主要方法
2.1 防风固沙
2.1.1 设置沙障。主要有草方格沙障、黏土沙障、篱笆沙障、立式沙障、平铺沙障等。草方格沙障使用麦草、稻草、芦苇等材料，在流动沙丘上扎成挡风墙，以削弱风力的侵蚀，同时有截留降雨的作用，能提高沙层的含水量，有利于沙生植物的生长。黏土沙障是将黏土在沙丘上堆成高20~30 m的土埂，间距1~2 m，走向与风向垂直。黏土固沙施工简单，固沙效果较好，且具有良好的保水能力，但需要大量的黏土。
2.1.2 在沙面上覆盖致密物。以色列尝试了一种塑料薄膜固沙法［9］，即将塑料薄膜覆盖在沙漠上，并用石头等重物压住。这种方法可有效防止水散失，但塑料薄膜易被风刮起，使其丧失固沙和保水功能，同时造成二次污染。
2.1.3 利用废塑料治理沙漠［10］。该方法可有效固沙和保水。利用简单工艺将废塑料改性成为固沙胶结材料，然后在所种植物周围的沙表面喷洒1层固沙胶结材料，15~20 min后固沙胶结材料就将表层沙胶结在一起，形成黏性固沙层。固沙层为柔性，很难开裂，且固沙层由固沙胶结材料与表层沙紧密黏结，重量较大，大风也很难将其刮起。
2.2 植物治理 沙漠植物治理指在沙漠地区播种沙生植物，以阻止沙漠扩张及改善沙漠土地。沙生植物具有水分蒸腾少，机械组织、输导组织发达等特点，可抵抗狂风袭击，并尽快将水分和养料输送到亟需的器官，其细胞内经常保持较高的渗透压，具有很强的持续吸水能力，使植物不易失水，能够适应干旱少雨的环境［11］。
其治理的方法：①在沙漠地区有计划地栽培沙生植物，造固沙林。一般是在沙丘迎风坡上种植低矮的灌木或草本植物，固住松散的沙粒，在背风坡的低洼地上种植高大的树木，阻止沙丘移动；②在沙漠边缘地带造防风林，以削弱沙漠地区的风力，阻止沙漠扩张。防风林的效果与林带的高度有关，树木越高大防风效果越好。此外，还与树木的疏密结构和透风性能有关。其类型有3种：紧密结构林带、疏透结构林带及通风结构林带。植物治理的效果重点在于选择适当的树种和科学的林带结构。
2.3 水资源利用 水资源利用在沙漠治理过程中最为重要。沙漠中的水源主要有地下水、河道水和降水。但沙漠区域的降水量不稳定，一般随气候的变化而变化，湿润年份降水量多，而干暖年份降水量少。沙漠地下水较稳定，其沙层厚，具有一定的“隔热”性，使水得以在地下保存。但这种稳定是相对的，受到降水的制约［12］。解决水资源主要从汲水、输水和节水灌溉等方面考虑。
2.3.1 汲水。其方式主要有2种：①地下井汲水工程。在含有水体的古河道、古湖泊或地下水发育的沙漠区域可以建立地下井。井深度及口径的确定要综合考虑需水量、水层厚度与井底持力层等因素。②坎儿井。坎儿井是井渠相连的汲水工程，由地表开挖许多竖井，挖到含水层，然后再在各竖井的底部相互挖通，以洞相联，形成地下渠道，在新疆地区被大量应用［13］。渠聚的地下水顺渠道流至坎儿井的终端，引水出地面流入渠沟再进行灌溉。由于其沿山前倾斜的冲积层挖掘，渠头水位高，终端水位低，无需动力设备即可把水引到地面，且在地下渠道流动，蒸发损耗量小。
2.3.2 输水。水资源的输送方式主要有渠道引水和管道输水［14］。①渠道引水。这是我国农业进行灌溉的主要方式，目前全国渠系水的利用系数为30%~40%，即输水损失率高达60%~70%。②管道输水。该方式可减少水资源在输送过程中的蒸发和流失，其输水损失率仅为20％~30％，且输送量大。
2.3.3 节水灌溉。节水灌溉技术主要包括喷灌和微灌技术。喷、微灌技术与地面灌溉相比，节水30%~70%，被广泛应用。①喷灌。被大量用于沙地的灌溉，其效果与风速的大小有关。据陈渠昌等人［15］测试：风速小于3 m/s时，喷灌的喷洒均匀度一般在80％左右；风速小于2 m/s时，喷灌的喷洒均匀度可达85％以上。②微灌。微灌是按照植物需水要求，通过压低管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中［16］。微灌形式较多，有滴灌、地表下滴灌、微型喷洒灌、涌泉灌等，其中应用较广的是滴灌。微灌具有很多优点，如比喷灌省水15%~25%；灌水均匀；微灌工作压力比喷灌低，节约了抽水的能量；较其他灌溉方法增产30％左右；自动控制，省力且非常方便。虽然微灌的效果明显优于喷灌，但其对水质要求高，投资成本高，限制了其应用规模。目前，在我国沙漠、沙地地区最理想的灌溉方式仍然是喷灌。③小畦灌。其方法即长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦的“三改”畦灌灌水技术，具节水、灌水均匀、减轻土壤冲刷等优点。畦灌试验资料［17］表明：采用小畦灌比块灌、漫灌和串灌分别增产10.9%、11.7%和29.1%。在同等产量条件下，小畦灌比块灌、漫灌和串灌分别省水13.73%、22.90%和48.45%，长畦分段灌比一般畦灌省水40%~60%，灌溉效益提高1倍。
　　
参考文献
　　
［1］ 黄昌通. 土壤学［M］. 北京：中国农业出版社，2000.
［2］ 周宜吉，葛云.沙漠成因新探［J］. 江苏地质，2000，24(2)：124 - 128.
［3］ 王涛，陈广庭. 内蒙古巴林右旗沙漠化治理模式与效益分析［J］. 中国沙漠，2005，25（5）：750- 756.
［4］ 濮励杰，包浩生. 土地退化方法应用初步研究［J］. 自然资源学报，1998，14(1)：55-61.
［5］ 朱雅丽，阮全贵，倪琳. 我国沙尘暴的防治与生态环境建设［J］. 科技进步与对策，2003(8)：3l-33.
［6］ DREGN H E, KASSAS M, ROZANOV B. A new assessment of the world status of desertification［J］. Desertification Control Bulletin, 1991(20):6-19.
［7］ 张玉，宁大同，SMIL V.中国荒漠化灾害的经济损失评估［J］. 中国人口.资源与环境，1996，6(1)：45-48.
［8］ 王涛，吴薇，陈广庭，等. 近10年来中国北方沙漠化土地空间分布的研究［J］.中国科学(D辑)，2003，34(S):73-82.
［9］ 李宝红. 以色列的沙漠治理与水资源利用［J］.世界环境，2001，（1）：35-37.
［10］ 包亦望，苟盛彪，黄鹏飞.利用白色污染废料研制开发固沙胶结材料治理沙漠化［J］.中国建材，2001（9）：55-57. 
［11］ 胡树慧. 沙生植物与沙漠治理［J］.特种经济动植物，2002，5（4）：32-32.
［12］ 李江风. 沙漠生态系统与水分分布［J］.新疆环境保护，1997，19（1）：7-12.
［13］ 关东海，张胜江，吾甫尔.努尔丁.新疆坎儿井现状分析及保护利用对策［J］.新疆水利，2005（3）：1-4. 
［14］ 郭明远.节水农业的形成与灌溉水价改革［J］.甘肃科技，2005，21（4）：7-9.
［15］ 陈渠昌，杨燕山，李久生，等.喷灌技术在干旱风沙区的应用研究［J］.灌溉排水学报，2006，25（2）：50-52.
［16］ 王贤. 微灌技术应用与分析［J］.山西水利，2003，（3）：32-33.
［17］ 汪杰，王耀琳. 民勤绿洲水资源利用中的问题与节水途径［J］.中国沙漠，2006，26（1）：103-107.