闫德仁研究员:防沙治沙实用技术研究与展望
发表时间 2018-09-05 10:59 来源 本站原创

  闫德仁

  (内蒙古自治区林业科学研究院,呼和浩特 010010)

  摘要:防沙治沙工程建设中利用沙障固定流动沙地是最关键、最有效的措施。本文从多角度论述了流动沙地治理相关问题及技术模式,并提出未来防沙治沙技术发展的趋势。

  关键词:流动沙地;沙障;技术途径;固沙;模式

  沙漠作为陆地生态系统的重要组成部分,其形成发展及其演变过程和人类社会有着密切的关系。历史上四大文明古国的兴衰,古丝绸之路的繁荣与衰落,各大沙漠中的诸多古城遗址、文化遗存,以及饥饿、贫穷、战争等一系列问题都和沙漠有着千丝万缕的关系。从某种意义讲,沙漠是人类社会发展过程中不可或缺的一部分。

  我国是受土地沙漠化危害最严重的国家之一。60多年来,在各级党委、政府以及沙区群众的共同参与下,开展了大规模的防沙治沙工程建设,并有效地防止了区域沙漠化土地扩展的趋势,实现了荒漠化和沙漠化土地的“双减少”。5年间(2009-2014)荒漠化土地面积年均减少2424平方公里,沙化土地面积年均减少1980平方公里,呈现整体遏制、持续缩减、功能增强、成效明显的良好态势。

  一、防沙治沙技术途径

  防沙治沙技术包含着固沙和治沙两方面的含义。其中,固沙是使流沙固定不再移动,突出的是固定流沙;而治沙是指治理沙漠化或沙化土地,突出的是治理沙漠化或沙化土地的过程,所以,治沙技术包括了固沙技术的内涵,但又不仅限于固定流沙,也可以在半固定沙地、固定沙地进行造林、种草、合理开发利用等过程。因此,沙漠化土地或沙化土地治理的关键技术就是利用风和沙的辨证规律,控制风蚀、积沙过程。

  1.1沙漠化土地治理区域

  沙漠是自然生态系统的重要组成部分,并不是所有沙漠都能够得到或需要治理。因此,科学划分治理区域非常重要。在系统研究风沙运行规律和沙地、沙漠自然属性基础上,在沙地或沙漠边缘地带,且水资源相对丰富、对人们生产生活有严重影响的沙漠腹地的局部区域开展适度治理和科学利用,不是治理浩瀚的沙漠,更不是要消灭沙漠,也不能向沙漠索取过多资源,否则就会受到自然的惩罚。

  1.2沙漠化土地治理原则

  生态保护优先,预防为主、科学治理、遵循自然和经济规律,合理布局,以水资源承载力为基础,适度治理,构建以林草植被为主体的生态安全体系,自然恢复与人工促进相结合,强化生态系统自然修复功能,突出重点,分区施策,综合治理,构筑防沙治沙体系,防止沙化土地扩展。

  1.3沙漠化土地治理程度

  治理沙漠化土地不是要消灭沙漠,而是把沙漠控制在一定范围内活动,不会对沙漠外围造成明显的危害。因此在防沙治沙工程建设中,要充分考虑区域水资源的承载能力,并根据水资源空间分布特点,适度治理。所谓适度治理是指沙漠环境中水资源最多能够承载的植被覆盖度。例如,在半干旱区控制风沙危害的适宜植被盖度是40-60%,在亚湿润干旱区是60%及其以上,在干旱地区是30%及其以下。通常,沙漠化土地治理面积控制在总面积的1/3左右。



PLA 沙袋沙障固沙成效

  二、流动沙地治理技术

  在防沙治沙工程建设中固定流动沙丘(地)是最重要的内容之一,而设置沙障又是最关键、最有效的流动沙丘固定技术措施。

  2.1机械沙障

  机械沙障也称沙障、风障,是指利用各种固体材料在流动沙地表面设置的不同规格的障蔽物,其目的是控制风沙流的方向、结构、风蚀积沙状态,消减风速,改变风的作用力及地貌状况,保护流沙环境下植物的成活和正常生长。

  2.1.1植物材料沙障

  所谓植物材料沙障是指利用没有生命活力的植物体设置的沙障,并根据其设置方式归纳如下。

  直压式沙障:通常所说的草方格沙障,沙障材料主要是稻草、禾草等软体植物材料。

  插入式沙障:主要是利用沙区丰富的黄柳、沙柳等灌木枝条设置的沙障。

  直埋式沙障:主要是利用芦苇、蒲草或黄柳、沙柳等灌木枝条设置的沙障。

  平铺式沙障:主要是利用芦苇、蒲草、农作物秸杆、乔灌木枝条等植物材料平铺在沙面上。

  2.1.2粘土、砾石等材料沙障

  主要是利用粘土、砾石等非植物材料平铺在沙面上。

  2.1.3机械-生物活体复合沙障

  这种沙障是介于植物材料沙障和植物活体沙障之间的一种类型,主要特征是沙障铺设后部分植物材料的成活率达10%-20%。设置方法有插入式和直埋式两种。

  2.1.4植物活体沙障

  这种沙障是指使用的植物材料具有生命力,沙障铺设当年新鲜活体植物材料的成活率达50%-70%。根据设置方法分为植物活体材料插入式和直埋式沙障和采用直播机进行雨季直播设置的沙障。

  2.2工业品材料固沙

  2.2.1固体材料沙障

  主要是利用PE(尼龙)、PLA(聚乳酸纤维)、麻袋等固体材料设置的沙障。

  2.2.2液体化学材料固沙

  各种固沙剂等材料喷洒在流沙表面进行固沙。目前使用的液体固沙剂主要分为无机固沙材料、有机高分子固沙材料以及有机无机复合固沙材料3类。

  三、固沙造林技术模式

  固沙造林的常用技术有容器苗造林、直播造林、植苗或埋干造林、抗旱造林技术以及水冲插条造林等,并在此基础上,常用的技术模式如下。

  3.1锁边林带治沙模式

  针对单个流动沙丘,根据沙丘移动规律、沙地水分、沙生灌木生物生态特性,在沙丘迎风坡1/2或1/3以下及丘间低地,营造以灌木为主、乔灌结合的固沙林带包围沙丘,流动沙丘被固定和拉平恢复植被,控制沙丘前移,这种在沙丘迎风坡1/2或1/3以下及丘间低地营造的乔灌结合、控制沙丘前移的固沙林带防护体系称为锁边林带。此外,在沙漠外围,根据流动沙丘和丘间地的分布特点,采取带、网、片相结合、乔灌草相结合的方式,营造固沙或阻沙防护林体系,控制沙漠整体移动,这样的固沙防护体系也可以称为锁边林带。

  3.2道路分割治沙模式

  在沙漠公路两侧采取综合固沙技术控制风沙危害公路的治沙模式,使沙漠被多条道路分割,并形成若干个沙漠“绿色生态岛”,实现人进沙退,体现了资源保护利用优先,需求决定出路,“利用防治相结合”的新治沙观念。

  3.3行带式治沙造林配置模式

  科技人员在充分调查、深入研究风沙移动规律、植物固沙原理和沙丘水分平衡的基础上,采取小株行距、大间距造林配置,既解决了固沙造林控制风蚀的问题,又减少的固沙林生长过程中对水分的过度消耗。

  3.4流动沙丘分部位造林模式

  针对3-5m高大流动沙丘、沙丘链,利用流动沙丘上部渗水、保水功能,作为水源补给区,不进行造林,而在流动沙丘中到下部的1/2处,重点进行造林活动,固定流沙,建立固沙阻沙林带,适度恢复沙地植被,控制流动沙丘前移。

  3.5前挡后拉治沙模式

  所谓“前挡后拉”是指在沙丘落沙坡营造乔木林,同时在沙丘迎风坡下部,栽植灌木、半灌木,拉住流沙,然后再利用风力削平未造林的沙丘上部,以此逐渐降低沙丘的高度。削平后沙丘可以进一步造林。“前挡后拉”的植物固沙方法在固沙实践中又被逐渐演变成“后拉前不挡”、“先前挡,再后拉”。



直播生物沙障成效

  四、防沙治沙技术展望

  未来防沙治沙技术发展的趋势主要有以下方向,一是新技术、新材料研制及其应用的工程治沙技术,例如,可降解材料沙障、水溶性植物胶固沙剂等新材料研究。二是转向高大沙丘或高大密集型沙丘治沙新技术研究,例如,流动沙丘顶部悬袋网沙障、PE纱网沙障等综合固沙技术研究。三是成熟固沙林地的植被保育和高效利用模式研究。四是以水资源承载力为中心的人工固沙植被调控机理与技术。五是“治理-恢复-稳定-利用”的长效综合治沙技术体系的组装和集成技术。六是产业治沙技术模式研究,树立沙漠资源利用前提下的治沙新观念,少用水,多采光,通过科技创新和产业拉动作用,走科学利用条件下的防沙治沙之路。

  专家介绍

  闫德仁研究员现任内蒙古自治区林业科学研究院沙漠研究所所长,中共“十七”大代表,享受国务院政府特殊津贴。内蒙古有突出贡献中青年专家,获全国和自治区优秀科技工作者荣誉称号,内蒙古深入生产第一线做出突出贡献科技人员,获内蒙古中青年科学技术创新奖。自治区“草原英才”及“草原英才”工程创新人才团队带头人。中国治沙暨沙业学会理事,中国林学会森林土壤专业委员会委员,中国水土保持学会风蚀防治专业委员会委员,全国防沙治沙标准化技术委员会委员,内蒙古自治区标准化专家。主要获奖成果有国家科技进步二等奖1项;自治区科技进步一等奖1项、三等奖3项;梁希林业科学技术奖二等奖1项。主编出版或参与编写专著等11部。发表论文110余篇,获得专利授权6项,制定并发布实施行业和地方标准7项。