何鵬杰,張 明,巴玉春,康艷霞,黃彩霞,王玉才
(1.甘肅農業大學工學院,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省民樂縣洪水河管理處,甘肅 民樂 734500)
土地沙化是全球性的生態環境問題,也是一個社會發展問題。臨澤地處河西走廊中部,南屏祁連峻峰,北蔽合黎群巒,坦蕩的走廊平原橫亙于兩脈之間,地域遼闊,是我國土地沙化最為嚴重的地區之一。從1976年成立治沙實驗站開始,經過長期的努力,防治荒漠化取得了顯著成效。但由于近年來氣候的變化和人為干預的影響,導致天然植被嚴重退化,水資源匱乏凸顯,土地荒漠化加劇,狂風肆虐、沙塵彌漫,荒漠化加速擴展的勢頭始終沒有被完全遏制。人們的生活飽受沙塵侵襲之苦,整個生態系統面臨嚴峻考驗,風沙危害始終困擾著當地社會發展。我們在前人研究成果和實地考察的基礎上,從意識觀念、防治措施、開發利用著手,分析探討了臨澤地區沙漠化問題,以期對當地的沙漠治理和開發利用及經濟、社會發展提供理論指導。
臨澤縣總面積為272 730.0 hm2,其中未沙化地面積為95 388.4 hm2,僅占全縣土地面積的34.98%;而沙化土地面積為175 729.9 hm2,占全縣土地面積的64.43%,接近全縣土地面積的2/3,遠遠高于27.3%的全國比例[1],以致沙化土地在自然條件下很難逆轉。臨澤縣的沙化土地按區域可劃分為“三帶”,即北部沙帶位于合黎山前洪積扇區,該區面積為146 394.6 hm2,區內戈壁、流動沙丘面積較大,78.50%土地沙化,沙化嚴重;中部沙帶界于黑河以南的綠洲帶與沼澤帶之間,由西北向東南延伸,長40余km,南北寬約3~5 km[2],面積 82 348.8 hm2,其中 33.51%的土地沙化,人沙爭地現象突出;南部沙帶分布于新華鎮蘭新鐵路與甘新公路之間,該區面積43 986.6 hm2,區內75.52%的土地沙化,多以戈壁為主,有些沙丘高度較高、流動性較大。
1.2.1 自然因素 臨澤地處黃土高原、青藏高原和內蒙古高原的交匯地帶,屬我國西北內陸腹地,其特殊的地理位置是沙漠化形成的原因之一。臨澤北接巴丹吉林沙漠,在西北風的磨蝕和堆積作用下,形成沙山、沙灘、沙壟和新月形沙丘。中部地區地形地貌獨特,地質基礎主要以第四紀古河流的沖積和湖泊沉積物分布最廣,在干旱氣候作用下,植被遭到破壞,表層土壤風蝕嚴重,在強烈的地質營力、風化、流水等作用下,演變成一條沙帶。南部沙漠由沖擊洪基扇前緣的細沙在風的作用下,地下積沙經分選、搬運、堆積形成大片沙區。同時,該地區大陸性季風氣候顯著,近50 a來降水稀少,氣溫升高,蒸發增大,西北風盛行,加劇了沙漠化的擴展。
1.2.2 人為因素 人口的快速增長和人類不合理的經濟活動則是土地沙漠化的加劇的主要原因。臨澤人口由建國初期的7.3萬增至2013年的15.0萬人,人口數量增長一倍多,人口的過快增長,使土地資源開發過度,超越了生態本底,破壞了生態系統,使沙漠化不斷擴張。人類的破壞首先表現為亂砍、亂伐、亂采、亂墾,破壞植被,加重土壤風蝕。其次,在臨澤畜牧業迅速發展的同時,過牧引起草場退化,載畜能力減弱,牧草覆蓋度降低,土地嚴重沙化。另外,不合理的水資源利用既造成水資源浪費,又使地下水位抬高,水分大量蒸發,鹽分則在土壤表層不斷積累,最終形成鹽堿地,因此,水資源的不合理利用是導致土地沙化的另一重大原因。
在過去幾十年的治理過程中,臨澤縣采取以“防”為主的方針,人為對沙漠的破壞活動得到了有效遏制,在治沙方面也取得了一定的成果,但土地沙化和風沙危害問題依然威脅著大部分群眾的生存。另外,由于過分強調“先易后難”,在一些基礎條件好、見效快、易出成績的地區取得了人進沙退的奇跡[3]。但這種不平衡的局部治理方式,使在一些荒漠化擴展速度快、危害嚴重、自然條件惡劣、經濟發展落后、治理難度大的地區投入力度很小或直接沒有治理措施,沙化十分嚴重,甚至出現反撲態勢。
目前,治沙主要由政府主導,力量單一、速度緩慢。由于經濟條件基礎差,農民文化程度較低,治沙意識淡薄,治沙興趣不高。加之對先進知識和科技缺乏了解和信任,形成了落后的小生產意識和方式,如馬克思所說“他們把自己的全部注意力集中在一塊小得可憐的土地上,靜靜地看著整個帝國的崩潰”[4]。長期以來,很少有農民投資治理沙漠,農民只是被動地參與治沙活動,尚未積極主動的加入到治沙隊伍中。因此,轉變農民的傳統意識,讓農民認識人與沙漠的關系,是如今沙漠治理面臨的一大挑戰。
隨著沙漠治理縱向推進,環境條件變得更加嚴酷,必備的物質需求也更為龐大,治理難度不斷加大。目前,沙漠治理的仍是以人工為主,機械化程度不高,科技力量不強,在一定程度上的增加了治理難度。同時,由于經驗不足、缺乏統一規劃,在治理過程中出現了顧此失彼的現象,部分固定沙丘又開始“活化”,活化的沙丘和其強抗逆性也加大了治理的難度。隨著物價上漲,沙漠治理成本增加,治沙理論、方法的科研創新也需要注入更多的資金。目前沙漠治理資金來源渠道較窄,社會、企業的投資較少,僅靠國家“三北”防護工程的投資很難保證龐大的資金需求,財力匱乏已成沙漠治理的“瓶頸”。
土地是世代相傳的人類所不能出讓的生存條件和再生條件[5],沙區人民的生活面臨著巨大威脅,沙漠治理已刻不容緩。應根據當前治理實際,構建“框架治沙”思想,利用沙區天然地形地貌,修筑道路、營建防護林帶作為骨架向沙漠腹地推進,將其分段、隔塊、導流,打斷沙帶連續性,阻止整體流動,再運用先進技術進行區域治理,從而加快治理步伐,力求生態盡快恢復。
機械沙障常在不能直接固沙造林地段的前期設置,主要通過改變下墊面性質,以此削弱近地表層的風速,延緩或阻止沙丘的前移,改變風沙流的方向、結構和蝕積狀況[6-7],從而達到防風固沙目的,為后期生物措施提供條件。目前,臨澤沙漠治理主要采用以下幾種機械治沙技術。
4.1.1 尼龍網沙障 尼龍網沙障是一種操作簡單,兼具疏透和通風作用的立網結構[8],主要通過增加下墊面粗糙度,增大起沙風速,減少風蝕,阻擋風沙流,使攜沙量下降形成積沙[7]。同時,其可工業化生產,抗風化老化,運輸方便,可自然降解,無毒害,不會對沙區環境造成污染。在一些風沙災害比較嚴重的地區,采用尼龍網沙障技術能達到立竿見影的效果[9]。
4.1.2 土工布袋沙障 土工布袋沙障就地裝沙,采用方格狀擺放在沙地上,通過增加地面粗糙度削弱近地表氣流和風沙流動能,降低氣流挾沙能力,阻止地表流沙產生,使沙丘表層結構穩定[6,8]。同時,沙袋較大程度地降低了流沙表面的風蝕程度,為沙生先鋒植被種子的萌發和生長提供了可能的土壤環境,提高流動沙丘植被建植的成活率,促進沙區植被的恢復[9]。隨著植被的恢復和土壤結構的穩固,沙袋的功效也變得微弱,此時可將其鋪設于其它沙區,發揮功效,節約成本。
4.1.3 草方格沙障 草方格沙障是把麥秸、稻草等材料,半截出露,半截栽入流沙,增大地表粗糙度,改變流場,降低近地表層氣流速度,減弱輸沙能力,達到防風固沙效果[7]。設沙障后,草方格中細粒物質增多,使沙面緊實,能將空氣中凝結的水分和降水蓄積在沙層表面,一定程度上為植物種子萌發和淺根性先鋒植物生長提供短暫的水分供應,改善沙土水分狀況[10]。隨著時間的推移,草方格經干濕交替、風蝕等理化作用及人畜的損壞,地上部分逐漸分解損耗[11],損壞嚴重地段需及時補設,確保固沙作用的正常發揮。同時,在沙障的分解過程中,活化了土壤微生物,加速微生物對地下部分的礦化作用,豐富沙土中有機質,土壤肥力提高,改良了土壤狀況[12]。
生物治沙主要是通過對沙漠地區天然植被的管護撫育和更新利用,以及人工種植喬、灌木和草本植物,鞏固和提高沙區植被覆蓋度,控制流沙移動。這是一種經濟有效的措施,也是在機械固沙的基礎上治理沙漠的根本途徑。
4.2.1 封沙育林(草) 在自然條件較好、有植被恢復能力的地區,采取必要的保護和管理措施,增加沙地植被覆蓋率,防止風蝕和就地起沙,截阻流沙前移,促進天然植被恢復,保護作物免遭風沙和沙塵暴的危害[13-14]。在半固定沙丘、灘地以及有封育條件的沙荒地采取封育林措施,在風沙危害特別嚴重地區和恢復植被較困難的地區實行全封方式,禁止樵采;對有一定目的樹種及生長良好、林木覆蓋度大的封育區采取半封方式,嚴格控制放牧。在有一定植被或沙丘上有建群種種源的封育區,通過設置圍欄和人工保護,促使植被逐漸恢復。對僅靠天然條件恢復植被困難的地段,需要人工植苗、撒播促進更新,以使植被恢復。
4.2.2 完善農田防護林網 農田防護林在改善農田小氣候,減免干熱風,降低地下水位,春秋季起保溫效應的同時,在防風固沙,保障糧食安全,促進農村經濟發展中發揮重要作用[7],特別在風沙危害嚴重的臨澤地區,防風效應更為顯著。林網更新改造可增強防護林的復層郁閉水平,增加林下植被蓋度,誘導形成層次結構完整、功能多樣的森林群落,減輕水土流失,提高防風固沙的生態功能。根據臨澤農田林網的現狀,適當放寬農防林的采伐政策[15],有計劃地對成熟和過熟的農防林帶予以帶內更新改造,緩解林耕矛盾。同時,對受病蟲害嚴重及林帶老化嚴重且已經喪失防護效益的殘次林帶允許采伐。根據立地條件,選擇楊樹、梭梭等適應性強、成活率高的樹種采取疏透結構或通風結構重新撫育造林[16]。
4.2.3 營建防風固沙林帶 防風固沙林是控制和固定流沙、防止風沙危害、改良沙地土質,變沙漠為農、林、牧業生產基地的有效的措施[7]。臨澤縣通過多年的建設,沿南、北、中三條風沙帶已建成長達187 km的防風固沙林帶,但尚未形成完整的防護林體系,其防護作用有限。應本著因地制宜原則,在風沙侵襲的前沿地帶營造樟子松、沙地柏等速效林帶,采取固沙先鋒樹種與目的樹種搭配的方式營造林分結構穩定混交林,使防護林具備生長快、枝葉茂密、根系發達、繁殖容易等特性,以求維護防護林的多樣性,使人工林具有較強的抵抗力和穩定的生態功能,形成可持續、可再生,防風固沙功效更強的防護林帶。
“沙產業”(Deserticulture)由我國著名科學家錢學森在1984年首次提出,他認為:“沙漠和戈壁并不完全是不毛之地”[17]。目前,人們對沙漠和戈壁利用有限,它的潛力遠遠沒有發揮出來,應利用現代科學技術,通過植物光合作用,固定轉化太陽能,發展知識密集的農業型產業[18],沙產業寓沙漠治理于開發之中,將環境保護、沙漠化的防治與區域經濟發展緊密結合了起來[19]。
臨澤縣發展沙產業有著豐厚的自然資源,且沙產業的發展已有一定經驗,發展前景廣闊,沙產業發展已成沙區經濟發展的新途徑。要立足于生態建設,在有條件的地區發展節水、觀光、設施等低耗能、高效益的新型農業,如能源林、特色林果、藥用保健林建設等,拓寬群眾的增收渠道,提高沙區群眾和社會各界參與治理沙漠的積極性。
近年來,隨著生活水平的提升,人們對體驗大自然、返璞原生態的欲求愈發強烈,大漠的粗曠令人向往神怡,潛在的沙漠旅游市場悄然形成[20]。臨澤地區脆弱的環境,要求沙漠旅游必須走生態旅游道路,堅持整體規劃、局部開發的指導思想。抓住“西部大開發”和“一帶一路”戰略機遇,拓寬開發領域,適度開發利用沙漠資源,逐步形成集科研、示范、推廣為一體的沙產業體系,發展生態經濟,實現沙區生態、經濟和社會協調發展。
臨澤縣沙漠資源豐富,但生態環境十分脆弱,其作為我國“三北防護工程”中西北重要生態安全屏障,其戰略地位和治理狀況決定了沙漠治理和開發必須實施“觀念引導、技術支撐、物質保障”三位一體的發展策略,實現生態、經濟、社會和諧的可持續發展。由于沙區農民對沙漠認識不足,治沙積極性不高,因此要通過提高廣大群眾的治沙意識,調動農民治沙的積極性,一改“被動”為“主動”投入治沙行動,建立政府提供物質基礎和技術指導,讓農民擔當治沙主力軍,社會各界參與的治沙隊伍,將沙漠這條“黃龍”禁錮;圍繞“框架治理”思想,結合機械和生物措施治理沙漠,不斷創建新理論、新技術,提高治沙科技水平,使沙漠治理更有效率;堅持“適度開發”原則發展“沙產業”,使經濟文化多元發展,為沙漠的后期治理提供資金支撐,實現沙漠治理和開發互利共贏。然而,沙漠治理與開發還存在諸多影響因素,落后的生活條件要求治沙必先處理好“農民問題”,水資源的匱乏和脆弱的生態環境要求沙漠治理和開發必須注重“效率和限度”問題。
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