沈陽北部地區農田土地沙化問題的研究

張 寧, 吳 晗, 呂程熙, 劉子煜, 邵佳文, 趙子誼, 毛偉偉

(1.遼寧生態工程職業學院林學院, 沈陽 110101; 2.遼寧大學環境學院, 沈陽 110036)

土地沙化主要指由于不合理的人類活動所導致的天然沙漠面積擴大和沙質土壤上所生長的植被及其表面的覆蓋物被破壞,并且形成流動的沙土以及沙土出現裸露的過程。土地沙化會對經濟發展、社會穩定和生態環境產生很大的危害,影響人們的生活和發展。土地沙化還會造成土壤粒徑粗化和農田土壤的肥力下降,減少可利用土地資源數量和降低土地生產潛力。土地沙化問題已經對沈陽北部地區人民的生活和生產造成了極大的困擾,農田土地的沙化更是對農作物的產量具有很大的影響。因此,對土地沙化問題進行研究對防風固沙、農田土地的保護以及推動農田土地的可持續發展具有重要意義。本文主要研究沈陽北部農田土壤的沙化規律并進行土壤粒徑分析,探究沈陽北部地區農田土地的沙化情況。

1 我國土地的沙化問題

我國的土地沙化問題,早在1977年,中國科學院自然資源綜合考察組在內蒙古烏盟后山灘川地進行實地考察時,就發現烏蘭察布盟出現雅丹地貌和耕地沙化,自然植被的破壞、過度放牧以及不合理的耕地布局造成該地區的農田土地沙化[1]。2002年王曉霞和王靜[2]對新疆烏魯木齊策勒縣灌區農田土壤進行研究,發現該地區農田土壤深受泥沙淤積的影響,造成策勒縣灌區嚴重土地沙漠化。紀軍強等[3]在2009年對西北地區進行土地沙化的研究,發現原來并不屬于沙漠的地區已經出現了類似沙漠景觀的一種退化過程,并且該研究表明,我國已然成為了世界上土地沙化最嚴重的國家之一,并且土地沙化已經成為我國西北地區最為嚴重的生態環境問題。2013年付建超[4]研究表明,我國沙漠化速度快,并且導致我國的生態環境和植物的生產能力急劇下降,我國急需進行防沙治沙。2018年,楊跟勝[5]調查發現,在我國氣候條件變化的前提下,我國的天然沙漠逐漸擴展,產生很嚴重的土地沙化現象。

近幾年來,風沙天氣一直困擾著北方城市,尤其是與內蒙古有接壤的沈陽地區。由于沈陽地區還會受到溫帶大陸性季風氣候的影響,攜帶大量沙土的春季大風造成沈陽沙塵天氣愈加嚴重,因此氣候也是導致沈陽地區土地沙化的重要原因之一。沈陽北部地區人民的生產生活和經濟的可持續發展都被土地沙化所嚴重影響,并且土地沙化對于生態環境的污染和破壞也嚴重影響沈陽北部地區土地沙化以及荒漠化的進程。學者認為有四個方面的原因造成了沈陽地區的土地沙化,包括干旱的氣候、科爾沁沙地的南移、狂風帶沙和河流帶沙,科爾沁沙地已經成為沈陽北部地區土地沙化的主要沙源。橫跨內蒙古、遼寧和吉林3個省區的科爾沁沙地是我國面積最大的沙地,其沙地面積為279.9萬hm2,是我國水土資源流失以及土地沙漠化最為嚴重的地區。對于科爾沁沙地對其以南地區的危害也有相關研究,1986年,朱震達和劉恕[6]研究指出科爾沁沙地南緣屬于強烈的沙漠化土地。孫金濤認為科爾沁沙地的邊緣以每年10.53 m的速度向前推移。1990年羅常國[7]對遼寧省土壤沙化面積進行估算,發現從1984年開始,平均每年沙化土地面積增達 2 734 hm2,并且其中約有20%是由科爾沁沙地的風沙流向南侵移造成的。

2 研究內容

2.1 沈陽北部地區概況

沈陽北部地區地處東經122°44′123°45′、北緯41°99′43°02′,北接內蒙古自治區通遼市,海拔高度60～70 m之間,地勢北高南低,從北至南分別以丘陵、崗地、沖積和洪積平原為主,土壤類型主要為棕壤和暗棕壤[8]。春季大風頻繁發生,其春季大風日數高達全年大風平均總日數的一半,且持續時間長,春季大風多為偏南風攜帶大量沙塵堆積到土壤表面。科爾沁沙地的大量沙塵隨著春季大風吹入沈陽北部地區形成風蝕,每當春季大風卷著沙塵吹向沈陽北部地區,并降落在土壤表面,會造成季節性的、頻率較高的偏北季風,是造成沈陽地區土地沙化的最主要原因。

2.2 采樣點設置與分析方法

從沈陽北部沿途至內蒙古通遼市均勻設置7個采樣點,并記錄各點的經度、緯度和海拔高度(如表1),采集0～20 cm耕作層土壤,混勻后裝入自封袋。土壤樣品帶回實驗室后自然風干并剔除細根和碎石等雜物。使用1 mm和0.25 mm土壤篩進行篩分并結合土壤比重計法分別測定小于0.001 mm、0.005 mm、0.01 mm、0.05 mm的土壤粒徑含量。

表1 采樣點設置

3 結果與分析

由表2所示,1號土樣中>1 mm的土壤顆粒質量百分比最高,7號土樣中>1 mm的土壤顆粒百分比最低;5號、6號和7號土樣中粒徑0.25～1 mm的土壤顆粒質量百分含量逐漸減少,依次為39.05%,31.04%和23.26%,也就是離科爾沁沙地距離越近,0.25～1 mm的土壤顆粒含量越低;1號土樣中0.05～0.25 mm的土壤顆粒百分質量最低,6號和7號土樣0.05～0.25 mm的土壤顆粒百分質量最高,并且4,5,6和7號土壤中0.05～0.25 mm的土壤顆粒含量逐漸增多,分別為3.79%,14.6%,45.66%和60.72%;0.01～0.05 mm土壤質量百分數和0.005～0.01 mm的土壤質量百分數在0.3%～6.4%;1號土樣0.001～0.005 mm的土壤顆粒最多為11.04%,2,3,4,5,6和7號樣品均在0.3%～6.8%,其中4號最高,為6.8%,7號最低,為0.3%;在<0.001 mm的土壤顆粒,1號最多,為44.48%,7號最少,為14.68%,并且從4～7號土樣中<0.001 mm的土壤質量百分含量逐漸減少,分別為43.06%,30.48%,19.86%和14.68%。

表2 不同土壤粒徑質量百分含量 單位:%

4 結 論

根據對土壤粒徑的分析發現,從1號至7號的土壤粒徑質量百分含量沒有明顯的變化規律,但是4號至7號土壤樣品中細粒徑土壤顆粒含量(<0.001 mm)逐漸減少,而偏粗粒徑土壤顆粒(0.05～0.25 mm)質量百分含量逐漸增多,由此可見4號～7號土壤樣品粒徑變化規律為距離科爾沁沙地越近,細粒徑土壤顆粒越少,粗粒徑土壤顆粒越多,土地沙化程度越高。

5 討 論

造成土地沙化現象不僅有氣候和沙源等自然原因,人類活動也是造成土地沙化的重要原因,亂砍濫伐、破壞植被、水資源不合理利用導致植被覆蓋率降低,甚至造成干旱和風蝕,土地沙化尤其是農田土地的沙化對社會經濟的影響較大,農田土地沙化還會造成土壤有機質含量減少,導致土壤貧瘠和土地退化,并且農田土地的治理費用更高,尤其是本文研究的4號～7號土壤所在地區分別為法庫縣、康平縣和內蒙古通遼市科爾沁左翼后旗,這些地區受科爾沁沙地的影響沙化現象已呈現明顯規律,應該加以重視,治理并保護,防止出現更嚴重的土地沙化,而對于離科爾沁沙地較遠且沙化程度較輕的沈北新區等地,也應該對土地沙化引起重視,避免沙化現象進一步加重。