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2024-09-28 04:51:47

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1.沙质荒漠化的分布特征

沙质荒漠化是指在沙质地表产生的土壤风蚀、风沙沉积、沙丘前移及粉尘吹扬等一系列过程和现象，又称沙漠化。其结果是土地退化、生物生产量降低、可利用土地丧失及生态环境恶化，从而严重干扰人类的正常生活和经济活动。

中国现有沙漠及沙化土地主要分布在北纬35°～50°之间的内陆盆地、高原，形成一条西起塔里木盆地，东至松嫩平原西部，东西长4500km，南北宽约600km的沙漠带。沙质荒漠化涉及内蒙古、新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和西藏等12个省区。现有沙质荒漠化土地33.76×104km2，占国土总面积的3.5%，占全国耕地、草地总面积的7.2%，其中已发生沙质荒漠化的土地约17.96×104km2(表)，潜在沙质荒漠化农田15.8×104km2和草场4.67×104km2。此外，在我国湿润、半湿润的广大地区还零星分布有岛状沙质荒漠化土地3.7×104km2(张伟民等，1994)。

表9-7 中国沙质荒漠化土地的分布a

(据《中国地质灾害防治》图集，引自中国科学院兰州沙漠研究所)

根据沙质荒漠化土地的分布特征，可将中国沙质荒漠化土地分为干旱地带沙质荒漠化区、半干旱地带沙质荒漠化区和半湿润地带沙质荒漠化区(朱震达，19)。

(1)干旱地带沙质荒漠化区

干旱地带沙质荒漠化区主要分布在一些沙漠边缘的绿洲附近及内陆河中、下游沿岸地区。前者与绿洲地区人为樵活动破坏沙漠边缘半固定、固定沙丘上的植被有关，后者与河流中、上游过度利用水、土有关。其分布多为各不相连的小片状，如塔克拉玛干沙漠西南边缘诸绿洲、河西走廊诸绿洲附近的沙质荒漠化。

(2)半干旱地带沙质荒漠化区

半干旱地带沙质荒漠化区主要分布在内蒙古中、东部以及河北、山西、陕西的北部地区，常见于草原和固定沙地的地区，是中国沙质荒漠化扩展最严重的地区。草原周边的沙质荒漠化是由于过度樵、放牧或垦草种地而造成的，如河北的坝上、内蒙古的后山及科尔沁草原等。由于不合理开发水而导致固定沙地或沙丘活化是其地区发生沙质荒漠化的主要原因，如科尔沁、毛乌素及呼伦贝尔等沙地周边的沙质荒漠化。

(3)半湿润地带沙质荒漠化区

半湿润地带沙质荒漠化区呈斑点状分布在嫩江平原上，在黄淮平原及滦河下游平原区也有分布，均系沙质古河床、阶地及温滩等因过度樵、植被遭受破坏而形成。

从沙质荒漠化发生的性质来看，有42.2%的沙质荒漠化土地属于非沙漠地区发生类似沙质荒漠景观的土地，它们与原生的沙质荒漠毫无关系，如乌兰察布草原及冀北的坝上沙质荒漠化土地;另有52.3%面积的沙质荒漠化土地是因过度放牧及樵导致沙丘活化而造成的，如浑善达克沙地、科尔沁沙地和毛乌素沙地等;其余的5.5%系原生沙漠边缘的沙丘在风力作用下前移入侵所造成，如塔克拉玛干沙漠西南(皮山)和东南(且末)边缘等地(朱震达，19)。

此外，在中国华南和西南地区还存在着与沙质荒漠化类似的砾质荒漠化和石质荒漠化，如广西石灰岩山地表层松散风化壳因水蚀作用而形成的石质荒漠化，江西花岗岩区、红砂岩区的砾质荒漠化。

2.沙质荒漠化的成因

沙质荒漠化是人类强烈经济活动与脆弱生态环境相互影响、相互作用的产物。气候变异和人类活动是沙质荒漠化的两个重要影响因素(慈龙骏，1998)。

在产生沙质荒漠化的自然因素中，干旱少雨是基本条件，地表形态和松散沙质沉积物是物质基础，大风的吹扬则是动力来源。过度放牧、垦殖、樵以及工矿与城市建设和水利用不合理等人类活动激发并加速了荒漠化进程(表9-8)。人为因素叠加于脆弱的生态环境，使植被破坏加剧风沙活动，导致沙质荒漠化景观迅速形成和发展(图9-1)。

表9-8 中国北方沙质荒漠化土地的人为成因类型

草原农垦是中国北方地区土地荒漠化的重要原因之一，以科尔沁草原东南库伦旗与科左后旗毗连地区为例，原系波状起伏疏林草原的景观，以低平丘间低地及缓坡地为主。近百余年来，有1130余平方千米的土地被垦种，部分土地已经完全变成了农田;20世纪50年代末期，流沙面积约占土地面积的14%，70年代末期为32%，到80年代末期已达41.2%，90年代增至54%;疏林草原环境已退化为流沙与半固定沙丘交错分布的荒漠景观(朱震达，19)。

樵是荒漠化的另一个重要影响因素。塔里木盆地边缘、河西走廊绿洲、宁夏东南盐池及内蒙古鄂托克前旗毗邻地区沙质荒漠化的发展都与樵及挖掘沙区药材等有关。

过度放牧和水利用不当同样是荒漠化的主要因素。由于单纯追求增加牲畜数量而过度放牧，使草场负荷加大，从而导致草场荒漠化。水不合理利用使干旱地区的内陆河沿岸地下水水位下降，天然植被生长衰退，灌丛大量死亡，致使地表裸露，荒漠化面积逐渐扩大。

图9-1 沙质荒漠化形成过程图

3.沙质荒漠化的危害

沙质荒漠化所造成的危害是多方面的，涉及农业、牧业、水利设施、交通道路、工矿建设及生态环境。就实质而言，沙质荒漠化灾害主要是毁损土壤肥力，使人类丧失赖以生存的土地。

(1)侵吞农田、牧场，丧失可利用的土地

沙质荒漠化的危害主要是破坏土地，使可供农牧业生产的土地面积减少;土地滋生能力退化，造成农牧业生产能力降低和生物生产量下降。据20世纪50年代与70年代末的航片及航测地形图对析，25年内中国北方沙质荒漠化土地增加了3.9×104km2，平均每年以1560km2的速度蔓延;到80年代，年平均增加约2100km2。20世纪90年代初，全国约有39254.7km2旱田、49234.7km2草场和2000km长的铁路、公路受到沙质荒漠化威胁。沙质荒漠化使耕作层内细粒物质损失10%～30%，造成地表粗化和沙丘堆积，可利用土地丧失。

(2)土地质量降低，农牧业生物产量减少

沙质荒漠化灾害，一方面造成可利用土地面积缩小，另一方面造成土地质量逐渐下降。由于风蚀作用，耕地表层的有机质和养分被大量吹蚀，土壤肥力不断降低。全国遭受沙质荒漠化危害的4×104km2农田、4.67×104km2草场，每年土壤有机质、氮、磷的损失约3542×104t2，相当于各种肥料总量17047×104t2，总价值达105.75亿元(表9-9)。因荒漠化危害，全国草场退化达137725.4km2，每年因此少养羊5000多万只。

表9-9 沙质荒漠化危害农田、草场，土地肥力损失状况

(据张伟民，1994)

由于沙质荒漠化灾害，旱作农业生态系统的有机质、营养元素、水分等物质严重损失而得不到补偿，导致农田单位面积产量下降，农牧交错地带旱作农田与开垦初期相比，产量平均下降50%～60%。

沙质荒漠化灾害还使中国五大天然草场的牧业生产遭到巨大影响。乌兰察布草原及河北坝上地区的草原沙质荒漠化面积占整个草原面积的33.0%。草场沙化后一般平均单位面积产量减少20%～60%，有些地区甚至减少70%～80%。全国沙质荒漠化土地每年因此损失生物量(632.2～992.4)×104t2(表9-10)。

表9-10 沙质荒漠化导致土地生物生产量损失状况

(据张伟民，1994)

由此可见，沙质荒漠化灾害的实质是土壤风蚀，它从根本上损毁土壤肥力，使土壤耕作层变薄、土壤粗化、营养物质流失、肥力下降、土地生物生产量下降。沙质荒漠化是一种长期的潜在灾害，土壤一经风蚀沙化，要恢复到原来的肥力状况，即使在人工措施条件下，一般也大概需要几年甚至更长的时间。

(3)毁坏建设工程和生产设施

1)对工矿建设的危害:位于毛乌素沙地及周围地区的东胜煤田、准格尔煤田、神府煤田、磁窑堡煤田和平朔煤田，是国家正在兴建并深受风沙危害的重要优质煤炭基地。煤田大规模开后，人为沙质荒漠化面积比天然形成的沙质荒漠化面积大1.26倍，平均每年向黄河多输泥沙1.19×108t，年输沙量占晋陕蒙三角区总输沙量的70%以上，成为黄河泥沙的主要产地。每年因沙质荒漠化而增加的开发成本约9000万元。

2)对交通运输业的危害:据估计，全国有1500km铁路、3000km公路由于风沙危害造成不同程度的破坏。沙质荒漠化严重影响了边疆地区与内地交通在动脉的正常运行。

3)对水利设施及河道的危害:主要表现为风沙对各种水利工程及河道的淤积，造成水利工程设施难以发挥正常效益。全国约有50×104km2引水灌渠遭受沙害，水库的淤积问题更加严重。如青海龙羊峡水库，每年进入库区的流沙约(120～380)×104m3。随着泥沙堆积量的增加，库容逐渐缩小，发电、防洪、灌溉等方面的效益受到严重影响。风沙大量进入河道，使河床淤积增高，甚至严重阻塞，导致河堤溃决。

(4)污染环境，破坏生态平衡

沙质荒漠化加剧了整个生态环境的恶化。在干旱、半干旱甚至部分半湿润地区，由于受天气过程的热力效应及冷锋侵入的影响，造成大风天气状况下土壤吹蚀、流沙前移及粉尘吹扬等一系列沙尘暴过程。沙尘暴不仅是一种灾害性天气过程，而且是沙质荒漠化灾害的一种表现形式，其影响范围广、危害严重，成为严重威胁中国北方地区人民生产和生活的重要环境问题。

发生于1993年5月5日的特大沙尘暴，袭击了新疆、甘肃、宁夏、内蒙古4省(区)，造成200多人伤亡，4.2万头(只)牲畜死亡，毁损房屋几千间;土壤风蚀深度10～50cm，沙埋深度20～150cm，造成大片农田被毁，37.33km2经济林被毁，经济损失达5.6亿元。

沙尘暴除直接造成严重经济损失外，还使大气混浊，妨碍人们的正常活动，对人类身心健康产生损害。无孔不入的沙尘使人们在户外明显感到呼吸困难，颗粒细小的沙尘进入了人们的口鼻，容易引发咳嗽、哮喘等呼吸系统疾病。长期生活在沙尘暴高发区的人们患有沙眼、呼吸道和肠胃等疾病的几率要比其他地区大得多。

4.沙质荒漠化的遥感监测

遥感技术具有信息量大、观测范围广、精度高和速度快等优点，而其很强的实时性及动态性又是传统的环境监测和预报所难以比拟的，特别是遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合，可实现动态监测和模拟分析，是开展荒漠化研究的有效途径。近20年来，在中国北方沙质荒漠化的形成机制、发展过程、分布规律和演变趋势等研究中，RS技术已被广泛利用(王涛等，1998)。如朱震达等在20世纪80年代初期，利用50年代后期和70年代中期航片的对析和野外考察提出，东起科尔沁草原经围场、丰宁北部、张家口的坝上地区，到内蒙古锡林郭勒盟南三旗到乌兰察布盟的商都、四子王旗、武川、达茂旗再到固阳北部的草原农垦区是近半世纪以来沙质荒漠化蔓延最明显的地区，尽管这些地区并无原生沙漠与之相毗连，不存在流动沙丘扩展入侵的危险。

在沙质荒漠化监测的过程中，首先要建立系统、科学而实用的沙质荒漠化综合评价指标体系，利用RS和GIS获取如下指标:①风蚀地或流沙面积占研究区总面积的百分比;②年均扩大的风蚀地或流沙面积占研究区总面积的百分比;③地表植被覆盖度;④研究区土地的生物生产量。沙质荒漠化土地遥感动态监测技术路线如图92所示。

图9-2 沙质荒漠化土地遥感动态监测技术路线图

5.沙质荒漠化的防治

根本途径在于保护天然植被、建立人工植被，坚持正确的生产经营方针，合理调整农业生产结构和布局，加强农牧业基本建设、改善经营管理，逐步建立现代化的农业生态系统，加强人工草场生态系统的建设，合理开发利用水。对于已经发生沙质荒漠化的土地要取有效措施进行治理，防止其扩大蔓延。

中国对防沙治沙工作历来十分重视。截至1998年，累计治理沙化土地7×104km2，使局部地区环境显著改善。但是，由于多种因素的影响，我国土地沙化的总体状况仍在恶化，“沙进人退”的局面未得到根本扭转，形势依然十分严峻。

(1)林草措施

林草措施包括营造农田防护林网和防沙林带、封沙育草、造林固沙、退耕还林还草等方法。对荒漠地带、半荒漠地带和草原地带的沙漠治理应取不同的方法，根据地形地貌特征和风力特征选取合理、高效的生物措施。

在中国北方灌溉绿洲和旱作地区，营造农田防护林网、防沙林带是防止土地沙化的一项重要措施。根据透风情况，防护林带有紧密结构林带、疏透结构林带和通风结构林带三种类型。绿洲边缘的防沙林带以紧密结构为佳，用乔木及灌木配置成复合林，以减低风速，防止大面积流沙和风沙流侵入绿洲，保护农田免受沙害，绿洲内部的护田林网，可用高大的乔木组成林网。在北方旱作地区则以营造通风结构和稀疏结构的窄林带为好(杨瑞珍，1996)。

对大面积的沙区取封沙育草、造林固沙措施是防治流沙的根本途径。实践证明，在沙漠里种植胡杨林防风御沙作用极强。

对严重沙化耕地，要改变土地经营方式，退耕还林还草，用林网保护下种植饲草或引进灌木恢复植被的方式，逐步控制沙化，恢复土地的生产潜力。

(2)农业耕作措施

农业耕作措施包括覆盖耕作、粮草结合耕作以及调整农业结构、不同作物间作等措施。

1)覆盖耕作:指通过增加地面覆盖物来增强地表抗蚀力的农业技术措施，主要有保留作物残茬覆盖、秸秆粉碎铺地覆盖、果园和茶园裸地种植豆科作物覆盖以及利用地膜覆盖地面等方法。覆盖耕作对保存耕作层的养分和细粒物质、增加土壤抗蚀能力具有积极的作用。

2)粮草结合耕作:指用粮食作物与豆科牧草轮作、间作、套种、复种等不同措施，改良土壤结构，增加土壤有机质，增强土壤的抗蚀力。

3)调整农业结构，不同作物间作:如在垂直主风向上和绿洲边缘地带间隔种植玉米、高粱、向日葵等高秆作物，达到降低风速、固结土壤的目的，可有效防止沙质荒漠化的扩展。

(3)水利措施与工程固沙

1)水利措施:发展水利、建设基本农田，彻底改变广种薄收的轮荒耕作方式是防止沙化危害的主要措施之一。利用灌溉水增加土壤水分、增强土壤颗粒的黏结力，可减少风沙危害。河流谷地土壤比较肥沃，可蓄水引水进行自流灌溉。滩地、甸子地、壕地等土层较厚，地下水较丰富，可进行井灌。

2)工程固沙:工程固沙即设置沙障防止流沙的措施，蛇是干旱沙区生物治沙不可缺少的先期措施。对于流动沙丘，先在其迎风坡设置粘土或沙蒿沙障，对工程沙障保护下的沙丘，播种固沙植物，以防快速移动的沙丘掩埋尚未形成固沙能力的植物沙障。

(4)完善政策措施，加强科学研究

加强宣传教育，杜绝过度放牧和垦草种地等行为，做好预防工作;加大推广防治荒漠化工程的投入，加强科学研究和技术推广体系的建设;推广荒漠化地区综合治理技术。建设荒漠化地区生态农业示范工程，探索荒漠化的综合防治方法，实现干旱、半干旱地区社会经济的可持续发展。