內(nèi)蒙古正藍(lán)旗沙漠化成因分析及防治對策

內(nèi)蒙古正藍(lán)旗沙漠化成因分析及防治對策

土地荒漠化破壞植被，減少植被稀疏，減少生物多樣性，降低土地生物生產(chǎn)潛力。結(jié)果，地球成了圓沙，沙丘激活了。許多沙丘的風(fēng)和沙丘被吹成一個(gè)大風(fēng)峰，大面積的草地變成了裸露的草地，甚至變成了群沙。沙、浮沙和沉積物天氣的發(fā)生頻率也顯著增加。渾善達(dá)克沙地從“風(fēng)吹草低見牛羊”到今日的嚴(yán)重沙化、退化,令人觸目驚心.尋找其根源,從而找到解決問題的辦法,這是防沙治沙研究的重要內(nèi)容.本文以渾善達(dá)克沙地腹地的內(nèi)蒙古正藍(lán)旗為例,從自然因素和人為因素兩個(gè)方面對沙漠化成因和過程進(jìn)行分析,確定該區(qū)沙漠化發(fā)生發(fā)展變化的主要驅(qū)動力.并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際提出沙漠化防治的基本對策和措施,以期為有關(guān)的管理部門提供必要的理論和決策依據(jù).1沙區(qū)的下封土類型渾善達(dá)克沙地是內(nèi)蒙古自治區(qū)四大沙地之一,位于北緯42°56′～44°24′、東經(jīng)112°22′～117°57′之間,地處錫林郭勒高原中部農(nóng)牧交錯(cuò)地帶,行政區(qū)劃上分屬內(nèi)蒙古自治區(qū)的錫林郭勒盟和赤峰市克什克騰旗.在歷史上渾善達(dá)克草地曾是水草豐美、沙地穩(wěn)定的抗災(zāi)走場放牧的好基地,直至20世紀(jì)40年代,本區(qū)地貌類型仍然基本屬于固定、半固定沙(丘)地,流沙不到3%.沙丘上除了少數(shù)榆樹(Ulmuspumila)疏林外,幾乎到處都有黃柳(Salixflavida)生長;沙丘背風(fēng)坡分布著稠密的各種灌木,廣闊的甸子地普遍是草高沒膝的植被,只有少數(shù)小片的裸露地表,的確是游牧民的一片樂土.然而進(jìn)入20世紀(jì)60年代以后,渾善達(dá)克沙地發(fā)生了嚴(yán)重的沙漠化,60年代初沙漠化土地面積為19.2萬hm2,70年代中期,沙漠化土地面積達(dá)26.59萬hm2,新增7.39萬hm2,年增長率為2.57%;據(jù)1995年全國沙漠化普查結(jié)果顯示,渾善達(dá)克沙地是全國少數(shù)幾個(gè)沙漠化土地?cái)U(kuò)展速率超過4%的地區(qū)之一.其年均降水量東部為350～400mm、西部為100～200mm,年蒸發(fā)量為2000～2900mm,干燥度為1.2～2,整體屬于溫帶大陸性半干旱氣候區(qū).風(fēng)多風(fēng)大為沙漠化的產(chǎn)生提供了充足的動力.渾善達(dá)克沙地為全國風(fēng)速最大的沙區(qū)之一,平均風(fēng)速3.5～5m/s,冬春季風(fēng)多而強(qiáng),4～5月風(fēng)速較大,最大12級,年大風(fēng)日數(shù)多達(dá)50～80d.2人類無法控制的變化沙漠化的發(fā)生發(fā)展是自然因素和人為因素兩個(gè)方面作用的結(jié)果.自然因素主要是指生態(tài)地理背景和氣候變化,它們是人類無法控制和改變的;而人為因素可通過調(diào)整政策、加強(qiáng)治理,得到遏制或消除.所以,二者在沙漠化的發(fā)生發(fā)展過程中誰居主導(dǎo)地位,對防沙治沙來說是非常重要的問題.下面就渾善達(dá)克沙地的具體情況進(jìn)行分析.2.1砂漠化引起的自然因素分析2.1.1氣候變化的區(qū)域豐富的沙物質(zhì)源為沙漠化的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ).渾善達(dá)克沙地除連綿起伏、顯而易見、高低有別的沙丘外,下伏地層物質(zhì)的含沙量也極其豐富.研究結(jié)果表明,風(fēng)成沙在上新世以來各地質(zhì)時(shí)期均有分布,雖然期間夾雜著若干個(gè)古土壤層(全新世主要有6個(gè)古土壤發(fā)育時(shí)期),但厚度有限,而且機(jī)械組成也以沙為主.所以,地表一旦失去保護(hù),風(fēng)沙活動將在所難免,很短時(shí)間內(nèi)會面目全非.干燥的氣候背景為沙漠化的產(chǎn)生創(chuàng)造了必要的條件.研究結(jié)果表明,渾善達(dá)克沙地的形成時(shí)代可以上推至上新世或晚第三紀(jì),曾經(jīng)有過多次干冷和暖濕的波動,并經(jīng)歷了森林草原、稀樹草原、干草原和荒漠草原景觀.第四紀(jì)以來,沙地完全處于溫帶東亞季風(fēng)環(huán)流的控制之下,形成以干燥為基本特征的氣候區(qū)域,并一直持續(xù)至今.2.1.2氣候變化不構(gòu)成沙漠化發(fā)生發(fā)展的主要動力氣候變化對沙漠化的影響主要表現(xiàn)在降水、蒸發(fā)、風(fēng)況等方面.為此我們獲取了內(nèi)蒙古正藍(lán)旗建站以來的有關(guān)氣象數(shù)據(jù),并進(jìn)行系統(tǒng)分析與考查.見圖1～3.可以看出,該區(qū)在40年的時(shí)間內(nèi),除“每年出現(xiàn)大于等于5m/s風(fēng)速日數(shù)”有所下降外,其他因子均沒有明顯變化.而大于等于5m/s風(fēng)速日數(shù)的下降,恰恰對沙漠化的產(chǎn)生是一種制約.所以氣候變化不構(gòu)成該區(qū)沙漠化發(fā)生發(fā)展的主要驅(qū)動力.2.2渾善達(dá)克沙地草場管理人為因素是沙漠化發(fā)生發(fā)展驅(qū)動力中最活躍的、也是最復(fù)雜的因素.各種調(diào)查和研究結(jié)果顯示,造成渾善達(dá)克沙地沙漠化嚴(yán)重發(fā)生的最主要驅(qū)動力就是人為因素的影響.人為因素的作用首先表現(xiàn)在人口的急劇增加上.正藍(lán)旗建國初人口為2.13萬人,1997年增加到7.92萬,增大了2.7倍,其人口自然增長率為2.81%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1.12%的全國平均水平(見圖4).隨著人口的增加,需要的糧食、燃料以及牲畜養(yǎng)殖量等也會相應(yīng)增大,并由此引發(fā)出一系列促進(jìn)沙漠化發(fā)生發(fā)展的連鎖反應(yīng)(圖5).根據(jù)實(shí)地調(diào)查,一個(gè)五口之家,每年需燒柴7500kg,而1hm2生長褐沙蒿(Artemisiaintramongolica)的天然草場只有干柴2250kg,這樣就需3.5hm2草場才能滿足這戶人家的燒柴需要.而這片固定的沙質(zhì)草場就會退化,甚至成為流沙.牲畜增加對草場的壓力可以說是渾善達(dá)克沙地草場管理中最為突出的問題.建國以來,正藍(lán)旗的牲畜總量一直呈不斷上升的趨勢(見圖6).牲畜總數(shù)從1949年的14.3萬頭(只)增加到2000年的80萬頭(只),增長了4.4倍.牲畜頭數(shù)最多的1991年達(dá)到109.9萬頭(只).如果按牛、馬、騾為5,驢為3,駱駝為7,綿羊、山羊?yàn)?的折合比例,把各種牲畜換算成羊單位,則正藍(lán)旗101.8萬hm2草場上的最大實(shí)際載畜量為2個(gè)羊單位/hm2,是該區(qū)理論載畜量(約1個(gè)羊單位/hm2)的2倍,處于嚴(yán)重超載狀態(tài).渾善達(dá)克沙地雖然是一個(gè)以畜牧業(yè)為主的地區(qū),但開墾草場的現(xiàn)象仍然很嚴(yán)重.1981—1997年,正藍(lán)旗農(nóng)業(yè)用地的面積平均每年增加135hm2.17年中農(nóng)業(yè)用地的總體變化情況可分成兩個(gè)階段(見圖7),1981—1991年處于減少階段,平均每年減少農(nóng)耕地367hm2;1991年以后處于增加階段,平均每年增加農(nóng)耕地852hm2.隨著耕地面積的變動,撂荒地的面積也存在相似的變化規(guī)律.除此之外,一些其他社會因素的影響也不可忽視,如公眾環(huán)境保護(hù)意識薄弱、落后的管理和生產(chǎn)方式、信息閉塞、政策失誤等.其實(shí)20世紀(jì)60年代初期至70年代中期這段時(shí)間內(nèi),渾善達(dá)克沙地沙漠化嚴(yán)重?cái)U(kuò)張的原因之一就是與這一時(shí)期“以糧為綱”的毀草開荒密切相關(guān).3境條件下自然權(quán)利性質(zhì)的變化綜合上述分析可以看出,渾善達(dá)克沙地的沙漠化主要是在當(dāng)?shù)卮嗳醐h(huán)境背景條件下,人為不合理經(jīng)濟(jì)活動和過度利用資源而導(dǎo)致的土地退化過程.其具體表現(xiàn)可分為①固定沙丘(地)的活化;②流沙前移埋壓草場和農(nóng)田;③農(nóng)田的風(fēng)蝕沙化、礫質(zhì)化;④草場植被嚴(yán)重退化.3.1風(fēng)蝕陡坎型這是渾善達(dá)克沙地沙漠化過程較為主要的一種形式.起伏低緩的固定、半固定沙丘或沙平地,由于過度放牧和樵采,植被受到嚴(yán)重破壞,地面裸露,起沙風(fēng)速降低,產(chǎn)生風(fēng)蝕沙化,尤以冬春季節(jié)更為突出.其最終結(jié)果是形成巨大的風(fēng)蝕坑、高峻的風(fēng)蝕陡坎和光裸的流動沙丘.風(fēng)蝕坑的深度受地下水位和古土壤層的影響較大,據(jù)在正藍(lán)旗桑根達(dá)來鎮(zhèn)的野外調(diào)查,一塊350m×200m的沙質(zhì)草場內(nèi),有大小不等的風(fēng)蝕坑11個(gè),占地面積約7%,風(fēng)蝕坑最大深度可達(dá)6m,侵蝕基底為古土壤層;風(fēng)蝕陡坎一般產(chǎn)生在沙丘迎風(fēng)面,邊坡上大量的樹根、草根被剝蝕外露,并與地上殘?bào)w交織在一起,其上殘存的幾株榆樹及其他林木也是東倒西歪,那滿目瘡痍的情景,令人目不忍睹;流動沙丘多形成于風(fēng)蝕坑下風(fēng)側(cè)的頂部、原沙丘的背風(fēng)面等地,其形狀、高度差異較大,以新月形沙丘、壟狀沙丘、饅頭狀沙堆居多,一般高8～15m.3.2沙漠化季節(jié)動態(tài).渾善達(dá)克沙地以坨甸相間分布為主要地貌特征,沙坨一般成條帶狀分布,帶間寬闊、平坦的甸子地是牧民的主要放牧場所,部分被開墾為農(nóng)田.沙坨邊緣的流動沙丘遇風(fēng)前移,埋壓草場和農(nóng)田,造成侵入式沙漠化,并以冬春季節(jié)最為嚴(yán)重.沙丘的移動速度與沙丘形態(tài)有密切關(guān)系,當(dāng)流動沙丘較為低平和緩時(shí),風(fēng)沙流的飽和路徑長度增大,堆積區(qū)域延長,沙丘移動速度相對較快;當(dāng)沙丘高大陡峭時(shí),背風(fēng)坡由于氣流急劇減速作用和強(qiáng)大的渦流效應(yīng),風(fēng)沙流中的沙物質(zhì)在很短距離快速沉積,因而宏觀上移動速度較慢.據(jù)野外實(shí)地觀測,渾善達(dá)克沙地流動沙丘的年平均前移速度為5～8m,最快達(dá)到20m之多.2000年春一場大風(fēng)過后,標(biāo)注過的沙丘平均前移1.8m.3.3土地利用類型對土壤表層機(jī)械組成的影響農(nóng)田風(fēng)蝕是渾善達(dá)克沙地危害最為嚴(yán)重的一種沙漠化類型.因?yàn)檗r(nóng)田一般分布在土壤條件、水分條件較為優(yōu)越的區(qū)域,這種條件是在漫長的地質(zhì)歷史中形成的,一經(jīng)破壞,恢復(fù)極為困難,甚至根本無法恢復(fù).風(fēng)蝕是風(fēng)力作用下土壤結(jié)構(gòu)的破壞和地表物質(zhì)的損失過程,不合理的耕作恰恰促進(jìn)了這種過程的進(jìn)行.耕作不僅造成耕層的松動,而且使土層中原來保護(hù)在下面的物質(zhì)暴露于風(fēng)力的直接作用下,這樣周期性的風(fēng)蝕——翻耕——風(fēng)蝕過程的發(fā)展,土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)遭到破壞,細(xì)小粉塵顆粒(<0.05mm)被吹走,整個(gè)耕作層變得粗化(沙化或礫質(zhì)化),其物理性狀惡化,保肥、保水能力減弱,土地生產(chǎn)力下降,乃至被棄耕.表1為同一立地條件下3種不同土地利用類型的土壤表層機(jī)械組成分析.可以看出,撂荒地和旱作農(nóng)田中0.5～0.05mm粒徑的沙粒物質(zhì)含量明顯增加,而粘粒物質(zhì)(<0.01mm)含量卻下降了2～3倍,而且這種下降程度會隨沙漠化程度的加劇而加劇.3.4參數(shù)估計(jì)的植被類型植被退化是草場過牧的結(jié)果,是渾善達(dá)克沙地一種最為普遍的現(xiàn)象,特別是居民點(diǎn)、牲畜飲水點(diǎn)附近和夏營盤、交通沿線更為嚴(yán)重.草場植被退化的主要表現(xiàn)是植物種組成減少,植被蓋度、高度、生物產(chǎn)量大幅度下降,優(yōu)質(zhì)的多年生、一年生牧草被劣質(zhì)和有害牧草取代,禾本科牧草被硬質(zhì)灌木、半灌木取代.嚴(yán)重時(shí)可能造成土地的風(fēng)蝕沙化,形成風(fēng)蝕洼地、片狀流沙、灌叢沙堆等.在這里我們無法考證原生植被的基準(zhǔn)狀態(tài),因?yàn)楹茈y找到未被人類干擾的地方.而就現(xiàn)有植被情況進(jìn)行比較,也能反映出渾善達(dá)克沙地植被退化的概貌.根據(jù)2001年9月在內(nèi)蒙古正藍(lán)旗選擇的有代表性的7個(gè)樣地的植被調(diào)查結(jié)果,其中一個(gè)經(jīng)數(shù)年封育樣地群落的植物種類組成有39種,并以禾本科、豆科和雜類草為主,植被平均高73cm,覆蓋度80%以上,生物量(干物質(zhì))達(dá)4524kg/hm2.而其他6個(gè)被過度放牧樣地群落的植物種類組成為11～19種,蒿類(冷蒿(Artemisiafrigida)、黃蒿(Artemisiascoparia))、有毒植物(狼毒(Euphorbiaprolifera)、苦馬豆(Smainsonasalsula))比重明顯增大,植被高8～45cm,覆蓋度在25%～55%之間,生物量(干物質(zhì))450～1350kg/hm2.差距十分明顯.4防沙常用治理措施與對策渾善達(dá)克沙地處于祖國北部邊陲和京津唐地區(qū)的上風(fēng)口,土地沙漠化不僅惡化了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而且成為京津地區(qū)最主要的沙塵源之一,對京津、華北等周邊地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和生態(tài)安全造成了愈來愈嚴(yán)重的威脅,影響了我國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施.面對沙漠化日益擴(kuò)展和沙塵暴日益頻繁的現(xiàn)狀,國家緊急啟動了“京津風(fēng)沙源治理工程”.渾善達(dá)克沙地作為該工程的重點(diǎn)治理區(qū),其防沙治沙的戰(zhàn)略地位十分重要.針對上述分析結(jié)果,我們提出如下的治理措施與對策,以供同行專家商討.4.1沙丁坡下的草地歷史經(jīng)驗(yàn)反復(fù)證明,濫墾、濫牧、濫樵柴是造成草地沙漠化最重要的原因,如果不能徹底制止這“三濫”現(xiàn)象,土地沙漠化趨勢就不會被扭轉(zhuǎn).嚴(yán)禁“三濫”,不能只憑口號,一定要落實(shí)到實(shí)際,并有政策和措施的保障,同時(shí)要因地制宜,實(shí)事求是,講究科學(xué).對于沙坨地,無論是固定的、半固定的,還是流動的,要徹底封禁,其中散布的小面積丘間地,可作為打草場.寬闊的灘地,水土條件優(yōu)越,可以在進(jìn)行草場載畜量科學(xué)評估的基礎(chǔ)上,以草定畜,適度放牧,避免開墾耕種.以此保護(hù)天然草地植被,推動草場的正向演替.4.2建立草地生態(tài)體系針對渾善達(dá)克沙地以牧為主的經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn),應(yīng)把草場建設(shè)放在區(qū)域總體發(fā)展目標(biāo)的第一位,以便科學(xué)地解決牲畜發(fā)展與草牧場建設(shè)的矛盾.為此在水土條件較好、交通便利、易于經(jīng)營管理的地段,在有良好的防護(hù)林體系保護(hù)和節(jié)水灌溉措施完善的基礎(chǔ)下,選擇適宜的牧草,如草木樨(Melilotussuaveolens)、沙打旺(Astragalusadsurgens)、苜蓿(Medicagosativa)、胡枝子(Lespedezainschanica)、羊草(Leymuschinensis)、冰草(Agropyroncristatum)、披堿草(Elymusdahuricus)、谷子、玉米、籽粒莧(Amararanthuspanculatus)等,建立集約型的人工牧草基地.發(fā)展舍飼畜牧業(yè),減輕草牧場壓力.經(jīng)驗(yàn)證明,在先進(jìn)的農(nóng)業(yè)管理技術(shù)條件下,人工草地生產(chǎn)力一般較天然草場高5～8倍.4.3人工輔助植被恢復(fù)工程從渾善達(dá)克沙地的自然地理?xiàng)l件來看,如果排除人為活動的干擾,3～5年的時(shí)間,大部分沙漠化土地植被能夠得到初步恢復(fù),但對于少部分程度較重的沙漠化土地,由于地面流動性較強(qiáng),或缺乏必要的種源基礎(chǔ),必須輔之以人工措施,加以恢復(fù).例如,在流動沙丘(地)區(qū),通過設(shè)置草方格及其他類型的沙障,結(jié)合植樹造林種草恢復(fù)重建植被;在幾條大沙帶上,可因地制宜地選擇優(yōu)良灌草植物種,如檸條(