风沙地综合治理comprehensive management of windy sands

对受风沙危害的土地资源采取的全面整治措施。风沙地主要是指在气候干燥、沙源丰富、植被稀疏、风大而频繁的地区，经过风蚀，砾面残留，细土飞扬而沙粒在地表流动以至蔓延的土地。治理的措施主要有生物措施、工程措施和农业技术措施。
中国有综合治理风沙地的悠久历史和丰富经验。早在公元前2世纪汉武帝时，在河西走廊、南疆、乌兰布等干旱风沙地区开荒屯田，兴修水利，体现了一定的综合治理思想。中华人民共和国成立以后的40年间，垦荒近3333万公顷，其中对风沙地的开发治理占很大比重。仅新疆地区就有340万公顷，甘肃河西走廊地区有16.67万公顷。在风沙地区营造防风固沙林和农田防护林近66.67万公顷，封沙育草100万公顷，控制流沙数百万公顷，采用的方法都是全面规划，统筹安排，生物、工程和农业技术等各项措施相结合，体现了较高的综合治理水平。20世纪以来，美国、苏联、印度等国家也对风沙地进行了大规模的综合治理，有效地控制了风沙危害，特别是在美国西部和苏联西伯利亚地区的风沙地，经过综合治理后，出产了大量的农产品，同时改善了生态环境。埃及、沙特阿拉伯、伊朗等国，也以大量投资对风沙地进行综合治理，并开始取得了明显的效果。
风沙地形成 风沙地区的风和沙在风沙运动规律的支配下，经过风沙土母质的积累过程和风沙土的成土过程逐步形成。风沙运动是地表沙粒、粘粒等颗粒随风起动、运行乃至沉降的全过程运动。它对于风沙地形成产生的作用是通过风沙流的形式实现的。当风速达到临界起沙风速时，沙丘表面的沙粒开始起动，并逐渐形成风沙流，随着风速的增加，风沙流的输沙量增大，运行更远，同时沙丘逐渐变小，当风速减弱或遇障碍物、地面结构、下垫面性质改变时，沙粒脱离气流沉降于地面，形成沙堆，进而逐步形成风沙地的地形、地貌，积累成风沙土母质。再经过成土过程，形成风沙土。风沙土的母质有岩石风化物、河流冲积物、湖泊沉积物、洪积物和坡积物等。风沙土在成土过程中经常受到风蚀和沙压作用的影响，植物生长繁衍不盛，成土作用弱，且不稳定，加之土壤母质质地轻，延缓土壤发育，常见的风沙土只有腐殖质层和母质层，淀积层发育不明显，并经常出现埋藏土层。在自然状况下，风沙土的形成过程，大致经过流动风沙土阶段、半固定风沙土阶段和固定风沙土阶段，逐步完成风沙土的成土过程，最终形成风沙土壤。风沙土的基本性状是：颗粒组成均匀，质地较粗，有机质含量较低，保水保肥性差，由于土壤沙性大，肥力低，土壤干燥松散，无结构，易被风蚀，是一种低产土壤。风沙土具有明显的地域性差异。就中国北方而言，大体在贺兰山以东以固定、半固定风沙土为主，以西流动风沙土居多。在丘间低地，地下水位较高，可发育成草甸风沙土。在丘间低洼部位，地下水位近于或溢出地表，可发育成沼泽风沙土。黑钙土地区的风沙土均含大量石灰，但易溶盐含量低。漠土地区的风沙土含石灰且盐渍化明显。在固定、半固定风沙土中盐渍化较为普遍。所以，风沙土在发育中逐步形成相应的地带性土壤。
风沙地分布 目前地球上已经受到和预计会受到沙漠化影响的地区面积共有约3844万平方千米，其中亚洲占32.5%, 非洲占27.9%, 澳大利亚占16.5%，北美和中美占11.6%, 南美占8.9%, 欧洲占2.6%。在150多个国家和地区中有三分之二受到影响。到20世纪末， 还要损失三分之一的可耕地，近14%的世界人口将受到威胁。中国沙漠化面积为32.8万平方公里， 占国土的3.4%。主要分布在北方地区， 从东到西， 横跨草原、干草原、半荒漠和荒漠四个自然带。在辽宁、吉林、黑龙江三省的西部，内蒙古东部、陕西北部以及甘肃、宁夏、青海、新疆等省区，集中在呼伦贝尔、科尔沁、浑善达克、毛乌素、库布齐、乌兰布和腾格里、巴丹吉林、柴达木、库姆达格、古尔班通古特和塔克拉玛干一带， 总面积达63.7万平方千米。另外， 在华北平原、黄河沿岸、黄河故道、山东沿海地带、华中江河平原、海南岛及一些省区的河流沿岸、湖泊周围、冲积扇和冲积扇的中下部， 都有零星分布。
由于风沙土分布范围广，处于不同的气候带，土壤形成条件差别很大。中国第二次土壤普查中，将风沙土作了荒漠风沙土、草原风沙土和草甸风沙土的划分，较好地反映了土壤的分布差异。
北方风沙土地区，多属大陆性气候类型，降水量多在50～400毫米之间，蒸发量一般为1400～3000毫米，干燥度为1.5～60，降水量从东到西递减，而蒸发量和干燥度从东到西递增，全年积温多，温差大，多数地区全年日照时数达2500～3000小时，无霜期在120～300天之间，大于10℃的积温可达3000～5000℃，平均年温差为30～50℃，日温差为10～20℃，最高可达30℃之多，特别是地表温度变化剧烈，夏秋午间可达60～80℃，夜间则降至10℃以下，风沙大而频繁，风季常有5～6级以上大风，持续时间长，常有风沙流或沙暴；风沙地上的植被，一般都很稀疏、低矮，多为沙生灌木和草本植物，乔木或小乔木为数极少，植被覆盖度从东到西逐渐变小；在风沙地上一般仅有过境河流和雪水注入的河流，地表水较缺乏，但绝大多数风沙地区都分布有潜水和承压水。
治理措施 风沙地综合治理的目的在于防风固沙， 改良土壤， 合理利用水土资源， 改善生态环境。要在土壤普查和资源调查的基础上， 因地制宜， 明确利用改良方向， 搞好全面规划， 采取综合措施进行治理。常用的措施可分为生物措施、工程措施和农业措施。
生物措施主要有：❶植树造林，即营造防风固沙林、农田防护林及水系(渠、岸、坝、堤及固沙滩等)防护林、牧场防护林、村屯防护林和用材林、薪炭林、经济林、果园等。防风固沙林一般是通过乔、灌、草相结合的方式(配合乔、灌木的草种近年常用的主要是沙蒿)，采用插杆(在冬春两季采取3～4年生的杨树、旱柳，截成长短不同的枝杆插植)或插条(截取1～2年生长势旺盛的沙柳枝条进行丛状插植)的方法进行。在固定、半固定沙丘区营造防风固沙林，应根据地形的平缓、复杂状况，进行条带状造林或隔带分期造林、斑块状造林。在流动、半流动沙丘区营造防风固沙林，可根据沙丘形状、高低、丘间低地宽窄及流动速度等状况，分别采取前挡后拉法造林(在沙丘迎风坡营造灌木，背风坡让出易受沙埋地段栽培灌木，形成前有林挡，后有林拉)、又放又固法造林（固定一排放开一排间隔造林）、半绿半黄法造林(迎风坡造林，背风坡不造林)和倒对沙窝法造林（只在沙窝里造林）等。在流动、半流动沙丘迎风坡和风蚀特别严重的干旱沙地上造林，必须先搭设沙障后造林，以削弱风速，控制沙流，使植物免遭沙压、沙埋和沙割，保证其成活和生长。目前采用的沙障有两种：一种是活沙障，即栽植可以繁殖的植物枝条或种苗，如杨、柳枝条、沙柳及沙蒿等；另一种是死沙障，即用枯树枝及沙蒿、芦草、稻草、麦草等埋植，或用泥土、石块铺设。目前用得最多，使用效果最好的是利用麦草、芦苇等在沙丘上设置的半隐蔽式草方格沙障和障内栽植各种固沙植物相结合的方法。防风固沙林的树种，应根据生物学特性和生长条件相适应的要求，选择生长迅速，具有萌蘖性、耐沙埋和抗逆性强的树种，一般来说多枝树种最为适宜。农田防护林可以降低风速、阻拦流沙，改善田间小气候，减轻土壤次生盐碱化，防治土地沙漠化。营造农田防护林应做好全面规划，林带方向应根据规划地区的主害风方向而定，一般要求主林带垂直于当地主害风方向，沿条田长边配置，副林带垂直于主林带，沿条田短边配置；林带间距应能满足保护农田不受风害的要求，按林带的有效防风范围确定，一般林带的有效防风范围为树高的20～25倍；林带宽度要具有足够的防风效果，需根据风害大小、林带结构及土地利用情况确定，一般以4～8行的窄林带为好；林带结构有紧密型、透风型和稀疏型三种常见形式，风沙危害严重地区宜采用稀疏结构，风沙危害较轻地区宜采用透风结构。
❷封沙育草，即将沙荒地暂时封禁起来，封育期内禁止放牧、采薪、打草，目的是恢复天然植被，增加地表覆盖，从而起到封沙育草的作用。根据吐鲁番的经验，封育区的宽度在300米以上，旱沙生灌丛投影的盖度在30%以上，就可以收到一定的防风沙效果。
工程措施主要有：❶引水拉沙造地，即利用河流、湖泊、水库、井、渠等水流，引水开渠，以水冲沙，逐步拉平沙丘，进而改造成为良田（见引水拉沙）。
❷引洪淤灌，即利用洪水中含有大量细土粒和牲畜粪便、植物残体等养分的特点，引用洪水进行淤灌，从而有效地平整土地和提高土壤中的养分含量，起到治理风沙地的效果。
❸引水阻沙，即在流动风沙地的背风面开渠引水，使沉积的沙粒落入渠中冲走，或是在绿洲边缘用水灌沙，以防流沙前移。
农业措施主要有：❶种植绿肥(如沙打旺、草木樨、苜蓿、箭豌豆等)，秸秆还田，增施有机肥和科学施用化肥，培肥地力。
❷深耕翻土，掺混客土，改变沙性，即在风沙危害的土地上耕作，通过深耕使田面保持适当的粗糙度，以增加土壤抗风蚀能力。深耕可将下伏土壤翻到地表与沙掺混，同时耕翻犁沟和垡垄可增加地面糙度，耕沟方向应与主害风方向垂直或大角度相交。这种措施宜于有条件春灌的耕区和新垦荒地上采用。
❸作物合理配置，即各种农作物由于株形、茎叶强度、再生力与分蘖力等生物学特性不同，其抗风沙的能力也有强弱，不同地区可根据风沙危害程度和作物抗风沙能力的强弱来恰当配置作物，以减轻风沙危害。
❹适时播种，即合理调整作物的播种时间，使幼苗避开或部分避开风季，以防风沙危害。适当增加播种量和适当加大播种深度，也是减轻风沙危害的有效办法。
❺其他，如作物栽培和应用技术，草原（草场）改良更新和饲养管理技术等，也是风沙地治理的有效农业技术措施。
目前的实际做法是将上述农业技术措施、农业工程措施及生物措施等各个单项措施有机结合起来，进行风沙地的综合治理，形成系统综合的整体效益，从而有效地防治风沙危害，改善农业生态环境，增加农业生产，促进经济发展。
发展趋势 目前，土地沙漠化严重威胁着地球上1/3的陆地表面，世界沙漠面积不断扩大，每年有2100多万公顷的肥沃农田生产率降为零，有600万公顷完全被沙海吞没。全世界有1/5的人生活在受沙漠化和干旱威胁的陆地上。中国目前沙漠化土地已达3283万平方千米；其中现代沙漠化面积503万平方千米，沙漠化潜在危险地约15万平方千米，20世纪以来每年平均有5万公顷良田变为沙漠化土地，如青海省、内蒙古自治区的农田，近20年来每年以6万多公顷和30多万公顷的速度向沙漠化发展。中国有12个省（区）、207个县（旗）、约3500万人生活在沙漠化威胁之中。联合国环境规划署(UNEP)提出计划，要求各国筹集资金，开展试验和综合治理土地沙漠化。世界各国投入大量人力、物力、财力加强风沙地的综合治理。日本、印度及非洲一些国家大力学习推广中国劳动人民创造的草方格沙障和障内栽植各种固沙植物相结合的综合治理方法，进行沙漠改造取得良好成效。中国实施了“三北”(西北大部、华北北部和东北西部)防护林计划，同时在塔里木盆地、柴达木盆地及河西走廊等地进行了较大规模的风沙地综合治理，效益显著。目前存在的问题主要是：人们对风沙地的自然特点还认识不足，缺乏经验，在土地开发利用活动中往往违反自然规律和经济规律，以至过度开垦耕种和放牧、灌溉不良、滥伐林木，破坏自然资源，造成环境退化，和在风沙地治理中缺乏综合性，治理效果欠佳。今后的治理方向和趋势是，开发与治理结合、防治结合和开发与治理同步。在土地开发利用中，根据自然条件和生态特点，因地制宜地确定利用方向，坚持适度利用的原则，注意资源的合理利用和保护，加强防护系统，全面规划，统筹兼顾，提高综合治理的水平，兼顾生态效益、经济效益和社会效益。