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第13章 给土地穿上“防沙衣”(1)

人口、土地资源与环境问题是 21世纪全世界发展的三大主要议题。而土地沙化是我国特别是西北地区当前最为严重的生态环境问题,不断加剧的沙尘暴与沙化土地的扩张更使得生态环境雪上加霜,荒漠化蚕食着中华民族的生存空间,给国民经济和社会发展造成了极大危害,成为中华民族的心腹大患。

§§§第一节认识土地沙化

沙漠是干旱气候的产物,早在人类出现以前地球上就有沙漠。但是,荒凉的沙漠和丰腴的草原之间并没有什么不可逾越的界线。有了水,沙漠上可以长起茂盛的植物,成为生机盎然的绿洲;而绿地如果没有了水和植物,也可以很快退化为一片沙砾。而人们为了获得更多的食物,不管气候、土地条件如何,随便开荒种地、过度放牧;为了解决燃料问题,不管后果如何,肆意砍树割草。干旱和半干旱地区本来就缺水多风,现在土地被蹂躏、植被遭破坏,降水量更少了,风却更大更多了,大风强劲地侵蚀表土,沙子越来越多,慢慢地,沙丘发育了。这就使可耕牧的土地,变成不宜放牧和耕种的沙漠化土地。

土地荒漠化简单地说就是指土地退化,也叫“沙漠化”。狭义的荒漠化(即沙漠化)是指在脆弱的生态系统下,由于人为过度的经济活动,破坏其平衡,使原非沙漠的地区出现了类似沙漠景观的环境变化过程。正因为如此,凡是具有发生沙漠化过程的土地都称之为沙漠化土地。沙漠化土地还包括了沙漠边缘风力作用下沙丘前移入侵的地方和原来的固定、半固定沙丘由于植被破坏发生流沙活动的沙丘活化地区。

广义荒漠化则是指由于人为和自然因素的综合作用,使得干旱、半干旱甚至半湿润地区出现自然环境退化(包括盐渍化、草场退化、水土流失、土地沙化、狭义沙漠化、植被荒漠化、历史时期沙丘前移入侵等以某一环境因素为标志的具体自然环境退化)的总过程。

我国荒漠化形势十分严峻。根据1998年国家林业局防治荒漠化办公室等政府部门发表的材料指出,我国是世界上荒漠化最严重的国家之一。根据全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明,我国荒漠化土地面积为 262.2万平方千米,占国土面积的 27.4%,近 4亿人口受到荒漠化的影响。据中、美、加国际合作项目研究,中国因荒漠化造成的直接经济损失约为 541亿人民币。

我国荒漠化土地中,以大风造成的风蚀荒漠化面积最大,占了 160.7万平方千米。据统计,20世纪 70年代以来,我国仅土地沙化面积每年就有 2460平方千米。

土地沙化给大风起沙提供了有利条件。我国北方地区越来越频繁地发生沙尘暴(强沙尘暴俗称“黑风”,进入沙尘暴之中常伸手不见五指),且强度大,范围广。1993年 5月 5日,新疆、甘肃、宁夏先后发生强沙尘暴,造成 116人死亡或失踪,264人受伤,牲畜损失几万头,农作物受灾面积33.7万公顷,直接经济损失 5.4亿元。1998年 4月 15~21日,自西向东发生了一场席卷我国干旱、半干旱和亚湿润地区的强沙尘暴,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、河北和山西西部。4月 16日飘浮在高空的尘土在京、津和长江下游以北地区沉降,导致大面积浮尘天气出现。其中北京、济南等地因浮尘与降雨云系相遇,天空中降下了“泥雨”。宁夏、银川等地不停地有沙子落下,造成飞机无法起飞,人们呼吸困难。

据记载,我国西北地区从公元前3世纪到公元 1949年间,记载的强沙尘暴有 70次,平均 31年发生一次。而新中国成立以来的 50年中却已发生 71次。虽然历史记载与现今气象观测在标准上有较大的差异,但证明了现在的沙尘暴比过去要多很多,这一点毋庸置疑。

根据对我国 17个典型沙区,同一地点不同时期的陆地卫星影像资料的分析,也证明了我国荒漠化发展形势十分严峻。毛乌素沙地地处内蒙古、陕西、宁夏交界,面积约 4万平方千米,40年间流沙面积增加了 47%,林地面积减少了 76.4%,草地面积减少了 17%。浑善达克沙地南部由于过度放牧和砍柴,短短 9年间流沙面积增加了 98.3%,草地面积减少了28.6%。此外,甘肃民勤绿洲的萎缩,新疆塔里木河下游胡杨林和红柳林的消亡,甘肃阿拉善地区草场退化、梭梭林消失……一系列严峻的事实,都向我们敲响了警钟。

沙尘暴天气主要发生在春末夏初季节,这是由于冬、春季干旱区降水甚少,地表异常干燥松散,抗风蚀能力很弱,在大风刮过时,就会将大量沙尘卷入空中,形成沙尘暴天气。

从全球范围来看,沙尘暴天气在内陆沙漠地区最为多见,非洲的撒哈拉沙漠,北美中西部和澳大利亚都是沙尘暴天气的主要源地。1933~ 1937年由于严重干旱,在北美中西部就发生过著名的碗状沙尘暴。亚洲沙尘暴活动中心主要在约旦沙漠、巴格达与海湾北部沿岸之间的美索不达米亚、阿巴斯附近的伊朗南部海滨,俾路支到阿富汗北部的平原地带。中亚地区哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦及土库曼斯坦都是沙尘暴频繁(≥ 15次 /年)影响区,但其中心在里海与咸海之间沙质平原及阿姆河一带。

我国西北地区由于独特的地理环境,也是沙尘暴频繁发生的地区,主要发源地有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、毛乌素沙漠等。

沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气,可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人畜伤亡等,污染自然环境,破坏作物生长,给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。沙尘暴危害主要有以下几方面:

1.生态环境恶化

出现沙尘暴天气时,狂风裹着沙石、浮尘到处弥漫,空气浑浊,呛鼻迷眼,呼吸道等疾病人数增加。如1993年 5月 5日发生在甘肃省金昌市的强沙尘暴天气,监测到的室外空气含尘量为 1016毫克 /立方厘米,室内为 80毫克 /立方厘米,是国家规定的生活区内空气含尘量标准的 40倍。

2.生产生活受影响。

沙尘暴天气携带的大量沙尘遮天蔽日,天气阴沉,造成太阳辐射减少,恶劣的能见度容易使人心情沉闷,工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患呼吸道及肠胃疾病,严重时将导致大量的“春乏”牲畜死亡,刮走农田沃土、种子和幼苗。沙尘暴还会风蚀土地表层、加剧沙漠化。植物的叶面上会覆盖一层厚厚的沙尘,会影响植物的正常光合作用,减少作物的产量。

3.生命财产损失

1993年 5月 5日,发生在甘肃省金昌、威武、民勤、白银等地市的强沙尘暴天气,受灾农田 253.55万亩,损失树木 4.28万株,造成直接经济损失达 2.36亿元,死亡 50人,重伤153人。2000年 4月 12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市强沙尘暴天气,据不完全统计仅金昌、威武两地直接经济损失达 1534万元。

2011年 5月 11日,内蒙古自治区锡林浩特市遭受 2011年最强沙尘暴袭击,市区能见度不足 20米,强沙尘暴给市民出行工作带来了极大影响。

2012年 2月 28日,新疆和田地区民丰县出现特大沙尘暴,风力达到八级,能见度不足百米,沙尘暴持续了 5个小时,严重影响车辆行驶安全。

2013年 2月 28日,太原遭遇2013年首场沙尘暴,市区内出现大范围扬沙和浮尘,公路上能见度极低,浑浊的空气中弥漫着很重的土腥味,这也给市民的出行带来了诸多不便。同时北京也遭遇大风沙的影响,延庆、石景山、门头沟、海淀等多地出现浮尘、扬沙天气,中午前后随着风力加大,北京大部分地区出现了扬沙浮尘。北京全境由雾霾污染转变为沙尘污染,空气颜色由灰白转为土黄。

4.交通安全(飞机、汽车等交通事故)沙尘暴天气经常影响交通安全,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。

理论上讲,沙漠化的成因是自然因素与人为因素两个方面综合作用形成的结果,二者相互影响,交替演变。一般而言,降水量和温度条件较好的地区出现沙漠化,人为因素是主要因素;但是,在极度干旱、生物基础脆弱的地区,多数情况干旱等自然条件异常是沙漠化的起因,作用相对较大。历史各时期都是如此,但是近代由于人类对自然界的干扰能力达到空前水平,人类活动对自然环境的冲击使本已向沙漠环境演变的变化过程加剧,使沙漠化面积不断扩大,并已成为严重的全球环境问题。两种因素产生的结果类似,但理论成因不同。

1.自然因素

自然因素造成沙漠化的原因主要有地理环境因素和气候因素两个方面。

(1)地理环境因素。中国干旱、半干旱及亚湿润干旱地区都处在大陆的中心位置,距离海洋较远,加上纵横交错的山脉,特别是青藏高原的隆起阻隔了水汽,使得这一地区成为全球同纬度地区降水量最少、蒸发量最大、最为干旱脆弱的环境地带。加之全区都在西伯利亚、蒙古高压反气旋中,从西到东、从北至南大范围频繁的强风,有利于风蚀的扩散;而局部地区的起伏地形、疏松的沙质土地和短时高强度的降水特征,使水蚀的发生更为剧烈,使黄土高原北部与鄂尔多斯高原的过渡地带及黄土高原中西部成为水蚀沙漠化最为集中、程度最为严重的地区;大范围极度干燥与局部地段低洼、排水不畅、降水稀少与强烈的蒸发,不合理的灌溉措施导致了更为严重的土地盐渍化。

而赤道地区的上升气流在高空向两极方向流动,由于地球旋转偏向力的影响,在南北纬30°附近,大部分空气不再前进,而在高空积聚,并辐射冷却下沉,近地面气层常年保持高气压,气象学上将这种现象称为“副热带高压带”。这一地带除亚欧大陆东岸季风气候区外,其他地区气候干燥,云雨少见,从而成为主要的沙漠分布区。

(2)气候因素。气候变化是由于整个地球热收支变化引起,对大气环流和海流产生影响,甚至引起大气中热量和水汽区域分配的变化,在某地区分配比平常年份显著高或低时会出现异常气候。地球获得的大部分热能是太阳能(日照量),因此引起气候变化的原因中也有太阳活动和火山喷发等自然现象,而大量的合成化合物排放所引起的全球气候变暖、酸雨、臭氧层破坏等也直接或间接地产生影响。

在异常的气候下,自然生态系统的抵抗力急剧下降,特别是干旱会给予自然生态系统决定性的打击。干旱导致的作物歉收直接与严酷的饥饿相关,草地放牧能力的下降导致家畜饿死,并且,干旱会使本来肥沃程度低的土地进一步恶化,而且发生风蚀,致使灌溉农田蒸发加快,盐类的蓄积速度会更快。有关资料表明,近 40年来,中国干旱、半干旱地区及亚湿润干旱区的部分地区降水呈减少的趋势,还有一些地区气温则持续上升,使蒸发量越来越大,对土地盐渍化的形成提供了有利条件,这些因素在一定程度上使沙漠化的扩展得以增大。近年来频繁发生于中国华北(北部)地区的沙尘暴,就使这些地区的沙漠化速度加快了,导致了极为严重的后果。

其次,大雨也是使沙漠化产生的一个重要因素。干旱地区因植被贫乏和土地基础脆弱,即使总降雨量少,但也由于对降雨的抵抗力弱,容易发生土地侵蚀。另外,由于沙漠化,荒废的地面将进一步促进气候干旱化这种恶性循环,因沙漠化而裸露的地面引起日照反射率的增加,由于日照吸收量减少,气温下降,下沉气流增强,雨水变少,沙漠化给围绕该地区的气候环境带来的影响十分恶劣。

2.人为因素

土地或植被的破坏能直接引起沙漠化。土地的利用不仅体现在农业上,矿产资源的开发、城市化、工业化或观光旅游等也都大量地利用土地,其所需能源都是由化石燃料提供。我国北方降水稀少,植被稀疏,再加上全球气候变暖,持续干旱少雨,使土地沙化情况加剧,然而,造成土地沙化扩展的根本原因是人口增长对生态环境容量的压力,不合理的耕种措施,以及“五滥”等人为因素。

(1)滥牧。当植物的生长量对家畜消费的植物量供不应求时,即过度放牧,就会使植被遭到破坏,加快土地表面的裸露而成为风蚀或雨蚀的原因之一。当降雨丰富,植被繁茂时,家畜数量迅速增加,但如果发生干旱,植被衰退时,就必然要调整家畜数量,然而,实际上这种适应是十分困难的,多数情况会引起沙漠化。而且,近年在各地推行游牧民的定居政策,都在限定地区进行放牧,不仅引起家畜的集中化,而且为了获得燃料,周围的树木都被采伐等很多情况,都对植被管理带来了不良影响。由于牧畜需要大面积的草原,在形成沙漠化面积的各种原因中,所占比例最大的就是过度放牧,所以在确定与植被相平衡家畜数量的同时,也要寻求改善放牧方式。

据统计,我国沙区草场牲畜超载率为 50%~ 120%,个别地区高达300%,致使草场“三化”严重,内蒙古草原牧草亩产量由 20世纪 60年代的 109千克降到 80年代的 43千克,昔日“风吹草低见牛羊”的地方,变成“老鼠跑过现脊梁”。1999年国家林业局监测区域中有61.9%(115.2万平方千米)的草地沙化、退化是由于超载过牧造成的。

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