毛烏素沙地開發(fā)利用對(duì)環(huán)境的影響分析

摘要：毛烏素沙地的開發(fā)利用對(duì)補(bǔ)充耕地及改善生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。本文通過對(duì)沙地開發(fā)利用過程中水資源、生物多樣性及土壤和風(fēng)沙防護(hù)的影響進(jìn)行分析，并對(duì)開發(fā)利用過程的影響因素進(jìn)行評(píng)估，防止對(duì)沙地脆弱生態(tài)系統(tǒng)造成損害。

關(guān)鍵詞：毛烏素沙地；開發(fā)利用；環(huán)境影響

中圖分類號(hào)： X822 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.16.015

毛烏素沙地流沙面積達(dá)1.38萬平方公里，是我國(guó)典型的生態(tài)脆弱區(qū)，地質(zhì)上屬于典型的多層次過渡帶[1]，植被和土壤反映出過渡性特點(diǎn)[2]，生態(tài)環(huán)境脆弱，是我國(guó)北方沙漠化最嚴(yán)重的地區(qū)之一，人地矛盾相對(duì)突出。毛烏素沙地境內(nèi)廣泛存在著砒砂巖和沙兩種物質(zhì)，風(fēng)沙土基質(zhì)為沙土或細(xì)沙粒，土壤無發(fā)育，結(jié)構(gòu)疏松，保水保肥性差，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量很少，水分的深層損失量大、有效利用率很低。利用砒砂巖來改造沙地土壤質(zhì)地，對(duì)于滿足農(nóng)作物的生產(chǎn)要求，提高土地生產(chǎn)力，調(diào)動(dòng)農(nóng)民種植的積極性和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有非常重要的意義。

毛烏素沙地是典型的生態(tài)脆弱區(qū)，水資源條件的充裕與否對(duì)沙地開發(fā)起決定作用。適宜的水資源條件能夠支持對(duì)沙地農(nóng)業(yè)的生態(tài)開發(fā)，對(duì)脆弱的生態(tài)環(huán)境具有一定程度的修復(fù)作用。因而在開發(fā)利用中，以示范區(qū)榆林市神木縣公草灣項(xiàng)目為例，著重分析開發(fā)利用過程中對(duì)水環(huán)境、生物多樣性、土壤及風(fēng)沙防護(hù)的影響。

1 沙地開發(fā)利用的意義

在該示范項(xiàng)目區(qū)采用砒砂巖與沙復(fù)配成土造田技術(shù)，一方面對(duì)于補(bǔ)充耕地后備資源有著重要作用，另一方面對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。砒砂巖與沙復(fù)配成土造田技術(shù)是毛烏素沙地土地開發(fā)利用的有效途徑，隨著資源環(huán)境壓力的增加與對(duì)土地資源合理利用問題的深入探討，控制開發(fā)規(guī)模與環(huán)境影響評(píng)價(jià)對(duì)保證土地開發(fā)整理的合理性具有十分重要的作用，是確保經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益有機(jī)結(jié)合的重要手段[3]。自然地理?xiàng)l件、地形地貌、交通條件、氣候條件、水資源條件、農(nóng)業(yè)種植情況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件對(duì)土地開發(fā)項(xiàng)目均有重要影響。

2 沙地開發(fā)利用對(duì)環(huán)境影響分析

2.1水資源影響分析

項(xiàng)目區(qū)位于禿尾河上游圪丑溝頂部，紅堿淖的南部[4]，距紅堿淖約20 km，項(xiàng)目區(qū)屬陜北風(fēng)沙灘區(qū)，區(qū)內(nèi)散布有大小不一的海子，但隨著季節(jié)變化水量變化也較大，在連續(xù)干旱季節(jié)甚至消失。

項(xiàng)目區(qū)水資源總量為597.73萬m3，由于當(dāng)?shù)亟涤炅枯^少，蒸發(fā)量大，地表并無較大的河流湖泊，因此無法取用地表水。項(xiàng)目實(shí)施后，地下水用水量占項(xiàng)目區(qū)地下水資源可開采量比例較小，對(duì)區(qū)域地下水資源無影響，也不影響地下水對(duì)地表水的補(bǔ)給，從而對(duì)區(qū)域地表水資源無顯著影響。項(xiàng)目區(qū)地下水資源可開采量為388.52萬m3/a。灌溉年需水總量為188.46萬m3，項(xiàng)目實(shí)施后灌溉產(chǎn)生農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給量，對(duì)項(xiàng)目區(qū)地下水資源還有41.12萬m3的補(bǔ)給作用。因此，項(xiàng)目區(qū)用水對(duì)區(qū)域地下水資源沒有顯著影響。由表1項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地下水質(zhì)狀況可知，除氨氮、總氮外，大部分指標(biāo)都屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的Ⅰ類水，說明進(jìn)行土地開發(fā)項(xiàng)目的施工與農(nóng)業(yè)種植對(duì)當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)影響很小。區(qū)域內(nèi)地下水質(zhì)狀況良好，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)無其他工業(yè)以及可能造成污染的污染源，因此該項(xiàng)目用水不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐叵滤h(huán)境產(chǎn)生不良影響，說明項(xiàng)目區(qū)的開發(fā)利用對(duì)地下水環(huán)境不會(huì)造成不良影響，同時(shí)對(duì)地下水位的變化影響不大。

2.2 生物多樣性影響分析

示范項(xiàng)目區(qū)為典型的風(fēng)沙草灘地區(qū)，地表以流動(dòng)沙丘和半流動(dòng)沙丘為主[5]。土壤以風(fēng)沙土為主，占總面積的93.4%，另有部分綿沙土和淤土[6]。該區(qū)海拔1228～1243m，地勢(shì)較高。地下水資源豐富而且埋深層淺。在施工期間作業(yè)場(chǎng)地需要將原有的沙丘進(jìn)行平整，這樣原有的地表植被完全破壞，因此原有的植被將不復(fù)存在。同時(shí)由于棲息地的破壞，原先棲息于此的動(dòng)物，如野兔、野雞等陸生動(dòng)物將會(huì)向周邊地區(qū)遷徙，麻雀等留鳥也會(huì)受到影響，因而造成施工作業(yè)場(chǎng)地生物多樣性發(fā)生變化。

2.2.1 植被多樣性影響分析 項(xiàng)目施工階段，對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的地表植被造成一定的破壞是不可避免的，但項(xiàng)目實(shí)施改變了土壤的性質(zhì)，更適合于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，同時(shí)也增強(qiáng)了土壤抗風(fēng)沙的能力，由原來的自然植被轉(zhuǎn)變?yōu)橐赞r(nóng)作物為主的人工植被，其經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。

從植物種類來看，被施工作業(yè)場(chǎng)地破壞或影響的植物均為廣布種和當(dāng)?shù)氐某Ｒ姺N，且分布較均勻[7]。盡管項(xiàng)目建設(shè)會(huì)使原有植被遭到局部破壞，但不會(huì)造成周邊地區(qū)植物群落的種類組成發(fā)生變化，更不會(huì)造成某一物種的消失。在工程施工過程中栽種了大量的農(nóng)田防護(hù)林，一方面對(duì)于防風(fēng)固沙具有顯著的效果，一方面可涵養(yǎng)水源，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。工程實(shí)施后對(duì)項(xiàng)目區(qū)周邊向外延伸1km范圍內(nèi)的現(xiàn)有植被類型進(jìn)行詳細(xì)考察，采用群落樣方法對(duì)一些典型植物群落進(jìn)行了調(diào)查和分析，共設(shè)樣方15個(gè)、采集植物標(biāo)本100余號(hào)。近年來由于實(shí)行封沙禁牧等措施，生態(tài)環(huán)境得到有效改善，流動(dòng)沙丘大多成為固定沙丘，地表植被除少量喬木外，主要由半灌木、灌木和草本植物組成。部分裸露的地表，出現(xiàn)多種生物結(jié)皮，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)蝕功能和重要的生態(tài)效應(yīng)。沙蒿群落是項(xiàng)目區(qū)最常見的植物群落，沙蒿群落在沙丘迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡隨處可見。群落一般高100cm，沙蒿蓋度約40%；群落總蓋度在50%左右，群落結(jié)構(gòu)單一，除沙蒿外，其他植物稀少。沙蒿屬于多年生半灌木，是一種典型的沙生植物，其根系發(fā)達(dá)，在沙地上生長(zhǎng)旺盛，繁殖迅速，是荒漠草原及草原地帶沙地的重要組成部分，在沙地上容易形成優(yōu)勢(shì)群落，對(duì)于固定沙丘，防治風(fēng)沙有著十分重要的作用。沙蒿除形成大面積單優(yōu)群落外，還與拂子茅組成沙蒿、拂子茅群落。此種群落零星分布于沙丘背風(fēng)坡或沙丘間洼地，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，植物種類稀少。建群種沙蒿高60～100cm左右，蓋度10%；拂子茅高40cm，蓋度15%；群落總蓋度20%。偶見有棘豆、苦買菜、肉蓯蓉、阿爾泰紫菀等。巖黃芪、沙蒿群落在項(xiàng)目區(qū)周邊植被中所占比例不大，一般在土壤、水分條件相對(duì)較好地段出現(xiàn)。群落總蓋度30%左右，巖黃芪蓋度約10%；沙蒿蓋度約15%。群落高度分為2個(gè)亞層，巖黃芪高約100～200cm，甚至更高；沙蒿高約100cm左右，群落發(fā)育良好。常見草本植物有肉蓯蓉、老瓜頭、苦買菜、蒙山萵苣等。黃芪的適應(yīng)性很強(qiáng)，既是一種良好的牧草植物，還具有固沙和改良土壤的作用。老瓜頭也叫牛心樸子，為中旱生直立半灌木；茵陳蒿為中旱生草本植物。兩種植物作為建群種組成群落，零星分布于項(xiàng)目區(qū)周邊沙丘間洼地，成小片狀分布。老瓜頭一般高50cm左右，蓋度10%；茵陳蒿高30cm左右，蓋度15%。群落總蓋度20%。群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除建群種老瓜頭、茵陳蒿外，偶見有藍(lán)刺頭、拂子茅等。周邊植被除上述常見植物群落外，在水分條件較好的地方，可見到沙柳群落；沙棘、沙柳群落等，在距項(xiàng)目區(qū)約3km附近，還有人工栽培的楊樹林、柳樹林等人工植物群落。

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)種植的馬鈴薯與周邊植物不產(chǎn)生種間競(jìng)爭(zhēng)，不影響周邊原生態(tài)植被的生長(zhǎng)，對(duì)其生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成干擾或破壞。項(xiàng)目區(qū)的水利灌溉設(shè)施可以有效增加空氣濕度，改善項(xiàng)目區(qū)周邊土壤水分條件，促進(jìn)植被沿草本-灌木-喬木的方向進(jìn)行植被順勢(shì)演替，從而增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性?？梢姽こ添?xiàng)目的實(shí)施對(duì)周邊植被未產(chǎn)生破壞作用，農(nóng)作物的種植以及農(nóng)田防護(hù)林的建設(shè)對(duì)于改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境起到了積極的作用。

2.2.2 動(dòng)物群落影響分析 項(xiàng)目施工階段，對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)動(dòng)物棲息地會(huì)產(chǎn)生一定的影響。項(xiàng)目未實(shí)施前，得知區(qū)域動(dòng)物的種類及數(shù)量十分稀少，常見有：爬行類的麗斑麻蜥（Eremias argus）；鳥類的麻雀（Passer montanus）（屬國(guó)家二級(jí)保護(hù)鳥類）；野雞（Phasianus coichicus）（又名雉雞，屬國(guó)家二級(jí)保護(hù)鳥類）和喜鵲（Pica pica）；除此之外還有野兔（Lepus capensis） （草兔）；達(dá)烏爾鼠兔（Ochtona daurica）；長(zhǎng)爪沙鼠（Meiiones Unguiculataus）、中華鼢鼠（Myospalax fontanieri）等。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)還有大量昆蟲，如藍(lán)蜻蜓（蜻蜓目 Odonata）、蜜蜂（Apis cerana）（蜜蜂科 Apidae）、金龜子（金龜子科 Scarabeidae spp.）、粉蝶（粉蝶科 Pieridae）、螽（螽科 Tettigoniidae）、竹節(jié)蟲（竹節(jié)蟲目 Phasmida）、蝗蟲（蝗科 Acrididae spp.）以及各類蚜蟲（蚜科 Aphididae spp.）等。麻雀與野雞已被列入國(guó)家林業(yè)局2000年8月1日發(fā)布的《國(guó)家保護(hù)的有益的或者有重要經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值的陸生野生動(dòng)物名錄》。在進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，要特別注意對(duì)野生動(dòng)物的保護(hù)，由于周邊地區(qū)環(huán)境沒有發(fā)生太大的變化，動(dòng)物的種類及數(shù)量也未受到大的影響。項(xiàng)目實(shí)施后，經(jīng)實(shí)地考察和走訪當(dāng)?shù)厝罕?，?xiàng)目的實(shí)施對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)物群落現(xiàn)狀未產(chǎn)生明顯影響。

2.3土壤及風(fēng)沙防護(hù)影響分析

通過固沙能力提升技術(shù)、高效灌溉節(jié)水技術(shù)、水肥管理技術(shù)及防護(hù)林網(wǎng)建設(shè)等在項(xiàng)目區(qū)的示范應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了積極的影響。

采用砒砂巖與沙復(fù)配成土造田技術(shù)，選擇了固沙效應(yīng)顯著的1∶5的砒砂巖與沙復(fù)配比例進(jìn)行成土造田，復(fù)配農(nóng)田土壤由于砒砂巖中粘、粉粒的引入使得土壤中粉、粘粒含量上升，并開始出現(xiàn)團(tuán)聚體，毛管孔隙增多，土壤粒徑組成趨于優(yōu)化的現(xiàn)象，土壤持水能力、固沙效應(yīng)明顯提升，土壤結(jié)構(gòu)具備良性發(fā)展的基礎(chǔ)[8，9]。高效灌溉節(jié)水技術(shù)對(duì)于水資源節(jié)約利用、增加產(chǎn)量、提高土地利用率、防止土壤沖刷和鹽堿化等具有顯著效果，有效地阻擋了風(fēng)沙的侵襲，改善了項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境。砒砂巖與沙養(yǎng)分含量低，復(fù)配土養(yǎng)分難以滿足作物生長(zhǎng)需求，通過水肥管理技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于水資源和肥料合理利用發(fā)揮了重要作用。水肥管理技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)水分和養(yǎng)分的綜合協(xié)調(diào)和一體化管理，滿足了農(nóng)作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，實(shí)現(xiàn)水肥同步管理和高效利用。水肥管理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高水資源和肥料的利用率，減少肥料揮發(fā)、固定以及淋洗損失，減輕環(huán)境壓力發(fā)揮了重要作用。應(yīng)用水肥管理技術(shù)示范區(qū)作物長(zhǎng)勢(shì)良好，品質(zhì)好，產(chǎn)量高。這幾項(xiàng)工程技術(shù)的綜合利用和實(shí)施，將沙荒地變?yōu)榭筛兀瑯O大地提高了地表植被覆蓋率，田畦正東西走向與項(xiàng)目區(qū)常年風(fēng)向（西北風(fēng)）存在一定角度，兩者共同作用，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)形成良好的消風(fēng)區(qū)域。同時(shí)，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)防護(hù)林網(wǎng)工程可以有效抑制周邊流動(dòng)沙丘和半流動(dòng)沙丘前移，防止流沙湮沒項(xiàng)目區(qū)。田間道路林網(wǎng)建設(shè)強(qiáng)化了項(xiàng)目區(qū)內(nèi)田塊的有效保護(hù)措施，有效抑制流動(dòng)風(fēng)沙和半流動(dòng)風(fēng)沙的前移速度[10]，減少項(xiàng)目區(qū)遭受風(fēng)沙流掩蓋的可能性，為項(xiàng)目區(qū)內(nèi)田塊保持長(zhǎng)期有效的生產(chǎn)提供保障。

3結(jié)語

毛烏素沙地的開發(fā)利用原則是補(bǔ)充后備耕地資源，改善生態(tài)環(huán)境。本文對(duì)開發(fā)利用過程中對(duì)項(xiàng)目區(qū)的水資源、生物多樣性、土壤及風(fēng)沙防護(hù)等方面的影響進(jìn)行分析，得到開發(fā)利用過程中對(duì)水資源的影響不大，且增強(qiáng)了周圍的植物環(huán)境的穩(wěn)定性，對(duì)動(dòng)物群落的影響變化不大，同時(shí)使土壤的固沙能力提高，減少了風(fēng)沙侵害的結(jié)論。

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作者簡(jiǎn)介：盧楠，碩士，工程師，研究方向：土地工程。