沙障治沙知多少

閆婷 黃海廣 閆德仁 內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院

設(shè)置沙障是工程固沙重要的技術(shù)措施。沙障治沙也稱工程治沙、機械治沙或物理治沙，是根據(jù)風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)特征，通過設(shè)置沙障減少近地表輸沙量，控制風(fēng)蝕沙埋，減少風(fēng)沙危害。所以，沙障在固定流動沙丘、促進(jìn)植被恢復(fù)中具有不可替代的作用。

沙障治沙發(fā)展歷程

治沙造林工作最早出現(xiàn)在歐洲中部的沿海國家。在14世紀(jì)到18世紀(jì)初，德國、丹麥、匈牙利等國家在治理海岸流動沙地時，因未采取固沙技術(shù)措施而失敗。1768年，德國人J.D.提丘斯提出在靠海的一邊設(shè)置高立式沙障，在內(nèi)側(cè)播種刺槐、栽植松樹。其提出在海岸流動沙地治理過程中，能夠通過造林恢復(fù)植被，探索出了在流動沙丘設(shè)置沙障的特殊方法，并篩選出對海岸沙地適應(yīng)性強的造林樹種。

19世紀(jì)至20世紀(jì)中期，在鞏固前期海岸固沙造林成果的基礎(chǔ)上，設(shè)置沙障，沙地植松、種草固沙，灌木固沙等成效顯著，栽植樹種也由喬木發(fā)展到喬、灌、草結(jié)合的階段。

20世紀(jì)30年代，西亞、北非沙漠地區(qū)，用高立式塑料網(wǎng)格、水泥條沙障進(jìn)行固沙。在卡拉庫姆沙漠地區(qū)使用草方格、碎石、黏土設(shè)置沙障，防止鐵路沙埋；使用蘆葦、舊枕木設(shè)置沙障，防止鐵路路基遭受風(fēng)蝕危害。

20世紀(jì)40年代，印度設(shè)置植物活沙障和立式沙障固定流動沙地。美國在鐵路迎風(fēng)側(cè)設(shè)置高立式沙障阻止風(fēng)沙危害。此外，蘇聯(lián)、以色列、沙特阿拉伯、土庫曼斯坦和伊朗等國家根據(jù)本國實際，開展了各具特色的沙地治理技術(shù)研究，提高了植物固沙效果。

20世紀(jì)50年代，隨著國際交流的增加，防沙治沙工作廣泛開展，利用沙障固定流動沙地技術(shù)得到了進(jìn)一步推廣應(yīng)用。印度、利比亞、日本等國家分別在防護(hù)林體系建設(shè)、沙障結(jié)合化學(xué)方法固沙、流沙治理與改造利用體系等方面進(jìn)行了研究，明顯提高了固沙造林成活率。

蘆葦草方格沙障

紗網(wǎng)沙障

我國從20世紀(jì)50年代開展固沙造林工作。1957年，在修建包蘭鐵路騰格里沙漠沙坡頭段時，在原蘇聯(lián)專家彼特洛夫教授的幫助下，采用草方格固沙方法，經(jīng)過中國專家的不斷實踐，對不同的沙障規(guī)格和沙障材料進(jìn)行了篩選，特別是設(shè)置的1 米×1 米草方格沙障有效保護(hù)了包蘭鐵路的暢通，并構(gòu)建了由前沿高立式阻沙帶、草方格與無灌溉植物固沙帶、灌溉造林帶等多措施組合而成的綜合防護(hù)體系，在騰格里沙漠東南緣形成50 公里的綠色長廊。這是有報道以來，草方格固沙技術(shù)在中國治沙造林的首次應(yīng)用。1953—1955年，在遼寧省章古臺采用平鋪茅草、柳條方法，設(shè)置帶狀沙障，并結(jié)合行間種植固沙植物，取得了較好的效果。

20世紀(jì)六七十年代，內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院在達(dá)拉特旗庫布其沙漠流動沙地設(shè)置1～2年生沙蒿帶根苗生物活沙障，以及采用枯枝、麥草和其他草本植物設(shè)置帶狀立式、帶狀平鋪式或鋪草壓沙沙障；在毛烏素沙地伊金霍洛旗國營霍洛林場設(shè)置“活沙柳+死沙蒿”復(fù)合型沙障，進(jìn)行沙地植松（樟子松、油松）造林，并取得較好成果。另外，甘肅省治沙研究所在民勤地區(qū)創(chuàng)造了帶狀、格狀黏土沙障，提出帶狀黏土沙障適宜間距為2～4 米，土埂高15～25 厘米，總結(jié)出了“梭梭+黏土沙障”治沙造林技術(shù)模式，并進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用，還對胡麻稈沙障、芨芨草沙障、白刺沙障、礫石沙障、瀝青氈沙障進(jìn)行對比研究，認(rèn)為在沒有黏土或柴草的區(qū)域，可設(shè)置這些沙障。

20世紀(jì)90年代初，我國建成全長544 公里的塔克拉瑪干沙漠公路，同時建立半隱蔽草方格固沙沙障與高立式阻沙沙障相結(jié)合的機械防護(hù)體系，確保公路暢通。20世紀(jì)90年代以后，我國科技人員先后研發(fā)了固沙灌木活沙障、直播生物沙障、沙柳沙障、土工布沙障、土工格柵、網(wǎng)籠沙壩、尼龍沙障、秸稈沙障、蘆葦沙障、高密度聚乙烯合成塑料網(wǎng)沙障、聚乳酸纖維沙袋沙障、聚乙烯紗網(wǎng)沙障等幾十種沙障，極大地推動了我國防沙治沙工程建設(shè)的發(fā)展。

沙障類型

目前，沙障劃分方法有所不同，且名稱很多，叫法也不統(tǒng)一。所謂沙障類型可以簡單地表述為沙障的種類。因此，可以根據(jù)沙障功能、鋪設(shè)形態(tài)、沙障高度、材料等進(jìn)一步劃分。按照功能原理，可以劃分為固沙型、積（阻）沙型和輸導(dǎo)型沙障；按照設(shè)置沙障時材料高出地表高度，可以劃分為高立式沙障、低立式沙障、平鋪式沙障和隱蔽式沙障；根據(jù)設(shè)置沙障時使用材料性質(zhì)，可以劃分為植物材料沙障、物理材料沙障和工業(yè)品材料沙障（化學(xué)材料沙障）；根據(jù)設(shè)置直立式沙障的孔隙度差異，可以劃分為通風(fēng)結(jié)構(gòu)、疏透結(jié)構(gòu)和緊密結(jié)構(gòu)或不透風(fēng)結(jié)構(gòu)沙障。

沙障材料

選用沙障材料應(yīng)做到取材容易、價格低廉，還應(yīng)考慮施工便利程度及沙障材料運輸?shù)纫蛩亍３Ｓ玫闹参锷痴喜牧嫌械静?、麥秸、禾草、黃柳、沙柳、沙蒿、蘆葦、蒲草、玉米秸稈、葵花稈、胡麻稈、棉花稈、芨芨草、沙拐棗、楊柴、小麥、錦雞兒、花棒、檸條、甜根子草、紫穗槐、小紅柳、草繩、舊枕木等。工業(yè)品沙障材料主要有聚乙烯網(wǎng)、尼龍、聚乳酸纖維袋、聚酯纖維、棕櫚墊、無紡布、編織土工布、植物纖維紗網(wǎng)等。物理沙障材料主要有黏土、石頭、水泥、礫石、煤矸石等。

沙障設(shè)置方法

設(shè)置沙障要符合當(dāng)?shù)刈匀粭l件，使沙障在防沙治沙過程中發(fā)揮最大效能。設(shè)置沙障的技術(shù)指標(biāo)主要有沙障孔隙度、沙障高度、沙障方向、沙障配置形式、沙障間距和規(guī)格及所選用的材料等。根據(jù)設(shè)置方式的不同，可分為直壓式、插入式、直埋式、平鋪式、直播式、編織式、噴灑式、灌入式等方法。

沙障作用

沙障固沙具有悠久的歷史，并隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐步發(fā)展和完善。設(shè)置沙障可提高流動沙地造林成活率，是國際社會防沙治沙、控制風(fēng)沙危害的應(yīng)用技術(shù)。沙障主要通過控制風(fēng)沙流方向、速度、結(jié)構(gòu)，防止風(fēng)沙危害，保護(hù)目的植物成活和生長，達(dá)到防風(fēng)治沙的目的。在流動沙地設(shè)置沙障后，能夠提高地表粗糙度、降低風(fēng)速、減少輸沙量，從而固定流沙，減少風(fēng)沙危害。設(shè)置沙障后，改變了地表的蝕積狀況，可避免植物種子被風(fēng)蝕沙埋或裸露，并攔截大量的植物種子，有利于種子萌發(fā)，為先鋒植物生長定居、繁殖和種群擴展提供了相對穩(wěn)定的生境，提高了植物多樣性，使1～2年生的單一先鋒植物向多年生灌草植物演化，并逐漸恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的正向演替過程。設(shè)置沙障能夠有效攔截風(fēng)沙流中的細(xì)顆粒物質(zhì)，改善流動風(fēng)沙土的理化性質(zhì)，為植物生長提供更多的養(yǎng)分，促進(jìn)流動風(fēng)沙土向半固定、固定風(fēng)沙土演變，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力水平。另外，設(shè)置沙障還有利于沙漠生物土壤結(jié)皮的形成，提高了抵抗風(fēng)蝕危害的能力，并在表層聚集細(xì)顆粒物和營養(yǎng)物質(zhì)，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境良性化、風(fēng)沙土發(fā)育等也具有促進(jìn)作用。