苗 增
(華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院,北京東燕郊 101601)
北京,作為我國(guó)的首都城市,她的環(huán)境在一定程度上影響著中國(guó)的形象;天津,作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū),其環(huán)境也決定了投資者的投資與否。然而,這兩座城市卻在常年遭受到風(fēng)沙的侵襲,在影響環(huán)境的同時(shí),也在某些程度上限制了京津的經(jīng)濟(jì)與發(fā)展。究其根本,我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗的水土流失以沙塵暴為體現(xiàn)形式,而沙塵暴的必經(jīng)之路就是北京市,通過(guò)山西、京津地區(qū)然后飛向大海、飛向日本,甚至飛向澳大利亞。
遼闊的額濟(jì)納,隸屬阿拉善盟,位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的西北端。舉世聞名的“中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心”、“東風(fēng)航天城”就在旗的境內(nèi)。全旗總面積11.46萬(wàn)平方公里。這里便是古時(shí)候的居延。世界第三大沙漠,中國(guó)第二大沙漠巴丹吉林沙漠就位于額濟(jì)納旗境內(nèi)。它地處中亞干旱與半干旱氣候中心,是我國(guó)北方沙塵暴發(fā)生的最主要沙源地之一。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái),在西風(fēng)環(huán)流、冬夏季風(fēng)特別是冬季風(fēng)、氣候變化與人類活動(dòng)影響下,巴丹吉林沙漠流動(dòng)沙丘不斷擴(kuò)張,其邊緣地區(qū)土地沙漠化發(fā)生發(fā)展十分活躍,且與其東南部的騰格里沙漠、東部的烏蘭布和沙漠形成“握手”之勢(shì),直接影響了內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗、阿拉善右旗,甘肅省民勤縣、高臺(tái)縣、臨澤縣等地區(qū)的人民生活與社會(huì)發(fā)展[1]。
額濟(jì)納在地理上屬于內(nèi)蒙古高原的一部分;在地質(zhì)上屬于天山、陰山地槽。額濟(jì)納位于歐亞大陸的腹地,遠(yuǎn)離海洋,西南、西、北三面不同距離內(nèi)有山脈環(huán)繞。
該地區(qū)的地表水主要為黑河,古稱弱水。為發(fā)源于祁連山北麓的季節(jié)性河流。該地區(qū)年均降水量37 mm,蒸發(fā)量3841.51 mm,屬于極端干旱地區(qū)。
常見(jiàn)天氣現(xiàn)象多風(fēng),1990年后由于生態(tài)環(huán)境極度惡化,年均發(fā)生14次沙塵暴,年均大風(fēng)天數(shù)44天。且大風(fēng)常伴隨沙塵暴,造成了重大的災(zāi)害[2]。
由于當(dāng)?shù)氐耐寥莱蕢A性,導(dǎo)致了該地區(qū)無(wú)法大量種植普通的農(nóng)作物,所以該地區(qū)的糧食均靠外地輸入。
沙漠化成因是沙漠化研究治理中的核心問(wèn)題之一,對(duì)該問(wèn)題的研究由來(lái)已久。但在沙漠化成因的觀點(diǎn)上爭(zhēng)論較大,大體上可歸納為自然成因和認(rèn)為成因兩種觀點(diǎn)。前者多認(rèn)為沙漠化是自然過(guò)程,主要由于氣候干旱造成的,人類活動(dòng)的影響是次要的。例如“干旱是沙漠化的主要原因”;“沙漠化的產(chǎn)生和發(fā)展主要受降水變化的控制,是氣候變干的結(jié)果”等。而后者認(rèn)為,沙漠化是在自然因素基礎(chǔ)上,主要由人為不合理經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所造成的,即人是沙漠的主要導(dǎo)致者,朱震達(dá)即是這一觀點(diǎn)的代表者,他在十幾年前計(jì)算出人為因素所造成的沙漠化占沙漠化總面積的94.5%(參見(jiàn)表1)。
表1 中國(guó)北方地區(qū)沙漠化土地的成因類型
值得一提的是在近十年中,又有專家學(xué)者指出“人類不合理翻耕土地、放牧等活動(dòng),在自然條件相同的情況下,加速土壤風(fēng)蝕值可達(dá)到50%以上?!庇纱?,我們可以將內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗的沙塵問(wèn)題分為以下三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析。
有利于產(chǎn)生大風(fēng)或強(qiáng)風(fēng)的天氣形勢(shì)再加上有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩(wěn)定條件是沙塵暴或強(qiáng)沙塵暴形成的主要原因。強(qiáng)風(fēng)是沙塵暴產(chǎn)生的動(dòng)力,沙、塵源是沙塵暴物質(zhì)基礎(chǔ),不穩(wěn)定的熱力條件是利于風(fēng)力加大、強(qiáng)對(duì)流發(fā)展,從而夾帶更多的沙塵,并卷?yè)P(yáng)得更高。此外,額濟(jì)納地區(qū)干旱少雨,土壤、黃砂主要成分的硅酸鹽,當(dāng)干旱少雨且氣溫變暖時(shí),便會(huì)發(fā)生下列化學(xué)變化。
這樣,硅酸鹽土壤膠團(tuán)、砂粒表面就會(huì)帶有負(fù)電荷,相互之間有了排斥作用,成為氣溶膠不能凝聚在一起,從而形成揚(yáng)砂即沙塵暴。
近二十年來(lái),額濟(jì)納地區(qū)的巴丹吉林沙漠平均氣溫升高了0.025℃,降水、濕度均降低了許多,而年日均風(fēng)速最大達(dá)到5.06 m/s,其數(shù)值接近固定風(fēng)沙土的起沙風(fēng)速5.1 m/s[3]。
在極有利的大尺度環(huán)境、高空干冷急流和強(qiáng)垂直風(fēng)速、風(fēng)向切變及熱力不穩(wěn)定層結(jié)條件下,形成了巨大的壓溫梯度,這些條件共同作用,使近地層風(fēng)速陡升,掀起地表沙塵,形成沙塵暴或強(qiáng)沙塵暴天氣。
沙塵暴發(fā)生不僅是特定自然環(huán)境條件下的產(chǎn)物,而且與人類活動(dòng)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。人為過(guò)度放牧、濫伐森林植被,工礦交通建設(shè)尤其是人為過(guò)度墾荒破壞地面植被,擾動(dòng)地面結(jié)構(gòu),形成大面積沙漠化土地,直接加速了沙塵暴的形成和發(fā)育。
在額濟(jì)納地區(qū),近十年來(lái),牲畜的數(shù)量急劇增加,造成草場(chǎng)嚴(yán)重超載,在牲畜的踐踏下,形成裸露的沙地[4]。
額濟(jì)納地區(qū)的水源均是有上游祁連山雪水融化后順流而下途徑于此。才有了古代的“弱水”。近年來(lái),由于河流改道,直接導(dǎo)致了額濟(jì)納地區(qū)的供水不足,就連大漠衛(wèi)士——圣樹(shù)胡楊也在這樣的環(huán)境中倒下,造成了額濟(jì)納地區(qū)的大片“怪樹(shù)林”現(xiàn)象。近十幾年隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng),水資源開(kāi)發(fā)利用量逐漸增大,而且存在部分不合理的開(kāi)發(fā)利用水資源情況,致使地表水干涸,地下水含量減少和埋深增大(參見(jiàn)圖1)。
圖1 額濟(jì)納地區(qū)草原沙漠化影響因素分布表
除了強(qiáng)風(fēng)、沙埋、土壤風(fēng)蝕、大氣污染外,額濟(jì)納地區(qū)的黑風(fēng)是造成京津地區(qū)沙漠化的元兇,它通過(guò)風(fēng)力破壞、風(fēng)蝕直接影響了京津地區(qū)。
額濟(jì)納地區(qū)的沙塵暴直接造成了京津地區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化、影響當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活、造成生命財(cái)產(chǎn)損失、影響交通安全、危害人體健康、減小國(guó)土面積……。
沙塵不僅對(duì)環(huán)境有負(fù)面作用,在某些程度上講,對(duì)環(huán)境也有有利的一面。例如額濟(jì)納地區(qū)的赤色沙暴中所夾帶來(lái)的大量鐵質(zhì)已證明是渤海浮游生物重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳,以減緩溫室效應(yīng)的危害;額濟(jì)納沙塵所造成的養(yǎng)分損失卻可以肥沃其他地方的土地;沙塵暴的成分是帶有負(fù)電荷的硅酸鹽,能中和酸雨中的氫離子,減輕酸雨危害。
額濟(jì)納沙塵暴雖然危害甚大,卻也是地球自然生態(tài)當(dāng)中的一個(gè)必經(jīng)的過(guò)程,因?yàn)樽匀祟愑惺芬詠?lái),便有沙塵暴出現(xiàn)了。只是我們應(yīng)該更積極地找尋異常沙塵暴頻發(fā)的機(jī)制,以真正解決異常氣候變遷所帶來(lái)的對(duì)于環(huán)境的危害。
王繼和研究員認(rèn)為,植物措施控制風(fēng)沙流,減弱或消除風(fēng)沙對(duì)生產(chǎn)、生活的危害是沙漠治理的基本方法之一,而林內(nèi)風(fēng)速的高低和沙面風(fēng)蝕量的大小又成為沙漠治理效果的最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)[5]。
4.1.1 水資源可用量少、管理難度大
額濟(jì)納旗境內(nèi)河道寬淺,河床基質(zhì)疏松,輸水過(guò)程中蒸發(fā)滲漏損失嚴(yán)重,從狼心山到達(dá)鎮(zhèn)輸水損失在2億m3左右,實(shí)際可用水資源量很少。
由于額濟(jì)納旗閘多渠少,無(wú)控制性蓄水工程,來(lái)水與需水在時(shí)空上存在突出的矛盾,來(lái)水規(guī)律性差加上用水季節(jié)農(nóng)牧民搶水爭(zhēng)水,水閘及壩堰被水沖毀或漫頂?shù)氖录S邪l(fā)生。而且打壩維修年均動(dòng)用土方30萬(wàn)m3左右,對(duì)于水利職工和灌區(qū)勞力來(lái)說(shuō)都是沉重的負(fù)擔(dān)。
4.1.2 人口稀少、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱
額濟(jì)納旗地域遼闊但人口極為稀少,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱。每年的生態(tài)建設(shè)需要投入大量的資金和勞力,超出了額濟(jì)納旗政府和人民的承擔(dān)能力,所以每年都需要中央投資。額旗本地的工程建設(shè)項(xiàng)目主要依靠外來(lái)民工,2004年民工使用量將超過(guò)2~3萬(wàn)人,多于額濟(jì)納旗常住居民。
4.1.3 基礎(chǔ)資料和技術(shù)力量不足
額濟(jì)納旗基礎(chǔ)地理資料十分缺乏,現(xiàn)有資料分散保存在農(nóng)牧、林業(yè)、水務(wù)、氣象各局和草原站等單位,不能集中使用,其綜合利用價(jià)值也難以實(shí)現(xiàn)。各單位獨(dú)立作業(yè),技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)單一而且交流與合作不足,工作效率和效果不佳。
4.2.1 生物技術(shù)
以色列為了提高荒漠地區(qū)的產(chǎn)出,大力研究開(kāi)發(fā)適合本地種植的植物資源,廣泛引種馴化,開(kāi)展植物雜交育種,利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育出抗鹽堿耐干旱的新品種。對(duì)作物的引種、培育、種植都是以市場(chǎng)為目標(biāo),充分發(fā)揮優(yōu)良品種的作用,使沙漠化劣勢(shì)成為自然優(yōu)勢(shì)。
日本九州大學(xué)的科學(xué)家用成本價(jià)低廉的納豆絲綠化沙漠,次年這個(gè)課題已經(jīng)列入日本國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目[6]。納豆拉出大量的絲狀物,在放射線照射下可以形成高吸水性能的樹(shù)脂。其蓄水量可高達(dá)樹(shù)脂本身重量的5000倍,吸水后即成凝固狀態(tài),在陽(yáng)光的照射下也很難蒸發(fā)分離。又由于其在土壤中能被微生物分解,且不會(huì)污染環(huán)境。
英國(guó)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),南非沙漠地區(qū)植物的細(xì)胞中含有辛酮糖物質(zhì),當(dāng)它們失去水分后,辛酮糖就變成了蔗糖,而蔗糖在細(xì)胞內(nèi)則變成了晶狀體,可以防止細(xì)胞由于缺水滲透的破裂,從而避免了花卉等植物的枯萎和死亡。
建議額濟(jì)納地區(qū)能夠根據(jù)本地的實(shí)際情況和條件,通過(guò)引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)和物種,達(dá)到對(duì)額濟(jì)納地區(qū)的沙漠化治理,減輕京津地區(qū)的沙塵壓力。
4.2.2 工程措施
土庫(kù)曼斯坦的卡拉姆運(yùn)河,調(diào)水到西部灌溉荒漠草場(chǎng)和新農(nóng)墾區(qū),并改善草場(chǎng)的供水條件。
澳大利亞對(duì)沙區(qū)基本上實(shí)行以保護(hù)為主的管理辦法,加強(qiáng)政府每年的投資,開(kāi)展水、土和生物多樣性保護(hù)項(xiàng)目的建設(shè),建立農(nóng)墾區(qū)、示范區(qū)和沙漠公園,且利用沙漠獨(dú)特的景觀吸引游客,大力開(kāi)展旅游業(yè)。
4.2.3 政策與機(jī)制
上述國(guó)家制訂了專門(mén)的法律,為治理荒漠化“保駕護(hù)航”。如閑置土地退化地區(qū)的載畜量,調(diào)整畜禽結(jié)構(gòu),推廣圍欄放牧技術(shù);引進(jìn)與培育優(yōu)良物種,恢復(fù)退化植被;實(shí)施節(jié)水保溫灌溉技術(shù),保護(hù)土壤,節(jié)約水源;禁止亂砍濫伐等。另外,通過(guò)鼓勵(lì)私有土地者種草植樹(shù),在技術(shù)、設(shè)備、資金上予以大力支持。這些政策和措施有力地促進(jìn)了當(dāng)?shù)赝恋氐暮侠砝茫行У囟糁屏送恋鼗哪募彼贁U(kuò)展【7】。本文認(rèn)為,上述案例值得額濟(jì)納旗和我國(guó)借鑒。
4.3.1 加快黑河工程和內(nèi)蒙輸水總干渠建設(shè)
在確保工程質(zhì)量的前提下,黑河工程和內(nèi)蒙輸水總干渠建成后,將大大提高輸水效率,提高向額濟(jì)納旗輸水總量和實(shí)際可利用水量。由于工程量浩大,需要投入巨額資金,地方政府難以維持其正常運(yùn)行和維修費(fèi)用,還需要中央財(cái)政的不斷支持,地方政府更應(yīng)積極多方籌措資金。
4.3.2 加強(qiáng)各部門(mén)間的協(xié)作和資源共享
水土保持和生態(tài)修復(fù)涉及很多學(xué)科,需要進(jìn)行大量的監(jiān)測(cè)工作和各種因子變化的綜合分析,更需要各部門(mén)技術(shù)人員和行政職能的通力配合,才能收到最佳效果。各部門(mén)的基礎(chǔ)資料集中使用,有利于工作的開(kāi)展和發(fā)揮這些資源的綜合價(jià)值。
無(wú)論國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)來(lái)旗考察、科研,均應(yīng)給地方留下相關(guān)資料、成果,為地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。地方科技管理部門(mén)應(yīng)在尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前提下,協(xié)同相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén),充分、合理利用這些成果。
4.3.3 確保黑河分水方案的約束力和權(quán)威性
黑河是一條省際河流,長(zhǎng)期以來(lái)水資源管理存在著嚴(yán)重的問(wèn)題。為了進(jìn)一步加強(qiáng)流域綜合治理和水資源統(tǒng)一管理,確保居延綠洲生態(tài)用水,特別是確保黑河水資源管理的相關(guān)規(guī)章、制度和授權(quán)的約束力、權(quán)威性,應(yīng)將黑河水資源管理的規(guī)章、制度和有關(guān)授權(quán)以法律法規(guī)的形式予以明確。只有解決好黑河水資源管理問(wèn)題,才能解決居延綠洲生態(tài)危機(jī),保障邊疆地區(qū)長(zhǎng)治久安和民族團(tuán)結(jié)、社會(huì)穩(wěn)定。
4.3.4 加強(qiáng)植被恢復(fù)措施
種草可以較快恢復(fù)植被,并減緩風(fēng)力侵蝕。但是隨著環(huán)境條件改善和人類的開(kāi)發(fā)利用,要防止適應(yīng)性更強(qiáng)的天然物種侵入人工草地占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。
通過(guò)水利工程提高水資源利用效率,加快植被恢復(fù)。天然草地經(jīng)過(guò)灌溉后,生物量和植被覆蓋度都會(huì)有不同程度的提高,群落組成也會(huì)有所變化。
通過(guò)生態(tài)修復(fù),封育保護(hù),局部地區(qū)采取灌溉、補(bǔ)播等輔助措施,主要依靠植被自然恢復(fù)能力,具有見(jiàn)效快、投入少等優(yōu)點(diǎn),是適合額濟(jì)納旗當(dāng)前缺少資金和勞動(dòng)力現(xiàn)狀的綜合措施。
通過(guò)對(duì)額濟(jì)納地區(qū)的植被恢復(fù)措施的設(shè)置,加強(qiáng)監(jiān)管力度,引用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),對(duì)額濟(jì)納地區(qū)實(shí)現(xiàn)生態(tài)改造,不僅會(huì)造福當(dāng)?shù)?,也將徹底解決京津地區(qū)長(zhǎng)達(dá)千年的沙塵天氣。
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