中國現(xiàn)有固沙技術(shù)研究進(jìn)展

蒲泓沁 馬源 王冠琦 高德寬 王海旺

摘 要：由于近年來沙塵暴嚴(yán)重影響了我國環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而防風(fēng)固沙的重要性日益凸顯。本文簡要介紹了目前治理沙漠的幾種手段的發(fā)展現(xiàn)狀，并著重介紹了工程固沙技術(shù)，總結(jié)各技術(shù)弱點(diǎn)。文末合理分析目前治沙的缺陷并推測未來應(yīng)如何治沙。

關(guān)鍵詞：沙塵暴；治沙手段；工程固沙；未來治沙

沙漠化，即沙質(zhì)荒漠化，是荒漠化的主要類型[3]。我國沙化土地面積達(dá)173.97萬Km2，相當(dāng)于我國總土地面積的18.12%，是世界上沙化最嚴(yán)重的國家之一[2]。此外，我國沙塵暴天氣愈演愈烈，嚴(yán)重影響了人們的日常生活。因此，如何有效地防風(fēng)固沙顯得愈來愈重要。

目前，國內(nèi)固沙的方法，根據(jù)其作用機(jī)制的不同，可大致分為以下三類：工程固沙、生物固沙和化學(xué)固沙。

本文從目前國內(nèi)的三類治沙手段發(fā)展現(xiàn)狀展開綜述，并提出了未來治沙的發(fā)展方向。

1.工程固沙技術(shù)

工程固沙又稱機(jī)械固沙，即在不改變地表化學(xué)成分的前提下，采用機(jī)械工程技術(shù)，一般是通過設(shè)置沙障、建立立體柵欄等方式，對風(fēng)沙流進(jìn)行輸、阻、導(dǎo)、固從而達(dá)到維持沙地表面穩(wěn)定性的目的。由于機(jī)械工程隨著時間的推移會被慢慢腐蝕或者掩埋，所以工程固沙是一種臨時性的固沙輔助手段[1]。

目前，工程固沙技術(shù)是防沙設(shè)計(jì)中比較成熟的一種防沙措施，主要方法是設(shè)置沙障、建立立體柵欄等。

1.1設(shè)置沙障

1.1.1草方格低立式網(wǎng)格狀沙障設(shè)置技術(shù)

呂建平等提出的該技術(shù)主要應(yīng)用于植物覆蓋程度小于10%的流動沙丘[3]。沙障材料為長度不小于30cm的廢棄植物纖維，成方格狀鋪在沙子上，規(guī)格為1米×1米，沙障插入地表深度為10-20cm，露出高度為10-20cm。首先將材料沿著作業(yè)路放置，其方向與主風(fēng)方向成較大傾斜角，然后從上往下施工，先按照規(guī)格要求放置材料，厚度為3-5cm，后用直立式釘靶狀簡易工具將材料中央下壓至地下10-20cm，同時使材料兩端翹起，高度為10-20cm，即完成沙障設(shè)置。據(jù)測算，一噸柴草可設(shè)置4畝1米×1米的草方格，成本極低。

1.1.2黏土平鋪式網(wǎng)格狀沙障設(shè)置技術(shù)

呂建平等提出的該技術(shù)主要應(yīng)用于植物覆蓋程度小于10%的沙區(qū)及高度變化小的沙丘[3]。沙障材料主要是沙丘低地的黏土，規(guī)格為1米×1米。沙障設(shè)置在地表以上10-15cm，通常鋪設(shè)在沙丘迎風(fēng)面。首先將黏土堆放在施工區(qū)域，從上往下設(shè)置沙障，再由施工人員用鐵鍬將黏土按照規(guī)格均勻攏放成方格即完成沙障設(shè)置。

1.2建立立體柵欄

1.2.1高立式柵欄技術(shù)

趙正華提出的該技術(shù)一般應(yīng)用于沙子較多之地。長桿植株是主要的耗材來源。柵欄插入地下深度一般為50cm，按其牢固程度改變深度，外露高度1m[4]。首先將高桿作物條編成笆塊，然后把笆塊釘在木樁上制成柵欄的一個單元，將這些單元緊密排列即得柵欄，柵欄的孔隙度決定它防風(fēng)固沙的能力，孔隙度越大，即越稀疏，其效果越差，反之亦然。

1.2.2尼龍網(wǎng)膜柵欄技術(shù)

截止目前，該技術(shù)只是在敦煌莫高窟區(qū)域展開了應(yīng)用。沙障材料主要是尼龍網(wǎng)膜和木樁。沙障插入地下約50cm，深度按照實(shí)際牢固程度而定，露出高度為1.8米，尼龍網(wǎng)空隙度為20%。將尼龍網(wǎng)膜釘在木樁上制得柵欄的一個單元，將尼龍網(wǎng)膜柵欄設(shè)置成三角形體系。它可以阻擋主風(fēng)方向的風(fēng)沙，同時疏通次主風(fēng)方向的流沙。

2.生物固沙技術(shù)

生物固沙又稱植物固沙，即采用以林業(yè)為主的方法，種植具有突出抗逆性的植物，來恢復(fù)植被覆蓋度和加大地面粗糙度來達(dá)到固沙的目標(biāo)。通常把植被覆蓋度在15%以下的沙丘稱為流動沙丘，覆蓋度在15-40%的稱為半固定沙丘，覆蓋度在40%以上的稱為固定沙丘，這充分說明了植物與固沙的密切聯(lián)系。所以，植物固沙，亦即進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，被認(rèn)為是治沙的最為長久的根本性措施[5]。

飛播治沙、人工改良草地、封育、營造灌木群落、“五帶一體”、營造防風(fēng)固沙帶這六類技術(shù)作為治沙根本手段——生物固沙被廣泛應(yīng)用[1]。

3.化學(xué)固沙技術(shù)

我們把通過噴灑有機(jī)、無機(jī)化學(xué)材料來使沙土穩(wěn)定性和保水性提高的技術(shù)稱為化學(xué)固沙技術(shù)[1]。

截止目前，無機(jī)類化學(xué)固沙材料、有機(jī)類化學(xué)固沙材料、有機(jī)-無機(jī)復(fù)合類化學(xué)固沙材料作為主要的化學(xué)固沙材料已得到廣泛應(yīng)用[1]。

4.缺點(diǎn)

4.1工程固沙

其施工難度較大，由于不同土地的疏松程度不一，使得沙障插入的深度沒有明確的規(guī)定，對勞動力的要求較高，從而提高施工成本，并且具有一定的風(fēng)險：若是深度不夠，將會導(dǎo)致沙障被流沙掩埋、被大風(fēng)刮倒或者流沙滲入，從而使沙障工程報(bào)廢。

4.2生物固沙

由于沙區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣，難以提供植物賴以生存的基本要素，導(dǎo)致植被的成活率低（一般低于30%），并且由于植被生長周期較長，難以在短時間內(nèi)達(dá)到固沙的目的。

4.3化學(xué)固沙

由于價格昂貴、材料稀缺、效果不佳、污染環(huán)境等原因，絕大多數(shù)產(chǎn)品沒有轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

5.未來治沙方向展望

截止當(dāng)下，治沙主要有工程固沙、生物固沙、化學(xué)固沙這三類[1]。此三類固沙技術(shù)各具優(yōu)勢，又有所欠缺。

實(shí)踐證明，單一的固沙方式成效有限，只有通過聯(lián)合三種固沙體系的優(yōu)點(diǎn)，使得工程固沙、生物固沙、化學(xué)固沙的有機(jī)交融，方能真正達(dá)到固沙治沙的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐵生年，姜雄，汪長安.沙漠化防治化學(xué)固沙材料研究進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)，2013，31（Z1）：106-111.

[2]李婷. 沙漠綠化磚的制備及性能研究[D].海南大學(xué)，2010.

[3]呂建平，程大元，曹忠，王征，杜宏，趙娜.烏蘭布和沙漠沙障設(shè)置技術(shù)[J].內(nèi)蒙古林業(yè)，2017（06）：24.

[4]趙正華. 固沙用新材料及野外固沙綜合技術(shù)研究[D].蘭州大學(xué)，2006.

[5]泉水.植物固沙[J].內(nèi)蒙古林業(yè)，1984（06）：26-27.

作者簡介：

王海旺（1981-），男，內(nèi)蒙古赤峰市，民族：漢。職稱副教授。學(xué)歷：博士。研究方向：有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料.