治沙魔方——格狀沙障

王奕軒 喬靖然

1.美國加利福尼亞州韋伯中學(xué) 2.中國林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實驗中心

風(fēng)沙災(zāi)害是全球范圍內(nèi)危害性較強的自然災(zāi)害之一，也是最為突出的環(huán)境問題之一。因此，防沙治沙被認為是關(guān)系人類永續(xù)發(fā)展的偉大事業(yè)。據(jù)第六次中國荒漠化和沙化調(diào)查結(jié)果顯示，截至2019 年，中國荒漠化土地面積25737.13 萬公頃，沙化土地面積16878.23 萬公頃，與2014 年相比，5 年間荒漠化土地面積減少378.80 萬公頃，沙化土地面積減少66.70 萬公頃。聯(lián)合國秘書長古特雷斯曾高度評價中國的荒漠化防治成果，“中國率先在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)了土地退化‘零增長’，荒漠化土地和沙化土地面積‘雙縮減’，為全球?qū)崿F(xiàn)2030 年土地退化零增長目標(biāo)作出了巨大貢獻?！碑?dāng)前，中國的防沙治沙方案和模式已成為國際社會的關(guān)注焦點，為推動全球荒漠化治理貢獻了中國智慧和中國方案。

2022 年7 月，筆者在中國林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實驗中心科研人員的帶領(lǐng)下，前往內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭布和沙漠和庫布齊沙漠，實地調(diào)研了內(nèi)蒙古人民防沙治沙的現(xiàn)狀與業(yè)績，并為格狀沙障的應(yīng)用深深震撼。

一、何為沙障

眾所周知，流動沙丘的固定是防沙治沙中最重要的內(nèi)容之一，而沙障正是固定流動沙丘最有效、最常用的技術(shù)措施。沙障，也叫風(fēng)障，顧名思義就是在風(fēng)沙危害的地段，為改變風(fēng)沙流的速度、方向、結(jié)構(gòu)以及地表蝕積狀況而設(shè)置的一類障礙物。按照是否具有生命力，沙障可分為活體沙障和機械沙障。其中，活體沙障是指植物沙障，是最長效的防沙治沙措施。而在沙區(qū)一些自然條件嚴(yán)酷（風(fēng)沙活動強烈、降水稀少等）、植物沙障無法存活，且亟需治理的區(qū)域（如交通線路、輸電線路、油氣管道等周圍），機械沙障就顯得非常重要了。機械沙障在植被建立前設(shè)置，能夠起到固定流沙并保護植被的作用。研究認為在年降水量110 毫米以下的干旱區(qū)，機械沙障和植物沙障具有同等重要的作用。

二、格狀沙障固沙的奧秘

沙障的設(shè)置主要為條帶狀和格狀，條帶狀沙障多設(shè)置在常年單一風(fēng)向為主的地區(qū)，而格狀沙障則設(shè)置在兩個或兩個以上主風(fēng)向的地區(qū)。從當(dāng)前使用狀況來看，格狀沙障的使用率遠高于條帶狀沙障。研究認為，格狀沙障防沙作用的關(guān)鍵是穩(wěn)定凹曲面的形成。在流動沙丘上鋪設(shè)格狀沙障后，外來的含沙氣流逐漸被露出沙面的障體阻截，并形成一定高度的沙埂。同時，由于產(chǎn)生了一定的渦旋，格狀沙障的中心部位開始風(fēng)蝕，四周開始堆積，長時間的吹蝕與堆積之后會達到一個平衡的狀態(tài)，即形成穩(wěn)定的風(fēng)蝕凹曲面。事實上，在風(fēng)蝕凹曲面的形成過程中，起決定性作用的主要是格狀沙障內(nèi)小尺度的氣流渦旋。

三、各種材質(zhì)的格狀沙障

多年以來，科研人員及基層的治沙人員對沙障的研究與推廣使用，重點都放在沙障材料的選用上。沙障材料最重要的選用原則就是就地取材，這樣可以節(jié)省運輸成本。如當(dāng)前仍然在大面積使用的草方格沙障，所用的主要材料小麥秸稈或稻草，以及青藏鐵路兩側(cè)的格狀沙障所使用的礫石，都是就地取材。隨著科技的發(fā)展，沙障材料也一直在更新。近年來，科研人員研發(fā)了很多方便運輸、可降解的材料，有效解決了沙障材料匱乏與污染等問題。

1.草方格沙障

草方格沙障是在中國防沙治沙發(fā)展歷程中使用時間最長、鋪設(shè)面積最大、且行之有效的一種沙障，被譽為是“中國魔方”。在烏蘭布和沙漠，草方格沙障多設(shè)置為1 米×1 米的方格。在沙障設(shè)置的當(dāng)年或者第二年，在障格內(nèi)種植梭梭、花棒、沙拐棗等鄉(xiāng)土灌木樹種。在草方格沙障風(fēng)化腐爛前的2～3年內(nèi)，灌木植物也具有了一定的防風(fēng)固沙能力，腐爛的草料又可以為灌木植物生長提供一定的養(yǎng)分。

2.沙柳方格沙障

鄂爾多斯境內(nèi)的庫布齊沙漠和毛烏素沙地分布有大面積的沙柳天然林，當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民也大量種植沙柳作為防風(fēng)固沙林和飼料林。沙柳每3～5 年可平茬一次，平茬后的枝條可用來制作飼料、沙障、刨花板等。因此，在庫布齊沙漠和毛烏素沙地的流動沙丘治理中，沙柳枝條是制作沙障的主要材料。通常將平茬后的沙柳條剪成30～50 厘米，并按照規(guī)劃好的格狀樣線插入沙土中。在一些土壤水分條件好的地方，插入的沙柳條還會成活，長成植物活沙障?；蛘邔⑸沉鴹l直接打捆，然后按照一定的規(guī)格直接擺放在沙地表面。

3.聚乳酸纖維沙袋方格沙障

聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）纖維沙袋沙障（以下簡稱“PLA 沙障”）所用材料PLA 是一種可降解的材料。2006 年，中國科研人員將PLA 引進國內(nèi)，并用于防沙治沙。2007 年，開始在烏蘭布和沙漠、毛烏素沙地、庫布齊沙漠等地鋪設(shè)PLA 沙障，同時進行了防風(fēng)、固沙、沙障材料老化等方面的科學(xué)研究與監(jiān)測。在烏蘭布和沙漠東南部的流動沙丘鋪設(shè)PLA 沙障3 年后，由于沙障對流沙的固定作用，障格內(nèi)植被恢復(fù)效果良好。PLA 沙障的優(yōu)點是材料來源于植物淀粉，自然條件下可以完全生物降解，無污染；材料對紫外線的耐受性優(yōu)異，抗老化能力強，使用時間長；鋪設(shè)過程簡便，只需要一段聚氯乙稀（PVC）管和一把剪刀，即可就地裝沙；單人背負的材料可滿足全天作業(yè)，無需專門的運輸工具。PLA 沙障設(shè)置完成后，當(dāng)年或第二年可在障格里面種植梭梭、花棒、沙拐棗等一些鄉(xiāng)土灌木樹種。

4.聚乙烯紗網(wǎng)沙障

聚乙烯（Polyethylene，PE）紗網(wǎng)沙障是內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院的科研人員為減小沙障間風(fēng)蝕凹面深度，并結(jié)合生物措施綜合治理流動沙地的固沙沙障。PE 紗網(wǎng)寬50～60 厘米，單卷長50～100 米，網(wǎng)孔尺寸1～2 毫米。根據(jù)需要治理的流動沙地起伏、流動沙丘坡度情況，設(shè)計沙障的鋪設(shè)形式為2 米、4 米、6 米和8 米間距的帶狀，或2 米×2 米、2 米×3 米、2 米×4 米、3 米×3 米、3 米×4 米、4 米×4 米的格狀。鋪設(shè)時，按照具體施工設(shè)計，在流動沙地表面劃線，然后將紗網(wǎng)平鋪在劃好的線上，用長方形平底鐵鍬在紗網(wǎng)中心部位下壓，下壓深度10～15 厘米，使平鋪網(wǎng)片兩端翹起直立，形成高度10 厘米左右的沙障。在黃河與烏蘭布和沙漠“握手”之地——劉拐沙頭，鋪設(shè)2 年的2 米×2 米的PE 紗網(wǎng)格狀沙障內(nèi)，栽植的沙拐棗長勢良好，一些天然草本植物如沙米、蟲實、沙蒿等均已開始生長，表明PE 紗網(wǎng)沙障的固沙效果良好。

在連綿起伏的沙丘上，縱橫交錯的格狀沙障猶如巨大的“魔方”，將綿延的沙漠“黃龍”分割圍剿。黨的十八以來，在習(xí)近平生態(tài)文明思想指引下，內(nèi)蒙古各族人民持續(xù)開展大規(guī)模國土綠化行動。2021—2030 年是“三北”六期工程建設(shè)期，是鞏固拓展防沙治沙成果的關(guān)鍵期，只要一張藍圖繪到底、一任接著一任干，必能筑牢我國北方生態(tài)安全屏障，創(chuàng)造新時代中國防沙治沙新奇跡。