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中国防沙治沙典型模式

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-10-02 19:13:15
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中国防沙治沙典型模式

第十四章中国防沙治沙典型模式1授课时间:第二十八讲2授课方式:以多媒体报告为主,为课堂讲授辅3授课题目:干旱区绿洲防沙治沙典型模式及铁路、公路防沙典型模式4教学目的:要求学生掌握干旱区治沙典型模式和铁路、公路防沙典型模式,了解国内外发展动态5教学的重点及难点:干旱区治沙典型和铁路、公路防沙典型模式模式是本讲的重点,也是本讲的难点。6教学的基本内容纲要:见讲义7作业、讨论题及思考题:(1)对比分析中国干旱区治沙典型模式的优缺点?8课后小结:9参考资料:(1)半干旱区沙地综合治理技术的研究与推广,
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导读第十四章中国防沙治沙典型模式1授课时间:第二十八讲2授课方式:以多媒体报告为主,为课堂讲授辅3授课题目:干旱区绿洲防沙治沙典型模式及铁路、公路防沙典型模式4教学目的:要求学生掌握干旱区治沙典型模式和铁路、公路防沙典型模式,了解国内外发展动态5教学的重点及难点:干旱区治沙典型和铁路、公路防沙典型模式模式是本讲的重点,也是本讲的难点。6教学的基本内容纲要:见讲义7作业、讨论题及思考题:(1)对比分析中国干旱区治沙典型模式的优缺点?8课后小结:9参考资料:(1)半干旱区沙地综合治理技术的研究与推广,
第十四章   中国防沙治沙典型模式   

1授课时间:第二十八讲

2授课方式:以多媒体报告为主,为课堂讲授辅

3授课题目:干旱区绿洲防沙治沙典型模式及铁路、公路防沙典型模式

4教学目的:要求学生掌握干旱区治沙典型模式和铁路、公路防沙典型模式,了解国内外发展动态

5教学的重点及难点:干旱区治沙典型和铁路、公路防沙典型模式模式是本讲的重点,也是本讲的难点。

6教学的基本内容纲要:见讲义

7作业、讨论题及思考题:

(1) 对比分析中国干旱区治沙典型模式的优缺点?

8 课后小结: 

9参考资料:

(1)半干旱区沙地综合治理技术的研究与推广,内蒙古林业科学研究院,2004

(2) 农林复合治沙模式初探,郭美兰,内蒙古林业调查设计,2004

(3) 青海省生态环境面临的问题与综合治理,张耀生等,青海科技,2002

(4) 《风沙地貌学与治沙工程学》 吴正

(5)《治沙工程学》朱震达,赵兴梁等,北京:中国环境科学出版社,1998.

第一节  干旱区绿洲防沙治沙典型模式

一、和田窄林带小网格农田防护林网建设模式

    (一)自然条件概况

     和田县地处昆仑山北麓,塔克拉玛干沙漠的西南边缘,位于玉陇哈什河与喀拉哈什河之间。年平均降水量仅34.8mm,蒸发量达2 5 mm。土地总面积为4.27万km2,可供人类活动的绿洲面积仅占总面积的2.5%。全县总人口为23.5万,是以维吾尔族为主体的多民族聚居县。现有耕地32.23万亩,人均不足1.5亩,是人均耕地面积最少的县之一。该区沙化现象严重,塔克拉玛干沙漠正以每年3—5m的速度逼向和田。

     (二)防沙治沙思路

本区严重干旱,风沙危害严重。应利用绿洲水分条件相对较好的特点,如利用本区的引洪灌溉条件,进行封育、保护和营造多层次的防风固沙体系,阻沙与防风结合,层层设防,保护沙漠绿洲。在农田防护林营造的同时,选择适生的经济树种与果树营建生态经济型防护林带。

    (三)主要技术措施

       1.营建引洪封育、保护区。在风沙前沿、戈壁荒漠和三滩(碱滩、河滩、沙滩)荒地上引洪封育,封禁保护、恢复发展以胡杨、红柳为主的天然荒漠植被,巩固和扩大绿洲。形成保护绿洲农田的第一道防护屏障,以遏制流沙南移。

       2.营建大型环绿洲防风固沙体系。在绿洲边缘与沙漠衔接部营造乔灌草、带片网、多林种、多树种相结合的防风固沙体系。规划基干林带600km(已完成50—100m宽的基干林带300km)。同时,在基干林带的外围建设10—15km宽的荒漠植被保护带。形成内有防风固沙基干林带,外有草灌保护带的第二道绿色防线。      

       3.营建窄林带、小网格的农田防护林网。在绿洲内部的1000多块条田上(一块条田为150—250亩),营造高标准的农田防护林林网。

        4.在原有的防护林基础上进行更新时,栽植1—2行的经济树种,如核桃、杏、巴旦杏、红枣等,可增加林带的经济效益。或利用已实现农田林网化绿洲的田间机耕道,营建葡萄长廊(如图5—1)。

     (三)成效及适宜推广区

       1.成效。已封育恢复发展胡杨、红柳等荒漠林面积15.3万亩,三道绿色防护屏障,保护绿洲免受流沙掩埋与侵袭,使绿洲生态环境得到改善,林网保护下的农田与空旷地相比,风速降低25%,风沙流中含沙量减少40%—60%。经济树种的栽植增加了防护林持续发展的后劲,经济效益明显。90年代初期与70年代末期相比,全县粮、棉、油总产分别增加了1.17倍、1.1倍和2.31倍,粮食亩产提高了3.3倍,人均收入提高了7.5倍。例如,在盛果期,1条500m长的杏树林带 在扣除胁地产生的损失后,可净增收1 553—2 178元。每公里葡萄长廊纯收入约7 000元,由于1公里长廊的实际用地面积仅4.95亩,但生产面积高达12.4亩,每公里便可节约7.45亩。

2.适宜推广区。适用于干旱区荒漠绿洲的保护与开发利用。如塔里木盆地及河西走廊的已实现农田林网化的绿洲。

二、吐鲁番防护体系建设模式

(一)自然条件概况

吐鲁番盆地是我国地势最低的一个山间盆地,以高温、干燥、多大风而著名。高温的中心区即盆地的中心,主要位于山南的吐鲁番市和托克逊县。吐鲁番年均降水为16.4mm,年均蒸发量2 837.8mm,≥10℃的积温5 391.3℃,夏季平均气温在30℃以上。风沙灾害、干热风极为严重,全年大于8级的大风日为26.8d。沙丘形态以新月型沙丘为主,零星分布于绿洲外部,位处吐鲁番盆地主要风线,面积较大的恰特喀勒乡绿洲西缘的沙漠,处于吐鲁番市南部,距市区约10km。

(二)防沙治沙思路

     在荒漠化危害严重的干旱地区,根据风沙流运动规律,采用窄带多带式林带防止流沙危害,可减少灌溉用水,减少造林投资。防沙林带的特点是防沙面宽,特别是在沙源丰富、又不可能大面积控制沙源的情况下,营造防沙林带便成为防止沙害的一种重要措施。风沙流是一种夹沙的运动气流,95%以上的沙粒跳跃、脱离地面的高度不超过30cm。气流在前进途中碰到障碍物后,气流中携带的沙粒便会沉降、堆积;气流越过障碍物后,只要风速始终在起沙风速(5m/s)以下,便不会产生风蚀,形成新的风沙流。因此,营造的防沙林带,只要能将风速控制在起沙风速以下,便可有效控制流沙危害。

(三)主要技术措施

        1.绿洲外围前沿地带封沙育草。在地表疏松、风蚀与风积现象严重的绿洲前沿建立封沙育草带,带宽300—500m。

        2.绿洲边缘防风阻沙林带。林带沿绿洲边缘等高线延伸,造林前先开渠,渠间距4.5m,渠宽1.5m,利于灌溉造林时节约用水,避免盐碱危害。迎风第一道渠旁栽植乔灌树种,形成相对紧密结构的林带,构成绿洲边缘的防风阻沙林带。

        3.建设绿洲内农田防护林网。根据农田面积的大小,建设窄带多带式防沙林带,构成农田防护林网。林带的断面结构:由数条宽度较窄(2行树木),各带间又有一定带间距的林带所构成。林带结构与树种选择:采用紧密结构林带,可将流沙阻截在林带的迎风面。树种可选柽柳、沙拐枣、柠条、花棒等抗逆性强的沙生灌木,或沙枣等枝叶稠密、枝条下垂的小乔木。造林方式:沟植沟溉或滴灌造林。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。由紧密结构林带构成的窄带多带式防沙林带,上风方向的第一条林带,可阻截外来沙源来沙量的80%左右,第二条林带为10%—15%,第三条林带仅为5%—10%。由于带间距较短(带高5倍以内),带间不会产生起沙风,第三带以后就没有任何积沙。这样,窄带多带式防沙林带,便可获得与同样宽度(54—69m)的宽林带相同的防、固沙效果,不仅省水,还可节省造林投资85%左右。

2.适宜推广区。模式典型区见于吐鲁番地区的鄯善县,和田地区的策勒县。本模式适于在沙源丰富而又不能全面控制沙源的干旱和半干旱地区推广应用。

该区防护林体系建设模式见图5—2。                                     

三、甘肃临泽平川绿洲流沙固定及治理模式

(一)自然条件概况

 临泽平川位于甘肃省河西走廊中部黑河北岸,是处于巴丹吉林沙漠西南边缘延伸出来的一条流沙带南部的一片狭长绿洲。其北部濒临密集的流动沙丘、剥蚀残丘与戈壁。该地年均降水量为117mm,年可能蒸发量为2 390 mm,盛行西北风,≥8级大风日数为8—12d,在 风力作用下,流沙侵入绿洲内部。

(二)防沙治沙思路

 该区风力大,加之过度樵采与放牧,植被破坏严重,沙丘活化;农田风蚀,有机质及细颗粒物质损失极大,弃耕地广泛发育着新月型沙丘、沙丘链、灌丛沙堆及风蚀地。考虑到绿洲北部的流沙侵害,应该建立防沙阻沙防护林体系,以保护绿洲。

(三)主要技术措施

          1.在绿洲边缘沿干渠营造防沙林带。利用临泽平川绿洲北部流动沙丘之间具有狭长的丘间低地和可以利用灌溉余水浇灌丘间低地的有利条件,营造防沙林带。带宽10—50m不等,多采用紧密结构林带,树种以二白杨、沙枣等为主。

         2.在绿洲边缘丘间低地及沙丘上营造固沙片林。在流动沙丘上先设置粘土沙障或芦苇(包括其他植物枝条等)沙障,在沙障的保护下,营造固沙灌木林。树种以梭梭、柽柳、柠条、花棒等为主。

         3.在绿洲内部建立农田防护林网。规格300500m,窄林带2行;树种以二白杨、箭干杨、旱柳、白榆为主。

         4.在上述的防护林体系外,建立封沙育草带。封育促进天然植被更新,禁止樵采与放牧,封育带的宽度一般800—1000m,冬季农田有灌溉余水的条件下引入灌溉沙地加速植被的恢复。封沙育草带的植物有沙蒿、沙米、五星蒿、沙拐枣、绵蓬、骆驼刺和猪毛菜等。

(四)模式成效及适宜推广区

         1.成效。建成以绿洲为中心,形成自边缘到外围的“阻、固、封”相结合的防沙体系。在绿洲边缘形成了“条条分割,块块包围”的防护体系,同时治理了沙化土地,恢复其生产力。新发展的绿洲面积2 935hm2,粮食产量与人均收入都有提高。生态环境有明显改善,流沙面积从治理前的54.6%减少为现在的9.4%,受风蚀影响的耕地从治理前的17.8%减少到0.4%,农林用地从治理前的6.1%增加到治理后的43%,乔木林地面积从1%增加到28.1%,灌木林地面积从5.0%增加到6.2%。人均收入增加了153.6%。

       2.适宜推广区。可适用于有沙害的绿洲地区,塔克拉玛干沙漠边缘诸绿洲,准格尔盆地、青海柴达木盆地及甘肃河西走廊诸绿洲等地。

四、甘肃民勤节水灌溉技术开发模式

(一)自然条件概况

民勤县位于甘肃省河西走廊东段北侧的石羊河下游,地势自西南向东北缓倾,海拔1 200—1 500m。全县总土地面积16 016km2。民勤县属于温带性干旱气候区,具有蒙新温带沙漠干燥气候类型的特征。无霜期平均151d,最多179d,最短131d。作物生长期7个多月(4月初至10月初),全年日照时数3028h,年平均气温7.8℃;极端最高气温39.5℃,极端最低气温—27.3℃。年平均降水量110mm,主要集中在7—9月,干燥度>4。全县沙漠面积8148km2,戈壁面积3 573km2,砾沙层厚度5—20m。地下水埋深平均11m,主要贮存于第四纪上中更新的沙、沙砾含水层中。含水层厚度达100m左右。水力坡降自西南向东北1%左右。地下水化学成分一般以硫酸盐为主。民勤的植被为荒漠植被类型,可分为荒漠草甸植被,盐渍荒漠植被,沙质荒漠植被,人工森林植被。民勤天然的森林面积1.171万hm2,以灌木为主,胡杨是唯一的天然乔木,面积0.037万hm2。人工造林以白杨、沙枣、梭梭、花棒等乔木灌木为主,至1990年保存面积0.172万hm2。

(二)防沙治沙思路

民勤县地处石羊河下游,发育在经历史演变而成的洪积、湖积母质上。石羊河流域是地面水盐分的堆积区,地下水矿化度高。近几十年来,由于上游地面水逐年减少,地下水超采,且开采深度逐年加深,水质矿化度逐年增高,高矿化度水的范围也逐年扩大,完全用淡水灌溉已是不可能的了。用于节水的咸水灌溉的核心内容是,实行一年一度的河渠淡水储灌加洗盐,淡水、咸水交替灌溉。这是确保土壤盐分大致平衡,进行咸水灌溉的首要条件。从实施咸水灌溉后0—60cm耕作层土壤的盐分变化情况来看,总的趋势是淡咸水轮灌的措施能保证耕作层盐分平衡,是充分利用咸水解决淡水资源短缺情况下农业用水的有效途径。

(三)主要技术措施

 1.技术措施:储灌和淋溶洗盐;按水质矿化度不同确定的控制灌水量;深翻改土。

 2.实际应用设施:混凝土薄板塑料衬砌的引水渠;毛渠用三角量水堰量水,秒表计时,确保定量灌水;水质检测设施。

 3.操作要点:灌溉次数不得超过3—4次,每次灌水量825—855m3/hm2,分别于分蘖、拔节—抽穗、灌浆—成熟的时期进行灌溉,在水质含盐量5—6g/m3地区,一定要用淡水灌一次苗木。虽然淡水洗盐能使耕层脱盐,但经多次灌溉,盐分沉积到100cm土层或200cm土层中。所以,为了保证绿洲和耕地的盐分平衡,必须完善排水系统,使咸水灌溉积累在土壤中的盐分排向耕地以外的湖泊或洼地中。采用竖井或“干排水”方式排盐,控制地下水埋深4—5m以下。

(四)成效及适宜推广区

         1.成效。工程项目实施后生态效益、经济效益、社会效益明显提高。收入增加了近5倍。生态效益中,虽然盐碱地面积1990年比1980年增加了,但其主要原因是上游来淡水量逐年减少,无法满足全部耕地洗盐的需要,有1.267万hm2只好休闲或荒弃,只能保持其盐碱特征,并非全是浇咸水的原因。其他三项均有所改善,主要是咸水支持治沙造林及农田防护林建设,对提高生态效益发挥了作用。经济效益较明显,产值增幅较大。特别是种植业产值,增长率达86.67%。农业产投比,工程后比工程前增加了0.5倍。社会效益进一步提高。人均收入提高了303元。第二、第三产业也有较快的发展,其中工业产值增长率达480%。

2.适宜推广区。咸水资源在干旱地区分布广,水质不均一,而且因干旱地区生态环境的脆弱性使咸水利用比半干旱区和半湿润区有更大的复杂性,随着淡水资源日益短缺,社会经济的发展、人口的增长,人们对咸水性质及利用的认识经加深。民勤县的研究和开发利用,并取得了较好的效益,其技术措施是有价值的,值得推广。在吉林、辽宁、陕西、山西、河南、甘肃、内蒙古、等北方和西北省、自治区都不同程度地分布有咸水。有些地区淡水资源严重短缺,开发利用咸水资源势在必行,可以在这些地区参考甘肃民勤的经验,推广咸水开发利用技术。

第二节   干旱区铁路、公路防沙治沙典型模式

一、宁夏中卫沙坡头铁路固沙模式

(一)自然条件概况

 中卫沙坡头地区位于温带干旱地区东部边缘的腾格里沙漠东南缘,东临中卫灌溉平原,西为半荒漠棕钙土山前平地,境内流动沙丘密集分布,以格状沙丘及格状沙丘链为主,风力以西北风作用为主,又受东南风的影响,沙丘作西北向东南呈“之”字形前移,年平均前移3—5m。腾格里沙漠在西北风的长期作用下,逼临黄河岸沿,高耸于黄河之上。黄河水面海拔1 200m,沙丘高处海拔1 500m,高差300m。年均降水为186.2mm,年均气温9.6℃,年均风速为2.8m/s,最大风速19m/s,植物生长期150—180d。

(二)防沙治沙思路

为保障包兰铁路线中卫段不受沙丘前移掩埋的侵害,在铁路沿线设置防风阻沙带,以防风蚀沙埋。

(三)主要技术措施

 防护体系由固沙防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带和封沙育草带五带组成,上风方向300多m,下风方向200多m,总宽500多m,概称“五带一体”,其中的无灌溉防护林带是必备的核心部分(见图5—3)。由铁路向外,这五条防护带的营建技术要点分别为:

          1.固沙防火带:在路基上风方向20m,下风方向10m,清除植物,整平沙丘,铺设10-15cm厚的卵石、黄土或炉渣;形成固沙防火带。

         2.灌溉防护林带:在固沙防火带上风方向外侧60m,下风方向外侧40m范围内,整修梯田,修筑灌渠,梯田设障,灌水造林。可选的乔灌木树种有二白杨、刺槐、沙枣、樟子松、柠条、花棒、黄柳、沙柳、紫穗槐、小叶锦鸡儿、沙拐枣等,春季植苗造林,造林密度1×2m,隔行混交或片状混交,混交时以灌木为主。乔木半月灌水一次,定额33立方m3/亩,灌木一月灌水一次,每次66立方米/亩。

         3.无灌溉防护林带:在灌溉防护林带外侧上风方向240m左右、下风方向160m左右的范围内,于造林前一年的秋季全面扎设1m×1m的半隐蔽式麦草方格沙障;之后,垂直主风方向,按株行带距1m×1m×2m的规格,营造以头状和乔木状沙拐枣、小叶锦鸡儿、花棒、柠条、黄柳、油蒿等树种为主的灌木林。造林可在春秋两季进行,秋季为主,方法多为植苗造林,株行距为1m×1m或1m×2m,油蒿株距0.5m;黄柳、沙柳用扦插;油蒿也可于雨季撒播。建议采用柠条×花棒、柠条×油蒿、花棒×小叶锦鸡儿的混交类型。

         4.前沿阻沙带:在无灌溉防护林带外侧上风方向的丘顶或沙丘较高位置,用柽柳巴或枝条建立折线形高立式沙障,沙障地下埋深30cm,障高1m,阻沙积沙,以保护无灌溉防护林带外缘部分的安全。

         5.封沙育草带:在前沿阻沙带上风方向百米范围内的局部沙丘迎风坡上,采取设栏封沙、铺设沙障、栽植灌木的方法,减少人畜对自然植被的破坏,促进封育区内植被自然繁殖,抑制风沙流运动。

         沙漠地区的铁路防沙,若无灌溉条件,则采取机械固沙方式,如高立式多列式竹篱。有灌溉条件地区,可于铁路上风方向建立多带式植物防护带。带宽30—50m,带距40—50m,具体视沙害程度而定。根据沙害危害程度,上风方向可设3带到1带,下风方向只设1带。乔木可选二白杨、杨、银白杨、沙枣等,灌木可选柽柳、柠条、锦鸡儿、花棒、梭梭等。配置上要乔灌结合,以形成前紧后疏的林带断面结构。戈壁上需开沟积沙客土造林,沟深40—50cm,沟宽40cm,沙满后挖穴造林。因戈壁渗水快,灌溉要少灌勤浇,半月一次,每次80立方米/亩。4月下旬至10月下旬间,林内除草,带间育草。

(四)成效及适宜推广地区

          1.成效。保证了沙漠铁路的畅通无阻。包兰铁路中卫段的研究成果获国家科技进步特等奖,为世界所瞩目。

          2.适宜推广地区。荒漠、半荒漠地带的铁路防沙。如兰新线三十里井—巩昌河区间、西宁—格尔木铁路之间。本模式宜在各地局部有灌溉条件的铁路沙害防护体系建设中推广应用,无灌溉条件地区亦可参考本模式的技术思路。

二、塔中油田沙漠公路防风固沙模式

(一)自然条件概况

沙漠公路所穿行的地貌单元可分为三段:肖塘至以南52km为塔里木古冲积平原,大尺度的风沙地貌为复合型链状沙山,高度在15—20m,走向NWW—SEE,垂直于主风向,复合在沙山上的沙丘为不规则的格状沙丘;距肖塘52km以南为广布有穹状沙山的盐质土平地,穹状沙山高30—50m,上覆格状沙丘;约在肖塘以南70km,穹状沙丘沿主风向纵向延伸,连接成复合型纵向垄状沙山,大尺度地貌为复合型纵向沙山和沙山间平地相间,沙山高度50—70m,沙山间条形低地分布有纵向和横向的各种沙丘。塔里木沙漠的气候特点可以归纳为干旱降雨稀少、高温、温差大、风多、风沙天气多几大特点。年平均降水量为35.3mm,年蒸发量达3 3.7mm,平均相对湿度43%,气温可达42℃,7月份平均为34.5℃。每年每公里断面风沙流的输沙量可达2 700—4 000t。1m左右高度的沙丘年移动速度达到7—20m。沙漠公路沿线除塔里木河主流外,无地表径流。沿线的天然植被稀少。

(二)防沙治沙思路

公路防沙要确立“以机械固沙、保证公路畅通为基础;以生物固沙、建立和恢复生态平衡为奋斗目标;以化学固沙为辅助措施”的指导方针。沙漠公路(包括沙漠公路防沙工程)及沙漠腹地生物防沙和绿化要求以简便易行的方法进行。

(三)主要技术措施

 1.建立以阻沙栅栏、平铺草方格沙障为主的阻固结合机械防沙体系。

 2.采用滴灌、渗灌等先进灌溉技术,试用咸水灌溉,寻求和培育既耐干旱又耐盐的植物,在公路两侧建立绿色走廊。

 3.注意事项:在整地的同时,设置高立式沙障(栅栏)是必不可少的先行措施;沙面高温,植物幼苗期难以承受,必须采取遮盖和灌溉降温等综合措施。引进适宜固沙造林的植物进行造林时,选择合理的配置。主要植物种有柽柳(13个种),沙拐枣(6个种),梭梭柴、蒙古沙冬青,沙木蓼等共22种灌木,灰杨、青杨、沙枣、白榆4种乔木,盐生草、沙蔗茅、大颖三芒草3种草本植物等。

       (四)成效及适宜推广区

 1.成效。沙漠公路的通车加快了沙漠腹地石油的勘探步伐,短短两年探明塔中四油田的储量1.1亿t,并迅速建成年200万t生产能力。沙漠公路穿过沙漠还大大缩短了南疆和田地区与自治区首府及内地的距离,对地区经济的发展、民族团结和国防建设都有极大意义。沙漠公路通车后,节省了大量费用。据统计,在沙漠腹地每打一口探井的运输量为10 000t;每打一口开发井的运输量7 500t,使用常规车辆比沙漠特种车辆每吨公里减少运输费2.20元,以1994年打井的速度以达10 406.9万元,每年节省运输费2亿元。

    防沙工程的直接经济效益可以用清沙费估算。据有关方面推测,如果每年清沙6次,每公里每年需花去清沙费用54 830元,仅塔里木沙漠公路干线416km流沙段一年要花费清沙费2 280万元,而目前维护防沙体系的费用为每年300万元。

    南北贯通塔克拉玛干大沙漠的公路防护体系把大沙漠分隔为两边,在一定程度上有利于控制流沙的蔓延。防沙体系加大了地面粗糙度,改善了局部地区小气候条件,有利于草本植物种子的保存。

2.适宜推广区。适用于大部分沙漠和沙漠腹地公路生物防沙及绿化。

1授课时间:第二十九讲

2授课方式:以多媒体报告为主,为课堂讲授辅

3授课题目:干旱区高寒地带和半干旱黄土高原防沙治沙典型模式

4教学目的:要求学生掌握干旱区高寒地带防沙治沙典型模式以及半干旱区黄土高原(丘陵)及

沙地类型农作区防沙治沙典型模式

5教学的重点及难点:干旱区高寒地带防沙治沙典型模式的借签和应用以及半干旱区沙地类型农作区防沙治沙典型模式是本讲的重点,也是本讲的难点。

6教学的基本内容纲要:见讲义

7作业、讨论题及思考题:

(1) 对比分析半干旱区沙地类型农作区防沙治沙典型模式的的优缺点?

8 课后小结: 

9参考资料:

(1)半干旱区沙地综合治理技术的研究与推广,内蒙古林业科学研究院,2004

(2) 农林复合治沙模式初探,郭美兰,内蒙古林业调查设计,2004

(3) 青海省生态环境面临的问题与综合治理,张耀生等,青海科技,2002

(4) 《风沙地貌学与治沙工程学》 吴正

(5)《治沙工程学》朱震达,赵兴梁等,北京:中国环境科学出版社,1998.

第三节  干旱区高寒地带防沙治沙典型模式

一、青海都兰封沙育林育草模式

(一)自然条件概况

都兰县的宗巴滩在盆地东部的巴隆、宗加之间的青藏公路两侧。处于昆仑山前戈壁带和细土带上,以前者为主,占封育区总面积的80%,地势平坦,平均坡度在5°以下,海拔2 820m。年均温31.8℃;最暖月(7月)平均最高温度23.70℃,最冷月(1月)平均最低温度—16.6℃;积温2 339℃;生长期203d,年降水量66.8mm,集中于6—8月,占全年降水量的52%—80.6%;年均极端湿度3.4mb,蒸发量2088—2716 mm,日照年均3227h,年辐射量171.98kcal/cm2 (1cal=4.1868J)。年平均风速3.5—3.7m/s,最大风速24.6m/s,平均每年≥8级大风日数32—54d,沙尘暴日数14.6d;3—5月为风季,盛行西风,频率22%。土壤以灰漠土为主,还有风沙土与部分盐渍土。植被属温带荒漠区域,以中亚为主,兼有西亚,地中海区分布,具有稀疏、结构简单、组成种类和群落种类均少等特点。封育区由许多洪积,冲积扇连结而成,地面以1/50—1/100的坡度向盆地中心倾斜,是地下水的形成地带,埋藏深度在30—130m。

(二)防沙治沙思路

  荒漠植被经过破坏后,其逆行演替是直接变为沙漠荒壁。即从有植物变为无植被,中间不存在其他植被类型或群系;经过封育,又从戈壁直接恢复为原来的群落,无论植物种、组成、结构、群落外貌等均与原生状态无大差异,有些仅有量上的差异,中间不存在次生演替阶段。盆地沙区植被破坏由来已久,盆地要开发,采用营造薪炭林和实行煤炭补充又需大量资金,封沙育林为解决燃料问题和发展沙区林业,提出了新思路,只要采用正确的方针措施,可以恢复破坏了的植被。

(三)主要技术措施

   1.封育区全面普查;进行全面区划:将宗巴滩划分为管护区、封育区、樵采区、示范区和对照区。

           2. 建立固定观测样地:为了封育过程中的植被变化情况,在封育区内以青藏公路为基线,以桥涵作为永久性标志,沿公路南北两侧各400m设置了14个固定样地。

           3.封育区内以保护为主,在有条件的地段进行种草栽树,人工更新复壮与天然更新结合。

(四)成效及适宜推广区

  1.成效。经济效益:10年内,全封育区(1.2万hm2)植被地上部分生物总量达823.7万kg,相当于1.6万人一年的烧柴需要量(每人每年500kg),总价值246万元(每1000g按0.3元计),减去原存生物量22.9万kg,新增800.8万kg,其中1/10作为饲草。可供800峰骆驼食用一年。生态效益:起到了一定的固沙作用,使戈壁滩的风蚀量降低,减少了沙源,削弱了沙漠向附近农田和香日得绿洲的推进速度;减少了地表径流,植物在雨季对山洪有阻挡和吸收作用,使青藏公路路基得到保护;改善了荒漠景观,使破坏后的裸露戈壁滩植被得到初步恢复。社会效益:宗巴滩封沙育林为解决燃料问题和发展沙区林业,提出了新思路。

 2.适宜推广区。西北部的戈壁荒漠需要植被恢复的地区。

二、青海共和高寒地带防沙治沙模式

(一)自然条件概况

青海共和沙珠玉位于青藏高原东部边缘,属于高寒干旱沙质草原,地势在2 800—2 900m,年降水量为246.3mm,年蒸发量1 716.7 mm,年平均大风日数207d,在西北风的作用下,流沙向东南方向侵袭,危害沙珠玉河两岸的农田牧场。

(二)防沙治沙思路

针对高寒及风大的特点,以防止流沙侵害为主,在草场与农田周围以封育保护和建立防沙林相结合的综合防沙体系。

(三)主要技术措施

  1.封沙育草,保护植被。在河谷的两侧,顺风沙活动的走向,主要在上游段进行。既能固定流沙,又可为畜牧业的发展提供条件。

  2.对农田外围的新月型沙丘及沙丘链利用麦草及沙生植物(如沙蒿)等设置沙障,在沙障的保护下,在其内播种沙蒿、柠条等进行流沙固定。

  3.在河流两岸的农田内部,采取渠、路、林、田相配套的方法,营造防护林,构成农田防护林网。

从风向的变化看来,沿河谷从上风向到下风向,布设草灌乔相结合的防护林体系,层层削弱风力强度,更有效地保护位于下风向的农业区。

(四)成效及适宜推广区

   1.成效。封育后植被盖度从原来的10%—15%增加到30%;林网保护下的农田面积从1956年的基本无防护林保护到80年代的18.24km2,有效地防止了沙化危害,粮食产量比治理前增加了206%。

  2.适宜推广区。适宜于高寒的沙质草原及荒漠边缘绿洲。

三、狮泉河综合防沙治沙模式

(一)自然条件概况

阿里地区地处自治区西部,平均海拔4500m以上,是海拔最高、最为干冷的地区,有“世界屋脊的屋脊”之称。狮泉河镇是位于阿里高原的西南部,是阿里地区的首府。受地理位置和海拔影响,该地区气候寒冷且极为干旱,年平均降水量为68mm,集中在6—9月份,降水与蒸发比高达1:34,年平均气温在0℃以下,每年的10月至翌年5月风力强劲,气候干燥,植被以高山灌丛草原和草甸为主,土壤类型主要为高山寒漠土和高山草原土两大类。本区自然条件的突出特征是:地形复杂,气候干冷,风力强劲频繁,寒冷季节、干旱和大风季节基本同步,植被稀疏低矮,土壤瘠薄、砂砾含量高,自然生产力低下,抗灾能力差,有利于风沙活动。

(二)防沙治沙思路

狮泉河镇属于世界上海拔最高的城镇,过去是林木茂盛、牛羊成群,近年来,由于人口增加,过度放牧和樵采,大片植被被严重破坏,再加上极端恶劣的自然条件,致使土地土地沙化严重,沙丘前移,草场退化,交通堵塞,水利设施被沙埋,严重危及了当地人民的生产生活,制约着当地社会经济的可持续发展。在该地区采用单一的治理措施难于奏效,必须采取生物、工程和水利等措施相结合,进行综合治理。

(三)主要技术措施

 1.工程措施:单列砾石堤与主风方向垂直修建砾石沙障,高度为1m,底宽1.5m,横断面呈等腰三角形,砾石来自工程区,在施工过程中将沙障间的砾石筛选出来,在设立位置堆砌好,单条砾石沙障防护宽度为10m,单列砾石堤对过境风沙流有明显的阻滞作用;排沙沟位于砾石堤下风向,上宽6.5m,底宽4m,深4.5m,沟宽恰好在砾石堤产生的阻滞回流低速区,促使风沙流沉积,减轻城镇风沙堆积的危害;挡风墙位于城镇近缘,高2.4m,宽0.7m,土坯砌成,能增大风沙流流动阻力,使其减速而沉积。

 2.生物措施:在砾石沙障间,建立乔灌草混合条带状人工植被,阻止固定流沙蔓延和风沙活动,使沙地生态环境逐步进入良性循环。主要树种有柳树、水柏枝、沙蒿等适生植物种,草种有披碱草等。

     3.其他措施:包括水利工程:修建水渠两条,从狮泉河引水灌溉;人工湖:在工程区中部开挖了一个667m2的人工湖,用于蓄积水分,并可沉积部分风沙。

(四)成效及适宜推广区

 1.成效。通过生物、工程和其他措施相结合的综合治理,大大降低了本地区土壤风蚀和戈壁风沙流的运动,减轻了粉尘吹扬和沙尘暴的危害,提高了城镇植被的覆盖度,对净化空气,增加空气湿度起到了明显的作用,为高寒干旱地区城镇防风治沙提供了成功的经验。

 2.适宜推广区。适用于高寒干旱且受风沙危害的城镇。

第四节  半干旱区黄土高原(丘陵)及

沙地类型农作区防沙治沙典型模式

一、山西左云集中连片治沙造林模式

(一)自然条件概况

       左云县地处山西西部,毛乌素沙地东南边缘地带,属于黄土丘陵水土流失区,为黄土丘陵和缓坡丘陵所组成。土壤贫瘠,主要为数十米的黄土层覆盖,多为养分缺乏的黄绵土和栗钙土(多有钙积层),表层有机质含量一般低于1%,间有风沙土和盐化浅色草甸土。风大沙多,年均降水400多毫米,自然条件十分恶劣。

 (二)防沙治沙思路

    营造防风固沙林,控制风沙危害。利用水分条件较为优越的特点,建设大面积的经济林、用材林,既保持水土,又增加经济效益。

(三)主要技术措施

        1.按山系、按流域统一规划,集中连片治理,要面积集中,特别是风沙面积大、危害重和风沙口更应集中。

       2.注意树种搭配和结构的合理性。根据规划选择适宜的灌木、乔木造林树种,条件较好的地段选择适生、经济效益高的经济树种。

       3.在规划区内营造五大防风治沙造林工程。即南部10万亩以防风固沙造林工程、中南部5万亩以柠条为主的防风治沙造林工程、西北山区5万亩以落叶松为主的防沙治沙造林工程、十里河流域3万亩以丰产林为主和平川区3万亩以经济林为主的防沙治沙造林工程。     

(四)成效及适宜推广地区

       1.成效:不仅取得了全县林地面积达到62万亩、森林覆盖率达到31.5%、风沙化土地面积由初的51万亩减少到22万亩。十余年来,左云县共建成千亩以上的防沙治沙造林工程32处,全县营造防风治沙林62万亩,森林覆盖率达到32%。

        2.适宜推广区:适用于地广人稀、地势平坦、气候寒冷的农区或农牧交错地带,特别是沙区面积较大的边缘地带。

二、山西偏关沙地综合治理模式

(一)自然条件概况

偏关县位于山西的西部,紧靠毛乌素沙地南缘,属于黄土高原缓坡风蚀丘陵区与沟壑区,坡缓而长,坡度3—8°之间,大部分地貌类型为沟壑纵横。支离破碎,沙梁贫瘠。年均气温5—8℃之间,年均降水量月400—500 mm,土壤瘠薄。该县唐朝以前森林繁茂,植物种类多样,经多年的农垦和过度开荒,沙化现象十分严重。全县沙化面积和水土流失面积达到203. 76万亩,其中严重沙化面积有 .35万亩,在56万亩耕地中有44万亩全部沙化,占总耕地面积的78.75%。

(二)防沙治沙思路

        由于沙化严重,经济和农牧业生产一直处于落后,根据全县土地沙漠化的程度与分布,因地制宜进行不同的防沙治沙实践以增加农民收入,发展县域经济为目的,即“栽乔种灌,促牧兴农”。

(三)主要技术措施

        1.根据沙化程度,选择不同的治理措施。在县境西北部风沙危害最为严重的黄龙池等乡,以栽乔种灌、种草设障、打坝修地为主进行综合治理。在县境中部的水泉、陈家营、尚峪、楼沟等风沙化土地面积大的乡镇,集中连片营造柠条林,以防止沙化、保护农田和发展畜牧业。在县境东部风沙化危害较轻的宜林地营造落叶松、油松等用材林。在黄河沿岸水热条件较好,但水土流失较为严重的地段,营造柠条及乔木防风固沙林以及红枣等地埂经济林,既改善生态环境,又增加群众收入。

       2.树种选择与利用。选择抗风沙、耐旱、耐瘠薄并能提供饲料的乔灌木树种,如柠条、刺槐、河北杨、毛白杨、侧柏等。种植的柠条第四年开始放牧,造林与放牧结合。规划出重点治理区、放牧区、农作区等,规划放牧的林地要选择在风沙危害较少的地方,治沙重点区和危害重灾区,应禁放或少放。

       3.以副业促进治沙。通过种树种草与发展畜牧业结合,在不断提高农民群众生活水平的基础上,将积累的资金再投入到治沙造林中,形成良性循环。

      (四)成效及适宜推广区

        1.成效:偏关的林地面积已达到82万亩,占到宜林荒山的76%,其中柠条灌木林达到50万亩,森林覆盖率达到30%;全县依靠柠条养羊达到28.76万只,成为山西省的第二养羊大县,仅此项农民人均收入达到300多元。全县的沙化土地得到治理。

       2.适宜推广区:适宜于干旱少雨,风大沙多,地广人稀,经济条件落后,具有发展畜牧业条件的地区。

三、山西阳高沙地综合开发模式

(一)自然条件概况

     阳高县地处山西省东北部,属于全国重点治沙县之一。本区为黄土丘陵和缓坡丘陵所组成,地貌切割严重,地形支离破碎,水土流失严重。属于暖温带半干旱类型,年均气温7. 6℃,年降水量400多毫米。有较为严重的风沙危害,每年≥6级大风日数平均达40d以上,沙暴日不少于6d。全县沙化面积93 .3万亩,占到全县总土地面积的36.5%,共涉及到10个乡(镇)102个村庄。

(二)防沙治沙思路

根据本地地势平坦,交通方便、气候温和、光照充足、适宜发展京杏、仁用杏,且群众有栽植杏树的传统习惯和积极性高的县情,“以防沙治沙为目标,集中资金、人力和物力,开发以仁用杏、肉用杏为主的经济林拳头产品,开展果品加工企业,让群众在治沙中兴林致富,在兴林致富中防沙治沙”是该县的防沙治沙思路。

(三)主要技术措施

      在沙区范围内部署了四项重点工程:

       1.在县境北部的边山峪口营造长20公里、宽2—5公里的杏树林带,面积达8万多亩。

       2.在京包铁路和同张公路两侧营造京杏、仁用杏片林,面积在万亩以上,也有的在5000—6000亩之间,因地制宜发展。

       3.在沙区各乡镇、各村庄的农田耕地中发展地埂京杏和仁用杏经济林,既保护农田又获取经济效益。

       4.建立果品加工厂,开展果品加工增值增收,发展龙头企业。

      注意,营造京杏和仁用杏选择背风向阳、光照充足、土层深厚、养分较好的沙地。要选择适合当地生长、经长期栽培或改良后结实量大的优良品种。

      (四)成效及适宜推广区

       1.成效。既获得较高的经济效益,又改善了生态环境。

  2.适宜推广区。其适用范围一是自然地理、气候条件、光照温度、土壤肥力都要符合经济林生长发育的要求;二是当地群众必须具有栽植经济林的技术、会管理、善经营、懂加工、并能占领市场,才会有经济效益。

        适宜在雁北地区同类型立地条件中的沙化土地的利用与开发中。该类型区农田防护林配置的一般模式如图5—4所示。

三、黑龙江泰来沙地庄园式生态经济型沙地治理模式

(一)自然条件概况

黑龙江泰来县由于气候干旱少雨,风沙灾害严重,全县人民生产、生活面对着极大的困难,泰来成为全国重点贫困县。泰来沙地庄园式开发小区位于黑龙江省泰来县的街基乡,地处全县有名的6条沙地上。开发小区总面积8 330hm2,其中耕地1 670hm2,荒原沙地3 070 hm2,含沙厚度7—8cm,土壤瘠薄,有机质含量为0.88%,年降水量380mm,蒸发量是降水量的4—5倍,无霜期136—140d,寒暑变化明显,冬季长,夏季短,植被稀少,类型单纯。年平均气温4.1℃,最高气温41.6℃,最低气温可达—35.2℃,年平均风速4.2m/s,8级以上的大风日数21d,风沙干旱和水土流失严重。

(二)防沙治沙思路

    所谓庄园式,就是沙区开发的农户,在承包的沙地里,按规划要求建立起庄园式房舍。要求建造以网格为主,网、带、片相结合的治沙林。在固定沙地上营造“窄林带,小网格”的护田林网,在网格内种粮食、经济作物、果树、蔬菜、牧草等;在半固定沙地上,实行“宽林带,大网格”,网格内种植牧草;在平坦的沙地上,实行开沟造林、围井造林和大片造林,以进为中心开垦农田;在流动沙地上,采取人工造林的方法,引进樟子松、沙棘等优良树种和草种,实行乔、灌、草相结合。创建庄园式生态经济型治沙模式,使人、畜、禽、菜、果等融为一体,通过生态体系的种植、养殖和加工,实农、林、牧得到全面发展。应当本着沙地治理与开发相结合的指导思想,发挥沙地资源优势,尽力做到地尽其用,优化结构,集约经营,建立农林牧副渔复合生态经济模式,达到生态、经济和社会效益的统一。

(三)主要技术措施

 1.网格建设和营造防风固沙林。在农耕地集中联片的沙地上,营造500500m、林带宽12 m,3行乔木、2行灌木、株行距为2 m的林网,每个网格面积控制面积25hm2;半固定沙地网格250250m、林带宽10 m,2行乔木、2行灌木,每个网格面积控制面积6.2hm2;在流动、半流动的沙地上,采取片、带结合的形式,营造防风固沙林。

 2.在建成的林带网格里,根据实际条件进行农林牧副渔各业的经营,在网格内种植粮食、经济作物、果树、蔬菜、牧草等作物,同时在有条件的地方,开展水面开发、畜牧业、加工业等多种经营。

(四)成效及适宜推广区

  1.成效。到1996年,该庄园模式区内创产值1 200万元,收入800万元,人均收入3139元;森林覆被率提高到25.6%,对防风固沙,蓄水保土,美化环境发挥了巨大的作用;增加地方税收。为解决农村剩余劳动力和农民的脱贫致富开辟了新路,具有较强的辐射示范作用。

  2.适宜推广区:适用于各类有较好水分条件沙地。

四、黑龙江水师营沙地旅游开发模式

(一)自然条件概况

水师营乡位于黑龙江省齐齐哈尔市郊区,土地面积4 330hm2,土地类型有风沙土、草甸土和盐碱土等。草甸土和盐碱土主要分布在退化的耕地和草场上,风沙土多分布在丘陵和岗地,约占50%以上。本区属于中温带半干旱性季风气候。寒暑变化明显,冬季漫长,夏季短,春季多风,干旱少雨,最高气温39.9℃,最低气温可达—36℃,年平均降水量453.7mm。植被属于草甸草原型,以禾本科为主。本区属于半干旱草原地带,年降水量少且集中,蒸发量为降水量的2.3倍,年平均风速3.8m/s,年均5级以上的大风32天,年均沙尘暴天数5天以上,但本区的地下水资源较丰富,地下水位深度只有2~4m,一般打井深度16~20m。该区风沙、水土流失和土地沙化等灾害严重。

(二)防沙治沙思路

   开展沙地旅游,兴办绿色产业,既能防治风沙的危害,还能带动和促进其他相关产业的发展,获得丰厚的收益,又可提高全民绿化意识,促进精神文明建设。加快沙地旅游开发建设,建设优质高效的绿色产业,是广大群众的迫切需要。

    (三)主要技术措施

为发展沙地旅游业,在基地的中心,建立一处沙地森林公园,占地733hm2。园内根据地形和地势的特点开辟了植物引种区,水面开发区,旅游度假区等区域,植树100万株,引种区内植树260多种,游览区种植草坪、花卉5万多平方米,修建各种景点38处。与此同时,为搞好沙地的综合开发,兴办了各类沙产业和各种配套项目。其中固沙造林1 053 hm2,丰产林67 hm2,果园67 hm2,综合苗圃13 hm2,育苗温室200 m2;中低产田改造、盐碱地改造和草原牧场改良面积800 hm2,水面开发466 hm2。在沙地旅游及综合开发工程建设中,大力推广了小网窄带农田防护林营造技术、草牧场防护林营造技术、樟子松抗旱造林新工艺、开沟深栽造林新技术、林草果等新品种等新成果。

(四)成效及适宜推广区

  1.成效。在该地区,通过沙地旅游的开发建设,森林面积增加了1 200 hm2,森林覆被率由原来的13%提高到28%,改善了生态环境。据观测,平均风速降低了36%~40%,蒸发量减少了10%~30%,相对湿度增加5%~8%,土壤含水量增加3%~5%,风蚀和风沙灾害大为减轻。沙地旅游年纯收入达100万元,农牧渔多种经营,年农业总产值达4 000万元,总计效益为总投资的5倍,人均收入提高了5倍;经过5年的建设,该示范基地已由过去的低洼地、沙荒地变成了乔、灌、草、花配套,绿化、美化、香化相结合的园林景点和沙区旅游度假胜地,为沙地因地制宜的开发创出了一条新路。

   2.适宜推广区:一切有条件的沙区,离城市较近的、水分条件较好的地区更佳。

五、辽宁彰武章古台樟子松沙地造林模式

(一)自然条件概况

      章古台位于辽宁彰武县章古台乡,地处科尔沁沙地的东南部,地貌多为椭圆型沙区群,与风蚀洼地、平地交错分布,地形起伏,植物稀少,土壤多为风沙土。流动与半流动沙丘占18.9%,固定沙地和平缓沙地占69.1%,风蚀洼地、平地占12.0%。本区属于干旱半湿润气候,年均降水量512mm,年均气温6.1—6.2%,年均风速3.7—3.8m/s,无霜期154d。       

(二)防沙治沙思路

     樟子松耐寒、耐旱、耐瘠薄,适应性强,喜沙地环境,生长快,是我国北方沙地经济价值最高的速生用材、防护常绿树种。樟子松幼树怕风吹沙打,流沙上栽植时要配合固沙或灌溉措施,可望在我国北方广大沙区营造樟子松林。

(三)主要技术措施

  1.造林地选择:樟子松只能用于固定沙地造林。若为流动沙地须先用植物或沙障(1m×1m草方格)将沙丘固定后再造林。

 2.整地:在固定沙地上栽植樟子松必须提前进行整地。春季栽植时须在前一年的雨季或秋季整地。秋季栽苗时要在当年的雨季前整地。采用带状整地以防风蚀,带宽60—70cm。整地带应与主风方向垂直。在7m高以上的沙丘丘腹造林时可块状整地,规格50cm×50cm×40cm。在植被稀疏的沙荒地上也可用铲草皮块法,铲深4—5cm。

 3.植苗造林方式:隙植法、垂直壁法、明穴栽植法、簇植法。适当晚植,避免早春风吹沙打当地造林从4月上旬推迟到中旬,造林成活率可提高3%— 5%;适当深植利于防风保墒,提高造林成活率,2年生松苗造林挖坑深度以25—35cm为宜。

 4.苗木选择:一般用2年生健壮苗木,苗高12—15cm,地径0.35cm以上,主根长20cm。

 5.栽植密度:株行距1m×3m或1m×2m,每亩222—333株;簇式栽植时多用3×3m或4×4m的规格,每亩222株。

 6.管护:成活率低于85%或存在幼株死亡不匀的地段时应选用大壮苗补植。在植后的1—2年内,每年中耕除草2—3次,并做好立枯病、油松球果暝、松梢暝、落叶松虫等的防治。如用二龄苗造林,入冬前须全株埋土越冬,翌春化冻后扒开。需埋土越冬1—2年。之后,加强间伐、抚育等常规管理。

(四)成效及适宜推广区

         1.成效。推广樟子松沙地造林模式,对于北方沙区的用材林、防护林建设,对于生态环境建设均有重要作用。如距地面1.5m高处,平均风速林内比无林地低69%,蒸发低60.4%。流动沙丘得到固定,同时通过枯枝落叶的蓄积与分解作用,改良了风沙土的性质。标准地表土层的有机质含量为流沙对照区的3.12—4.63倍。762hm2标准地在23—35年中,林副业产值34.87万元,蓄积量为2.12万元,按当时的物价统计计算,价值为226.93万元。

2.适宜推广区:本模式的典型区在辽宁章古台。呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地、毛乌素沙地等大部分沙区适于推广此模式。

1授课时间:第三十讲

2授课方式:以多媒体报告为主,为课堂讲授辅

3授课题目:半干旱区农牧交错带、草原地带以及温带半湿润区防沙治沙典型模式

4教学目的:要求学生掌握半干旱区农牧交错带、草原地带以及温带半湿润区防沙治沙典型模式了解国内外发展动态

5教学的重点及难点:半干旱区农牧交错带、草原地带以及温带半湿润区防沙治沙典型模式借签及应用是本讲的重点,也是本讲的难点。

6教学的基本内容纲要:见讲义

7作业、讨论题及思考题:

(1) 要使规划设计成果符合客观发展规律的要求, 需要遵循一定的设计原则为依据,这一基本原则一般包括哪些条件要求?

8 课后小结: 

9参考资料:

(1)半干旱区沙地综合治理技术的研究与推广,内蒙古林业科学研究院,2004

(2) 农林复合治沙模式初探,郭美兰,内蒙古林业调查设计,2004

(3) 青海省生态环境面临的问题与综合治理,张耀生等,青海科技,2002

(4) 《风沙地貌学与治沙工程学》 吴正

(5)《治沙工程学》朱震达,赵兴梁等,北京:中国环境科学出版社,1998.

第五节  半干旱区农牧交错带防沙治沙典型模式

一、陕西榆林农牧交错区沙地治理模式

      (一)自然条件概况

        榆林沙区位于陕西北部,毛乌素沙地的东南部,包括定边、靖边、横山、神木、府谷和佳县7个县(市)长城沿线的95个乡镇,30个农林场。总面积2.44万km2,占全区总面积的56.1%,属荒漠草原—干草原—森林草原的过渡地带。年均降水量414.6mm,70%集中在7、8、9三个月,年均风沙日81d,年均沙暴日11.5d,春季干旱,冬季风沙严重,最大风速可达11级,是陕北的沙害严重地区。在榆林城北及长城一线以北分布有流沙、半固定和固定沙丘以及交错分布的河谷阶地及湖盆滩地;中部以流沙、固定半固定沙丘与覆沙黄土丘陵相间分布。

(二)防沙治沙思路

考虑到降水及气候特点,根据不同的立地条件,因地制宜建立综合防治及开发利用模式,先固定流沙,然后综合进行农业利用与开发,充分利用沙地光、热、水、沙自然资源,组合各种技术,配置为可操作的技术进行沙地的治理与开发。

(三)主要技术措施

 1.划分不同的利用土地类型。将大面积位于黄河及其支流无定河流域的沙化土地分为两大类:一类是沿河流及河谷阶地两岸的河岸沙化土地,另一类为远离河谷的间地、河源沙滩及其周边的沙化土地。

2.建立不同结构的防护体系。防护体系依沙地水分特点,沙地植物特性,充分考虑防风固沙,蓄水减沙,经济高效和改善生态环境而设立。一是草灌乔结合的固沙片林,在流沙外缘人工植草或飞播种草,在条件较好的地段建立灌木、针阔混交乔木林,以固沙改土,提供饲草及薪炭用材为主。二是在沿河河谷沙岸、沙坡营造宽带阻沙林,环沙滩营造环滩防风固沙林,乔灌混交,针阔混交。三是在坝、渠、水库、农田、道路结合处及其周围建立以阔叶乔木为主的防护林网,充分利用灌溉的优越条件,发挥水、肥、光、热优势进行防护林网建设。

 3.建立综合开发利用模式。在乔灌草结合的防护体系下,建立坝、库、池、井、渠、电、路结合的排灌网络;建立以水浇地为中心,应用现代节水及其他农业技术为核心的农业丰产方阵。发展农林复合经营综合模式。主要包括平面经营模式,立体种养模式和工矿、加工、种养一体化经营模式。即以户或集体为单位,发展果、药、经济作物、苗木的种植,畜牧业以及加工业等的综合经营模式。

总之,应当先治理流沙,保护和恢复天然植被,然后调整土地利用结构进行沙化土地的开发利用。

(四)成效及适宜推广区

 1.成效。至1998年底,与五十年代相比,林草覆盖率由1.8%提高到38.9%,沙丘高度平均降低30%—50%,沙丘前移速度从5—7.7m降低到目前的1.68m,使流入到黄河的泥沙量减少50%,固定流沙面积达3 400 km2,受沙化危害的1 000 km2农田实现了林网化,沙区中新增农田660 km2,利用丘间滩地海子或水库发展养鱼水面106 km2,恢复和改良草场1 530 km2,粮食总产量比五十年代增产6倍。如榆林城西的芹河乡,沙化土地面积从治理前占全乡总土地面积的56%,下降到治理后90年代的13%,人均收入1995年比10年前增加了241.5%。

  2.适宜推广区。该模式适宜于陕西北部、内蒙古南部的毛乌素沙地,年降水300—400mm,且降水不均的干旱、半干旱沙漠化土地较多的沙区以及覆沙黄土丘陵沟壑区、农区及农牧交错区。

二、陕西榆林引水拉沙治沙造田模式

(一)自然条件概况

陕西省榆林地区北部风沙区位于中国西北部,毛乌素沙地的南缘,地处鄂尔多斯高原东南部洼地,区内地势平缓,沙丘连绵,出露于地表的中生代杂色砂页岩和新生代的松散沉积物,结构疏松,容易风化,这是形成沙地的物质基础。本区属中温带半旱气候区,具有明显性气候特征。年平均气温7.6—8.6℃,极端最高气温38.9℃,极端最低气温—32.7℃,无霜期159—179d,年降水量316—450mm,年蒸发量2 092—2 506mm,是降水量的5—6倍,年大风日数14 —33d,最多达77d,年平均风速2.5—2m/s。

(二)防沙治沙思路

水力拉沙是运用水土流失的基本规律,以水为动力,通过人为控制影响流速的坡度、坡长、流量及地面粗糙度等各项因子,使水流大量集中,形成股流,造成一个水的流速(侵蚀力)大于土体的抵抗力(抗蚀力)。按照需要使沙子进行输移,消除灾害,以改造利用沙漠的一种方法。实质是利用水力定向控制蚀积搬运达到除害兴利的目的。

(三)主要技术措施

拉沙造田的田间工程,是指从引水源到田面上的积水排泄处之间所步设的工程,由于引水水源、地形、拉沙造田规模等条件的不同,其田间工程的组成也有很大差异。一般包括的主要项目有:引水渠、蓄水池、冲沙壕、围埂、排水口等。有些地方利用机械从河流、水库、海子直接抽水拉沙造田,可以不挖引水渠道,不必围筑蓄水池。总之,拉沙造田田间工程的步设,必须根据沙区具体情况,因地制宜,灵活步设。工程步设既要投资少、工效高,又要使造出的农田布局合理,便于耕作管理、质量高。在设置好引水渠、蓄水池、围埂等工程后,便可以开始拉沙造田。由于地形、沙丘形态、引水量、沙丘和水位的高差等因素的不同拉沙造田的方式方法也各有差异。一般按照冲沙壕开挖的部位来说:有顶、腰、底三种基本拉沙方式。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。经济效益分析:工程区荒沙变水地11hm2,1996年调查,工程前旱地作物的复种指数只有90%,工程后,作物种植比例为春小麦30%,玉米20%,水稻15%,洋芋10%,花生8%,蔬菜15%,果树7%,复种指数达到110%,同时还种植牧草100km2,营造经济林73.3km2。由于工程建设所获得的耕作效益、林业效益、养殖业效益、副业效益共有224.01万元,净效益115.55万元。该项工程全部受益,总投资为106.26万元。回收全部投资需1年。生态环境、社会效益分析:据榆林地区治沙研究所测定:引水拉沙后的农田在农田林网的保护下,同沙漠空旷地相比,风速降低28.8%,春秋气温提高0.7—2.4℃,夏季气温降低1.1℃,春播期间地温提高1.5—2.5℃。而拉沙后的农田变成旱涝保收丰产田,土壤水分含量始终大于15%,增强了地表的抗蚀能力,所以就不容易起沙。新拉沙地的机械组成,25cm以上沙层中细沙含量82.8%—88.8%。粒径小于0.01mm的粘粒仅占4.4%—6.4%,经过垫土、引洪漫地、种绿肥、种植水稻等综合措施后,沙田土壤的理化性质得到改善,据测改良利用10年后,沙田10—15cm表层土壤,细沙含量减少到7%—17%,粒径0.05—0.001mm粉沙都增加至63%—70%,小于0.001mm粘粒增加到16%—20%,有机质含量由0.09%—0.21%增加到0.7%—0.8%,全氮由0.02%—0.06%增加到0.04%—0.08% 工程后,在农田利用面积之外,可增加林草面积184.51 hm2,林草面积的扩大,大大提高了植被盖度,在防风固沙、保护农田、防止水土流失、调节气候等方面发挥着重要的作用。该区内农业人均收入在工程前的基础上增长1.4倍,食品结构也相应趋于合理,随着人民生活水准的提高,生活条件也会逐步得到改善。

 2.适宜推广区。引水拉沙造田是沙区农业开发的一种形式,是防沙治沙的一种模式,在有水源条件的沙区,地貌有一定的高差地区均可推广应用。

三、内蒙古后山地区退耕还林还草模式

(一)自然条件概况

乌兰察布盟后山地区有5个旗(县),土地面积405.6万hm2,有耕地面积43.047万hm2,受风沙危害的耕地占总耕地面积的80%。天然草场面积286.826 万hm2,其中退化草场达131.653万hm2,占草牧场总面积的45.9%。该地区春季干旱少雨夏季温热短促,冬季寒冷。无霜期90—110d,年降水量300mm左右,极端最高气温35.9℃,极端最低气温—36℃,平均风速4—5m/s,年内8级以上大风日数50—80d,大风、干旱、冰雹、霜冻是常见自然灾害,是发展农牧业生产不利因素。

(二)防沙治沙思路

该区气候干旱少雨,风沙灾害严重,农业生产环境恶劣,沙化严重,土壤瘠薄,广种薄收,农业产量低,人均占有粮食由535kg,下降到272kg,人均收入只有200元,粮食化—沙化—贫困化形成恶性循环。所谓“进一退二还三”战略,即每建成1/15hm2高产田,退出1/30hm2 低产田,在退耕地上还林还草还牧。树立优化、调整产业结构,建设畜牧业大盟的战略思想,把“退、还”放在突出位置,立林草为业,实施整体推进,区域种植,重点突破,加大退耕还林还草还牧力度,加快改善生态环境,打牢畜牧业基础形成各具特色的区域经济格局。

(三)主要技术措施

1.统一规划,分区域治理,调整土地:将退耕种草种树,宜林荒山绿化,小流域治理种树种草为一体,列入林草开发总体规划。在规划中,各地坚持统一规划,因地制宜,分类指导,分步实施的原则;坚持进,退,还结合,为养而种的原则;坚持了集中连片,整体推进,突出重点,尽快发挥整体效益的原则。

 2.在生产布局上针对不同地形,地势,从丘陵到滩川,从坡梁到沟壑,采取宜农则农,宜草则草,宜林则林,实施了草田间作,林粮间作,林经间作,农牧林紧密结合。

  3.在防治方法上工程措施、生物措施相结合,生物措施为主。将过去的宽林带大网格调整为窄林带小网格。在树种选择上坚持因地制宜,乔灌草结合,以灌草为主,灌木中以柠条为主。本着大稳定,小调整,先易后难的原则,较好地开展土地调整工作。

  4.在退耕上做到重度风蚀沙化地;撂荒地,轮歇地;贫瘠地;pH值高的中度,重度盐碱地;农防林占地;15°以上的坡梁地坚决退耕。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。自1994年实施战略以来, 3年种植灌木7.821万hm2,种植以沙打旺为主的多年生牧草16.1万hm2,封山育林育草0.567万hm2,林地面积达到21.867万hm2,比1993年增加了4.067万hm2,森林覆盖率由1993年的3.25%提高到现在的4.23%。通过封育,封育区内草地产量明显增加,1996年该区粮食作物种植面积41.1万hm2,是1993年44.533万hm2的92%,产量达到4.6亿kg,是1993年2.6亿kg的1.73倍。牲畜头数由1993年的345.8万头(只),增加到1996年的355.2万头(只)。人均收入达到1 272元,是1993年的2.3倍,1996年当年脱贫9.75万人。

2.适宜推广区:中国西北部风沙灾害较严重的农业区、农牧交错区。

四、内蒙古翁牛特庭院经济开发模式

(一)自然条件概况

        翁牛特旗位于内蒙古赤峰市中部,科尔沁沙地西缘,属科尔沁沙地组成部分。该区现有耕地面积1.198万hm2,草场面积18.0万hm2,林地面积16.308万hm2。年平均降水量340.5mm,年平均蒸发量2 233.7mm,作物生长期120—130d,年平均气温5.9℃,极端最低气温—36℃,最高气温39℃,年均风速4m/s,8级以上大风日73.9 天/年。玉田皋乡位于该旗的东部。

(二)防沙治沙思路

该区干旱少雨,风沙灾害严重,生长期短,不利于农业发展,为脱贫致富,改变沙区面貌,利用太阳能、沼气,以庭院为单位,发展“四位一体”庭院生态经济。即将暖温室、沼气池、猪舍、厕所4种利用方式组装在一起,以太阳能为能源,以沼气能为纽带,以薄膜温室种植蔬菜,以塑料暖棚养猪为手段,实现上述4种利用方式的有机结合和物质能量的相互转换,以达到尽快使农民脱贫致富的目的。

 (三)主要技术措施

 “四位一体”庭院生态经济模式的关键技术在于转化太阳能和利用沼气能,通过塑料大棚等材料和和新技术的开发,实现冬季温室不加温,促进蔬菜、葡萄及畜牧业的发展。各组分的生产技术措施为:

         1.温室大棚蔬菜、葡萄生产。冬季暖棚可种植蔬菜三茬。7月中旬芹菜育苗,8月中上旬黄瓜育苗,与芹菜套种,11月收获黄瓜,1月收获芹菜;1月上旬西葫芦育苗,3月份收获。蔬菜、葡萄均以沼气渣和沼气水为主要肥料,视生长状况可补少量化肥,同时进行病虫害防治。

        2.塑料暖棚生猪生产。生猪养殖将为沼气发酵提供必需的有机物质,保证沼气池正常产气。要求猪舍内必须有4头以上生猪存栏,猪舍每天清扫冲洗,将粪便随时冲到沼气池内。

         3.沼气能利用。第一次投料,鲜马粪、鲜猪粪1 000kg,人粪尿1 000 kg, 鸡粪250kg,青草150kg,农作物秸秆100kg(切碎)。为尽快产气,可将混拌好的原料堆放池外,并盖上塑料薄膜,待其堆内温度达到60—70℃时,即可投入池内,并注入事先晒过的池塘水,4—5天即能产气。根据产气情况,可随时补充沼气原料。在一般情况下,4头猪的粪便和3—5人的粪尿即可满足沼气池的原料供给。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。同普通蔬菜大棚相比,每个200—300m2的塑料大棚,冬季可节省燃料费1 000元,降低蔬菜成本20%—25%,生产的蔬菜品质优良、产量高、病虫害少,无化学肥料污染。150m2大棚蔬菜可收入3 000—4 500元;养猪收入可达1 500—2 500元;葡萄收入300—500元,每年直接纯收入可达5 000—7 000元。玉田皋乡试验示范模式已经发展到103户。

2.适宜推广区。适宜于日照丰富、有沼气发展基础的广大北方地区,特别是在科尔沁沙地、毛乌素沙地等沙区。

五、内蒙古奈曼昂乃农牧交错区沙地治理模式

(一)自然条件概况

奈曼昂乃位于科尔沁沙地的中部,年均降水量360—400mm,起沙风日每年210—310d。其原生景观为甸(丘间低地)坨(沙丘)交错的沙地疏林草原,植被盖度30—70%。由于近100—200年来滥垦、过牧、樵采过度破坏植被的结果,导致固定沙丘活化,形成流动的沙丘链。斑点状分布的流沙呈星状分布,沙漠化土地面积从50年代末期的20%增加到90年代初期的77.6%。

 (二)防沙治沙思路

由于沙漠化土地的类型及成因的差异,防沙治沙的主要措施及模式应当有所区分。但是,该区为典型的农牧交错带,在治理与利用过程中遵循下列基本原则:调整以旱农为主的土地利用结构,以甸子地为中心建设基本农田和封沙育草,在沙丘表面栽植固沙植物与丘间片林相结合以固定流沙。

(三)主要技术措施

         1.在沙漠化发展的波状沙地。以压缩旱农耕地面积,退耕还林还草为主,同时建立护田林网体系。使每一网格形成一个个小生态系统,形成一个林带、林网、片林相结合,多结构、多功能的生态网。

 2.在甸坨交错,甸子地面积较小,以牧为主的沙漠化地区。以坨间低地的居民点和周围的农地为中心,发展灌溉农业,并在其边缘栽植乔灌草相结合的防沙林。在外围的沙地进行封育与丘间片林营造相结合,丘表植物固沙与补播牧草相配合,既固定流沙,又达到利用牧场的目的。

 3.在甸坨交错,甸子地面积较大,以农为主的沙漠化地区。首先固定流沙,封育草原,对沙化严重的农田,要退耕还牧。对其他沙化较轻的农田,注意保护,增加投入,多种经营,增加经济作物的比重,配合以节水灌溉技术的应用。

 模式的防沙治沙措施可以归纳为:调整以旱农为主的土地利用结构,形成农林牧相结合的模式;以甸子地为中心建设基本农田;以封沙育草,沙丘上栽植固沙植物和丘间片林相结合方式固定流沙;适度利用固定沙地,天然封育与补播牧草相结合,合理利用草场资源,发展畜牧业。

(四)成效及适宜推广区

 1.成效。农林牧土地利用的结构调整为21:52:27,植被盖度达到30—35%,粮食总产增加1—2倍,人均年收入增加1—2倍。沙漠化土地面积减少,如巴嘎波力的沙漠化土地从70年代的2.4万hm2已降到80年代的1万hm2,沙漠化土地产草量增加了150多万公斤。

2.适宜推广区。适用于北方半干旱区的农牧交错带沙漠化土地利用与治理区。

六、内蒙古奈曼旗沙地衬膜水稻治沙造田模式

(一)自然条件概况

全旗总土地面积8.159km2,其中沙漠化土地47万hm2,占总土地面积的57.6%;耕地9.3万hm2,占总土地的11.4%。奈曼旗气候属温带半湿润与半干旱过渡气候区。干湿季明显,春季干旱多风,夏季高温多雨,年平均气温6.1—6.4℃,≥10℃年活动积温3000—3100℃,无霜期150d左右,年降水量340—450mm,集中于6—8月作物生长期,由于雨热同季,光照条件好,促使沙地升温快,所以沙地作物要比平原作物早熟1周左右。奈曼旗海拔高度300mm左右,风沙地貌为主,沙丘高度一般3—5m,个别高达10—30m,以中型沙丘为主,固定和半固定沙丘占70%左右。机械组成以粒径≥0.5mm的沙粒为主,0.05—0.005mm的粉沙粒很少。全旗水资源总量7.4亿m3,其中地表水1.2亿m3,地下水6.2亿m3,地下水位一般1—3m,矿化度0.1—0.5g/l。沙地植被较好,覆盖度较高,沙地、沙丘上有小片天然榆树疏林,半固定沙丘上分布有差巴嘎蒿、黄柳、山荆子和锦鸡儿灌丛。固定沙丘沙丘上以麻黄、冰草、糙隐子草、羊草为主,丘间低地沼泽湿土上为芦苇、香蒲、苔蓬、地肤等。

(二)防沙治沙思路

该旗沙漠化土地占57.6%,是我国北方典型的沙区。由于气候干旱,风沙灾害严重,长期以来,农牧业生产的产量低而不稳,粮食问题更是当地经济发展的主要矛盾。防沙治沙应当利用该地有利条件,以解决粮食问题为主, 宜发展沙地衬膜水稻生产。

(三)主要技术措施

包括育秧、插秧全部用沙子作基质。为解决沙地漏水漏肥,在沙下不全铺上薄膜。全部用化肥、免耕、模式化栽培,沙地衬膜水稻和普通水田稻生产技术有很大不同。衬膜水稻的优点:一是不占用好地,可选用任何草木不长的沙地或沙漠,不与农、林、牧争地;二是提前成熟,一般比普通水稻早成熟7天左右;三是不返盐碱;四是省工、省水、产量高,沙地平整好后一般能用10年,不翻地、不整地,不除草,一般比普通水稻省水4%,每公顷产9 000kg,最多每公顷可达11 235kg。

沙地衬膜水稻主要技术环节是:育秧、造田和田间管理技术3部分。

1.育秧技术:沙地衬膜水稻采用沙培育秧技术,要点是:高度平整床面;适当稀播;床面经常保持湿润;床上的酸碱度保持4—5;经常炼苗,防止徒长。其中种子处理、苗床工程、播种和苗床管理是关键环节。

2.造田技术:稻田要做到不漏水或少漏水。衬膜稻田少漏水或不漏水是沙地衬膜水稻能否成功的关键。衬膜稻田的沙子要有一定的厚度,一般情况下,沙子的厚度越厚漏水越严重,沙子的铺设厚度15—20cm为宜。衬膜水稻的水,一般多利用提取地下水。选择水源充足,有防风护田条件的比较平坦的沙地。用推土机或人工整平沙地。拣净杂草、树根和能够破坏薄膜的杂物。

3.田间管理关键技术:包括①适时早播,适当稀植、浅插;②配方施肥;③灌水要浅湿结合。插秧前的作业:修好池埂子和漏水的地方,露出的薄膜要用沙土埋,灌水后须整平稻田。

(四)成效及适宜推广区

 1.成效。生态效益:沙地衬膜种植水稻后,由于地面郁闭和具有覆盖水层,气温、湿度、地温、风速、辐射等环境条件,将会得到很大改善,并会促进稻田周围的沙丘由流动—半固定—固定方向的转化,辐射整个区域的生态环境向良性方向发展。社会效益:可部分解决沙区农民的温饱问题。该技术不复杂,适于农户进行小型经营,每户种植0.133 hm2水稻,便基本能保证农户的温饱,有助于社会稳定。可以为畜牧业提供更多的饲料草,有利于农牧结合和农牧互补,减少农牧矛盾。技术的实施,有利于促进农牧民学习农业技术。经济效益分析:沙地衬膜水稻总投入每公顷8 475元,平均每公顷产量可达9 000kg,每公顷纯收入可达11 415元,

 2。适宜推广区。从气候上讲,凡能种植水稻的地区均可推广应用。但该技术只限于沙子上面种植水稻,适宜与沙区或风沙化地区推广。沙地衬膜水稻技术适用的条件:≥10℃以上的积温2 500℃以上,无霜期130d以上,日照2 800h以上,水源丰富,地下地上水均可,矿化度2 g/L以下,风沙土为宜,机械组成以粒径0.25—0.5mm为主的不含粘土和盐碱的地下水位低,有保护条件的沙漠、沙地均可。

第六节  半干旱区草原地带防沙治沙典型模式

一、内蒙古伊克昭盟飞播模式

(一)自然条件概况

本地区属于典型型气候,干旱少雨,风沙多,最高气温达40.2℃,最低—5.7℃,年降水量350mm。年均蒸发量3 000mm。植被以沙生植被,草甸植被和盐生植被为主,沙生植被的沙蒿和沙蒿—柠条群落分布最广。

 (二)防沙治沙思路

干旱少雨,风沙大,自然灾害频繁是该区的特点。近年来的造林治沙在逐年向大沙远沙推进,治理的区域不断扩大,用传统的方法进行植被建设以防沙治沙有很大困难。采用飞播治沙造林,覆盖范围广,效率高、效益大,是适宜地区大面积防沙治沙的一种理想方法。

(三)主要技术措施

       1.飞播条件的选择:天然植被盖度3%—12%,地下水埋深5—10m,沙丘高度15m以下,沙丘密度0.6以下。

       2.飞播植物种的选择:流动性大,干旱,少雨是流沙地特有的生态环境,种子裸露流沙表面上飞播的特征,因而飞播植物种的选择必须做到植物与环境的统一,这是飞播治沙成败的关键技术之一。用于飞播的植物应具有如下特点:种子有利于自然覆沙,吸水力强,发芽迅速,扎根快。适于流沙地生长,对不利因素有较强的抗逆能力。自然更新容易,具有较强的种子和萌蘖能力。具有较高的经济价值,收益早,并能长期利用。种源丰富又是乡土植物种。飞播治沙试验的植物种主要有:羊柴、花棒、籽蒿、拧条、沙打旺、草木樨和紫穗槐。

3.适宜飞播期的选择:5月下旬至6月上、中旬是本地区季风过渡期,东南风与亚北风交替吹刮且风力不大,有利于种子自然覆沙。同时,该时期临近雨季,一次中等以上的降水既可满足种子发芽所需的水分条件。

(四)成效及适宜推广区

  1.成效。生态效益:飞播区在封育在封育管护的条件下,无论是飞播物种的生长,还是天然植被的恢复都很迅速,播区植被盖度由原来的3%~12%增加到现在的30%~40%。据测定,飞播植被大于30%的群体,风速减低率为45.2%,16万hm2的飞播治沙可使24万hm2的流沙得到治理,并对播区邻近的农田、草牧场、房舍起到防沙的屏障作用,改善了生态环境。经济效益:飞播治沙的主要植物种杨柴,是豆科灌木,其枝叶蛋白质含量高,纤维含量低,饲用价值高。据测算,飞播造林治沙的投入产出比为:1:7.13。社会效益:飞播治沙的社会效益日趋明显,据不完全统计,全盟飞播区共保护农田8万hm2,粮食产量由过去每公顷产量750kg增加到2250kg,保护草牧场32万hm2,且草质、草量都有不同程度的提高。

2.适宜推广区。天然植被盖度3%—12%,地下水埋深5—10m,沙丘高度15m以下,沙丘密度0.6以下的沙区沙地。

二、内蒙古伊克昭盟草库仑建设模式

 (一)自然条件概况

伊克昭盟是内蒙古自治区重要的畜牧业产地之一,总面积87 428km2,其中草原面积为 5 562.6km2,占总面积63.6%。据气象资料统计伊克昭盟平均气温6—9℃,极端最高气温40.2℃ ,最低气温—35.7℃,无霜期130—165d,平均风速3.5m/s,年均沙暴日数11—24d,年降雨量266—412mm,东南多,西部较少。冬季时间长,夏季短,温差大,风沙多,生产力不稳定,草原生态十分脆弱。

(二)防沙治沙思路

该区沙漠化土地占全盟总面积的86%,由于沙化严重,生态环境恶化,风沙干旱自然灾害频繁。开展建设“水,草,林,料,机”五配套草库仑为重点的建设工作,不仅有效的防止草原退化,土地沙漠化,而且促进和保证经济快速发展。所谓草库仑,库仑是蒙古语,意称城围,院围,圈围。农牧民群众通过库仑建设形式,以解决牲畜饲草料为主的叫草库仑(有时称草圈子,草园子,这都是草库仑的同义词)。因此,围圈库仑是该区牧民各项建设的基础。

(三)主要技术措施

主要技术措施包括:因地致宜地开展水利建设;建设防护林带生产体系;种植(补播)优良牧草;大面积开展防除毒害草以及建设农牧林综合开发基地等多项治理,建立防护带生产体系;种植(补播)优良牧草;实施耕翻松土改良;培育复壮草地;乔灌草结合治理沙害;实行粮草轮作措施;大面积开展防除毒害草以及建设农牧林综合开发基地等多项治理措施。实践证明,在库仑建设中要坚持“因地制宜、分类建设、突出重点、讲究实效”的原则,就能达到“水为重点、草为中心、效益为目标,实行农林牧综合开发建设”的目的。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。生态效益:围建草库仑后,沙化的草地植物生长发育能力大大加强,草群结构得到改善,草层的覆盖度增加。这样,即可改善土壤的养分和水分状况,减少地面沙化裸露面积,减轻土壤侵蚀程度,又可改变库仑内小气候,降低风速,防止防止风沙危害,使沙地草原生态环境条件得到进一步改善。经济效益:据初步测算全盟近年来通过库仑建设年均产饲草(包括秸杆)3.87亿kg ,饲料13410万kg,奶类850万kg,羊毛34万kg,羊绒39.8万kg,皮张97.6万张,总产值达到48211万元。社会效益:使伊克昭盟牧区改变了过去那种传统畜牧业的经营方式,树立了“商品畜牧业”和“商品库仑”的思想,走出了一条发展高产、优质、高效益畜牧业的新路子。

2.适宜推广区:广大的干旱、半干旱的沙化草原地区。

三、内蒙古伊金霍洛沙地生物经济圈综合治理模式

(一).自然条件概况

     该区属于毛乌素沙区,属淡栗钙土干草原地带。“梁”、“滩”、“沙”相间分布,梁地大多为砂岩构成,上覆有不同厚度的沙层,少有裸露。滩地为古冲积层和河湖相沉积物,厚度为几十米至百余米,主要成分是细、粉沙粒,沙是本地区的主要地理景观,流沙覆盖在梁地、黄土地、滩地、谷地上。年均降水量约400mm,集中于7—9月,占全年降水的60%—70%,本区水分条件相对较好,利于造林。天然植被经过上千年的开垦、破坏与过度利用已荡然无存,仅在少数地段还能见残存的片段或个别的植物代表,现有植被多是次生的或人工的。

(二)防沙治沙思路

    由于该区地广人稀,生态条件相对较差。但水分条件相对较好,为沙地的改造和利用提供了有利条件。根据区位理论,以住户或居民点为核心,分(圈)层构建具有不同生态、生产作用的功能区,在营建防护林带防治草场沙化、治理流沙的基础上,恢复和建设草场植被,发展畜牧业,保护和促进核心区段的农牧业生产,在区域水平上实现可持续发展。

 (三)主要技术措施

生物经济圈是在半干旱草原沙区,选择适宜地块,采取水、草、林、机、粮(料)五配套措施,进行综合治理,开发利用沙地的一种模式。 生物经济圈一般由核心区和保护区构成。各地的具体建设内容因地而异。内蒙古伊金霍洛旗的生物经济圈建设模式建设的主要技术包括:

 1.生物经济圈的选址:地下水位较高,开发潜力大的丘间低地周围或起伏较小的平缓沙地,土壤经改良后适宜乔灌木、农作物、优良牧草及其它经济作物生长的地段。圈与圈要相对集中。选址要因地制宜,先易后难。

 2.建设内容:生物经济圈由核心区和保护区组成,面积以60—150亩为宜,须在3~5年内建成。

 3.核心区:面积不低于30亩,区内包括房舍、棚圈、农田、果园、菜园和人工草场等。核心区周围要营造乔灌草结合的防护林带,风沙大的地区应采用紧密型防护林带。一般,乔木3—4行,乔木两侧各栽植灌木1—3行。外部植被较好的,采用以乔木为主的疏透结构防护林带。本区内的林木占地面积应不低于15%。保护区:位于核心区外围,其面积应为核心区的1—4倍。保护区外采用机械围栏或生物围栏。保护区内实行以封育、栽植灌木、种植牧草为主的措施。

伊金霍洛旗地处毛乌素沙地,具有沙丘、梁地与滩地相间环状分布的景观结构。根据各景观元素不同的生态特点,该地发展了三圈模式的生物经济圈。第一圈,在浅层地下水资源较为丰富、土壤相对肥沃、生态条件相对优越的中心滩地,建立集约经营的、高投入高效益的农、林、果、牧、药试验区,引种高产作物、牧草、经济植物,使用微喷、中喷、滴灌等节水灌溉技术,采用组织培养、温棚进行良种的快速繁殖与集约栽培,把滩地建成景观单元中能量与物质的主要提供区域;第二圈,在环绕滩地的低缓沙丘,建立依靠天然降水的径流经济园,试验国内外先进的径流集水技术,并配以保水剂、地表硬化剂等新材料,遵循水分平衡原则,选择高效益的树种,建立经济与生态效益并重的复合系统;第三圈,在第二圈外部生态条件较恶劣的高大沙丘,建立灌木防护体系,形成内、外两圈的防护体系,必要时还可作为适度轮牧区加以利用。三圈的大致面积比为1:3:6。

(四)成效及适宜推广区

 1.成效。生物经济圈的建设,首先固定了农田、草场,休养了土地,改变了沙区以往乱拱沙坨子地的传统生产习俗,有效地控制了农田、草牧场的沙化、碱化,生态环境得以改善;其次,核心区发展集约化经营的种植业,并以种植业促进养殖业的发展,经济效益可观;第三,生物经济圈使用权的长期稳定性,激发了农牧民向土地投入的热情,农牧民敢于向土地投入,农牧民的主要精力、财力和物力相对集中,经营能力得以充分挖掘利用,摆脱了过去广种薄收、以多取胜、效益地下的经营方式。调整了生产结构,缓建了沙区农与林、林与牧、畜与草的矛盾,使沙区的农、牧、林各业得以协调发展,并为沙区各业生产进入集约化经营和良性循环打下了基础。因此,该模式也具有良好的社会效益。

  2.适宜推广区。本模式的典型区在内蒙古的伊金霍洛旗、乌审旗、翁牛特旗和科左后旗。可以在毛乌素沙地、浑善达克沙地及科尔沁沙地等草原沙区推广。

四、内蒙古敖汉草牧场防护林建设模式

(一)自然条件概况

敖汉旗位于内蒙古赤峰市的东南部,地处科尔沁沙地的南缘,是燕山山地和西辽河平原过渡地带,属于半干旱地区。长期以来,由于自然气候因素和超载过牧及其他人为因素的影响,植被遭到严重破坏。全旗总土地面积83万hm2,其中农业用地占17.8%,牧业用地占25%,林业用地占45%;土壤以风沙土为主,占70.8%;气候干旱,年均降水量310—460mm,蒸发量是降水量的7—8倍,年均气温4.9—7.5℃,植物生长期130天;8级以上的大风30—60d,年平均风速4m/s;植被以森林草原和干草原植被为主;地下水资源丰富,一般深度为6—30m。

(二)防沙治沙思路

   干旱和半干旱的干草原和森林草原地区,以牧业为主,长期以来,由于自然气候因素和超载过牧及其他人为因素的影响,植被遭到严重破坏。历史的经验和教训告诉人们,为了保证广大草牧场的可持续发展,防治草场退化,提高产草量,改善牧场环境,促进畜牧业的发展,必须要从改善农牧业的生产环境入手,大力种树种草、建造牧场防护林,建立保农促牧的绿色屏障。

(三)主要技术措施

 1.抗旱造林技术,主要包括:深沟大坑整地、良种壮苗、苗木保水、浸苗保水、扩坑保墒、适当深栽、培抗旱堆等技术措施。这项技术的推广应用,保证了半干旱地区在10年9旱的情况下,造林成活率达到85%以上。

 2.JKL45—50型开沟犁的研制与使用。该犁开沟深度45—50cm,每小时开沟5000—6 000m,是人工整地的20倍,成本不足人工整地的一半。该犁设计合理,结构简单,使用维修方便,适合干旱、半干旱平缓地区的大面积造林整地作业,保证了造林主要环节,整地的质量,成本低、效率高,造林成活率和生长量均明显提高。这两项关键技术在中国北方同类地区有很广泛的推广应用价值。

 (四)成效及适宜推广区

 1.成效。生态效益:工程建成后,造林867.7万hm2,有效地保护草牧场4.87万hm2免受风沙危害。据观测,林网内的风速比旷野降低了21.4%—37.95%;当旷野气温大于28℃,林网内的平均气温低于旷野0.4—2.14℃,当旷野气温小于28℃,林网内的平均气温高于旷野0.04—1.4℃。经济效益:自1986年全面营造退化草牧场防护林以来,到1992年已投入187万元,主副产品收入2 390万元,投入产出比1:13,净余经济效益2 203万元,年均315万元。社会效益:营建草牧场防护林体系以后,草场质量不断提高,草场生境条件得到极大改善,促进了畜牧业的发展;实现了林多草多、畜多肥多、粮多钱多的良性循环,草场防护林已成为该地区保农促牧的绿色屏障。

2.适宜推广区:干旱、半干旱地区的广大的草牧场。

五、内蒙古科尔沁沙地科左后旗生态经济圈治沙模式

(一)自然条件概况

全旗有土地面积115.3万hm2,其中沙地面积85 .3万hm2,盐碱地6万hm2,约占总土地面积的80%,流动半流动沙丘8.8万hm2,是典型的沙丘旗县。本区属典型性季风特征,年平均气温5.9℃,年均降水量400—450mm,无霜期138—148d。冬季严寒少雪,春季风大,年均风速4.1—4.6m/s,8级以上大风30—38d。土壤以风沙土为主,兼有草甸土、碱土、沼泽土、泥炭土。其中风沙土占总土地面积的68.9%。本区域内水资源比较丰富,共有大小河流11条,中小型水库11座,总库容量1 935万m3全旗有大小湖泊(泡子)325处,其中常年有水的143个 ,有水面6 700 hm2。地下水资源比较丰富,埋藏深度在沙丘链区为2—10m,在甸子区为1—2m 。地带性植被为草原草甸。地形低洼及甸子处为草甸,广阔的沙丘地上生长沙生植物,高部地段有蒙古栎、五角枫、刺榆。主要植物种属有:差巴嘎蒿、蒿属、羊草、隐子草、狗尾草、沙蓬、沙芥、大针茅等;沙生药材有:麻黄、甘草;野果有:欧李、山杏等。

(二)防沙治沙思路

该区地处科尔沁沙地腹地,1993年被列为全国防沙治沙重点旗。由于自然环境影响和乱垦滥牧,土地沙化和生态环境恶化日趋严重,农业、牧业生产受到制约。建设小型生态经济圈(简称生态经济圈)治沙发展模式,应该考虑以下几个方面:一是要因地制宜,在选地、种植结构确定等方面要量力而行,先易后难。二是要以户为单位,进行围封,实行封闭式管理,以利于管理和保护。三是要有防护林,乔灌混交,起到防沙固沙,保护作用,条件好的地方可设防护用材兼顾型,以利尽早成材出效益。四是要有水源,必须打井、修畦,达到旱涝保收。五是科学种田,引进良种,提高单产,提高收入。

(三)主要技术措施

       1.规划设计。建设规模一般3.3—6.7 hm2,每户一处或联户建设。

       2.围栏封闭。第一年上机械围栏,桩距3m,4道刺线;四周实行乔灌结合,外围灌木以沙棘为主,3—5年后便能代替机械围栏。

       3.平地改土。土要用黑土,提高地力,改良土壤,农家肥亩施超万斤。

       4.打井,修畦。畦面宽4m,长20—30 m,渠道衬膜,以防漏水;科学种田,实现高产稳产。

       5.总体要求圈内防护林要占10%,农作物要占70%,经济作物及药材、草占20%。

 (四)成效及适宜推广区

1.成效。生态效益:生态经济圈的建设,固定了农田、草场,修养了土地,改变了沙区以往乱拱沙砣子地的传统生产习俗,有效地控制了农田、草牧场的沙化、碱化。实践表明:生态经济圈的建设,使每个农牧民每年平均乱垦沙坨种地面积由原来的1.3hm2左右减少到0.67hm2以下,全旗每年约减少乱垦面积1.3万hm2,使土地沙漠化扩大趋势得到了控制,而且由于圈与圈的相对集中,在一定范围内形成了一个综合的防护体系,使建设范围内的草场、居民点及其他设施得到保护。经过测定,圈内平均风速比旷野低23%—32%,调节气温1—2℃,相对湿度提高4%—7%,增强了防灾抗灾的能力。经济效益:在圈内搞种植业,并以种植业促进养殖业的发展,仅以格日乐图的20hm2生态经济圈为例,建圈的总投资为4.7万元,其中围栏2.5万元、造林费0.6万元、打井1.2万元、平整土地0.4万元。第一年生产费用为0.5万元,种植农作物3.3hm2、产粮食1.5万kg,价值1.8万元,围后产饲草用于养畜收入1.1万元,第一年投入产出比为5.2:2.9。第二年扩大农作物种植面积,收入达3.1万元,两年收回建圈成本。基本农田从无扩大到6.7hm2,经济作物及晚田6.7hm2,牲畜头数由150头(只)发展到276头(只),年收入达5万余元,成为小康之家。就全旗生态经济圈而言,仅圈内的农田单产不但稳定,而且高于圈外其他农田,每公顷平均提高单产1500kg左右。全旗建圈的沙区耕地由原来7万hm2增加至8.87万hm2,畜牧头数纯增5.6万头(只),农牧民人均纯收入由430元增至650元,现有的2.68万hm2生态经济圈,1996年产粮食7 035万kg,产饲草11 000万kg ,当年产值达4620万元,沙区平均每人增加182元。社会效益:一是调整了生产结构,使沙区的农、牧、林各业协调发展。沙区的农与林、林与牧、畜与草的矛盾得以缓解,基本上以林占1、农占7、经济作物及草等占2的比例发展。圈内土地调整了各业结构,使各业都能够协调发展,为沙区各业生产收入集约经营和良性循环铺设了轨道。二是激发了农牧民向土地的投入热情,摆脱了过去广种薄收,以多取胜,效益低下的经营方式。生态经济圈使用权的长期稳定性,使农牧民敢于向土地的投入,农牧民的主要精力、财力、物力相对集中,经营能力得到充分挖掘利用。以沙日塔拉苏木为例,1996年全苏木使用化肥1 800t,农家肥3 000万kg,分别比1995年提高了60%和50%,粮食总产比1995年翻一番。

2.适宜推广区。适用于地下水源丰富、降水量在300mm以上的地区,也易于被广大农牧民接受,且具有易于操作、见效快、效益明显的特点。

第七节   温带半湿润区风沙化土地,亚热带、热带湿润区

河湖海滨沙地的治理模式

一、北京大兴城郊园林景观型沙地治理模式

(一)自然条件概况

    大兴县位于北京市南郊,总面积1031km2。地势西北高东南低,海拔在15m到45m之间,自然坡降1/1250。大兴县属于中纬度地区,受西风带影响,冬春季盛行偏北风,气候寒冷少雨雪,夏季炎热多雨,秋季天高气爽,四季分明,降水适中,属暖温带亚湿润气候区。平均风速2.6m/s,风向变化显著。年平均降雨568.9mm。资源丰富,适宜于多种农作物生长。灾害天气主要有旱、涝、雹、风等。

(二)防沙治沙思路

永定河多次泛滥,经过多年的冲积和淤积,形成大面积的沙荒地,七十年代以后,永定河干涸,因缺乏必要的灌溉水源,风沙化土地更为严重,风起沙扬,生态环境极其恶劣,土地生产力下降,工农业生产受到极大的威胁。为了实现全县资源、环境、经济、社会的可持续发展及发挥其首都北京的绿色屏障、城市延伸和农副食品生产供应基地的功能,该地区的防沙治沙应发挥城市近郊的优势,从服务于北京市的特点出发,建设高效农业,建设集防护、美化一体的多功能城郊型林业。

(三)主要技术措施

1.林草植被建设。重点以完善农田林网为中心,搞好全县的四旁绿化,固沙片林,村镇防护林的建设。以改善生态条件、提高环境质量,获得最佳经济效益为目的,使全县基本形成林、果、田、渠、路、点、带、网、片、景相配套的具有京郊特色的复合生态—经济型防护林体系。

综合改造沙荒及部分低值林地,实行多产业开发,以造林治沙为龙头,除营造防护林,用材林外,根据不同地区土质因地制宜,安排果树、农经作物(瓜、油、菜等)、渔业、牧草、旅游、工贸(农贸市场、仓储、乡镇工业区)等多项内容用地。根据其独特的地理位置,营造具防护、美化、游憩一体的防护林体系工程。如“永定河百里长堤绿色长廊工程”,“京九铁路绿化工程”等。,实施“两高一优” 林业,从1998年到2000年全县发展银杏3 333.3hm2。同时注重灌木、草本的作用,乔、灌、草科学有机地搭配,形成综合防护体系。

2.果品基地建设。大兴县一些地区的水、土、气候条件非常适宜发展果树生产,如采育镇葡萄种植历史悠久,品质优良;定福庄乡的“金把黄”鸭梨在市场上有一定的知名度。过去果树种植虽然在这些地区有所发展,但由于技术、资金、市场等诸多原因的,没有形成规模经济。九十年代之后,尤其是在最近几年,大兴县在发展果品基地上加大投资力度、引进新技术新品种,形成了一定的发展规模。1998年以北京顺兴葡萄酒有限公司为龙头的采育双万亩葡萄基地建成,完成葡萄建园建设400公顷,永定河流域定福庄乡400公顷梨基地建设起步。大面积栽种果树不仅可以起到防风固沙,改善生态环境的效果,而且加快了当地经济的发展,推动该县农业结构调整,提高了农民的收入。

3.先进技术组合配套应用。以“建设永定河沙地新的高效、和谐的人工-自然景观和生态经济系统,研究大面积示范和先进技术组装配套集成技术,改善沙区群众的生存环境和生产条件”为目标,进行以下技术的研究与应用。节水灌溉自动化控制、生物改良土壤和新型肥料试验与应用、化学固沙、沙地节水型果农复合种植技术应用、节水型草坪规模化种植技术应用、组织培养等新技术繁育扩充、栽培驯化以及抗性林木优良品种的选育等。

 (四)成效及适宜推广区

 1.成效:到1996年底,大兴县林地面积已达24 600hm2,林木保有量1 939万株,林木覆盖率已达24.6%,比1980年提高了13.9个百分点,网、带、片、点结合的防护体系已基本形成。98.5%的农田实现了林网化,建成3 800多个网格,总长近8000km;建成400余公里长的主干河渠路的绿化带,京开、京良、通黄公路已成为四季常青的绿色长廊;开发荒弃沙地营造人工林4 533.3hm2,其中千亩以上的有10余片,包括占地一百多公顷的半壁店森林公园、占地766.7hm2的榆垡片林和占地466.7 hm2的县城片林。利用荒弃地和沙地定植果树,使果树面积发展到11 053.3 hm2,其中千亩以上连片果园13处;全县526个自然村,已有478个绿化达标占总数的90.9%。城镇绿化美化取得了长足进展,卫星城绿化覆盖率达31.4%。

 2.适宜推广区:适宜于亚湿润干旱区沿河沙地及河流故道风沙化土地的开发治理。

二、山东冠县风沙化土地治理模式

(一)自然条件概况

山东冠县属黄河平原半干旱、半湿润地带风沙化土地类型。土地总面积11.52万hm2,其中风沙化土地1.433万hm2。土质大部分为通体沙,局部有10~20cm的夹壤层。有机质含量为0.15%,年降水量408mm,年蒸发量2211.7mm,无霜期210d。年均风速2.3m/s,8级以上的大风日数27.8d,最高气温41.8℃,极端最低气温—21.6℃,积温平均4 480℃。由于人类长期活动,原始植被稀少,仅有人工林。

(二)防沙治沙思路

   该区域位于黄河故道,由历史上的河流泛滥和改道而成。该地区传统的防沙治沙见效慢、效果差。但是,该地区降水和地下水条件相对较好,开发的历史较长,有一定的防沙治沙基础,具备了依靠科技进步,高效防沙治沙和进行沙产业开发的条件。因此,该区域的防沙治沙工作,应紧紧依靠科技进步,突破口放在由粗放的治理向科学化、集约化治理和开发的转换上,大力开展科学治沙、市场林业、效益林业和高效沙产业,最终实现沙化土地高效开发和综合治理。

(三)主要技术措施

1.引进选育林木优良品种,优化沙区树种结构,选育出适合沙区栽培的用材林优良无性系13个,经济林优良品种8个。

2.对不同类型的沙化土地采取不同开发模式,提高综合效益。对固定沙地采用通风结构林带,大网格果粮间作模式;对半固定、流动沙地采用稀疏结构林带中网格经济林基地模式。

3.三是推广应用沙产业增值新技术,培植新的经济增长点,重点推广了果品储存保鲜新技术、果树微灌节水新技术、油桃反季节栽培新技术、淡水鱼高产养殖技术、木材综合加工利用新技术。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。50年代以来,沙区人民和风沙灾害进行了长期的斗争,使农业生产和沙区树种结构发生了巨大变化,尤其是80年代以后,通过采用科技进步防沙治沙,取得了巨大的经济、社会和经济效益,实现年增产值8250万元,人均收入3 500元,仅治沙和沙产业新技术的推广给沙区累计增加经济效益1.8亿元,被林业部列为“全国高标准平原绿化试点县”、“全国科技兴林示范县”、“全国林业标准化示范试点县”。

2.适宜推广区。适用于我国北方黄河故道半干旱、半湿润平原风沙化地区。

三、河南延津黄淮海平原沙丘综合治理模式

(一)自然条件概况

 延津位于黄淮海平原的豫北沙区,全县有沙地453.3km2,占全县土地面积的48.6%。示范试验区位于延津东北胙城以东的沙区,其中平沙地占61.6%,缓起伏沙地占12.4%,沙丘占23%,半固定沙丘及风蚀地占2.7%。

(二)防沙治沙思路

 该区降水条件较好,沙地面积小,分布零散,不仅仅限于流沙的治理,而且要恢复和提高土地生产力。因此,要在防止风蚀的基础上,建立高效的人工农业生态系统。

(三)主要技术措施

1.充分利用水资源发展灌溉农业。本区除利用自然降水外,还可发展机井灌溉,并采用先进的灌溉节水技术。灌溉不仅提高农作物产量,而且增加了复种指数,提高了沙地利用率。

2.建立以窄林带小网格(50亩),乔灌结合,灌草结合为主的防风沙体系。同时根据不同情况,在农田利用带状覆盖种植,在沙丘地采用格状覆盖种植,利用棉花、玉米茬秆进行高秆留茬,以防止土地风蚀。

3.在沙地的土地利用上采用长短结合,以短养长的方式。发展果树1—3年为以农养果,以短养长阶段,4—5年可实现以果养果,第6年则进入以果养农,以果促副阶段。实现沙地利用的高效与商品生产。  

(四)成效及适宜推广区   

 1.成效。为黄淮海平原沙地的治理提供了样板。试验区的风沙化土地整治后,经济效益与生态效益均有很大提高。如禹城沙河洼沙丘地区治理后,80%的风沙化土地已得到治理,人均新增耕地0.08hm2,人均收入增加1.78倍。

2.适宜推广区。适用于黄淮海平原风沙化土地类型,包括黄河古河床、古河道内的沙丘,黄河决口泛淤扇上的沙丘以及亚湿润地区河流故道或洪积、冲积平原上的沙地治理。

四、江西南昌厚田亚热带湿润地带沙丘综合治理模式

(一)自然条件概况

     南昌新建县厚田位于江西北部江湖河滨地区,该地区分布有320km2的风沙化土地,厚田乡分布最为集中,沙地面积占厚田乡全部土地面积的34%,大部分分布在赣江两岸的第二阶地上,呈波状起伏沙岗地,沿江作南北走向,长达10余公里。由于植被的破坏,在北风、北北东风作用下,沙岗地表面发育吹扬的灌丛沙堆及雏形的新月型沙丘,22年来厚田风沙化土地面积扩大21.2%。年均降水量虽达1 481mm,但分布不均,3—8月的雨量占年降水量的76.4%,9—2月占23.6%。具有明显的干湿变化,干季多风,风沙活动强烈。雨季强烈的淋溶作用使沙丘地表细颗粒及养分受到冲刷,土地生产力下降。

(二)防沙治沙思路

     该区沙丘具有分布零散,季节性景观差异大的特点,在治理时不仅仅局限于流沙的固定,更重要的是利用降水量相对较大的特点,发展高效节水灌溉技术,配套灌溉系统,在营造防风沙林的同时,改良土壤,建立恢复土地生产力的人工生态系统,以发展果树、蔬菜为主,进行风沙化土地的开发利用。

(三)主要技术措施

         1.建立防风沙体系与封育结合,形成稳定的沙地地表。在沙丘表面栽植蔓荆子,设置草沙障及粘土压沙进行固沙;在迎风面营造落叶树种与常绿树种相结合的防沙林,并建立人工灌丛和高草阻沙带。同时进行封育,促进天然植被的恢复。

        2.建立灌溉系统,改良土壤。以喷灌、滴灌等技术为核心,建立高效节水的灌溉系统,进行土地开发。在开发的沙地上,进行各种土壤改良措施,以提高沙土肥力。改土措施主要包括掺施客土、果树套种绿肥以及人工种草养畜提供有机肥等。

        3.多种经营,建立高效、稳定的风沙化土地开发利用模式。包括果树种植、果树行间套种蔬菜、蔬菜种植基地以及沙丘旅游开发等。

(四)成效及适宜推广区

        1.成效。流动沙丘固定,面积减少;风沙化土地生产力得到恢复与提高,林果业和其他经济作物产值大大提高。

        2.适宜推广区。适用于其他亚热带湿润区的风沙化土地的整治及沿海沙丘、沙地的开发与综合利用。

五、江西南昌湿地松沙地固沙造林模式

(一)自然条件概况

该试验区位于江西南昌赣江中下游。年降水量1 595.4mm,年蒸发量2211.7mm,无霜期210d。年均风速2.5m/s,最大风速23.0m/s。8级以上的大风日数27.8d,年平均气温17.5℃,极端最高气温40.6℃,极端最低气温—9.3℃,积温平均4480℃。沙丘的水分状况随因水分不同而有差异,在干旱的8月份,离地表20cm处,含水量只有4.79%,沙面最高气温达68.6℃。

(二)防沙治沙思路

   该区域位于江西南昌赣江中下游,湿地松生长在温和潮湿地区,其原产地年平均降水量1 270mm以上,年平均气温18.3℃。中国南方的风沙化土地主要分布在江河两岸,湖泊地区和海滨地区,这些地区与湿地松原产区的气候条件基本相同,试验也证明湿地松在贫瘠的风沙化土地上有很强的生命力,非常适应风沙化土地的生长,所以南方的风沙化土地均属于湿地松固沙造林的范围。

(三)主要技术措施

沙地和沙丘因为具有沙地含量大,植被少,干旱季节含水量低,自然条件差等不利条件,该地区湿地松的营造有以下技术特点:不要整地,直接栽植:沙地的孔隙度高,透气性好,植被稀少,没有疏松土壤和清除杂草的必要;合理深栽:沙地地下水位低,水分含量少,栽浅了,苗木因吸不上水分而枯死,栽深了,又容易沙埋,合理栽植深度以控制苗梢露出地面7~8cm为宜;适时栽植:沙地地表的温度和一般的荒山比,夏天的温度高,冬天的温度低,且南方经常有春旱现象,为了提高沙地湿地松造林的成活率,一般宜在树液流动前1月下旬至2月下旬造林;因地制宜,合理治理:为加快沙地的治理,要因地制宜,合理混交,在营造湿地松的同时混交胡枝子,在严重的流动沙丘上,在栽植湿地松的同时,每隔15cm左右建立1~2cm宽的沙障,固定沙地则可直接营造湿地松;合理间伐:沙地的湿地松防风固沙林造林后,4年后可郁闭成林,7年后出现严重分化,此时应合理间伐,保证湿地松的正常生长。

(四)成效及适宜推广区

 1.成效。沙地和沙丘上营造防风固沙林后,不仅湿地松的根系发展具有固沙作用,而且树冠具有遮盖地面,提高地面覆盖率和降低风速的作用,一般在造林的第4年,覆盖率可达到60%以上,流沙可基本上得到控制,流动沙丘和半流动沙丘可逐渐转变为固定沙丘。经测定,湿地松林内,冬季气温比林外高2—3℃,夏季则低3—5℃,林内的风速大为降低,一般仅为林外的5—15%,土壤肥力逐年好转,土壤有机质、全氮和速效钾的含量均有大幅度提高,野生动物又返回沙丘林地,整个沙区的生态环境得到了根本的好转。营造湿地松防风固沙林还有显著的经济效益,根据当地的测定数据,11年生每公顷立木蓄积55.8m2,按350元/m3计算,立木年效益为1779.5元/hm2,15年生的湿地松进入采脂期,平均胸径达到14cm以上,每株树年产脂2.5kg以上,采脂收入也相当可观。

 2.适宜推广区。适用于中国南方江河两岸,湖泊地区和海滨地区风沙化土地。

六、福建平潭治海造林治沙

(一)自然条件概况

平潭县在福建东部海域,由近千个岛礁组成,其中岛屿126个。陆地总面积371.91km2,其中岛屿面积308.98 km2,周围滩涂面积62.93 km2,海域面积2 1 km2,海岸线蜿蜒曲折,总长度448km,是福建第一大岛,全国第五大岛。平潭地形以海积平原为主,具有海岛隆起特点,主要有丘陵、台地、滨海平原、湖泊、滩涂和海岸,属于南亚热带湿润型气候区,在大气环流和浩瀚海洋的作用下,形成了季风明显的海洋性气候。年平均气温19.0—19.9℃,极端最高气温37.4℃,年均风速8.4m/s,7级以上的大风日数125d,是全国强风区之一,年降水量在900~1200之间,属于福建省少雨区之一。长期以来,这里由于风沙灾害严重,并有压埋农田村庄的危险。

(二)防沙治沙思路

   我国东部海域和岛屿地区,海岸曲折,海沙随着浪涌风携上岸。在海岸线内缘,是大片的流动沙丘和沙地,如不及时造林,将会引起沙害。因此,在这些地区,根据“因地制宜,因害设防”的原则,从风沙登陆的沿海岸,层层设计营造海岸基干林、防风固沙林、农田防护林、护路林、村庄四旁林,使之形成防风固沙综合体系,发挥治理风沙灾害、恢复优良生境的最佳功能。

(三)主要技术措施

海岸防风固沙综合体系包括海岸基干林、防风固沙林、农田防护林、护路林、村庄四旁林。其中海岸基干林是杜绝沙源,根治风沙灾害的第一道防线,是最必要的防御工程;防风固沙林是在杜绝沙源的同时,在海岸基干林的内缘的大片流动沙丘和沙地,采取全面造林以固定流沙;农田防护林和护路林是在海岸基干林和防风固沙林的保护下,对遭受风沙危害的的耕地和有耕种潜力的沙地,进行规划营造农田防护林和护路林;村庄四旁林是按照绿化、美化、果化的要求选择适生树种,充分利用村旁和家园宅院旁的闲杂地植树种果,建成环村保护带,结合宅旁绿化,使整个村庄在绿树环抱之中,既优化生态环境,有增加了群众的收入。在上述防风固沙综合体系中营建中,规划设计、苗木培育、科学造林、抚育间伐等每个环节都关系到治沙的成效。规划设计首先着眼海岸基干林、防风固沙林、农田防护林、护路林、村庄四旁林的总体布局,做到农林牧副渔全面规划,山水田林路综合治理,确定造林规模、速度和完成年限,并做好造林、育苗等的技术设计;苗木培育一是强调选优采种、就地育苗,二是建立育苗基地,培育容器苗、土球苗,以适应多季节造林的需要,提高造林成效。

(四)成效及适宜推广区

1.成效。从50年代开始治理风沙灾害以来,到1997年防风固沙综合防护林体系基本建成以后,昔日流沙荒滩出现了绿洲,全县扩大耕地面积1 300hm2,营造综合防护林3 755 hm2,形成了带、网、片、点连成一体的防护林体系,风沙化土地得到全面治理。造林前和造林后的气象资料比较表明,平潭的年平均风速由7.68m/s,降到6.4m/s,8级以上的大风日数由125.8d减为71.1d,土壤水分年平均蒸发量可减少14.2%;抵御了风沙灾害,确保了公路安全,保障了城乡安全,扩大了耕地面积,提高了农业单产,促进了旅游、水利、渔业等各业的发展;1995 年全县的生产总值和农业生产总值分别是治理之前的1961年的33倍和21倍。

2.适宜推广区。适用于我国东部海域和岛屿有流沙灾害的地区。

实验二   沙地土壤含水量的测定

一、实验目的

    沙地土壤含水量的测定有两个目的:一是了解沙地土壤的实际含水状况,以便建立合理的固沙植被;二是作为各项分析结果计算的基础。测定沙地土壤实际含水量方法很多,所用仪器也不同,这里重点介绍传统的烘干法测定土壤含水量。

二、实验原理

    土壤含水量,即土壤水分含量,又称土壤湿度,它是指土壤在105℃烘干至恒重时失去的水量,以单位质量干土中水的质量或单位土壤容积中水的容积表示,土壤含水量可以用不同的方式表示,最常用的表示方法有以下几种:水分质量分数、水分体积分数和以水柱厚度表示的含水量。

三、实验仪器及设备

土钻、环刀(直径为5cm,高5cm,体积为100cm3)、铝盒、电子天平(精度为0.001 g)、电热恒温烘箱、干燥器(内盛变色硅胶或无水氯化钙)。

四、操作步骤

1.土样的采集

2.土壤容重的测定

3.沙地土壤水分的测定

4.结果计算

5.注意事项

沙地土样的测试一般应该保持连续测定,观测频度间隔一般为2周1次,如遇降水,则在降水后加测1次。

    沙地土样的观测深度依据测试目的不同,取样深度也不同,一般地在根系集中分布层取样宜密集,按每隔10cm取一层,其他层则可加大间隔,按20cm、40cm或50cm取样。

 

  

实验三   沙粒起动风速的测定

一、实验目的

    沙粒起动风速的测定,有助于了解测试地区沙粒的起动风速,明确该区在什么样的风速下风沙才会发生运动,其强度将会如何;此外,通过测定可以掌握沙粒起动风速测定的方法。

二、实验原理

当风力逐渐增大到某一临界值以后,地表沙粒开始脱离静止状态而进入运动,这个是使沙粒开始运动的临界风速为沙粒起动风速。对于某一区域的沙粒来说,因其沙粒机械组成、地表粗糙程度、湿润状况等因子的不同,起动风速也不同。沙粒起动风速是确定风沙运动发生与否及其强度的重要判据。为此,可以根据野外观测沙粒是否发生运动来确定沙粒的起动风速。

三、实验仪器及设备

    瞬时风速仪,模板,胶水,白纸。

四、实验步骤

1.风沙地的仿真制备

2.沙粒起动风速的测定

实验四    风速与地表粗糙度的测定

 

一、实验目的

1.掌握野外风沙土风速与地表粗糙度的测定方法;

2.明确地表粗糙度的物理意义和实践意义;

3.获得流动沙丘与固定、半固定沙丘即治沙防沙工程对风速的作用和对地表粗糙度的影响,为防沙治沙工程提供设计基本参数。

二、实验原理

粗糙度是指近地表平均风速为零的某一几何高度,它反映地表的粗糙程度。在流体力学中,通常把固体表面凸出部分的平均高度叫做粗糙度。

三、试验仪器及设备

三杯轻便风速风向表,标杆

四、操作步骤

1.观测点的确定

2. 仪器安装

3.风速观测及记录

4.数据处理

五、结果计算

六、注意事项

使用仪器时,须保持仪器清洁与干燥,若被雨雪打湿,使用后须用软布擦拭干净;避免碰撞和震动,非观测时间,仪器要放在盒内,切勿用手摸风杯;平时不要随便按风速按钮,计时机构开始工作后,亦不得再按该按钮;各轴承和紧固螺母不得随意松动。

 

 

实验五   输沙率与风沙流结构特征的测定

一、实验目的

输沙率是风沙流输沙能力的重要指标,输沙率的测定不仅有理论意义,而且是合理布设防沙治沙方案的主要依据,具有重要的实践意义。测定出各层次的输沙量后,可以计算测试点的风沙流结构特征值,从而判断测定点是处于堆积状态还是吹蚀状态。

二、实验原理

输沙率即是单位时间、单位面积上的固体沙粒通过量。输沙量反映了某一时间、某一风速条件下地表的输沙能力。这样用集沙仪收集单位时间内的沙量即可知道某一风速条件下的输沙率了。

三、实验仪器及设备

FCC-6型沙尘采样器(自行设计、加工),可收集0~80cm层次的输沙量。仪器高度为1.2m,沙尘采集层共23层,其中底部为0~1cm和1~2cm两层,2~20cm每2cm为一层,共9层;20cm以上每5cm为一层,至80cm止,共12层。积沙仪顶部安装导向翼板,导向翼板焊接在轴上,可随风向的变化而发生变化,通过翼板的作用使得沙尘采集入风口始终正对着来风方向,收集口宽5cm,长10cm,其上部设有排气孔,后部安装有沙尘收集袋。该集沙仪不仅可以测量0~20cm层内小距离间隔的沙量,使其测定与传统测定保持一致,而且可完成距地面20~80cm高度内输沙量的测定。

兹氏阶梯式集沙仪,收集口规格为1cm×1cm,收集高度为10cm,每厘米为1层。

四、操作步骤

1.选择典型大风日,在各测试区内,设立FCC-6型沙尘采样器或兹氏阶梯式集沙仪收集沙粒。

2. 仪器安装:FCC-6型沙尘采样器安装完毕后,在收集口后部安装沙尘收集袋,并记录沙尘采集仪在田间的位置,同时在沙尘收集袋上对应地标上采集器序号、袋号及采样时间,将沙样带回实验室后,用1/1000g感量的电子天平称量所收集的沙粒重,计算单位时间内,在某种风速下,离地表各个高度内气流中输沙量和整个0~80cm内的总沙量。 

3.如果采用兹氏阶梯状集沙仪,则需使集沙仪收集口正对风向,并记录收集时间,观察风向的变化,当风向发生变化时,将集沙仪收起,打开集沙仪后部箱盒,取出10支收集管,倒出沙粒,用1/1000g感量的电子天平称量所收集的沙粒重,计算单位时间内,在某种风速下,离地表各个高度内气流中的输沙量和整个0~10cm内的总沙量。

五、注意事项

    1.在安装FCC-6型沙尘采样器时,须使仪器下部的平板紧贴沙面,并能使其自由旋转。

2. 安装FCC-6型沙尘采样器或兹氏集沙仪时,须使其集沙口正对来风方向,收集结束后,必须使集沙口背对来风方向,以免多进入沙粒。

实验六   沙障设置与固阻沙效应的测定

一、实验目的

1.掌握沙障的设置要件和设置关键技术;

2.通过测定,了解沙障设置前后沙面输沙率和风沙流结构的变化;确定沙障的固阻沙效应。

二、实验原理

沙障是用各种材料(如麦秸、稻草、芦苇、黏土和砾石等)在地表组成干扰风沙流运行的障碍,通过增加地表粗糙度,改变其上的风速廓线,从而减弱贴地面层风速,降低实际风力作用的有效性,控制风蚀。沙障类型及设置材料的选择是根据防护目的,因地制宜。沙障设置时需要考虑诸多因素,如孔隙度、沙障间距、规格、与主风向的夹角、设置部位等。沙障设置后,会改变地表风沙流的运行状况和地表的蚀积状况,从而使得沙障设置前后地表形态、输沙能力均会发生一系列变化。通过野外设置和测定,可以掌握其变化状况,有助于了解沙障的固阻沙效应。本实验以常见的麦草为主要原料,介绍麦草沙障的设置技术和其固阻沙效应。

三、实验设备及材料

    铁锹、麦秸(稻草或芦苇)等材料、风速仪、集沙仪

四、操作步骤

(一)、麦草沙障的设置

1.麦草沙障设置规格

2. 麦草方格沙障部位设置

3. 麦草方格沙障方法步骤

 (二)、麦草方格沙障固阻沙效应测定

1.风速测定

2.输沙率测定

文档

中国防沙治沙典型模式

第十四章中国防沙治沙典型模式1授课时间:第二十八讲2授课方式:以多媒体报告为主,为课堂讲授辅3授课题目:干旱区绿洲防沙治沙典型模式及铁路、公路防沙典型模式4教学目的:要求学生掌握干旱区治沙典型模式和铁路、公路防沙典型模式,了解国内外发展动态5教学的重点及难点:干旱区治沙典型和铁路、公路防沙典型模式模式是本讲的重点,也是本讲的难点。6教学的基本内容纲要:见讲义7作业、讨论题及思考题:(1)对比分析中国干旱区治沙典型模式的优缺点?8课后小结:9参考资料:(1)半干旱区沙地综合治理技术的研究与推广,
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