苗 增

(華北科技學院安全工程學院，北京東燕郊 101601)

1 概述

北京，作為我國的首都城市，她的環(huán)境在一定程度上影響著中國的形象;天津，作為我國重要的經濟開發(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沙的侵襲，在影響環(huán)境的同時，也在某些程度上限制了京津的經濟與發(fā)展。究其根本，我們發(fā)現(xiàn)內蒙古額濟納旗的水土流失以沙塵暴為體現(xiàn)形式，而沙塵暴的必經之路就是北京市，通過山西、京津地區(qū)然后飛向大海、飛向日本，甚至飛向澳大利亞。

遼闊的額濟納，隸屬阿拉善盟，位于內蒙古自治區(qū)的西北端。舉世聞名的“中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心”、“東風航天城”就在旗的境內。全旗總面積11.46萬平方公里。這里便是古時候的居延。世界第三大沙漠，中國第二大沙漠巴丹吉林沙漠就位于額濟納旗境內。它地處中亞干旱與半干旱氣候中心，是我國北方沙塵暴發(fā)生的最主要沙源地之一。近半個世紀以來，在西風環(huán)流、冬夏季風特別是冬季風、氣候變化與人類活動影響下，巴丹吉林沙漠流動沙丘不斷擴張，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，直接影響了內蒙古額濟納旗、阿拉善右旗，甘肅省民勤縣、高臺縣、臨澤縣等地區(qū)的人民生活與社會發(fā)展［1］。

額濟納在地理上屬于內蒙古高原的一部分;在地質上屬于天山、陰山地槽。額濟納位于歐亞大陸的腹地，遠離海洋，西南、西、北三面不同距離內有山脈環(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)。

常見天氣現(xiàn)象多風，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，年均大風天數(shù)44天。且大風常伴隨沙塵暴，造成了重大的災害［2］。

由于當?shù)氐耐寥莱蕢A性，導致了該地區(qū)無法大量種植普通的農作物，所以該地區(qū)的糧食均靠外地輸入。

2 額濟納地區(qū)沙塵暴的成因

沙漠化成因是沙漠化研究治理中的核心問題之一，對該問題的研究由來已久。但在沙漠化成因的觀點上爭論較大，大體上可歸納為自然成因和認為成因兩種觀點。前者多認為沙漠化是自然過程，主要由于氣候干旱造成的，人類活動的影響是次要的。例如“干旱是沙漠化的主要原因”;“沙漠化的產生和發(fā)展主要受降水變化的控制，是氣候變干的結果”等。而后者認為，沙漠化是在自然因素基礎上，主要由人為不合理經濟活動所造成的，即人是沙漠的主要導致者，朱震達即是這一觀點的代表者，他在十幾年前計算出人為因素所造成的沙漠化占沙漠化總面積的94.5%(參見表1)。

表1 中國北方地區(qū)沙漠化土地的成因類型

值得一提的是在近十年中，又有專家學者指出“人類不合理翻耕土地、放牧等活動，在自然條件相同的情況下，加速土壤風蝕值可達到50%以上。”由此，我們可以將內蒙古自治區(qū)額濟納旗的沙塵問題分為以下三個方面來進行分析。

2.1 自然成因

有利于產生大風或強風的天氣形勢再加上有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩(wěn)定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風是沙塵暴產生的動力，沙、塵源是沙塵暴物質基礎，不穩(wěn)定的熱力條件是利于風力加大、強對流發(fā)展，從而夾帶更多的沙塵，并卷揚得更高。此外，額濟納地區(qū)干旱少雨，土壤、黃砂主要成分的硅酸鹽，當干旱少雨且氣溫變暖時，便會發(fā)生下列化學變化。

這樣，硅酸鹽土壤膠團、砂粒表面就會帶有負電荷，相互之間有了排斥作用，成為氣溶膠不能凝聚在一起，從而形成揚砂即沙塵暴。

近二十年來，額濟納地區(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，而年日均風速最大達到5.06 m/s，其數(shù)值接近固定風沙土的起沙風速5.1 m/s［3］。

2.2 物理機制

在極有利的大尺度環(huán)境、高空干冷急流和強垂直風速、風向切變及熱力不穩(wěn)定層結條件下，形成了巨大的壓溫梯度，這些條件共同作用，使近地層風速陡升，掀起地表沙塵，形成沙塵暴或強沙塵暴天氣。

2.3 人為原因

沙塵暴發(fā)生不僅是特定自然環(huán)境條件下的產物，而且與人類活動有對應關系。人為過度放牧、濫伐森林植被，工礦交通建設尤其是人為過度墾荒破壞地面植被，擾動地面結構，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。

在額濟納地區(qū)，近十年來，牲畜的數(shù)量急劇增加，造成草場嚴重超載，在牲畜的踐踏下，形成裸露的沙地［4］。

額濟納地區(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，由于河流改道，直接導致了額濟納地區(qū)的供水不足，就連大漠衛(wèi)士——圣樹胡楊也在這樣的環(huán)境中倒下，造成了額濟納地區(qū)的大片“怪樹林”現(xiàn)象。近十幾年隨著區(qū)域經濟發(fā)展和人口增長，水資源開發(fā)利用量逐漸增大，而且存在部分不合理的開發(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(參見圖1)。

圖1 額濟納地區(qū)草原沙漠化影響因素分布表

3 沙塵暴的影響結果

3.1 額濟納地區(qū)沙塵暴的危害

除了強風、沙埋、土壤風蝕、大氣污染外，額濟納地區(qū)的黑風是造成京津地區(qū)沙漠化的元兇，它通過風力破壞、風蝕直接影響了京津地區(qū)。

額濟納地區(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?shù)厝嗣竦纳a生活、造成生命財產損失、影響交通安全、危害人體健康、減小國土面積……。

3.2 額濟納地區(qū)沙塵暴的積極作用

沙塵不僅對環(huán)境有負面作用，在某些程度上講，對環(huán)境也有有利的一面。例如額濟納地區(qū)的赤色沙暴中所夾帶來的大量鐵質已證明是渤海浮游生物重要的營養(yǎng)來源，而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳，以減緩溫室效應的危害;額濟納沙塵所造成的養(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電荷的硅酸鹽，能中和酸雨中的氫離子，減輕酸雨危害。

額濟納沙塵暴雖然危害甚大，卻也是地球自然生態(tài)當中的一個必經的過程，因為自人類有史以來，便有沙塵暴出現(xiàn)了。只是我們應該更積極地找尋異常沙塵暴頻發(fā)的機制，以真正解決異常氣候變遷所帶來的對于環(huán)境的危害。

4 對額濟納地區(qū)沙漠化治理工作的建議

王繼和研究員認為，植物措施控制風沙流，減弱或消除風沙對生產、生活的危害是沙漠治理的基本方法之一，而林內風速的高低和沙面風蝕量的大小又成為沙漠治理效果的最重要的評價指標［5］。

4.1 工作中存在的不足

4.1.1 水資源可用量少、管理難度大

額濟納旗境內河道寬淺，河床基質疏松，輸水過程中蒸發(fā)滲漏損失嚴重，從狼心山到達鎮(zhèn)輸水損失在2億m3左右，實際可用水資源量很少。

由于額濟納旗閘多渠少，無控制性蓄水工程，來水與需水在時空上存在突出的矛盾，來水規(guī)律性差加上用水季節(jié)農牧民搶水爭水，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用土方30萬m3左右，對于水利職工和灌區(qū)勞力來說都是沉重的負擔。

4.1.2 人口稀少、經濟基礎薄弱

額濟納旗地域遼闊但人口極為稀少，經濟基礎薄弱。每年的生態(tài)建設需要投入大量的資金和勞力，超出了額濟納旗政府和人民的承擔能力，所以每年都需要中央投資。額旗本地的工程建設項目主要依靠外來民工，2004年民工使用量將超過2～3萬人，多于額濟納旗常住居民。

4.1.3 基礎資料和技術力量不足

額濟納旗基礎地理資料十分缺乏，現(xiàn)有資料分散保存在農牧、林業(yè)、水務、氣象各局和草原站等單位，不能集中使用，其綜合利用價值也難以實現(xiàn)。各單位獨立作業(yè)，技術人員知識結構單一而且交流與合作不足，工作效率和效果不佳。

4.2 國外先進技術應對額濟納地區(qū)沙漠化的可行性分析

4.2.1 生物技術

以色列為了提高荒漠地區(qū)的產出，大力研究開發(fā)適合本地種植的植物資源，廣泛引種馴化，開展植物雜交育種，利用現(xiàn)代生物技術培育出抗鹽堿耐干旱的新品種。對作物的引種、培育、種植都是以市場為目標，充分發(fā)揮優(yōu)良品種的作用，使沙漠化劣勢成為自然優(yōu)勢。

日本九州大學的科學家用成本價低廉的納豆絲綠化沙漠，次年這個課題已經列入日本國家級科研項目［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脂。其蓄水量可高達樹脂本身重量的5000倍，吸水后即成凝固狀態(tài)，在陽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，且不會污染環(huán)境。

英國的科學家發(fā)現(xiàn)，南非沙漠地區(qū)植物的細胞中含有辛酮糖物質，當它們失去水分后，辛酮糖就變成了蔗糖，而蔗糖在細胞內則變成了晶狀體，可以防止細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。

建議額濟納地區(qū)能夠根據(jù)本地的實際情況和條件，通過引進國外的技術和物種，達到對額濟納地區(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

土庫曼斯坦的卡拉姆運河，調水到西部灌溉荒漠草場和新農墾區(qū)，并改善草場的供水條件。

澳大利亞對沙區(qū)基本上實行以保護為主的管理辦法，加強政府每年的投資，開展水、土和生物多樣性保護項目的建設，建立農墾區(qū)、示范區(qū)和沙漠公園，且利用沙漠獨特的景觀吸引游客，大力開展旅游業(yè)。

4.2.3 政策與機制

上述國家制訂了專門的法律，為治理荒漠化“保駕護航”。如閑置土地退化地區(qū)的載畜量，調整畜禽結構，推廣圍欄放牧技術;引進與培育優(yōu)良物種，恢復退化植被;實施節(jié)水保溫灌溉技術，保護土壤，節(jié)約水源;禁止亂砍濫伐等。另外，通過鼓勵私有土地者種草植樹，在技術、設備、資金上予以大力支持。這些政策和措施有力地促進了當?shù)赝恋氐暮侠砝?，有效地遏制了土地荒漠化的急速擴展【7】。本文認為，上述案例值得額濟納旗和我國借鑒。

4.3 對當前情況的建議

4.3.1 加快黑河工程和內蒙輸水總干渠建設

在確保工程質量的前提下，黑河工程和內蒙輸水總干渠建成后，將大大提高輸水效率，提高向額濟納旗輸水總量和實際可利用水量。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行和維修費用，還需要中央財政的不斷支持，地方政府更應積極多方籌措資金。

4.3.2 加強各部門間的協(xié)作和資源共享

水土保持和生態(tài)修復涉及很多學科，需要進行大量的監(jiān)測工作和各種因子變化的綜合分析，更需要各部門技術人員和行政職能的通力配合，才能收到最佳效果。各部門的基礎資料集中使用，有利于工作的開展和發(fā)揮這些資源的綜合價值。

無論國內外各科研機構來旗考察、科研，均應給地方留下相關資料、成果，為地方社會經濟發(fā)展服務。地方科技管理部門應在尊重知識產權的前提下，協(xié)同相關業(yè)務部門，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威性

黑河是一條省際河流，長期以來水資源管理存在著嚴重的問題。為了進一步加強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規(guī)章、制度和授權的約束力、權威性，應將黑河水資源管理的規(guī)章、制度和有關授權以法律法規(guī)的形式予以明確。只有解決好黑河水資源管理問題，才能解決居延綠洲生態(tài)危機，保障邊疆地區(qū)長治久安和民族團結、社會穩(wěn)定。

4.3.4 加強植被恢復措施

種草可以較快恢復植被，并減緩風力侵蝕。但是隨著環(huán)境條件改善和人類的開發(fā)利用，要防止適應性更強的天然物種侵入人工草地占據(jù)優(yōu)勢地位。

通過水利工程提高水資源利用效率，加快植被恢復。天然草地經過灌溉后，生物量和植被覆蓋度都會有不同程度的提高，群落組成也會有所變化。

通過生態(tài)修復，封育保護，局部地區(qū)采取灌溉、補播等輔助措施，主要依靠植被自然恢復能力，具有見效快、投入少等優(yōu)點，是適合額濟納旗當前缺少資金和勞動力現(xiàn)狀的綜合措施。

通過對額濟納地區(qū)的植被恢復措施的設置，加強監(jiān)管力度，引用國內外先進的技術和經驗，對額濟納地區(qū)實現(xiàn)生態(tài)改造，不僅會造福當?shù)?，也將徹底解決京津地區(qū)長達千年的沙塵天氣。

［1］ 朱金峰，王乃昂，陳紅寶，董春雨，張華安.基于遙感的巴丹吉林沙漠范圍與面積分析［J］.地理科學進展，2010，29(9):1087－1094

［2］ 孫興凱.額濟納.(第1版)［M］.額濟納:中共額濟納旗委宣傳部，1998

［3］ 樊勝岳，周立華.沙漠化成因機制及其治理的沙產業(yè)模式［J］.地理科學，2000，(6):511－516

［4］ UN.United Nations Convention to Combat Desertification in Those Countries Experiencing Serious Drought and/or Desertification Particularly in Africa［Z］.1994

［5］ 王承安，安春梅，杜斌，等.內蒙古阿拉善盟生態(tài)環(huán)境"3S"技術定量動態(tài)分析［J］.測繪科學，2005，30(3):78－82

［6］ 甘肅省科技廳.荒漠化防治與治沙技術［M］.蘭州:甘肅人民出版社，2001

［7］ 廖夢娜，孫哲，等.關于利用水葫蘆流體治理沙漠化的可行性研究［J］.中國環(huán)境管理叢書，2010，(02):27－28

［8］ 劉林森.筑起荒漠化長城.中國經濟導報，2005