張亞賓 呂曉星

（1甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2鄭州鐵路局新鄉(xiāng)橋工段，河南 新鄉(xiāng) 453000）

青藏高原植草固沙措施研究

張亞賓1呂曉星2

（1甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2鄭州鐵路局新鄉(xiāng)橋工段，河南 新鄉(xiāng) 453000）

針對(duì)青藏高原日益嚴(yán)重的風(fēng)沙災(zāi)害，通過(guò)分析青藏高原沙漠化及風(fēng)沙災(zāi)害的影響，對(duì)植草固沙措施進(jìn)行研究，為提高植草固沙措植株成活率，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件設(shè)計(jì)合適的植生基質(zhì)配比；選擇種植冷地早熟禾、披堿草、老芒麥。對(duì)植草固沙措施效果及自然生長(zhǎng)植被進(jìn)行研究后認(rèn)為：人工種植植物生長(zhǎng)高度及密度均優(yōu)于自然生長(zhǎng)植被；植草固沙措施既能治理風(fēng)沙又能改善生態(tài)環(huán)境。

青藏高原；沙害；植草；固沙措施

1 引 言

青藏高原主要分布在我國(guó)青海省、西藏自治區(qū)以及新疆維吾爾自治區(qū)南部等地區(qū)，面積約260萬(wàn)km2。青藏高原是全球海拔最高的地理單元，這里環(huán)境惡劣，生態(tài)環(huán)境異常脆弱，土地貧瘠，不利于植物生長(zhǎng)，加之近年全球氣候變暖，青藏高原沙漠化現(xiàn)象日益嚴(yán)峻。鐘德才[1]研究了柴達(dá)木盆地沙漠的形成機(jī)理與演變進(jìn)程。錢征宇[2]調(diào)查研究了青藏鐵路西格段鹽橋沙害問(wèn)題并提出了相應(yīng)的風(fēng)沙治理方案。金昌寧等[3]研究了高立式沙障風(fēng)沙沉積與風(fēng)沙活動(dòng)之間的關(guān)系后認(rèn)為，只需通過(guò)測(cè)量沙障積沙量即可推斷該處風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)度，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查沙害問(wèn)題提供了途徑。屈建軍等[4]通過(guò)野外監(jiān)測(cè)與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究尼龍網(wǎng)柵欄防沙效益后認(rèn)為，A字型尼龍網(wǎng)柵欄防沙體系兼具阻沙功能和導(dǎo)沙功能，為風(fēng)沙災(zāi)害防治提供了經(jīng)驗(yàn)。楊印海等[5]青藏鐵路措那湖段鐵路沙害類型及成因研究后，提出了多種措施相結(jié)合的綜合防沙體系，治沙效果顯著。

2 青藏高原風(fēng)沙災(zāi)害危害

風(fēng)沙災(zāi)害的危害主要分為3種：風(fēng)積、風(fēng)蝕和磨蝕。風(fēng)積是風(fēng)力將地面的沙粒吹動(dòng)并沉積下來(lái)的現(xiàn)象，其分布形態(tài)有片狀沙埋、蛇狀沙埋和堆狀沙埋，片狀沙埋是一般鐵路常見(jiàn)的沙埋形式，青藏鐵路卻多為蛇狀沙埋，其危害在于風(fēng)沙埋道速度快且難以預(yù)測(cè)，而堆狀沙埋移動(dòng)速度慢，危害性較?。伙L(fēng)蝕是風(fēng)力侵蝕地表的現(xiàn)象，路基邊坡上部風(fēng)蝕較為嚴(yán)重，路肩風(fēng)蝕后導(dǎo)致路肩寬度不夠，軌枕外露，軌道形位難以保持，危及行車安全；磨蝕則是隨氣流運(yùn)動(dòng)的沙粒對(duì)運(yùn)行的列車及設(shè)備產(chǎn)生撞擊的現(xiàn)象。

3 青藏高原植草固沙措施

3.1 青藏高原治沙措施概述

工程防沙措施主要分為阻沙措施和固沙措施。阻沙措施的目的是盡量在距離線路較遠(yuǎn)處控制風(fēng)沙流，從而降低沙害對(duì)線路的危害；固沙措施的目的是通過(guò)增加地表粗糙度的方式來(lái)降低地表空氣流速，從而固定地面的沙物質(zhì)，降低沙害對(duì)線路的危害。

3.2 植草固沙措施

3.2.1 技術(shù)介紹

植草固沙措施是一種利用植物防止風(fēng)沙出現(xiàn)的治沙措施。首先，植物能夠固著土壤，通過(guò)植物根莖加強(qiáng)地表土體的整體性，同時(shí)植被能使地表土顆粒與氣流分隔開(kāi)來(lái)，減少風(fēng)沙流的物質(zhì)來(lái)源；其次，植物能夠通過(guò)光合作用將吸收二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，同時(shí)植物生長(zhǎng)能夠增加土壤含水量，進(jìn)而改善水土氣候環(huán)境；再次，植物衰敗腐爛后會(huì)形成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)是一種很好的肥料，能夠增加土壤肥力。因此，植草固沙既能治理風(fēng)沙災(zāi)害又能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是一種永久性的根治沙害的治理措施。

青藏高原自然環(huán)境惡劣，生態(tài)環(huán)境脆弱，土地貧瘠，缺乏植物生長(zhǎng)所需肥力，植物自然生長(zhǎng)緩慢且稀少，而人工種植成活率度極低，故而為了提高人工種植成活率，在貧瘠的土地中加入有機(jī)肥、復(fù)合肥和保水劑等作為植生基質(zhì)。常用的植草措施載體主要有植生袋、植生管和植生帶等，將試驗(yàn)室制備好的植物種子裝至植生袋、植生管或植生帶等載體的相應(yīng)位置，再結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件設(shè)計(jì)合理的植生基質(zhì)配比，然后將制備好的植生基質(zhì)裝入載體，然后將植生載體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，表面覆蓋1cm左右厚度的土壤，之后無(wú)需養(yǎng)護(hù)任其自然生長(zhǎng)，待植物成活后則形成植草固沙沙障。

3.2.2 植物種類

植物種類的選擇是植草固沙的一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟。適宜的草種及合理的組合能夠提高人工種植的成活率，同時(shí)若組合合理還能提高對(duì)資源的利用效率。根據(jù)青藏高原植被情況，選擇冷地早熟禾、披堿草、老芒麥等三種青藏高原寒旱區(qū)植物種類進(jìn)行研究。

冷地早熟禾屬于禾本科早熟禾屬，為多年生草本植物，形狀為根須狀，稈直立叢生，莖葉茂盛，高約30～65cm，葉片長(zhǎng)約3～9.5cm，寬約0.7～1.3mm，每根桿有2～3節(jié)，每節(jié)具2～3個(gè)分枝，冷地早熟禾根莖發(fā)達(dá)，分蘗能力強(qiáng)，須根多而密集，對(duì)土壤要求不高，能適應(yīng)高海拔高嚴(yán)寒及干旱地區(qū)，幼苗能耐-3～-5℃低溫，成株能耐-38.5℃低溫，其在青藏高原分布較廣。

披堿草屬于禾本科披堿草屬，為多年生草本，形狀為須根狀，稈直立叢生但較疏松，高約70～160cm，葉片長(zhǎng)約8～32cm，寬約0.5～1.4cm，根深可達(dá)100cm，播種第一年節(jié)根入土深度約70cm，第二年節(jié)根入土深度達(dá)110cm以上。披堿草適應(yīng)范圍較廣，抗旱抗寒能力較強(qiáng)。

老芒麥屬于禾本科披堿草屬，是多年生草本植物，稈直立或基部略傾斜叢生但較疏松，葉片扁平內(nèi)卷，長(zhǎng)約10～20cm，寬5～10mm，老芒麥根系發(fā)達(dá)，入土較深，可利用較深處地下水，旱情嚴(yán)重時(shí)葉片內(nèi)卷，能減少水分蒸發(fā)，其幼苗能耐-4℃的低溫，冬季氣溫至-36～-38℃時(shí)，能安全越冬，老芒麥對(duì)土壤要求不高，能適應(yīng)復(fù)雜的地形氣候條件。

3.2.3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

為研究植草固沙措施、植物生長(zhǎng)情況及治沙效果，選擇在沱沱河地區(qū)設(shè)置植草固沙措施。沱沱河地區(qū)屬于高原高寒草原生態(tài)系統(tǒng)，氣候干旱寒冷多變，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，土地貧瘠，氣壓氣溫較低，日溫差較大，年平均氣溫-4℃；每年1月氣溫最低，平均氣溫-16℃，最低氣溫-32℃；每年7月氣溫最高，平均氣溫7℃，最高氣溫23℃；全年幾乎無(wú)無(wú)霜期。沱沱河地區(qū)年降水量約250mm，年均蒸發(fā)量約1600mm，降水主要分布在6～9月。由于沱沱河地區(qū)氣候惡劣和土地貧瘠，不利于植物生長(zhǎng)，故該地區(qū)植物種類單調(diào)、植被稀疏矮小、覆蓋度低。

沱沱河地區(qū)風(fēng)沙災(zāi)害較為嚴(yán)重，是青藏鐵路具有代表性的沙害路段，在沱沱河路段選用種植冷地早熟禾、披堿草、老芒麥等植物作為固沙措施效果良好，第1年成功種植并順利越冬，第2年繼續(xù)維持良好長(zhǎng)勢(shì)。在植物生長(zhǎng)初期，保水劑能夠保證幼苗的成活率，而且效果顯著；植生基質(zhì)中的肥料能夠增加植物生長(zhǎng)密度和高度。因?yàn)樵O(shè)置植草固沙沙障時(shí)配置了合理的植生基質(zhì)，人工種植的植物長(zhǎng)勢(shì)良好，其生長(zhǎng)高度比自然生長(zhǎng)的高出一倍多，生長(zhǎng)量比自然生長(zhǎng)的多出2～3倍。在沱沱河路段采用植草固沙措施后，固著地表松散土壤效果明顯，有效隔絕氣流與地表松散顆粒物，阻沙固沙效果顯著，同時(shí)還能改善青藏高原生態(tài)環(huán)境，是非常理想的固沙措施。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境選擇適合的基質(zhì)配比能讓植草沙障種植的植物生長(zhǎng)達(dá)到最佳生長(zhǎng)狀態(tài)。

2）人工種植植物長(zhǎng)勢(shì)良好，人工種植植物生長(zhǎng)高度比自然生長(zhǎng)的高出一倍，人工種植植物生長(zhǎng)量比自然生長(zhǎng)的多出2～3倍。

3）植草固沙措施能夠治理風(fēng)沙災(zāi)害，同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境，是一種非常理想的固沙措施。

[1]鐘德才.柴達(dá)木盆地沙漠形成與演變的初步研究[C].中國(guó)科學(xué)院蘭州沙漠研究所集刊（第三號(hào)）.北京：科學(xué)出版社，1986:124-136.

[2]錢征宇.青海鐵路鹽橋沙害的調(diào)查與治理方案[J].中國(guó)沙漠，1986，6（2）：27-30.

[3]金昌寧，董治寶，等.高立式沙障處的風(fēng)沙沉積及其表征的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J].中國(guó)沙漠，2005,25（5）：652-657.

[4]屈建軍，凌裕泉，等.尼龍網(wǎng)柵欄防沙效應(yīng)研究[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002,38（2）：171-176.

[5]楊印海，蔣富強(qiáng)，王錫來(lái)，等.青藏鐵路措那湖段沙害防治措施研究[J].中國(guó)沙漠，2010,30（6）：1256-1262.

Study on planting grass sand- fixing measures in inghai - Tibet plateau

In view of the increasingly serious sandstorm disaster in the Qinghai-Tibet Plateau, based on the analysis of the desertification and sandstorm disaster of the Qinghai-Tibet Plateau, the sand fixation measures of the grass planting were studied.In order to improve the survival rate of the plant and sand fixation, the suitable planting base ratio was set up according to the local natural conditions.Choose to plant poa crymophila, elymus dahuricus,elymus sibiricus Linn.The results showed that the growth height and density of the plant were better than that of the natural vegetation.The sand fixation measures could improve the ecological environment.

Qinghai-Tibet plateau；sand hazard；planting grass；sand-fixing measure

U216.413

B

1003-8965(2017)04-0081-02