摘要:沙漠化引發(fā)的沙塵暴等氣象災害越來越頻繁,對于人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了較大的危害,急需采取必要的措施來改善沙漠化地區(qū)的生態(tài)植被覆蓋率較差的問題,以妥善解決沙漠化問題。但是,在沙漠化地區(qū)由于氣候條件較差,降水稀少、高溫、風沙頻繁,導致植物難以在這種惡劣的氣候條件下生存,如何才能經(jīng)濟高效的改善植物在這些地區(qū)的生長環(huán)境,提高其成活率呢?本文介紹了當前比較先進的生態(tài)墊覆蓋技術,首先對其進行了簡單的介紹,然后分析了其對于土壤水分、對土壤溫度以及對植物光合作用的影響,最后對其應用前景進行了展望。
關鍵詞:生態(tài)墊覆蓋;風沙治理;應用研究
沙漠化引發(fā)的氣候災害,呈愈演愈烈之勢對人類的生存產(chǎn)生威脅,尤其是我國這一狀況更為嚴峻,當前我國的沙漠化土地面積占總面積的近1/3,并且每年還在急劇遞增。當前,積極的采取植樹種草行動來治理沙漠化勢在必行,但是沙漠地區(qū)氣候條件比較惡劣,長年氣候干燥,降水量少,氣溫高,蒸騰作用劇烈,導致植物難以存活;同時,由于風沙較大再加上土質易流動,植物幼苗在為扎根情況下難以生存。這些因素提高了治沙的成本,導致治沙效果較差,難以滿足需要。因此,我們必須采取有效的措施,來固定土地的水分,以為植物的生長提供必要的條件。
一、新型生物覆蓋材料生態(tài)墊簡介
在沙漠化地區(qū)治理風沙問題,對防風固沙涵養(yǎng)水源的材料要求較高,但是當前采用的材料功能比較單一,不能滿足固沙、保水的需求,如水玻璃類材料只能起到固沙作用,卻不能有效的保水,保水材料固沙效果卻又不理想。當前,一種名為生態(tài)墊的新型覆蓋材料,可以有效地解決固沙和保水的問題,該材質既能夠在高溫時節(jié)降低溫度,又可以有效的保持水分,起到保水、固沙、綠化環(huán)境的多重功效。并且其材質易于降解環(huán)保無污染。
生態(tài)墊原產(chǎn)自馬來西亞,是當前最新的防風固沙產(chǎn)品,其具有成本低廉、易降解的特性,能夠有效地起到改善土壤肥力和結構、含蓄水源的作用,能夠為植物的生長提供必要的水肥供應,有效地治理土地沙化現(xiàn)象。我國于2003年引進該產(chǎn)品,并且在治理京津風沙問題中,發(fā)揮了良好的效果。在應用中生態(tài)墊具有以下作用:一是其能夠起到調節(jié)地表土層溫度的作用,既能夠防止高溫對植物根系產(chǎn)生傷害,又能夠在低溫時產(chǎn)生保溫效果幫助植物有效的應對低溫天氣,提高植物的適應能力;二是其能夠有效的含蓄水源,有關研究表明生態(tài)墊能夠顯著提高初春土壤的含水量,保持較高的濕度,為植物生長提供必須的水分供應;三是生態(tài)墊可以有效的改善土壤肥力、結構,覆蓋生態(tài)墊可以有效的對其與的雜草生長產(chǎn)生抑制作用,減少無效的肥力丟失,并且在一定時間后其還會自我降解,為土壤提供一定的肥力補充;四是有效提高植物的存活率,通過生態(tài)墊保持土層溫度、含蓄水源以及改善土壤的營養(yǎng)狀況的作用下,可以有效地彌補沙漠化土地生存條件惡劣的問題,幫助植物幼苗適應惡劣的條件,有利于植物種子的生長,提高植物的成活率。
二、生態(tài)墊覆蓋的功能分析
(一)生態(tài)墊覆蓋對土壤水分的影響
土壤的水分含量是對一個地區(qū)的氣候、土壤因素等天然氣象條件的綜合反映,土壤的水分為沙漠化土地中植物的生長提供基礎的水分條件。尤其是對于處在干旱少雨地區(qū)來說,由于該地區(qū)地表土層裸露、疏松,生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,植物覆蓋率低,氣候條件惡劣,風沙活動頻繁,年降水量少,氣溫較高水分蒸發(fā)量大,整體來說水分虧缺嚴重。而土壤水分充足與否直接關系到該地區(qū)土壤性質和植物生長,因而,要想在該地區(qū)取得較好的風沙治理效果,充足的水分供應是關鍵。
采取生態(tài)墊覆蓋可以有效改善土壤水分狀況,生態(tài)墊覆蓋在較少影響土壤性質的前提下,可以有效的改善土壤的孔隙度,增加雨水會的滲入量,同時,處在生態(tài)墊覆蓋狀態(tài)下的地表,可以有效的減少太陽的輻射,降低土壤表層的溫度,減少水分的蒸發(fā)量,起到含蓄水源、提高土壤水分的有效性,有利于提高植物的存活率[1]。
(二)生態(tài)墊覆蓋對土壤溫度的影響
土壤溫度是關系到林木能否生長的又一重要因素,土壤溫度能對植物的生長速率產(chǎn)生一定的影響。在合理的溫度區(qū)間內,提高土壤溫度,能夠有效地提高林木的生長速率,在植物生長的物候期內,合理的土壤溫度,能夠有效地影響植物的生長指標:當土壤溫度過低或過高,都會超出植物的承受極限,對其正常的生長發(fā)育產(chǎn)生抑制作用,甚至導致其死亡。
在干旱高溫的沙漠地區(qū),地表的氣溫往往比較高,會使土壤表層孔隙中的水分蒸發(fā)出來,導致水分損失,同時氣溫越高、越干燥,就會產(chǎn)生較高的熱暖空氣吸壓,進而加速地表水分的蒸發(fā)損失。生態(tài)墊覆蓋可以在土壤表層產(chǎn)生隔熱層,有效的降低太陽的熱輻射,降低土壤表層的溫度,相關的數(shù)據(jù)顯示,在夏季炎熱天氣條件下,采取生態(tài)墊覆蓋措施可以降低土壤表層溫度達15度左右,有效的減少了高溫引發(fā)的水分蒸發(fā)等問題[2];同時,在寒冷的季節(jié),采取生態(tài)墊覆蓋措施能夠有效的對土壤表層產(chǎn)生保溫作用,減少溫度流失,幫助植物根系越冬,提高植物的成活率,此外,覆蓋生態(tài)墊可以有效地減少晝夜溫差,防止溫度大幅度變化,影響植物正常生長。
(三)對植物光合作用的影響
光合作用實質是太陽能向化學能轉化,是綠色植物所特有的生理功能,植物利用太陽能,將二氧化碳和水等無機物合成糖等有機物質同時放出氧氣。在此過程中,植物不僅為人類的生存提供有效的能源供應,而且可以有效地吸收大氣中多余的二氧化碳等溫室氣體,防止溫室效應的發(fā)生,還可以有效的防止水土流失、防風固沙、含蓄水源,起到改善生態(tài)環(huán)境的作用。
植物的光合作用過程比較復雜,其光合效率會受到多種因素的影響。采取生態(tài)墊覆蓋措施后植物的光合速率有了顯著的提升,這主要是因為采取生態(tài)墊覆蓋措施后,有效地保持了土壤表層的水分含量。當植物在干旱缺水的環(huán)境中,會及時的關閉葉片上的氣孔,減少蒸騰作用以減少水分的蒸發(fā),防止植物失水過多降低葉綠體功能,甚至引起凋萎,但隨著氣孔的關閉,也會導致其吸收的 CO2量減少,從而降低了植物的光合速率。采取生態(tài)墊覆蓋措施后有助于表層土壤含蓄水源,為植物提供必要的水分補充,在一定程度上緩解干旱帶來的功能損傷,而水分是影響植物光合作用的重要因素,在一定范圍內植物的生理代謝活躍度、光合作用強度與土壤的含水量成正相關,因此,采取生態(tài)墊覆蓋措施后,能夠有效的提高植物的光合作用強度[3]。
三、生態(tài)墊覆蓋技術的應用前景分析
生態(tài)墊覆蓋技術投入較高,但是其對于提高植物適應惡劣環(huán)境的能力、改善生態(tài)環(huán)境方面具有重要的意義。生態(tài)墊覆蓋技術能夠有效的保持土壤表層的水分、調節(jié)地表溫度、改善植物的光合作用強度,提高植物的成活率。近年來,該技術得到較快的推廣應用,它在大幅度提高植物的產(chǎn)量的同時,起到了改善生態(tài)環(huán)境、節(jié)約當?shù)厮Y源的作用,對于我國沙漠化地區(qū)的風沙治理工作具有重要意義。
與此同時,生態(tài)墊覆蓋技術可以有效的起到保持土壤水分、改善土壤結構、提高植物光合作用效率的作用,在應對我國荒漠化地區(qū)的風沙治理工作中,提高植被覆蓋率、改善生態(tài)環(huán)境方面具有廣闊應用前景。如果能夠在沙漠化嚴重的地區(qū),大力推廣開來,將會有效改善這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,有效的起到防風固沙、含蓄水源的作用。
參考文獻
[1]張 燕,王友文 . 民生視角下的塔克爾莫乎爾沙漠生態(tài)治理—傳統(tǒng)技術與新型技術比較研究 [J]. 生態(tài)經(jīng)濟,2014,11:156-160+164.
[2]張克存,安志山,蔡迪文,等 . 沙漠—綠洲過渡帶近地表風沙過程研究進展 [J]. 地球科學進展,2015,09:1018-1027.
作者簡介:王麗,1985年3月16日出生,女,籍貫:陜西禮泉,西安工程大學,在讀研究生,研究方向:環(huán)境工程。身份證號碼:610425198503160268。
(作者單位:西安工程大學)