干旱區沙漠固沙方法
【專利摘要】本發明公開了一種干旱區沙漠固沙方法，包括以下步驟：⑴在干旱沙漠區域壓置邊長為1～2m的方格狀或間距1～2m的平行帶狀的沙障；⑵在步驟⑴沙障中種植寬行密植灌木林帶，該灌木林帶的株距使得該灌木林帶成林后的透風系數為0.3～0.45，行距為成林后的該灌木林帶平均高度的10～20倍。本發明采用方格狀或帶狀沙障結合寬行密植造林綜合固沙技術，既降低了單位面積的林木株數，在降雨量很小的地方也可保證林木成活和正常生長，又能最大限度并長期發揮其防風固沙效能。
【專利說明】干旱區沙漠固沙方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及荒漠化防治【技術領域】，尤其是一種干旱區沙漠固沙方法。
【背景技術】
[0002]我國目前沙漠化和沙化的土地面積為173.11萬km2，占我國國土總面積的18.03%，全國因包括沙漠化在內的土地沙漠化經濟損失約為4700億元。在現有的技術、經濟及自然環境條件下，近幾十年內可治理的沙化土地約為50萬km2。根據1998年國務院頒布的《全國生態環境建設規劃》，在治理沙漠化方面，提出近期治理目標(2010年)是22萬km2,中期目標(2030年)是40萬km2。
[0003]我國沙漠化最嚴重和最集中的地區主要是西北地區，即賀蘭山以西、祁連山和阿爾金山、昆侖山以北的西北干旱區，僅甘、新、蒙、青、藏5省(區)沙化土地面積占全國沙化土地總面積的93.69%，約占全國陸地面積的1/4，有4億多人受到沙化危害。該區域在國家安全、生態文明以及社會經濟發展中都據與重要地位，但同時也是我國生態環境最為嚴酷和脆弱的地區。隨著人口增加、綠洲擴大、水資源短缺、土地沙化，引發包括土地荒漠化在內的一系列生態環境問題，如河道斷流、植被退化、土壤侵蝕、湖泊萎縮、沙塵暴頻發，生態環境的退化不僅危及當地人民的生存發展，加重貧困程度，而且對我國生態安全和社會經濟發展構成嚴重威脅，并使我國的國際形象受到不利影響。因此，防沙治沙，遏制生態環境惡化已成為西北干旱區人們生存發展無法逾越的障礙。
[0004]沙漠化治理首先要考慮防治區水資源的情況，上述區域多屬西北內陸河流域，地表水缺乏，氣候干旱；而區內分布有塔克拉瑪干、古爾班通古特、庫姆塔格、巴丹吉林、騰格里等7大沙漠，全區可治理的沙化土地約24萬km2，約占全國可治理面積的一半。同時，上述區域干旱少雨，風大沙多，植被稀少，生態環境極為脆弱，治理難度非常大，年降水量多在200_以下，水資源嚴重缺乏，單靠常用的成本低、效果好的生物治沙不適應，而且由于該區域環境嚴酷，生態脆弱，治沙成本高、周期長、治理效果易反復。
[0005]一千多年前，我們的祖先就用柴草“插風墻”防風固沙，也就是我們現在所稱的機械固沙方法中的“柴草沙障”。上世紀50年代，我國又從前蘇聯引進了草沙障固沙技術，后經我國的科技人員改進創新，形成了目前廣泛應用的草方格沙障。后來各地科技人員又根據當地的資源狀況，先后試驗研究成功了適應不同的氣候、風沙區的格狀和帶狀粘土沙障、礫石、柴草沙障等多種材料、多種規格的機械沙障。為了克服柴草沙障壽命短的問題，又將草方格沙障和沙旱生灌木造林結合，形成了快速持久的綜合固沙技術。
[0006]幾十年來，國內外已有的治沙技術主要有植物治沙、機械(工程)治沙和化學治沙三類。其中植物固沙是最有效、最持久和本效比最高的一種，但我國沙漠化廣布的西北地區，因地表水缺乏，降水量少，沙丘、沙地水分稀少，生物治沙難以奏效；化學固沙多用乳化浙青乳液、高分子聚合物乳液、水溶液等噴覆于流沙表面固定流沙，達到固結的目的，但因其乳化浙青有化學污染，其他高分子有機物、生物制劑成本高，施工繁雜，壽命短等亦應用較少；應用最多、最普遍的是機械(工程)固沙和機械與植物相結合的綜合固沙技術。機械固沙是將柴、草、尼龍網、礫石、粘土等物料以一定的高度(0.2-1.0m)、規格(帶、格狀)鋪設于流沙表面，以降低沙面風速，增加沙面粗糙度和抗風蝕性，減少沙粒流動，達到固沙目的。綜合固沙是在機械固沙的基礎上，通過在沙障間栽種適宜的草樹種，在植物與機械沙障的共同防護作用下達到固沙作用。因此機械與植物相結合的綜合固沙是我國干旱區防沙治沙的首選與應用最廣的固沙技術。
[0007]在機械固沙技術中，應用最多的是柴草沙障、粘土沙障和尼龍網沙障三種。柴草沙障因原料不足、壽命短(3-5年)受到限制；粘土沙障因其壽命在20年甚至永久固結，且無污染而有較廣的應用，但因受材料制約，部分沙區就近無粘土，人工鋪設費工費力，以及阻礙降水入滲等問題不能普遍使用；近年來，尼龍(或塑料)網沙障雖然初次投入較高，但相對于柴草沙障其壽命長、施工不受當地資源、季節制約，固沙效果較好，得到了一定的推廣；但已有的尼龍(或塑料)網沙障因多以石油為原料，不僅消耗了寶貴的石油資源，沙障失效后對環境有污染，設置沙障工序復雜，成本高，而且在流動性大的沙區易遭風蝕失效，不宜使用，因而影響了廣泛應用。
[0008]目前應用最廣、本效比最高、效果最好的是以草方格、粘土、礫石等沙障固沙后，再在格狀或帶狀沙障間垂直于主風向栽植適宜的固沙灌木，當過幾年沙障失效時，沙障間的灌木成林，再持續發揮防風固沙效能。但目前該技術的實施方案是在鋪設草方格沙障后，在沙障間均勻栽植林木。據研究，要使林木達到固沙目標，其最低蓋度須在30%及以上，灌木造林密度應不少于2 X 3m。但在干旱少雨的沙區，尤其是年降雨量小于200mm，且地下水位在1m以下沙區，如此大的造林密度是無法保證林木長期存活和發揮防護效能的，必然是前期存活生長，需水量隨之增大，幾年后隨著沙丘儲存水分的耗盡，林木必然開始衰敗和死亡，最后失去防護效能。目前的另一種方案是，降低造林密度，以3X4m的密度造林，雖能使林木成活，但由于成林后蓋度太低，達不到防風固沙的效果。
【發明內容】
[0009]本發明針對現有技術的不足，提出一種干旱區沙漠固沙方法，機械沙障加寬行密植造林，其單位面積承載林木少、又能達到防風固沙效果，且施工便捷、降低成本。
[0010]為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案:一種干旱區沙漠固沙方法，包括以下步驟:
⑴在沙漠區域壓植邊長為I?2m的方格狀或間距I?2m的平行帶狀的沙障；
⑵在步驟⑴沙障中種植寬行密植灌木林帶，該灌木林帶的株距使得該灌木林帶成林后的透風系數為0.3?0.45，行距為成林后的該灌木林帶平均高度的10?20倍。
[0011]進一步地,所述灌木林帶的走向與主風向垂直。
[0012]進一步地,所述帶狀沙障走向與主風向垂直。
[0013]進一步地，所述沙障為用麥草、稻草、蘆葦、棉桿、粘土、礫石、塑料或尼龍網壓成的柵欄或埂。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下優點:采用方格狀或帶狀沙障結合寬行密植灌木林帶綜合固沙技術，既能快速固定流沙、為造林奠定基礎，寬行密植造林又降低了單位面積的林木株數，即使降雨量很小的地方也可保證林木成活和正常生長，還能最大限度并長期發揮其防風固沙效能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明干旱區沙漠固沙方法的方格狀沙障與帶狀造林固沙方法示意圖；
圖2為本發明干旱區沙漠固沙方法的帶狀沙障與帶狀造林固沙方法示意圖；
圖3為現有技術沙漠固沙方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。
[0017]如圖1所示的一種采用方格狀沙障結合寬行密植灌木林帶綜合固沙技術，在沙漠區域壓制邊長為I?2m的方格狀沙障1，再在方格狀沙障I中種植灌木2，該灌木2的株距使得該灌木2成林后的透風系數為0.3?0.45，行距為成林后的該灌木林帶平均高度的10?20倍；如以灌木梭梭為樹種時，其枝葉較稀疏，造林時株距應在0.5?1.0m之間；其成林后的平均高度一般為1.5m,因此，其行距應在15?30m之間。
[0018]方格狀沙障I可以用麥草、稻草、蘆葦、棉桿等農作物廢棄物，也可用粘土、礫石或尼龍網等非植物材料來制作，兩者均有相似的防風固沙效果。
[0019]當在主風向3 (為圖1、2中箭頭指向)不一致的沙區，以方格狀沙障I為佳；帶狀沙障易受風蝕；其中主風向3是指當地經常性來風的方向。
[0020]在主風向3單一的地方，上述的方格狀沙障1，也可做成垂直于主風向3的帶狀沙障，如圖2所示，再在帶狀沙障間栽植寬行帶狀灌木林帶，也有類似的固沙效果。
[0021]根據對近地面沙塵運動規律的相關研究表明:固沙的關鍵在防風，降低風速是減少沙粒移動最有效的方法。根據對防護林方面相關研究表明:當防護林的透風系數在
0.3?0.45時，其防護林帶的有效防護距離可達林帶高度的10?20倍。基于此，本發明的“方格狀或帶狀沙障+寬行密植灌木林帶綜合固沙技術”方案，既降低了單位面積的林木株數，在降雨量很小(100mm)的沙區也可保證林木成活和正常生長，又能最大限度并長期發揮其綜合防風固沙效能。
[0022]本發明方格狀或帶狀沙障結合寬行密植灌木林帶綜合固沙技術，以年降雨量IlOmm的干旱沙區為例；經研究，如按常用梭梭為樹種，且僅靠雨養，均勻布植的梭梭林適宜的承載量為38?40株/畝；株距按Im布置，成林后平均高度以1.5m計算，根據前述防護林研究結果證明，適宜的栽植行距應在15米至30m間；若以最小行距(林帶高度10倍)15m計算，其每畝承載的梭梭為45株，僅靠降雨基本可保證林帶正常存活和生長，此密度下梭梭成林后林帶透風系數約在0.35?0.45，可持續有效的發揮防風固沙效能。
[0023]而如按圖3所示的目前常用的“品”字型均勻栽植:1、若按2mX3m規格布置營造梭梭林時，其承載的梭梭株數為110株/畝，如此多的林木，成林后雖有較好的防護效果，但以降雨為主的沙丘水分根本養活不了這些林木，幾年后必然因缺水衰敗死亡，使草沙障和造林工程全部失效；2、若按3mX 4m規格布置營造梭梭林時,其承載的梭梭株數為56株/畝，但這樣小的造林密度，雖然降雨勉強可以保證林木成活生長，但由于成林后的平均蓋度在20%以下，透風系數在0.5以上，因此，無法達到有效防風固沙的目標。
[0024]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種干旱區沙漠固沙方法，包括以下步驟: (I)在沙漠區域壓植邊長為I?2m的方格狀或間距I?2m的平行帶狀的沙障； ⑵在步驟⑴沙障中種植寬行密植灌木林帶，該灌木林帶的株距使得該灌木林帶成林后的透風系數為0.3?0.45,行距為成林后的該灌木林帶平均高度的10?20倍。
2.如權利要求1所述干旱區沙漠固沙方法，其特征在于:所述灌木林帶的走向與主風向垂直。
3.如權利要求1所述干旱區沙漠固沙方法，其特征在于:所述帶狀沙障走向與主風向垂直。
4.如權利要求1所述干旱區沙漠固沙方法，其特征在于:所述沙障為用麥草、稻草、蘆葦、棉桿、粘土、礫石、塑料或尼龍網壓成的柵欄或埂。
【文檔編號】E02D3/00GK104164863SQ201410413414
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】方峨天, 楊自輝, 王強強, 郭樹江, 張劍揮, 詹科杰, 唐進年, 王多澤 申請人:甘肅省治沙研究所