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中科院策勒站构建流沙治理模式 支撑新疆南疆生态建设和科技扶贫

作者: 山涛扶贫信息网 发布时间: 2021年02月27日 17:10:59

中国网/中国发展门户网讯新疆南部的和田地区是我国 14 个集中连片特困区之一,自古以来就深受风沙危害,生态环境极为脆弱。汉唐以来,和田绿洲被迫向昆仑山南移 100—150 km,皮山、墨玉、策勒县城曾 3 次搬迁,古丝绸之路沿线有 20 余座古城被沙海淹没。20 世纪 50 年代以来,由于人类活动加剧,尤其是绿洲外围灌丛的过度砍伐、大规模毁林毁草开荒造田,破坏了绿洲的天然屏障,导致沙漠的扩大和蔓延。20 世纪 80 年代初,流沙再次逼近到距离策勒县城 1.5 km 处,策勒绿洲再次告急。

为了解决“沙临城下”的严重问题,1983年,中国科学院新疆生态与地理研究所(原“中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所”)成立中国科学院策勒沙漠研究站(以下简称“策勒站”),开展沙漠化防治研究工作。面对严峻的生态环境问题和自然环境状况,依据生态学理论和方法,策勒站提出了“草、灌、乔”配置,“网、片、带、线”“林、田、水、路”并举的综合治理技术模式,形成了以生物措施为主,工程措施为辅,生态效益、经济效益、社会效益兼顾的绿洲外围综合生态防护屏障构建和优化管理的技术体系。同时,策勒站在新垦沙荒地棉花高产稳产种植模式、退化荒漠生态系统有效保育和合理利用途径、经济型生态防护体系建设等技术的研发和创建方面,开展了长期系统的观测研究和试验示范,取得了一批适用性技术成果,为新疆南部干旱风沙区退化植被修复和农牧民脱贫增收提供了重要的理论指导和技术支撑,得到了各级政府的高度评价和国内外组织的广泛赞誉。

构建流沙治理模式,提出柽柳恢复技术体系

塔克拉玛干沙漠南缘的策勒绿洲,年均降水量 <50>2 500 mm;年均沙尘暴 20 天左右、扬沙 90 余天、浮沉 100 余天,风沙频繁肆虐。策勒站开展了长期监测、研究与科学治沙试验示范,经过多年的艰苦努力,使蔓延扩大的流沙后退 5 km,构建了流沙治理的“策勒模式”,为我国和世界的荒漠化防治提供了新的范例。

构建了绿洲外围综合防护体系

结合策勒绿洲特殊的生态环境条件,策勒站提出了风沙灾害防治的综合防护体系模式。将生物措施和工程措施相结合,以生物措施为主体,建立 3 道控沙生物屏障。改春季造林为秋季造林,充分利用夏季充足的洪水修复自然植被;利用洪水冲刷形成的拦沙河等工程措施,使其配设在体系的最外缘。一系列举措有效遏制了沙漠向绿洲蔓延,切断沙漠与绿洲的联接,截断沙源,减少了风沙流中的含沙量。

第一道生物屏障为天然草灌带。利用洪水期灌溉,促进自然植被的恢复与形成,适当补播,增加种源和改善物种组成。针对流沙主要在近地表层输运的特点,利用草本和半灌木的高度和生长密集的优势,大范围增加地表粗糙度,减低风速,阻滞流沙,防止就地起沙,削减风沙流中的含沙量。

第二道生物屏障为人工固沙灌木林带。利用灌木林的高度,进一步拦截通过草灌带中的沙物质,促使空气中悬浮的沙粒沉降。

第三道生物屏障为邻接绿洲窄带多带式防沙林网。由高大乔木组成,提高了屏障对大风的抵御能力。当气流遇到前沿林带阻挡后,流场结构发生变化,大部分气流被迫抬升,从林带上空越过,林带背风面动能明显降低;林带多层次的连续阻挡,以及大量枝叶摆动和撞击,极大地消耗了风沙动能,降低了风速,促使进入体系内部的剩余沙量继续沉降,进一步减少大风和流沙对绿洲的危害。从纵断面看,拦沙河、天然草灌带、人工灌木林带、窄带多带式防沙林网的单个宽度分别为 50—100 m、300 m、500 m、1000 m,构成了总宽度 4.55 km 的综合防护屏障;其中,天然草灌带片合计占 77%。实践证明,这种防护体系的综合防护功能良好,生态效益显著。

在策勒沙漠-绿洲过渡带上分布有大片的天然植被。这些植被集中在绿洲外围及河流两岸,构成了绿色屏障,保护了绿洲免受风沙危害。由于长期不合理的樵采、放牧,绿洲外围及河流两岸的天然植被覆盖度降至 3%—5%,成为危害绿洲的重要沙源地。从 1983 年夏季开始,策勒站在 200 hm2 以上裸露的流沙地上引洪拉沙、引洪灌溉。引洪当年,一年生草本植物(如猪毛菜、五星蒿、沙米、虫实等)大量生长,盖度达 30% 以上,起到了固沙作用;多年生草本骆驼刺开始萌生,逐渐扩大,并形成建群种群落。第二年形成一年生草本与多年生草本骆驼刺的混生群落,第三年形成灌木(柽柳)、多年生草本(骆驼刺)、一年生草本的混生群落,并逐渐形成以柽柳和骆驼刺为建群种的稳定群落。至 1988 年在风沙前沿形成长、宽各 10 km 的绿色植被带,总面积达 10 000 hm2以上,从而有效地遏制了沙漠的扩大和蔓延。

阐明了塔里木沙漠公路生态防护体系主要植物的响应机制

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