活化沙丘環(huán)境無(wú)灌溉造林模式——準(zhǔn)噶爾沙漠明渠

21?世紀(jì)初,國(guó)家投資實(shí)施了天山北坡經(jīng)濟(jì)帶水資源工程,其中準(zhǔn)噶爾沙漠明渠段及伴行公路穿越古爾班通古特沙漠。沙漠明渠沿線降水量少,蒸發(fā)量大,無(wú)任何灌溉水源;風(fēng)力強(qiáng)勁,風(fēng)向單一;由于工程擾動(dòng),植被遭到破壞,活化沙丘嚴(yán)重威脅渠道和公路安全。

古爾班通古特沙漠冬季有穩(wěn)定積雪,降雪約占年降水量的?30%;春季積雪融化,79%—92%?的蓄存水轉(zhuǎn)化為土壤水分,形成懸濕沙層。經(jīng)試驗(yàn)研究,創(chuàng)立了利用懸濕沙層土壤水分在固定、半固定沙地進(jìn)行無(wú)灌溉造林的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)體系主要涉及?10?余個(gè)適宜植物種(如梭梭、白梭梭、沙拐棗、沙棗、文冠果、紫穗槐、花棒、刺沙蓬、鹽生草、沙米、沙蒿、絹蒿等)、2?個(gè)種植時(shí)段(晚秋和早春)、2?種造林方法(植苗和直播)、2?種處理方式(保水劑蘸根處理和客沙造林)、3?種結(jié)構(gòu)布局(株行距分別為?2 m×2?m、2 m×1?m?和?1?m×1?m)、4?種立地條件(填方段陰坡、填方段陽(yáng)坡、挖方段陰坡、挖方段陰坡)等方面。

基于研發(fā)形成的無(wú)灌溉植被恢復(fù)技術(shù),結(jié)合多種防沙技術(shù),創(chuàng)建了固定、半固定沙漠地區(qū)工程防護(hù)體系建設(shè)的優(yōu)化模式。該技術(shù)模式在準(zhǔn)噶爾沙漠明渠工程全線(168?km)得到推廣應(yīng)用(圖?4),造林面積達(dá)?30?000?畝,植物成活率達(dá)?85%?以上,防沙體系造價(jià)降低了?80%?以上,工程擾動(dòng)區(qū)植被得到迅速恢復(fù),渠道沿線生態(tài)環(huán)境得到明顯改善,從而確保了沙漠明渠的順利施工和安全運(yùn)行。該技術(shù)模式開(kāi)創(chuàng)了沙漠地區(qū)懸濕沙層水的生態(tài)利用新途徑,拓展了無(wú)灌溉造林和生態(tài)工程建設(shè)的技術(shù)領(lǐng)域和實(shí)施區(qū)域,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)影響。

中國(guó)交通干線沙害防治技術(shù)的國(guó)際推廣應(yīng)用前景

世界干旱區(qū)和半干旱區(qū)約占全球陸地面積的40%,其中荒漠面積?3.6×10⁷?km²。受氣候變化和人類活動(dòng)的共同影響,全球干旱和半干旱地區(qū),尤其是“一帶一路”沿線區(qū)域,面臨嚴(yán)重的水資源短缺和荒漠化危害問(wèn)題,這直接危及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和安全,特別是交通干線面臨嚴(yán)重的風(fēng)沙危害威脅?！耙粠б宦贰绷蠼?jīng)濟(jì)走廊大都存在不同程度的干旱風(fēng)沙問(wèn)題,累計(jì)約有?6?000?km?長(zhǎng)的風(fēng)沙危害區(qū)段,直接危害鐵路、公路、輸油輸氣管線工程和能源資源基地等。

世界各國(guó)在交通干線風(fēng)沙危害防治方面開(kāi)展了較多試驗(yàn)研究,開(kāi)發(fā)了一些實(shí)用技術(shù),但這些技術(shù)存在著材料成本較高、措施相對(duì)單一、防護(hù)效益不佳、使用壽命較短和維護(hù)難度較大等問(wèn)題,其推廣應(yīng)用存在一定的局限性。而針對(duì)我國(guó)交通干線沿線風(fēng)沙環(huán)境特征,通過(guò)技術(shù)試驗(yàn)、示范、集成和應(yīng)用,形成了流動(dòng)沙漠環(huán)境、固定半固定沙漠環(huán)境、高寒風(fēng)沙環(huán)境等地區(qū)交通干線風(fēng)沙危害防治模式,并在包蘭鐵路、青藏鐵路、塔里木沙漠公路、準(zhǔn)噶爾沙漠明渠及眾多沙區(qū)交通干線成功應(yīng)用。這些成套、成熟的技術(shù)模式具有低成本、易操作、效益高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),對(duì)全球風(fēng)沙地區(qū)道路防沙及生態(tài)建設(shè)具有重要參考價(jià)值,在世界干旱、半干旱地區(qū)尤其是“一帶一路”沿線區(qū)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

(作者李生宇,中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠環(huán)境與生態(tài)修復(fù)研究室主任,雷加強(qiáng)、徐新文、任宏晶,中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所;屈建軍,中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 ?！吨袊?guó)科學(xué)院院刊》供稿 )

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