我国沙漠治理的现状分析以及不同类型沙障防沙固沙效果对比研究

徐州市第一中学2023级15班    董泊言   指导教师：苏畅

摘要

沙漠化是全球性的环境问题，对地球的生态系统造成了巨大的压力。为了保护生态环境和实现可持续发展，了解沙漠化的成因，探讨沙漠治理的现状和未来发展趋势非常重要。本文旨在分析沙漠化的成因，探讨我国沙漠治理的现状，并对不同类型沙障的防沙固沙效果进行对比。通过相关数据的收集和分析，我们将深入研究这些问题，并提出有效的治理策略，以实现生态环境的保护和沙漠地区的社会经济发展。

一、引言

沙漠化现象已成为全球性的环境问题。随着人类活动的增加和气候变化的加剧，沙漠化程度日益严重，给地球生态系统带来了巨大的压力。中国作为世界上最大的沙漠国家之一，面临着巨大的沙漠治理挑战。因此，了解沙漠化的成因，探讨我国沙漠治理的现状，并寻求有效的防治措施，对于保护生态环境和实现可持续发展具有重要意义。

二、沙漠治理现状分析

1．我国沙漠治理的历史背景

中国的沙漠主要分布在西北地区，包括新疆、甘肃、内蒙古等省份。长期以来，我国政府和社会各界一直在积极探索沙漠治理的有效方法。早在20世纪50年代，我国就开始了大规模的沙漠治理工程，如防护林建设、草方格沙障、植树造林等。这些措施在一定程度上取得了成效，但总体来说，我国的沙漠治理仍然面临着很大的挑战。

1980年~2015年中国沙地地理分布调研记录

年代	中国沙地地理分布省份	主要分布区域
1980	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北
1990	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北
1995	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北
2000	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北
2005	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北
2010	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北
2015	北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、 山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆	西北、华北、东北

根据2009年科学出版社出版的《中国荒漠化和沙化土地图集》。八大沙漠具体面积如下：

一、八大沙漠

（1）塔克拉玛干沙漠。位于新疆南部塔里木盆地中心，面积35.73万平方公里，是我国面积最大的沙漠,也是世界上面积第二大的流动沙漠。行政范围包括阿克苏、喀什、和田、巴州的部分地区。

（2）古尔班通古特沙漠。位于新疆北部准噶尔盆地中央，面积5.68万平方公里，是我国面积最大的固定、半固定沙漠。行政范围包括昌吉和阿勒泰。

（3）巴丹吉林沙漠。位于内蒙古高原的西南边缘，行政区包括额济纳旗和阿拉善右旗的部分地区，面积约5.50万平方公里。

（4）腾格里沙漠。位于内蒙古阿拉善盟的东南部，总面积为4.19万平方公里。涉及甘肃、内蒙、宁夏三个省区。

（5）柴达木盆地沙漠。位于青海省柴达木盆地、青藏高原东北部，面积1.70万平方公里,是我国海拔最高的沙漠。

（6）库姆塔格沙漠。位于新疆南部东端，罗泊湖以南、以东，面积2.21万平方公里。

（7）库布齐沙漠。位于内蒙古鄂尔多斯高原北部，面积约1.39万平方公里。

（8）乌兰布和沙漠。位于内蒙古巴彦淖尔市和阿拉善盟东北部,河套平原的西南部，面积近0.91万平方公里。

二、四大沙地

（1）科尔沁沙地。位于西辽河中下游，行政区域涉及内蒙古赤峰和通辽两市、吉林西部、辽宁西北部，面积6.36万平方公里，是我国面积最大的沙地。

（2）毛乌素沙地。位于鄂尔多斯高原东南部，面积5.55万平方公里。行政区域涉及内蒙古鄂尔多斯市，陕西榆林市，宁夏银川市（兴庆区）、石嘴山市和吴忠市。

（3）浑善达克沙地。位于内蒙古锡林郭勒高原中部，主要涉及内蒙古锡林郭勒盟、赤峰市克什克腾旗和河北承德市围场县的一部分，面积3.96万平方公里。

（4）呼伦贝尔沙地。位于呼伦贝尔高原上，主要分布在呼伦贝尔市的鄂温克族自治旗、新巴尔虎左旗、新巴尔虎右旗、陈巴尔虎旗、海拉尔区境内，面积约0.74万平方公里。

    

    

    

    

2．当前沙漠治理存在的问题

尽管我国在沙漠治理方面取得了一定的成果，但仍存在一些问题。首先，治理措施不当，缺乏科学性和可持续性。其次，资金投入不足，难以满足大规模的沙漠治理需求。最后，公众对沙漠化的认识不够，缺乏广泛的参与和支持。

3．应对措施

为了解决上述问题，我们需要采取一系列应对措施。首先，加强科学研究，制定科学的沙漠治理方案。其次，增加投入，保障治理工作的顺利进行。最后，加强宣传教育，提高公众对沙漠化的认识和参与度。

三、研究方法

本研究采用文献资料收集、地图考察和实验数据分析等方法。首先，对相关文献进行了梳理和评价，以了解沙漠化的成因和我国沙漠治理的现状。其次，进行了地图考察，收集了有关沙漠治理的第一手资料。最后，进行了三个模拟实验，对实验数据分析，以比较不同类型沙障的防沙固沙效果。

四、沙障研究现状和发展趋势

沙障治沙也称机械治沙或物理治沙，是根据风沙流的结构特征，通过设置沙障减少近地表输沙量，控制风蚀沙埋，减少风沙危害。沙障在固定流动沙丘、促进植被恢复中具有不可替代的作用。

沙障是指人工设置的一种障碍物，可以固定流沙、保持水分、提高土壤肥力等。根据不同的类型和用途，沙障可以分为植物性沙障、工程性沙障和机械性沙障等。

沙漠治理和沙障研究是两个不同的领域，但它们之间存在一定的联系和交叉。在理论方面，沙漠治理注重生态学和地理学，而沙障研究则注重材料科学和工程学。在方法方面，沙漠治理主要采用自然恢复和人工造林等方法，而沙障研究则采用人工设置沙障等方法。在数据方面，沙漠治理需要收集大量关于气候、土壤、植被等数据，而沙障研究则需要收集关于沙障类型、设置密度、维护管理等方面的数据。

本项实验旨在通过模拟分析找到能够较好地控制风沙流方向、速度、结构的沙障。防止风沙危害，保护目的植物成活和生长，提高流动沙地造林成活率，达到防风治沙的目的。

五、实验探究及数据分析

实验1：不同风速对沙粒搬运作用探究

实验器材：绿色桌垫，沙土，吹风机，测风仪，毛刷，铲子，卷尺，电子秤。

实验步骤：

（1）绿色桌垫铺于地上，将1.5kg的沙土置于桌垫30cm×30cm的方形区域内；

（2）用1档风速（3.4m/s）沿平行方向来回对沙土进行吹风实验，吹风时间30s，测量

沙粒被搬运的最远距离、扩散的最宽距离、输沙总质量，重复3次求平均值；

（3）用2档风速（6.3m/s）沿平行方向来回对沙土进行吹风实验，吹风时间30s，测量

沙粒被搬运的最远距离、扩散的最宽距离、输沙总质量，重复3次求平均值；

（4）用3档风速（9.9m/s）沿平行方向来回对沙土进行吹风实验，吹风时间30s，测量

沙粒被搬运的最远距离、扩散的最宽距离、输沙总质量，重复3次求平均值。

（5）记录数据，对比分析数据。

    

实验分析：通过实验可以发现，风可以携带沙粒发生一定距离的位移。风速越大，沙粒被搬运的最远距离越大，沙粒被扩散的最宽距离越大，输沙总质量越大。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实验结论：风力对土砂粒的吹移搬运，因土砂粒的大小和质量不同，出现三种运动形式：①悬移：土砂粒中粒径小于0.05毫米的粉砂、粘砂，重量极小，可被风卷扬至高空，随风运行。②跃移：粒径在0.05～0.5毫米的中细粒砂，在风力及其本身重力双重影响下，以两者合力方向，沿着平滑的轨迹急速下降。这时的砂粒带着较大的能量撞击地表，使原来不易为风力所移动的较大一些粒子产生移动。③蠕移：粒径0.5～2毫米的较大颗粒，不易被风吹离地表，但可在风力作用下沿沙面滚动或滑动。从重粘土到细砂的各类土壤，蠕移占全部土沙移动量的 7～25％，跃移占55～72％，悬移占 3～28％。绝大部分砂粒是在贴近地面的30厘米高程内、 特别是在0～10厘米高程的气流中输移。风速增大，输沙量显著增加。

经调查知，乌兰布托年均风速4.1m/s，沙粒大都为低于0.5毫米的小颗粒、中颗粒。故后面的两个实验选取2档风速（6.3m/s）和小颗粒、中颗粒沙粒加以研究分析。

实验2：不同沙障搭建及防沙固沙效益探究

实验器材：绿色桌垫，沙土，吹风机，喷壶，草，石子，尼龙布，毛刷，铲子，卷尺，电子秤。

实验步骤：

（1）绿色桌垫铺于地上，将1.5kg的沙土置于桌垫30cm×30cm的方形区域内；

（2）分别在沙土上搭建草方格沙障、石方格沙障、尼龙网方格沙障；；

（3）用2档风速（6.3m/s）对搭建好的三种沙障沿平行方向来回对沙土进行吹风实验，吹风时间30s，测量沙粒被搬运的最远距离、扩散的最宽距离、输沙总质量；

（4）分别用喷壶向以上三种沙障喷水，5分钟后再用2档风速各吹1分钟，观察不同

沙障的水渍分布情况；

（5）记录数据，与空白对照组对比分析数据。

   

 

实验分析：通过研究不同沙障在防沙固沙效益上的差异，可发现：就搭建维护角度来看，草方格沙障、石方格沙障和尼龙网沙障组制作成本从小到大排序是石方格沙障、草方格沙障、尼龙网沙障；搭建耗时从少到多排序是石方格沙障、草方格沙障、尼龙网沙障；预期寿命长短从小到大排序是草方格沙障、尼龙网沙障、石方格沙障。

石方格沙障搭建过程中可在沙漠化地区就地取材，更利于适应恶劣环境，使用寿命比麦草更长久。

不同形状的砾石沙障在2档风速下的输沙量（g）

 

实验结论：就防沙固沙效果来看，草方格沙障、石方格沙障和尼龙网沙障组防沙效果最好的是草方格沙障，其次为尼龙网沙障，最不好的是石方格沙障，推测原因是草方格沙障、尼龙网沙障由于材质结构较好，能够起到较好的防沙固沙效果；而石方格沙障的结构较为分散，因此防沙固沙效果不甚理想。

就涵养水源效果来看，草方格沙障、石方格沙障和尼龙网沙障组具有涵养水源（阻碍表面水层快速下渗）功能的是尼龙网沙障、草方格沙障。具体表现为两种材质的沙障由于其结构特征，能够涵养一部分水分，保留一些水迹，起到一定的保留水土的效果。。

现实中，草方格沙障可以让雨水不至于很快下渗到下部，有利于根系浅的植物生长。正是由于这个原因，加其可以起到固沙的作用，草方格沙障中的植物更容易存活，在草方格沙障腐朽损坏之后，自然植被可以继续起到防风固沙、涵养水分的作用。

就是否对环境友好方面来看，草方格沙障、石方格沙障和尼龙网沙障组中仅有尼龙网沙障可能对环境造成影响，草方格沙障对环境均无任何影响，且草方格沙障腐朽损坏之后，还可作为存活植被的肥料，是“可持续发展”精神最好的体现。

实验3：不同布设方式砾石沙障防沙固沙效果探究

实验器材：绿色桌垫，沙土，吹风机，石子，毛刷，铲子，卷尺，电子秤。

实验步骤：

（1）绿色桌垫铺于地上，将1.5kg的沙土置于桌垫30cm×30cm的方形区域内；

（2）用约500克的石子搭建出四种不同的沙障：散布形，方格形，竖条形，三角形；

（3）用2档风速（6.3m/s）对搭建好的四种砾石沙障沿平行方向来回对沙土进行吹风

实验，吹风时间30s，测量沙粒被搬运的最远距离、扩散的最宽距离、输沙总质量；

（4）记录数据，与空白对照组对比分析数据。

                

 

 

实验分析：在所有形状的砾石沙障中方三角形沙障防沙固沙效果最好。其原因是三角形砾石排列规则紧密，各方格间距较为紧凑，起到了较好的防风效果。所以若使用砾石沙障应优先选择三角形沙障来提高防沙固沙效果。

 

 

实验结论：通过上述实验可发现，不同布设方式的微缩砾石沙障防沙固沙效果存在差异，实验中所设置的不同布设方式包括：散布形、方格形、竖条形、三角形，它们在同一风强下表现出的防沙固沙能力大小关系是三角形＞竖条形＞方格形＞散布形，推测原因为三角形砾石排列规则紧密，各方格间距较为紧凑，起到了较好的防风效果。 工程实践中常见的砾石沙障布设方式是方格形，推测原因是方格形砾石排列规则紧密，各方格间距均匀整齐，起到了较好的防风效果，同时较竖条形沙障利于后期固沙植物的种植；较三角形沙障性价比较高。

六、结论与展望

本研究分析了沙漠化的成因，探讨了我国沙漠治理的现状，并对比了不同类型沙障的防沙固沙效果。结果表明，植物性沙障和工程性沙障在防沙固沙方面表现出较好的效果，而机械性沙障的效果相对较差。此外，沙漠化的程度与气候变化、人类活动等因素密切相关。

目前，我国的沙漠治理还存在一些问题，需要加强科学研究和实践探索。沙障研究也将继续深入发展，为沙漠治理提供更多的技术支持。未来，我们需要在以下几个方面加强研究和探索：

1．加强科学研究，制定更加科学、合理、可持续的沙漠治理方案。同时，加强与国际社会的合作和交流，引进先进的技术和经验。

2．增加投入，保障治理工作的顺利进行。同时，鼓励社会各界参与和支持沙漠治理工作。

3．加强宣传教育，提高公众对沙漠化的认识和参与度。同时，加强科研成果的宣传和推广，让更多的企业和机构了解和应用沙漠治理和沙障研究的成果。

4．探索新的技术和方法，为沙漠治理和沙障研究提供更多的选择和支持。同时，加强与相关领域的交叉合作，推动多学科的综合研究和应用。

未来的研究可以进一步深入探讨沙漠化的成因机制，特别是人类活动与气候变化对沙漠化的影响。此外，还需要对不同类型沙障的长期防沙固沙效果进行评估，以制定更加有效的治理策略。同时，研究还可以关注如何将沙漠治理与当地经济发展相结合，实现生态与社会的协同发展。

总之，沙漠治理和沙障研究是保护生态环境、抗拒沙漠化的重要途径。面对未来的挑战和机遇，我们需要更加努力，共同为地球的生态环境贡献力量。

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