沙漠化趋势变化及不同沙障固沙效益研究

摘要:本研究以土地沙漠化防治为背景，通过实验探究不同沙障类型（草方格、砾石、尼龙网）及布置方式对防风固沙效益的影响。结果表明，草方格沙障在降低风速、涵养水源及综合效益方面表现最优，砾石沙障经济性最佳。研究提出需结合工程治沙与生物治沙，因地制宜选择沙障类型，为沙漠化治理提供科学依据。

关键词：沙漠化；沙障；固沙效益；研究性学习；综合实践

1. 引言

土地沙漠化是全球性生态问题，我国北方地区尤为严峻。沙漠化不仅加剧沙尘暴频发，还威胁交通设施与居民生活。目前主要治沙手段包括生物治沙、工程治沙和化学治沙，其中沙障作为工程治沙的核心措施，其成本与效益的平衡是研究重点。

本研究依托徐州一中综合实践活动课程框架，以“探究不同沙障固沙效益”为课题，通过实验分析不同沙障的防风固沙效果及经济性，旨在为沙漠化治理提供实践参考，同时培养学生科学探究能力与社会责任感。

2. 研究方法

2.1 实验设计

1. 实验对象：草方格沙障、砾石沙障、尼龙网沙障。

2. 实验变量：

• 自变量：沙障类型、布置方式（箭头型、田字格、横条形）、风速大小。

• 因变量：砂砾搬运量、水分涵养效果、经济成本。

3. 实验步骤：

• 实验一（8月4日）：对比三种沙障的搭建维护成本及防风固沙效果。

• 实验二（8月10日）：探究不同布置方式对砾石沙障固沙效益的影响。

• 实验三（8月15日）：模拟不同风速下砂砾搬运效果的差异。

2.2 数据采集与分析

• 采用控制变量法，记录砂砾吹出量、风速数据及成本核算。

• 通过图表分析（如柱状图、折线图）量化沙障效果差异。

3. 结果与讨论

3.1 不同沙障类型的固沙效益

• 草方格沙障：防风效果最佳（风速降低40%），涵养水源能力突出，但材料成本较高。

• 砾石沙障：经济性最优（成本仅为草方格的60%），但防风效果次于草方格。

• 尼龙网沙障：防风效果接近草方格，但耐久性差，易受紫外线老化影响。

3.2 砾石沙障布置方式的优化

田字格型布置的防风效果显著优于箭头型与横条形，砂砾固定率提高25%（图1）。

3.3 风速对砂砾搬运的影响

风速超过10m/s时，砂砾搬运量呈指数增长，表明低风速环境下沙障效益更显著。

4. 结论

1. 草方格沙障综合效益最高，建议在生态脆弱区优先采用。

2. 砾石沙障经济性强，适用于资金有限的治沙工程。

3. 沙漠化治理需结合工程与生物措施，减少人为破坏，实现可持续发展。

5. 研究意义与展望

本研究通过实践验证了沙障选择的科学依据，为中学生参与社会问题解决提供了范例。未来可拓展至长期监测沙障耐久性及生物治沙协同效应，进一步优化治沙策略。

参考文献

1. 《近35a来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析》

2. 《中国土地利用现状遥感检测数据图》

3. 徐州一中综合实践活动实施方案（2017-2018学年）