阜新地區沙塵天氣成因及防治對策

王秀麗+李鳳梅+劉彬+陳藝萌

摘要：指出了隨著近些年生態環境惡化，尤其地表水土流失嚴重，加上氣候變化異常，導致了沙塵天氣的頻繁發生，給社會和人們帶來嚴重影響。初步分析了阜新地區地理環境和氣候條件，簡要探討了該地區沙塵天氣的成因、演變和特點，并提出了具有針對性的有效防御措施，即“退耕還林和不同物種的林果間作立體模式綜合發展”等方法，這些對氣候和生態環境有了改善和保護，并達到減少沙塵天氣產生的目的，還能提高地區經濟效益。

關鍵詞：沙塵天氣；生態環境；氣候異常；退耕還林；防治對策

中圖分類號：P425.5+5

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0039-03

1引言

阜新地區自20世紀下半葉以來，沙塵天氣發生極為異常，見圖1。

20世紀60年代開始，平均38次，70年代32次、80年代35次、90年代23次、2000～2010年28次、2011～2015年平均22次。雖然近些年年均發生次數少于以往，特別是近幾年發生出現的次數有所減少，這一現象與現階段對環境的治理以及大力發展退耕還林、草有很大的關系。近些年厄爾尼諾現象頻繁發生，全國各地氣候變化異常，天氣變化的突變性較大，也致使了沙塵天氣的發生無規律可循，沙塵影響的范圍同樣無規律可循，而且影響越來越廣，直接加速了經濟損失，加深了社會影響。其原因主要是生態環境的破壞和失衡，特別是地表干燥、松散的土地的破壞直接導致沙塵天氣的產生，再加上局地冷暖空氣的相遇或者強冷空氣與其共同作用?？v然氣候改變及天氣變化無規律可循，但是地表環境卻能夠人為決定，然而不同地區的氣候條件和環境特點又不盡相同，沙塵天氣的形成原因和發生特點也都不相同。所以探索阜新地區的氣候條件和天氣變化特征來分析沙塵天氣的成因和特點，對提出具有地域性、科學性、可操作可行性的防治措施具有一定的意義。

2沙塵天氣概述及產生條件

沙塵天氣的形成機制十分復雜，它是干旱地區或半干旱地區特有的一種災害性天氣，是由局地的大風與下墊面共同作用結果產生的。在氣象學中，由于風力、能見度和影響的不同可分為浮塵、揚沙和沙塵暴3個不同等級的沙塵天氣。在風力較弱或者沒有風的時候，空中容易浮游著一些塵土或細沙，這些物質大多數是從較遠地區經過上層氣流的運動而過來的，也可能是在揚沙或者沙塵暴天氣出現后還未來得及下沉的物質，一般能見度又在10km以上時，稱之為浮塵。而在風力加大時，風可以將地表的沙土等物質帶入到空氣中，一般能見度在1～10km時，稱之為揚沙。當風力再度加大，使得地表大量的塵土卷入空氣中，空氣特別渾濁，一般能見度在1km以下時，稱之為沙塵暴。當沙塵天氣時，瞬時風速大于25m/s，風力在10級以上時，會使得能見度低于50m，如此強烈的沙塵暴破壞力極大，俗稱“黑風”。

地表存在大量的松散干燥的沙土，同時伴有持久強勁的大風，這樣才能形成沙塵暴或者揚沙天氣現象。而形成沙塵天氣的最主要驅動力就是強冷空氣，強冷空氣的存在使得空氣存在更大的氣壓梯度，從而形成更強勁的大風。而強勁的氣流運動同時也攜帶著地表上大量的松散干燥的沙塵流向空中，形成沙塵天氣，高度能達到1000～2500m，最高可達到2500～3000m，也極易形成霾天氣。

在我國北方地區，沙塵天氣現象主要是特殊的地理地形環境和氣候條件共同作用導致的，阜新地區也是如此，它位于中緯度范圍，屬于干旱半干旱氣候類型，地表沙地較多，草地覆蓋稀少，大地多為旱作物，特別是春季回暖地面解凍時，平地上狂風起就容易形成沙塵天氣。

3阜新地區發生沙塵天氣的特征

阜新地處中國東北部，四季特點分明，雨熱同季，春秋季節較短，寒冷時期長，日照充足，屬于溫帶大陸性季風氣候，降水主要集中在7、8月份。統計1981～2010年的氣象數據可知：最高極端氣溫為40.9℃，最低極端氣溫為-30.9℃，歷年平均氣溫為8.3℃；歷年地面最高溫度為68.8℃，≥10℃積溫為2596℃；無霜期為159d，年日照時數2709.6h，日照百分率62%。年平均降水量為476.6mm，全年降水日數平均為≥10.0mm14d，≥25.0mm4.7d，≥50.0mm1.1d。降水的時空分布不均，春季占15.6%，夏季占66.8%，秋季占16%，冬季占1.5%。

圖2是該地區30年各月平均降水、大風、蒸發示意圖。

阜新地區大風發生次數較多，歷年年平均發生21次，其中有58%發生在春季；歷年年平均風速為2.4m/s，其中最大風速可達到23m/s，而歷年8級以上大風年平均發生21次，其中最多的一年發生35次；而且春季發生時風速最大，平均風速為4.5m/s；春季蒸發量也較大，年蒸發量平均1604.4mm。主要是因為阜新獨特的氣候條件、地形特征和所在的地理位置，而且由于環境破壞導致的植被覆蓋率低、地表水土流失嚴重、緩沖區急劇減小等因素，使得大風天氣多見、春季蒸發量大，同時過度放牧、開荒等，形成了該地區干旱半干旱氣候，素有十年九旱之稱。由此可見，發生沙塵天氣的首要自然因素是特殊地理環境、平坦的地形、頻發的大風天氣、降水偏少以及氣溫偏高等。其次是人為因素的作用，也就是對下墊面性質的改變：森林植被、水土河道、生態環境的破壞，自然生態失去了保護和自我調節的作用。與此同時，全球性氣候變化也導致了本地區的異常氣候，使得厄爾尼諾現象連年發生，阜新地區連年大旱和暖冬，少雨少雪的干燥氣候都易于發生沙塵天氣。

4沙塵天氣的防治對策

4.1宏觀控制沙塵天氣產生

人為控制不能刻意改變天氣、氣候的條件和變化，只能通過分析其變化規律加以預測和影響，但是人為卻可以針對性控制沙化的土地，改變那片經不起半點過度破壞的地表環境。首先，仔細分析沙塵天氣產生的根本原因及發生時的氣候、環境特點，模擬建立與沙塵天氣產生相似的模型，并根據模型構建一套具有現代科學技術的分析檢測體系，增強對沙塵天氣預警及檢測，并提高其準確性和及時性。同時廣泛運用大氣中的云水資源，開展就地人工增雨及時攔截當地水分的蒸發流失，化解地面干旱和地表沙化情況。

4.2科學性多措施防治

借鑒國內外治沙效果好的地方的經驗，并結合阜新地區情況制定適合本地區的生態恢復治沙措施和政策，根據具體生長作物調整種植結構，采用不同播種期和不同成熟期作物套種、間作和留茬等方法，同時退耕還林、免耕、改善農機具等一系列措施共同實施。聯合政府多部門，興修水利，保護并擴建農田防護林，使工程措施和作物措施相互影響，提高防護能力，工程與生態并進實施，多作物、林、灌、草結合，對已經被破壞的地表進行封禁治理，生態修復，改善生態環境，防止沙化擴大。

4.3重點防治農牧重合區域

大力建造防護林、退耕還林還草，合理調整種植結構，因地制宜，改善農業生態環境。

種草是較為普遍的防沙治沙方法之一，具有不可替代的綜合功能。①它防風固沙能力顯著，2～3年即可達到35%以上的地表覆蓋度，且固沙作用即種即有效。②它能顯著地降低水土流失，保持較多的水資源，據資料表明，坡度在25°的草地能夠減少79%～90%的水土流失。③它對空氣有凈化作用，也能使生態環境得到美化，在一年時間內，1hm2草地能夠將900kg二氧化碳轉化成600kg氧氣。④它對土壤有高效的改良作用，可以改善土壤活力，增強土壤保肥性。例如紫花苜蓿，種植這種植物可以使土壤的有機質含量顯著增高，而且其前期經濟投入也較低，每畝平均在80～100元，產干草平均每年為500kg以上，受益長達5～8年，同時也可以加快畜牧業的發展，而將飼料配上打成漿的青草，也可喂食雞、鴨、鵝、羊、豬等家禽?？茖W合理利用土地資源，大力發展經濟型林-草間作，林苗生長初期可種植草發展畜牧經濟，當草退化后期，林苗已經長成并達到效益高峰期，產出量高，間作模式既能高效發展經濟，同時也能改善生態環境，從而達到防風固沙的作用。

4.4退耕還林、林-果間作優化模式

保護生態環境，防沙固沙最有效的措施就是退耕還林，同時為了在退耕還林中保持較高的經濟效益，就要實施一系列的林果間作模式。經過近些年的“阜新地區大力實施退耕還林、增加林果間作范圍、優化結構模式分析”，已經在林果園立體間作模式優化結構方面取得了一定的成績，同時也達到了生態環境優化、經濟效益提高及社會效益完善。

4.4.1草-林果間作模式

在果園中間種不同的草類植物，如白三葉草、紫花苜蓿、黑麥草等草坪，此模式可結合飼養家畜、果樹擴穴、深翻壓綠肥或多種混合，形成一系列相關聯的經濟鏈，多產多得，同時也可對鮮草及時貯藏，對草籽深加工，或者加工草粉，都有一定的經濟效益。

4.4.2藥-林果間作模式

當果園中各果苗在幼齡林期，可以間作不同的中草藥種類植物，但要選擇那些相對根系比較淺的、不需要太多的水分和肥料的、植株矮小的、具有較高經濟效益同時對果苗影響又小的物種，例如甘草、萬壽菊、柴胡、芍藥、山藥、金銀花、白術、北沙參、黃花、板藍根、桔梗、西紅花等，用以達到以藥養園的作用，經濟效益比較顯著。

4.4.3糧-林果間作模式

在低山丘陵和沙灘果園中最優選擇間種的優良作物是植株矮小、生育期短的雜豆類植物，如紅豆、豌豆、綠豆、小白豆、黑豆等。它們不但有固氮的功能，還能培肥土地，經濟效益十分顯著。

4.4.4薯-林果間作模式

間種土豆、甘薯等薯類作物在幼齡林期的果園中也是很好的模式。這些薯類的生長特點是根系淺、需水量小、需肥量適中、生命力強、適應性強，即使在果樹長大遮蔽中，也不影響其塊莖的形成和生長。

4.5“帶杯造林”改善生態

為解決固沙而造林時，苗木的成活率是其中解決最困難的問題，為提高苗木成活率，多地均運用新型平衡根系輕基質無紡布容器育苗技術，用來培育帶有營養杯的輕基質苗木林種，實踐證明，其林苗的成活率高達95%以上，充分降低了成本，而且帶杯造林，不用人工剝杯，降低了環境污染，保護生態環境，同時較好地保存了杯內的殺蟲劑、珍珠巖、草木灰、長效復合肥等成分，這些成分能較好的保存水分，提高林苗的抗病、抗旱等能力，進一步保證了林苗的成活率，提高經濟效益。

5結論與建議

當今生態環境日益惡化，氣候條件也變化異常，都使得沙塵天氣越來越頻繁的出現，這已經對人們生活和社會發展產生相當大的影響，為避免此類情況加劇，首先應該了解沙塵起源地區的環境特征、地貌特點等情況，并保護地表環境，也要熟悉沙塵移動的規則和特點，研究人為作用的影響并加以控制。其次要熟悉當地的氣候條件特征與產生沙塵天氣的聯系，分析其相互作用機制，了解當地歷史氣候變化情況，分析變化規律。再綜合分析氣候變化規律和人為因素的相互聯系及對沙塵天氣的產生和土地沙化的作用，為綜合治理沙塵天氣提供科學依據。林業興則生態興，“十二五”期間阜新共完成造林面積350多萬畝，森林覆蓋率近33%，森林總蓄積1065萬m2。地區水土流失得到有效控制，7級以上大風天數減少，城市空氣環境二級以上良好天數增多?？梢姡烁€林還草、經濟林木與其他作物間作模式、共同發展農林牧及多舉措多方面共同實施是防止沙塵天氣產生的有效措施，它不僅能保護人們的自然和生活環境，還能改善氣候狀況，同時也能產生較高的經濟和社會效益。

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