中國現有固沙技術研究進展

蒲泓沁 馬源 王冠琦 高德寬 王海旺

摘 要：由于近年來沙塵暴嚴重影響了我國環境和經濟發展，因而防風固沙的重要性日益凸顯。本文簡要介紹了目前治理沙漠的幾種手段的發展現狀，并著重介紹了工程固沙技術，總結各技術弱點。文末合理分析目前治沙的缺陷并推測未來應如何治沙。

關鍵詞：沙塵暴；治沙手段；工程固沙；未來治沙

沙漠化，即沙質荒漠化，是荒漠化的主要類型[3]。我國沙化土地面積達173.97萬Km2，相當于我國總土地面積的18.12%，是世界上沙化最嚴重的國家之一[2]。此外，我國沙塵暴天氣愈演愈烈，嚴重影響了人們的日常生活。因此，如何有效地防風固沙顯得愈來愈重要。

目前，國內固沙的方法，根據其作用機制的不同，可大致分為以下三類：工程固沙、生物固沙和化學固沙。

本文從目前國內的三類治沙手段發展現狀展開綜述，并提出了未來治沙的發展方向。

1.工程固沙技術

工程固沙又稱機械固沙，即在不改變地表化學成分的前提下，采用機械工程技術，一般是通過設置沙障、建立立體柵欄等方式，對風沙流進行輸、阻、導、固從而達到維持沙地表面穩定性的目的。由于機械工程隨著時間的推移會被慢慢腐蝕或者掩埋，所以工程固沙是一種臨時性的固沙輔助手段[1]。

目前，工程固沙技術是防沙設計中比較成熟的一種防沙措施，主要方法是設置沙障、建立立體柵欄等。

1.1設置沙障

1.1.1草方格低立式網格狀沙障設置技術

呂建平等提出的該技術主要應用于植物覆蓋程度小于10%的流動沙丘[3]。沙障材料為長度不小于30cm的廢棄植物纖維，成方格狀鋪在沙子上，規格為1米×1米，沙障插入地表深度為10-20cm，露出高度為10-20cm。首先將材料沿著作業路放置，其方向與主風方向成較大傾斜角，然后從上往下施工，先按照規格要求放置材料，厚度為3-5cm，后用直立式釘靶狀簡易工具將材料中央下壓至地下10-20cm，同時使材料兩端翹起，高度為10-20cm，即完成沙障設置。據測算，一噸柴草可設置4畝1米×1米的草方格，成本極低。

1.1.2黏土平鋪式網格狀沙障設置技術

呂建平等提出的該技術主要應用于植物覆蓋程度小于10%的沙區及高度變化小的沙丘[3]。沙障材料主要是沙丘低地的黏土，規格為1米×1米。沙障設置在地表以上10-15cm，通常鋪設在沙丘迎風面。首先將黏土堆放在施工區域，從上往下設置沙障，再由施工人員用鐵鍬將黏土按照規格均勻攏放成方格即完成沙障設置。

1.2建立立體柵欄

1.2.1高立式柵欄技術

趙正華提出的該技術一般應用于沙子較多之地。長桿植株是主要的耗材來源。柵欄插入地下深度一般為50cm，按其牢固程度改變深度，外露高度1m[4]。首先將高桿作物條編成笆塊，然后把笆塊釘在木樁上制成柵欄的一個單元，將這些單元緊密排列即得柵欄，柵欄的孔隙度決定它防風固沙的能力，孔隙度越大，即越稀疏，其效果越差，反之亦然。

1.2.2尼龍網膜柵欄技術

截止目前，該技術只是在敦煌莫高窟區域展開了應用。沙障材料主要是尼龍網膜和木樁。沙障插入地下約50cm，深度按照實際牢固程度而定，露出高度為1.8米，尼龍網空隙度為20%。將尼龍網膜釘在木樁上制得柵欄的一個單元，將尼龍網膜柵欄設置成三角形體系。它可以阻擋主風方向的風沙，同時疏通次主風方向的流沙。

2.生物固沙技術

生物固沙又稱植物固沙，即采用以林業為主的方法，種植具有突出抗逆性的植物，來恢復植被覆蓋度和加大地面粗糙度來達到固沙的目標。通常把植被覆蓋度在15%以下的沙丘稱為流動沙丘，覆蓋度在15-40%的稱為半固定沙丘，覆蓋度在40%以上的稱為固定沙丘，這充分說明了植物與固沙的密切聯系。所以，植物固沙，亦即進行生態恢復，被認為是治沙的最為長久的根本性措施[5]。

飛播治沙、人工改良草地、封育、營造灌木群落、“五帶一體”、營造防風固沙帶這六類技術作為治沙根本手段——生物固沙被廣泛應用[1]。

3.化學固沙技術

我們把通過噴灑有機、無機化學材料來使沙土穩定性和保水性提高的技術稱為化學固沙技術[1]。

截止目前，無機類化學固沙材料、有機類化學固沙材料、有機-無機復合類化學固沙材料作為主要的化學固沙材料已得到廣泛應用[1]。

4.缺點

4.1工程固沙

其施工難度較大，由于不同土地的疏松程度不一，使得沙障插入的深度沒有明確的規定，對勞動力的要求較高，從而提高施工成本，并且具有一定的風險：若是深度不夠，將會導致沙障被流沙掩埋、被大風刮倒或者流沙滲入，從而使沙障工程報廢。

4.2生物固沙

由于沙區生態環境惡劣，難以提供植物賴以生存的基本要素，導致植被的成活率低（一般低于30%），并且由于植被生長周期較長，難以在短時間內達到固沙的目的。

4.3化學固沙

由于價格昂貴、材料稀缺、效果不佳、污染環境等原因，絕大多數產品沒有轉化為生產力。

5.未來治沙方向展望

截止當下，治沙主要有工程固沙、生物固沙、化學固沙這三類[1]。此三類固沙技術各具優勢，又有所欠缺。

實踐證明，單一的固沙方式成效有限，只有通過聯合三種固沙體系的優點，使得工程固沙、生物固沙、化學固沙的有機交融，方能真正達到固沙治沙的目標。

參考文獻：

[1]鐵生年，姜雄，汪長安.沙漠化防治化學固沙材料研究進展[J].科技導報，2013，31（Z1）：106-111.

[2]李婷. 沙漠綠化磚的制備及性能研究[D].海南大學，2010.

[3]呂建平，程大元，曹忠，王征，杜宏，趙娜.烏蘭布和沙漠沙障設置技術[J].內蒙古林業，2017（06）：24.

[4]趙正華. 固沙用新材料及野外固沙綜合技術研究[D].蘭州大學，2006.

[5]泉水.植物固沙[J].內蒙古林業，1984（06）：26-27.

作者簡介：

王海旺（1981-），男，內蒙古赤峰市，民族：漢。職稱副教授。學歷：博士。研究方向：有機-無機復合材料.