若爾蓋縣土地沙漠化研究進展

楊雨薇 吳 迪

（成都理工大學環境學院，四川成都 610059）

若爾蓋濕地位于四川省阿壩藏族羌族自治州若爾蓋縣境內的西南部，地處青藏高原末端，主要有高原丘陵、高山峽谷2種地形，平均海拔在3500m以上，幅員面積10620km2。若爾蓋濕地處青藏高原東部，是青藏高原面積最大的高原濕地，也是黃河、長江兩大河流的水源涵養地之一，被譽為“中華民族的水塔”，同時也素有“高原之腎”的美稱，具有極其重要的生態地位［1］。但自20世紀50年代起，受氣候的變化及人類活動的影響，若爾蓋濕地出現了持續干旱、濕地面積萎縮、河流水位下降、物種多樣性減少等諸多生態問題［2］。1994—2009年期間，若爾蓋縣沙地以每年11.08%的速度擴大［3］，其植物群落、土壤養分有著顯著降低的變化趨勢，荒漠化和沙化已成為了若爾蓋縣最重要的生態環境問題之一［4］。本文根據若爾蓋草原退化和沙化的現狀和成因，分析了若爾蓋縣治理模式存在的問題，提出了具有針對性的治理方法，并且對新型技術的應用推廣進行了展望。

1 若爾蓋縣基本概況

1.1 地理位置若爾蓋縣地處川西北高原北部，地勢為中間低、周圍高，地理坐標為東經102°08′～103°39′、北緯32°56′～34°19′，黃河與長江分水嶺將其劃為東西2部，平均海拔3500m。由于河流深切，造成山高坡陡，海拔高差懸殊，形成了明顯的氣候帶和森林植物的垂直分異［5］。

1.2 土地利用狀況截至2010年底，若爾蓋縣土地總面積10620.00km2，其中林地316009.0hm2，耕地6790.4hm2，園地13.1hm2，牧草地643104hm2，居民工礦及交通用地4586.6hm2，水域16622.9hm2，未利用地74873.4hm2。其中天然草地面積501333.8hm2，半人工草地面積41790.0hm2，人工草地面積3488.0hm2。天然草地共分屬6個類，分別是高寒草甸類：面積328467.2hm2，高寒半沼澤類：78227.6hm2，高寒水沼澤類：35299.6hm2，山地草甸類：46389.6hm2，山地灌叢草甸類：12147.7hm2，疏林草甸類草地：802.1hm2。

1.3 氣候根據若爾蓋高原氣象臺站的觀測數據統計，若爾蓋縣氣候屬高原寒溫帶濕潤季風氣候，因地貌特征又分為大陸性山地中溫帶半濕潤季風氣候區（農林區）和大陸性季風高原氣候區（牧區）。農區冬季晴日多，日照強，溫差大，夏季雨熱同季。牧區氣候寒冷干燥，長冬無夏，日照強烈，溫差大，無絕對無霜期，年平均氣溫1.1℃。1月平均氣溫5.8℃，7月平均氣溫13.3℃，極端最高溫度25.6℃，極端最低溫度-33.7℃；降雨大多集中在5月下旬至7月中旬，年降水量526.3mm，年蒸發量達1064.6mm，相對濕度64%；年日照時數2499.6h，無霜期39d；年大風日數50d，年沙塵日數6d。

1.4 水文條件若爾蓋縣境內黃河及其支流白河、黑河，河谷平坦開闊，迂回曲折，蛇曲普遍發育，河床比較小；水流平穩緩慢［5］，流速一般為0.1～0.5m/s，以0.2～0.3m/s最為常見；水位年變化幅度一般在1～3m，最大時可達到4.5m；非汛期，黃河、白河水流清澈，黑河則不同，由于流域內沼澤發育，腐殖質含量高，河水呈棕色，汛期黃、白、黑三河水流渾濁，夾帶大量泥沙和腐殖質，懸移質較多，推移質相對較少。黃河水系還分布著興措、措卡、恰日、哈丘、錯拉堅、沃木欽、隆崗木措、莫烏措爾格、瓦延諾爾綽等湖泊，最小的僅0.25km2，最大的5km2左右，總水域面積20.45km2，蓄水量約2045萬m3。在湖泊周圍較大范圍內均為人畜難進的沼澤地。

1.5 土壤若爾蓋區內地質母巖大多是以三迭系板巖、砂巖、泥灰巖、白云巖構成的殘積、坡積物和第四系的松散堆積物，且依照不同的地形分布規律各不相同。主要土壤類型及分布規律表現為：平壩沼澤區為泥炭土和沼澤土，丘原草甸區為草甸土，古河床和河流附近的風積母質上常發育為風沙土［6］。草原上主要分布著亞高山草甸土、山地草原土、沼澤土、高山寒漠土、風沙土和鹽漬土。其中沼澤土為地帶性土壤，占有極大面積；風沙土和鹽漬土為部分亞高山草甸草原土、山地草原土退化和風沙侵蝕后形成的土壤，集中分布在黃河及其支流黑河、白河沿線，有的縱深達數十公里。沙區內土壤主要是沼澤土、亞高山草甸土、高山草甸土等。

1.6 植被若爾蓋國家高寒濕地自然保護區相對高差比較小，因此植物種類相對較少。區內植被以灌叢、沼澤草甸和亞高山草甸為主，林木稀少［7］。草地主要灌木有黃花金縷梅、大果沙棘、高山柳，地被物主要有狼毒、莎草、禾草、蓼、毛莨等等。沼澤植被主要草種有披堿草、驢蹄草、艾蒿草、木里苔草；灌木稀少，主要有杜鵑、沙棘、高山柳等。該區出現物種最多的科是玄參科，其次是菊科、莎草科、毛茛科、禾本科等，分布最廣泛的屬是莎草科的嵩草屬、苔草屬、華扁穗屬以及禾本科的早熟禾屬、披堿草屬。主要植物群落有9種：木里苔草、單鱗苞荸薺、無脈苔草、西藏嵩草、藏北嵩草、華扁穗草、銀葉委陵菜、早熟禾、高原嵩草、垂穗披堿草。

2 土地沙化現狀

根據2014年若爾蓋縣第5次沙漠化土地監測顯示，全縣沙化面積達80308.18hm2（不含非沙地和沙趨地），涉及7個鄉（鎮、場），32個村。2009—2014年間，新增沙化圖斑396個，面積達7911.18hm2，沙化土地年遞增率為5.32%，較2004—2009年監測年遞增率10.39%減緩明顯。沙化危害總體趨勢得到遏制，但固沙治沙任務依然嚴峻［8］。

3 土地沙化的危害

3.1 對生態的影響若爾蓋地處青藏高原東部，為全國主體功能區的“若爾蓋草原濕地生態功能區”的主要組成部分。沙化造成嚴重的水土流失，降低了涵養水源能力，直接威脅到黃河、長江兩大河流流域的生態安全。另外，若爾蓋縣地處高寒生態脆弱區，一旦形成大面積沙化，不但難以逆轉，而且在季風的作用下，將沙塵向更寬、更遠范圍輸送，影響長江上游生態屏障的建設［9］。

3.2 對人們生產生活的影響沙化涉及7個鄉（鎮、場），32個村，其中直接受害18個村莊，危害公路30km，年經濟損失達870.8萬元［9］。由于放牧草場越來越少，爭奪畜草的矛盾也越來越突出，直接影響著民族地區經濟發展和藏區的社會政治穩定［10］。

4 土地沙化成因

造成土地沙化的原因是多種因素共同作用的結果，它不是一個單純的自然過程，是在人為活動的影響下，由人為因素和自然因素共同作用下彼此疊加并相互反饋的結果［11］。

4.1 自然因素

4.1.1 氣候因素 根據近些年的氣象資料分析可以看出，若爾蓋縣近年來的氣溫有明顯升高的趨勢，且溫度上升幅度越來越大，氣溫升高將導致該地區呈現暖干化的趨勢，有助于沼澤退化、草地沙化；若爾蓋高原的年際間降水量波動較大，且年內間降水分配極不均勻，容易導致冬季地表非常干燥，干沙極易隨風吹揚；若爾蓋高原經常出現大風天氣，由于風速大且濕度低、吸濕能力強，造成迎風坡的沙化［12］。

4.1.2 地質因素 若爾蓋地處川西北高原北部，地勢為周圍高、中間低，直接或間接地受到大西北生態惡化的影響與控制。特別是自大西北的8級大風增多，成為該區沙化快速延伸的外部條件之一［13］。若爾蓋高原面上裸露的巖石多為三迭系的板巖、砂巖、白云巖、泥灰巖構成的殘積、坡積物和第四系沼澤有機質松散堆積物、河流沖積物、小溪洪積物、湖泊沉積物和風積物（沙），三迭系砂巖、板巖、灰巖含沙量高，第四紀松散堆積沉積物又主要是沼澤沉積和粉沙沉積，形成的土壤含沙量也高。當地表植被遭到破壞后，沙粒物經風力作用而逐漸覆蓋草地形成沙漠化造成草地被風沙逐漸覆蓋，沙化擴大［11］。

4.2 人為因素若爾蓋縣人口增長速度過快，人類活動干擾加劇，對區域生態環境施加的負效應不斷增大，這是人為因素中最重要的1個因素。超載過牧、亂采濫挖、疏干沼澤、開口排水等在很大程度上是由于人口壓力過大，一味發展經濟而忽視了環境保護造成的［10-11，13］。

4.3 生物因素若爾蓋縣沙化形成的生物因素主要是鼠蟲危害。一是因為鼠蟲消耗大量牧草，降低了草地草本的覆蓋，草地裸露造成草原退化，直至沙化；二是鼠兔打洞推土形成小土丘，使土地被掘于地表，易遭受水蝕和風蝕，導致草場肥力迅速下降，同時，表土層下的土壤多為沙質地，掘出到地表后，形成無數小沙堆，成為沙化的沙源［14］。

5 若爾蓋縣治沙現狀

5.1 治理模式近年來，國家高度重視若爾蓋縣沙化土地治理，將若爾蓋縣作為全國防沙治沙綜合示范縣，先后投入綜合治沙資金高達26625萬元，共治理23619.79hm2沙化土地，取得了顯著的成效。經過省級防沙試點、省級防沙治沙成果鞏固、川西藏區沙化治理工程第1期治理沙化經驗，若爾蓋總結出通過生物措施和工程措施，運用“灌草結合，宜灌則灌，宜草則草”的方法，因地制宜進行沙化綜合防治［15］。形成了植被蓋度≤10%的“沙障+植灌+種草+有機肥+圍欄+管護”沙地治理技術，植被蓋度≤25%的“柳條沙障+撒施牛羊糞+灌草恢復+圍欄封禁+管護”沙地治理技術，25%＜植被蓋度≤40%的“撒施牛羊糞+灌草恢復+圍欄封禁+管護”沙地治理技術和植被蓋度＞40%的“補播牧草+圍欄封禁+管護”沙地治理技術［16］。沙化土地技術指標依據《四川省沙化監測技術操作細則》中的相關標準執行。具體劃分標準見表1。

表1 沙化程度劃分標準

5.1.1 植被蓋度＞40%的沙地：補播+管護治沙技術 對這部分沙地采用封育補播的方式，在人工補播輔助下，以地表植被自然恢復為主，達到最終治理的目的［17］。

5.1.2 25%＜植被蓋度≤40%的沙地：植灌+種草+有機肥+圍欄+管護治沙技術 對這部分的沙地，采用植灌種草的措施，以達到提高地表植被覆蓋度的目的，并撒施一定量的牛羊糞等有機肥，保持林草生態系統養分平衡，促進林草旺盛生長。完成前期工作后，進行安裝圍欄和后期管護［7］。

5.1.3 10%＜植被蓋度≤25%的沙地：植灌+種草+有機肥+圍欄+管護治沙技術 對這部分的沙地，采用植灌種草的措施，以達到提高地表植被覆蓋度的目的；針對沙地肥力差、保水能力弱和當地豐富的牛羊糞資源可供使用的特點，在植灌種草時撒施牛羊糞等有機肥，保持林草生態系統養分平衡，促進林草旺盛生長。完成前期工作后，進行安裝圍欄和后期管護［18］。

5.1.4 植被蓋度≤10%的沙地：沙障+植灌+種草+有機肥+圍欄+管護治沙技術 首先利用當地的高山柳柳條編織柳笆和無紡布生態袋建立沙障以固定流沙，進而進行植灌和種草，使沙地得到固定，最終達到全面治理的目的。針對重度沙地肥力差、保水能力弱和當地豐富的牛羊糞資源可供使用的特點，在栽植灌木時用腐熟的牛羊糞等有機肥作底肥，播草種前用腐熟的牛羊糞等均勻撒在造林地塊上，以提高土壤肥力，保持林草生態系統養分平衡，促進林草旺盛生長。完成前期工程后，再進行安裝圍欄和后期管護［5］。

5.1.5 新型土壤保水劑、植物生長調節劑和灌木種植技術 植被覆蓋度≤10%的沙地，土壤幾乎無黏土，選擇固沙效果好，抗逆能力強，又能適應當地生長的固沙植物，針對沙化草地缺水、蒸發快、缺肥、沙流動大等特點，根據優選的灌草種類，設計幾種不同的灌草組合，采取灌木與1年生牧草和多年生牧草相結合的方式，獲得優化的灌草配置組合。應用現有的植物生長調節劑、新型土壤保水劑和灌木種植技術，達到灌草種植的高成活率［19］。

5.2 治理成效通過安裝圍欄、植灌種草、撒施牛羊糞、防治鼠蟲害、人工管護等生物措施和工程措施的實施，對沙地進行綜合治理，并進行管護，取得了顯著的成效［20］。主要表現為：治沙地植被覆蓋度得到提高。治理區域植被蓋度平均提高了30%。；植物種類數量明顯增加，物種豐富度指數（Margalef指數）、多樣性指數（Shannon-Wiener指數、Simpsion指數）均表現為明顯的提高；土壤特征變化明顯，植被恢復過程中的沙化土地治理草地，土壤平均含水量在7%～14%，比其他地區沙化草地高5～10倍［19］；水源涵養能力得到提高，沙化土地在治理后，隨著植被的恢復、蓋度的提高，有效攔截雨水的能力得到提高，并通過土壤孔隙滲透到地下形成地下水，逐漸補充給江河，生態效益顯著。

5.3 存在的問題通過上述治沙措施，若爾蓋縣沙化治理成效顯著，但與此同時，高山柳沙障取材和二次生態環境破壞的問題，嚴重阻礙了該技術的推廣和運用。

5.3.1 沙化趨勢有所減緩，治理形勢依然嚴峻 若爾蓋縣位于高海拔（海拔≥3400m）、高寒地帶（冬季最低溫度達-20℃以下），自然環境惡劣，植物生長緩慢，導致該區域生態環境易遭到破壞，恢復、修復困難。1993年至今，結合“若爾蓋縣全國防沙治沙綜合示范區”工程建設、省級沙化治理試點工程和川西藏區生態保護與建設若爾蓋縣沙化土地治理等工程項目，若爾蓋縣沙化治理成效顯著，沙化趨勢逐漸減緩，但依然有大量沙化土地需要治理。

5.3.2 流動沙丘作為沙源地未得到有效治理 若爾蓋縣屬我國“三冮源”范疇，是長江、黃河上游地區重要的涵養水源和供給源之一。若爾蓋高原草原和沼澤濕地生態系統具有涵養水源、供給水資源、保持水土、維持生物多樣性、調節區域氣候等多種生態服務功能，是長江、黃河流域重要的生態安全屏障［21］。若爾蓋縣流動沙丘是沙化擴張蔓延的源頭，其風蝕和沖刷侵蝕的現象特別嚴重。流動沙源附近仍有較大面積的中重度沙化土地存在，并且仍存在放牧現象，中重度沙化土地存在惡化趨勢，亟待進行綜合治理，減緩沙地惡化。

5.3.3 高山柳沙障原材料取材困境 雖然傳統沙障技術在若爾蓋推廣效果顯著，但隨著大規模的治沙工程的推廣，面臨著高山柳沙障原材料取材困境，嚴重阻礙了該技術的推廣應用；同時，高山柳的取材，也將導致取材地生態環境破壞。

6 展望

（1）治理沙化土地的根本方法就是固沙、保水，并逐漸恢復植被生長。增加沙化土地植被覆蓋率、生產率和植物多樣性是控制土地沙化和修復沙化土地的關鍵。通過物理、化學、生物的方法,最終將沙土固化，防止沙土流動，增加沙土的有機物含量和土壤特性。通過改良沙土特性，逐漸形成良好的植物生長環境，最后形成與原生環境相似的植被蓋度、生產力和生物多樣性，達到生態環境恢復的目的。因此，研究制約沙土移動和植物生長的各項技術措施，解決如何使植物在沙土中存活和保存，以及探究植物在改善沙土環境功能的作用等是沙化土地治理的核心問題。

（2）在治理沙化土地的過程中，使用的方法很多，但取得理想的治理效果的方法卻很少。傳統治沙固沙過程中，通常采用向沙化土地添加有機肥、生物質或者客土，提供植物生長所需的養料，進而改善沙化土壤特性。雖然該技術在短期內可以取得一定的效果，但是需要大量的有機肥添加、生物質制備和客土的搬移，從而在很大程度上加大了治沙固沙的成本，而且對于短缺的生物資源和土地資源也存在一定的破壞，對于生長在改造沙土上的植物的耐受性也有一定的制約，并且不能起到長期的防沙固沙效果。因此，通過添加有機肥、生物質和客土的模式進行治沙固沙不適合廣泛推廣。①植物聯合雙聚材料治理沙化土地可能是一種有效的治理方法。雙聚材料作為一種無毒、耐酸堿、易溶于水的化工制品，它具有一定強度的粘結力，抗拉性能良好、可伸展度較大，能提高土體強度，還有利于提高土壤水分有效性。使用雙聚材料后，在一定程度上固定沙化土地并且增加土壤保水能力，不僅可以促進植被的生長發育，還有利于生態環境的恢復。②植物聯合凹凸棒修復沙化土地可能是一種有效的治理方法。凹凸棒石黏土是指以凹凸棒石為主要組分的一種黏土礦石，凹凸棒肥純天然、無任何毒副作用，使用凹凸棒肥后，在一定程度上可以改善土壤的理化性質、調節酸堿度、具有明顯的沃土功效，并且可以補充植物所需的微量元素、增強植物的抗逆性（抗旱、抗澇、抗寒、抗早衰、抗倒伏等），具有保肥保水能力。③植物聯合微生物菌劑修復沙化土地也是一種值得研究的方法。使用微生物菌劑可以增強植物的抗逆性（抗旱、抗寒、抗倒伏等），恢復和改善土壤微生態環境、提高化肥利用率。因此，微生物菌劑對于治理沙化土地也有一定的作用，值得進一步深入研究。④植物聯合凹凸肥與微生物菌劑修復沙化土地可能是一種有效的治理方法。將微生物菌劑加入凹凸肥中混合后作用于植物生長過程中，對于植物屏障修復沙化土地的效果值得今后進一步的探究。

（3）嚴格采用防治區域原生境耐受植物，是解決植物防治沙化土地的關鍵。對固沙植物群落這一特定的群落來說，由于生境的極端惡劣，植物的引入受到嚴格限制，因而種類不多。引入種類的功能和特性與建群種必須基本相似，但對大氣干旱的適應程度和抵抗能力有所差異。因此，選擇存活、生長等相對較為穩定的多年生植物是關鍵。此外，也可以對當地的植物進行雜交育種，利用現代生物學技術培育出耐旱、耐寒的作物。在進行固沙治沙過程中，首要考慮多年生植物的數量和結構，考慮當地適生耐旱、耐寒灌木和草本，增加沙化土地物種多樣性，恢復和重建穩定的生態系統。

（4）從沙化土地固沙材料和植物選種及配置模式出發，研究防止高寒地區沙土侵蝕、搬運和沉積的固化材料，優選適生耐受植物種類和配置，是目前高寒地區沙化土地防治的薄弱環節，但也是沙化土地防治的關鍵，值得今后進一步開展深入研究。