淺析草方格沙障在防風固沙中的應用

蔣仁山

關(guān)鍵詞草方格沙障;防風固沙;應用

1草方格沙障在防風固沙中的作用

1.1改良和提高土壤養(yǎng)分

在草方格沙障應用中，設置1～2年時間內(nèi)的沙障，每一個草方格內(nèi)會形成比較穩(wěn)定的凹面，除了部分處于迎風坡區(qū)域的沙障外，大部分區(qū)域設置的草方格沙障可以有效避免地表被風沙侵蝕。但是，裸露在外部的草方格沙障經(jīng)過長時間的風吹、日曬、雨淋會逐漸被腐蝕。一般情況下，草方格沙障可維持4～5年的時間，超過這個時間，對部分已經(jīng)被風沙侵蝕的沙障要及時給予修復，保障草方格沙障作用的可持續(xù)性。在此期間，埋在沙土中的麥草會隨著長期風蝕雨侵而逐漸腐爛，轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)豐富的有機物，促進流沙中一些微生物的生長、繁衍。隨著微生物群落的增加，可促進土壤中有機物的分解，讓沙土中的各種植物得到較多的營養(yǎng)物質(zhì)，有效促進沙生植物的生長，逐步形成較完整的生態(tài)系統(tǒng)，使防風固沙作用更加明顯。

1.2對土壤有固水保濕的作用

利用草方格沙障，既可以起到防風固沙的作用，也能有效保持沙土中的水分含量，減少沙土中水分的流失。通過對沙區(qū)不同區(qū)域淺層土壤水分含量的測定，發(fā)現(xiàn)在流動沙丘上埋設草方格沙障后，能夠有效增加沙土中的濕度，在深度1.5m的范圍內(nèi)濕度可提升25%～30%。在設置的草方格內(nèi)栽植梭梭、花棒、檸條等沙生苗木，成活率明顯高于無沙障區(qū)域栽植苗木的成活率。

1.3保護土壤

設置草方格沙障可以增加沙丘地表的粗糙度，有效降低貼近地表的空氣流動速度，大大削弱大風對地表的沖刷，減少因大風天氣吹走沙土。實驗表明，在1m2范圍內(nèi)的草方格沙障內(nèi)的粗糙度是未設置草方格沙障中的200～300倍，沙土流失率明顯減少，僅為流沙區(qū)域的0.2%～1%，其中的風速也比流沙區(qū)域減少20%～30%。

2草方格沙障對植物生長的作用

在設置了草方格沙障的沙區(qū)地帶，一些被風沙吹襲的細粒物質(zhì)會掩埋落在沙土表面的植物種子，后期在適宜的條件下，種子會發(fā)芽出土，為沙土地帶增添植被。隨著草方格中一些細小粒子不斷積累起來，沙土表面更加緊實，在夜間能使空氣中凝結(jié)的水分和一些降水聚集在沙土表面，使水分不易流失，一些干旱地區(qū)的土壤能夠得到寶貴的水分滋養(yǎng)，還可讓一些植株汲取到水分，保證植物存活率。此外，細粒中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如碳酸鈣、花粉、木屑、纖維和許多微生物等有機物質(zhì)和可溶性鹽，這些營養(yǎng)物質(zhì)與水融合后會往下滲漏，最后與沙土表面形成緊密的膠結(jié)顆粒，硬化后會變成一種較為結(jié)實的地面表皮，可發(fā)揮明顯的防風防侵蝕作用。

在地面表層各種有機物質(zhì)和微生物的作用下，沙土表面會形式較為穩(wěn)定的凹面，這對地面結(jié)皮有著非常關(guān)鍵的作用。在新設置的草方格沙障中，結(jié)皮首先會在迎風坡面形成。在風蝕較大的區(qū)域，結(jié)皮形成的速度也會較快。如土壤周圍的顆粒在適宜的條件下，一個季節(jié)中就會在迎風坡面形成一層非常緊實的灰白結(jié)皮。用草方格沙障固定沙丘后，可在草方格內(nèi)種植一些如梭梭、沙棗、錦雞兒等沙生植物，隨著生態(tài)系統(tǒng)的慢慢恢復，沙丘表面的土質(zhì)也會有所改善，進而循序漸進地改進該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。

3草方格沙障在防風固沙中的應用

3.1草方格沙障的制作流程

在設置草方格沙障時，要提前準備好相關(guān)的施工工具，如皮尺、石灰粉、鐵鍬、稻草、蘆葦?shù)龋孪仍谏车刂袆澓帽阌谑┕さ恼叫尉W(wǎng)格線，把準備好的優(yōu)質(zhì)長稻草或蘆葦進行充分碾壓，然后將稻草或蘆葦沿網(wǎng)格線垂直方向平鋪擺放好。使用的稻草或蘆葦量應為1.2～1.5kg。在設置草方格沙障時沒有嚴格按照所需的用量標準進行制作，會大大降低草方格沙障的應用效果。用量過多會使稻草或蘆葦發(fā)生傾倒現(xiàn)象，不能直立，嚴重影響防風固沙效果。用鐵鍬等工具踩壓稻草或蘆葦中間位置，讓稻草或蘆葦?shù)闹虚g按壓到沙土中，兩頭翹起，形成一道豎直的屏障，這樣就完成了沙障的設置。草方格沙障兩邊的淤沙要用鐵鍬撥到沙障底部，讓草方格沙障能夠比較緊固地直立在沙土中，進而發(fā)揮良好的防風固沙效果。

3.2草方格沙障施工的工藝流程

3.2.1修整沙丘邊坡在設置草方格沙障時，必須對坡度大于30°的沙丘邊坡進行合理的刷坡，保證邊坡坡率符合沙障設置要求。修整完沙丘邊坡后還要對施工地進行放樣，保證施工過程符合設計要求。

3.2.2規(guī)劃方格網(wǎng)并挖槽根據(jù)預先設計的草方格鋪設方案，先要在沙丘迎風坡面腳線和坡面選擇控點，然后在迎風坡面上拉線并用石灰撒線，形成形狀為邊長1m的正方形網(wǎng)格，保持邊線與主風向一致或垂直，網(wǎng)格與坡腳線之間的夾角為45°或135°，最后用鐵鍬沿著地面上畫好的石灰線挖出寬15cm、深20cm的溝槽待用。

3.2.3加工稻草在草方格沙障設置中采用的原料很多，如麥草、稻草或蘆葦?shù)取Ｖ谱鞑莘礁駮r，先要對稻草或蘆葦進行加工。甘肅省河西地區(qū)主要采用稻草作為原材料設置沙障。以稻草為例說明加工流程，選擇當年生稻草，保證無變色、無發(fā)霉、具有一定彈性：先把稻草切割成70cm長，在稻草表面灑上水，保持濕潤，提高稻草柔韌性，避免制作草方格時稻草斷裂：將稻草按每25 kg為1捆軋制成捆，碼放整齊待用。

3.2.4鋪設稻草稻草準備好以后，開始沿著草方格的網(wǎng)線槽均勻無間斷地鋪設，按照垂直方向把稻草中間點放置在槽中間，1個方格內(nèi)稻草的用量保持在1.2～1.5kg，隨后將沙壓在稻草中間，再用一種不會將稻草切斷的平板工具對準稻草中間點，用力將稻草對折并壓緊，壓到槽內(nèi)20cm深的位置，再用沙土將稻草扶正，壓好的稻草橫豎成行，規(guī)格整齊。稻草最終露出沙面的高度要保持在15 cm左右，保證頂部寬度在5～6cm。最后用腳踩的方式把稻草兩邊的沙土壓緊，將稻草固定。

3.2.5檢查驗收

以每個沙丘坡面為1個施工小班，草方格沙障設置完成后，采用人工對線性進行初步調(diào)整，相關(guān)工程專業(yè)技術(shù)人員進行檢查驗收，合格后才能進入下一個施工小班。設置草方格沙障時，每2km需要設置2m左右寬的隔離帶作為防火工程建設用地，保證隔離帶位置處于沙丘凹陷處。

4設置草方格沙障的注意事項

在流動沙丘地帶設置草方格沙障時最重要的是注意設置方向和規(guī)格。草方格沙障是一種較為低矮的立式沙障，設置的位置優(yōu)先選擇風速較快且方向較為復雜的地段。草方格沙障是由與主風向垂直設置的主帶和與主風向平行設置的副帶進行交叉互相組合而形成的一種沙障形式，受周圍風沙侵蝕地表的程度、保護沙土地的目的、植物覆蓋率等諸多因素影響。在規(guī)格選擇上，可設置邊長為1m或2m的正方形格子。實踐表明，1m寬的草方格沙障防風固沙效果最佳。主帶設置完成以后再進行副帶設置，副帶可以比主帶稍微薄一些，但要與主帶保持結(jié)實的連接，連接不結(jié)實，風大時副帶會產(chǎn)生缺口，降低防風固沙效果。

一般情況下，草方格沙障設置在沙丘迎風面的下半部分，如果在沙丘迎風面上半部分設置，長期應用后會被風吹平，但進行第二輪鋪設后固沙效果會更好。遇到一些有特殊要求的流動沙丘時，就要對其進行全面設置。固定落沙坡也是一項非常重要的工作，加固時要預先在頂部做一行一行方格形狀的草方格沙障，再依次往下鋪設;或先做好落沙坡副帶，再從上至下做好水平方向的主帶。設置草方格沙障時，必須先要在固定沙帶的外部邊緣，尤其是迎風面方向進行設置，這是保護整個沙丘區(qū)域草方格正常應用的關(guān)鍵。如果固定沙帶的外部邊緣被大風猛烈吹襲，設置的草方格沙障遭受破壞后，該區(qū)域設置的全部草方格沙障很容易被掩埋或被風侵蝕。

5結(jié)語

草方格沙障的應用可以有效對沙區(qū)起到防風固沙作用，并能保持土壤水分，減少土壤水分蒸發(fā)，為沙土補充養(yǎng)分，在土地荒漠化治理中有著不可忽視的作用。在實踐中，雖然草方格沙障的成本相對較高，消耗的時間也較長，但產(chǎn)生的效果非常好。草方格沙障的應用能夠為沙區(qū)群眾戰(zhàn)勝土地荒漠化和土地沙化提供有效的技術(shù)支持，也能增強人們對治理土地荒漠化的信心。