一、主要成因:
1、 气候因素:赤道地区的上升气流在高空向两极方向流动,由于地球旋转偏向力的影响, 在南北纬30°附近,大部分空气不再前进,而在高空积聚,并辐射冷却下沉,近地面气层常年保持高气压,气象学上称之为“副热带高压带”。这一地带除亚欧大陆东岸季风气候区外,其他地区气候干燥,云雨少见,而成为主要的沙漠分布区。
2、 人类不合理的生产活动:人口增长和经济发展使土地承受的压力过重,过度开垦、过度放牧、乱砍滥伐和水资源不合理利用等使土地严重退化,森林被毁,气候逐渐干燥,最终形成沙漠。
二、缓解方法:
1、 防风固沙:
(1) 设置沙障:主要有草方格沙障、黏土沙障、篱笆沙障、立式沙障、平铺沙障等。草方格沙障使用麦草、稻草、芦苇等材料,在流动沙丘上扎成挡风墙,以削弱风力的侵蚀,同时有截留降雨的作用,能提高沙层的含水量,有利于沙生植物的生长。黏土沙障是将黏土在沙丘上堆成高20~30 m的土埂,间距1~2 m,走向与风向垂直。黏土固沙施工简单,固沙效果较好,且具有良好的保水能力,但需要大量的黏土。
(2)在沙面上覆盖致密物:以色列尝试了一种塑料薄膜固沙法,即将塑料薄膜覆盖在沙漠上,并用石头等重物压住。这种方法可有效防止水散失,但塑料薄膜易被风刮起,使其丧失固沙和保水功能,同时造成二次污染。
(3) 利用废塑料治理沙漠:该方法可有效固沙和保水。利用简单工艺将废塑料改性成为固沙胶结材料,然后在所种植物周围的沙表面喷洒1层固沙胶结材料,15~20 min后固沙胶结材料就将表层沙胶结在一起,形成黏性固沙层。固沙层为柔性,很难开裂,且固沙层由固沙胶结材料与表层沙紧密黏结,重量较大,大风也很难将其刮起。
2、 植物治理:沙漠植物治理指在沙漠地区播种沙生植物,以阻止沙漠扩张及改善沙漠土地。沙生植物具有水分蒸腾少,机械组织、输导组织发达等特点,可抵抗狂风袭击,并尽快将水分和养料输送到亟需的器官,其细胞内经常保持较高的渗透压,具有很强的持续吸水能力,使植物不易失水,能够适应干旱少雨的环境。其治理的方法:①在沙漠地区有计划地栽培沙生植物,造固沙林。一般是在沙丘迎风坡上种植低矮的灌木或草本植物,固住松散的沙粒,在背风坡的低洼地上种植高大的树木,阻止沙丘移动;②在沙漠边缘地带造防风林,以削弱沙漠地区的风力,阻止沙漠扩张。防风林的效果与林带的高度有关,树木越高大防风效果越好。此外,还与树木的疏密结构和透风性能有关。其类型有3种:紧密结构林带、疏透结构林带及通风结构林带。植物治理的效果重点在于选择适当的树种和科学的林带结构。
3、 水资源利用: 水资源利用在沙漠治理过程中最为重要。沙漠中的水源主要有地下水、河道水和降水。但沙漠区域的降水量不稳定,一般随气候的变化而变化,湿润年份降水量多,而干暖年份降水量少。沙漠地下水较稳定,其沙层厚,具有一定的“隔热”性,使水得以在地下保存。但这种稳定是相对的,受到降水的制约。解决水资源主要从汲水、输水和节水灌溉等方面考虑。
(1)汲水: 其方式主要有2种。
①地下井汲水工程:在含有水体的古河道、古湖泊或地下水发育的沙漠区域可以建立地下井。井深度及口径的确定要综合考虑需水量、水层厚度与井底持力层等因素。
②坎儿井:坎儿井是井渠相连的汲水工程,由地表开挖许多竖井,挖到含水层,然后再在各竖井的底部相互挖通,以洞相联,形成地下渠道,在新疆地区被大量应用。渠聚的地下水顺渠道流至坎儿井的终端,引水出地面流入渠沟再进行灌溉。由于其沿山前倾斜的冲积层挖掘,渠头水位高,终端水位低,无需动力设备即可把水引到地面,且在地下渠道流动,蒸发损耗量小。
(2) 输水:水资源的输送方式主要有渠道引水和管道输水。
①渠道引水:这是我国农业进行灌溉的主要方式,目前全国渠系水的利用系数为30%~40%,即输水损失率高达60%~70%。
②管道输水:该方式可减少水资源在输送过程中的蒸发和流失,其输水损失率仅为20%~30%,且输送量大。
(3)节水灌溉:节水灌溉技术主要包括喷灌和微灌技术。喷、微灌技术与地面灌溉相比,节水30%~70%,被广泛应用。
①喷灌。被大量用于沙地的灌溉,其效果与风速的大小有关。据陈渠昌等人测试:风速小于3 m/s时,喷灌的喷洒均匀度一般在80%左右;风速小于2 m/s时,喷灌的喷洒均匀度可达85%以上。
②微灌。微灌是按照植物需水要求,通过压低管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。微灌形式较多,有滴灌、地表下滴灌、微型喷洒灌、涌泉灌等,其中应用较广的是滴灌。微灌具有很多优点,如比喷灌省水15%~25%;灌水均匀;微灌工作压力比喷灌低,节约了抽水的能量;较其他灌溉方法增产30%左右;自动控制,省力且非常方便。虽然微灌的效果明显优于喷灌,但其对水质要求高,投资成本高,限制了其应用规模。目前,在我国沙漠、沙地地区最理想的灌溉方式仍然是喷灌。
③小畦灌。其方法即长畦改短畦,宽畦改窄畦,大畦改小畦的“三改”畦灌灌水技术,具节水、灌水均匀、减轻土壤冲刷等优点。畦灌试验资料表明:采用小畦灌比块灌、漫灌和串灌分别增产10.9%、11.7%和29.1%。在同等产量条件下,小畦灌比块灌、漫灌和串灌分别省水13.73%、22.90%和48.45
防治土地沙漠化是必须,世界人口已经是有增无减,人们对土地的运用需求也逐渐增大,如果再土地沙漠化,那人类可用的土地资源将会减少很多。而且它的危害也是巨大的!