【中国绿色时报】认知沙尘暴 敬畏大自然

作者:姚泽


  塔克拉玛干沙漠公路是世界上最长的贯穿流动沙漠的等级公路,也是中国最早的沙漠公路。公路防沙工程采用“芦苇栅栏”加“芦苇方格”等固沙技术,绿化带全长436公里、宽约72-78米,纵贯塔克拉玛干沙漠南北,于2005年6月全面建成。在科学认知、尊重自然的情况下,人与沙漠可以和谐共处。图为塔克拉玛干沙漠公路绿化景观。 俞言琳摄

  北方沙尘路径图   审图号:GS(2019) 1826号   制图:国家林草局荒漠司

  2019年4月17日,辽宁阜新遭遇强沙尘暴,市民在沙尘暴中艰难而行。 翁少波摄(中新社发)


  新疆沙漠边缘的人居绿洲 晏先摄

  甘肃民勤压沙造林遏制流动沙丘 李军摄



  沙漠是一种特殊的生态系统。新中国成立以来,我国在这一领域开展了大量的研究、进行了持续的治理,尤其是随着科技水平的不断提高和经济社会条件的不断改善,沙漠综合治理取得了举世瞩目的成就,得到国际社会的高度认可。
  美国“阿卡”卫星观测数据显示,全球2000-2017年的新增绿化面积中,25%以上来自中国,中国对全球绿化增量的贡献比居全球首位;毛乌素沙地即将“消失”;库布其沙漠植被恢复;距北京仅有180公里的塞罕坝,通过人工种植形成了112万亩人工林海,大大减轻了沙尘对京津的侵扰。
  联合国秘书长古特雷斯曾这样评价:中国率先在世界范围内实现了土地退化“零增长”,荒漠化土地和沙化土地面积“双减少”,为全球实现联合国2030年土地退化零增长目标作出了巨大贡献。
  正因如此,2017年,《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会在内蒙古鄂尔多斯举行;甘肃省治沙研究所20多年来持续为发展中国家举办防沙治沙技术推广培训班……防沙治沙的中国技术、中国路径、中国力量、中国智慧正在越来越多地典范世界。
  监测显示,我国沙尘天气过程近年有明显减少趋势。2000-2019年,平均每年出现沙尘天气过程13.8次,较常年平均(1981-2010年)偏少1.1次,尤其是2011-2019年,年平均仅有11.4次,偏少3.5次。尽管如此,我们仍然不能松懈,对以沙尘暴为代表的沙尘天气的认知仍需深化,对荒漠化的治理仍需加强,政府和公众在沙区的生产生活行为也有待进一步规范。
  沙尘暴形成的三个条件
  国际公认定义,沙尘暴是指强风从地面卷起大量沙尘,使空气混浊,水平能见度小于1000米,具有突发性和持续时间较短特点的危害性极大的灾害性天气现象。沙尘暴和冰雹、雷暴、台风一样,是一种有极强破坏性的特殊天气现象。它的形成需要同时具备强风力、沙尘源和不稳定的大气环流3个条件,强风是沙尘暴产生的动力源,活动的沙尘源是沙尘暴形成的物质基础,不稳定的热力条件有利于风力对沙尘的携带。
  我国北方大部分地区属典型的温带大陆性气候,远离海洋,气候干燥,降水量小,植被稀疏且地面覆盖度低,土质疏松,这种地表特征对风的阻力小,沙尘易被带动运移。这是我国沙尘暴主要发生在北方地区的原因。
  沙尘暴是怎么形成的呢?
  沙漠地区干旱少雨,植被分布稀少,沙漠表面又有着大量的活动沙粒,这为沙尘暴的形成创造了物质条件;风是由空气流动形成的,而风的动力源是气压差,气压差的形成是太阳热辐射。由于沙粒的比热较小(约为水的1/5),当沙面受到太阳光照射后,沙面温度很快升高,并将大量热量通过热辐射的方式传导到空气中,使近地表空气受热膨胀,密度变小而快速上升。热空气向上运行,使下层空气气压变小、地表气压降低,高空冷空气密度较大而与受热上升的热空气在热量交换的同时,产生空气压力差而迅速下沉。这种热力条件会加速强对流与风力,当风力足以吹动沙粒时,把大量沙粒带入近地层形成挟沙风暴。地表粉尘更小更轻,在风力作用下,大量尘埃及其细小颗粒物被卷入高空形成尘暴。其实,沙暴和尘暴没有明确的界限,两者混合使空气更加混浊,能见度更低;当强度足够大时,会出现漫天昏黄、飞沙走石的灾害性天气。
  我国沙尘暴主要集中在春夏季。春季,沙漠地区干旱少雨,气温回升早,与从西伯利亚向四周扩散的高压冷空气形成明显的气压梯度,温差越大气压梯度就越大。沙尘暴发生在什么地方,与当地的环境状况有着直接的关系。沙尘暴的发生是大环境的诱发过程,是特定自然环境条件的产物,主要是自然因素而非人为因素,因而根治沙尘暴是不可能的,也是不科学的。
  曾经熟悉的生产行为
  沙尘暴是一种自然现象,有突发性和较大的破坏性。近年来,随着我国国土绿化的持续推进、沙区植被盖度的不断提高,沙尘天气日数呈现减少趋势。
  沙尘暴是自然和人为共同作用的结果。所以,我们应抱以科学、理性的态度来应对,在防治中做到可为、可不为。
  水是沙漠生态环境中的主导因子。水资源的储量、分布及变化,决定着沙漠生态环境的稳定性。沙漠地区“无水不农”,随着人口的增加,对水资源的需求量必然增大。人们为了生存而开垦农田,种植需水量大的农作物,在地表水不能满足的情况下,开始超采地下水,导致地下水位下降。民勤的天然梭梭林因地下水位下降而枯死;新疆塔里木河流域由于上游来水减少,导致下游胡杨林干枯死亡,植被群落被一年生草本和小灌木所替代,植物群落的演变使地表植物对风沙的阻力大大减小,增加了表层沙粒的活动性;冬春季节干旱少雨,农作物收割后农田地表裸露松散,也为沙尘暴的形成创造了条件。
  另外,沙区农牧民为解决薪柴而砍伐植被,导致原本固定或半固定的沙丘被破坏。沙漠表层自然形成的生物结皮和沙生植物对防止沙漠流动起到很好的抑制作用,当这一结构相对稳定的生物结皮被破坏后,就会促进流沙的形成,加速沙漠化和沙尘暴的形成。还有,人为的放牧、工矿交通建设等过度的人为活动破坏地面植被,也直接加速了沙尘暴的形成和发育。
  有所作为从科学认知开始
  多年来,我国持续推进国土绿化,取得了可喜的成效,但是也要认识到,生态的恢复与重建远非一朝一夕之功。有效防治和减小沙尘暴对人类的影响,最关键的是从其形成三要素入手,有效缓解强风力、强热力和活沙源。
  距北京仅有180公里的河北省塞罕坝机械林场,从20世纪60年代开始,在流动沙地上恢复植被,现已形成112万亩人工林海,大大提高了地面植被覆盖率,有效阻止了沙尘对京津的侵扰,第三届联合国环境大会授予塞罕坝及其建设者“地球卫士奖”。
  腾格里沙漠南缘的甘肃省古浪县八步沙六老汉三代人,以愚公移山的精神,使原本“沙上墙,驴上房,一场风暴没了粮”的流动沙漠变成一眼望不到边的绿色海洋,沙尘暴次数大大减少。
  通过采取技术措施,提高沙区地表粗糙度,能在一定程度上减小风蚀量。近年来,中国沙漠科技工作者发明了尼龙网格沙障、仿真植物沙障、网格袋沙障、化学固沙剂治沙等新技术,同时有效配合生物固沙、草方格沙障固沙等技术,为防沙治沙提供了有力的技术支撑,对减轻沙尘暴的发生起到了显著作用。另外,为减少冬春季农田疏松表面,也可采取作物留茬、免耕或春季耕作的方式,都能很好地起到防止就地起沙的作用。
  沙区冬季干燥寒冷,地表疏松的土壤结构构成了沙尘暴形成的物质基础,一次沙尘暴可以吹蚀10厘米左右的疏松表土。沙尘暴在绿洲过渡带的破坏性更大,随着向绿洲内部的运动,由于防护林带的影响,其风速会很快降低,同时沙尘暴所携带的沙尘通过防护林带的阻滞而迅速减少。
  生活在沙漠周边及腹地的农牧民过度放牧、过度垦荒、滥伐林木,均会加速土地沙化,加剧沙尘暴的发生。所以,进一步认知和了解沙漠和沙尘暴,进而规范沙区人为活动,才能实现人与沙漠的和平相处,才能有效减少沙尘暴的发生。
  作者小传
  姚泽,男,甘肃省治沙研究所高级工程师,1994年毕业于北京林业大学水土保持与荒漠化防治专业,2006年获甘肃农业大学硕士研究生学位,多年来一直从事生态环境治理与生态林业方面的研究,先后完成我国八大沙漠和四大沙地的科学考察,主持完成10多项科研项目。E-mail:yaozemqq@163.com