活化沙丘環(huán)境無灌溉造林模式——準(zhǔn)噶爾沙漠明渠

21?世紀(jì)初,國家投資實施了天山北坡經(jīng)濟帶水資源工程,其中準(zhǔn)噶爾沙漠明渠段及伴行公路穿越古爾班通古特沙漠。沙漠明渠沿線降水量少,蒸發(fā)量大,無任何灌溉水源;風(fēng)力強勁,風(fēng)向單一;由于工程擾動,植被遭到破壞,活化沙丘嚴(yán)重威脅渠道和公路安全。

古爾班通古特沙漠冬季有穩(wěn)定積雪,降雪約占年降水量的?30%;春季積雪融化,79%—92%?的蓄存水轉(zhuǎn)化為土壤水分,形成懸濕沙層。經(jīng)試驗研究,創(chuàng)立了利用懸濕沙層土壤水分在固定、半固定沙地進行無灌溉造林的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)體系主要涉及?10?余個適宜植物種(如梭梭、白梭梭、沙拐棗、沙棗、文冠果、紫穗槐、花棒、刺沙蓬、鹽生草、沙米、沙蒿、絹蒿等)、2?個種植時段(晚秋和早春)、2?種造林方法(植苗和直播)、2?種處理方式(保水劑蘸根處理和客沙造林)、3?種結(jié)構(gòu)布局(株行距分別為?2 m×2?m、2 m×1?m?和?1?m×1?m)、4?種立地條件(填方段陰坡、填方段陽坡、挖方段陰坡、挖方段陰坡)等方面。

基于研發(fā)形成的無灌溉植被恢復(fù)技術(shù),結(jié)合多種防沙技術(shù),創(chuàng)建了固定、半固定沙漠地區(qū)工程防護體系建設(shè)的優(yōu)化模式。該技術(shù)模式在準(zhǔn)噶爾沙漠明渠工程全線(168?km)得到推廣應(yīng)用(圖?4),造林面積達?30?000?畝,植物成活率達?85%?以上,防沙體系造價降低了?80%?以上,工程擾動區(qū)植被得到迅速恢復(fù),渠道沿線生態(tài)環(huán)境得到明顯改善,從而確保了沙漠明渠的順利施工和安全運行。該技術(shù)模式開創(chuàng)了沙漠地區(qū)懸濕沙層水的生態(tài)利用新途徑,拓展了無灌溉造林和生態(tài)工程建設(shè)的技術(shù)領(lǐng)域和實施區(qū)域,產(chǎn)生了巨大的社會影響。

中國交通干線沙害防治技術(shù)的國際推廣應(yīng)用前景

世界干旱區(qū)和半干旱區(qū)約占全球陸地面積的40%,其中荒漠面積?3.6×10⁷?km²。受氣候變化和人類活動的共同影響,全球干旱和半干旱地區(qū),尤其是“一帶一路”沿線區(qū)域,面臨嚴(yán)重的水資源短缺和荒漠化危害問題,這直接危及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和安全,特別是交通干線面臨嚴(yán)重的風(fēng)沙危害威脅。“一帶一路”六大經(jīng)濟走廊大都存在不同程度的干旱風(fēng)沙問題,累計約有?6?000?km?長的風(fēng)沙危害區(qū)段,直接危害鐵路、公路、輸油輸氣管線工程和能源資源基地等。

世界各國在交通干線風(fēng)沙危害防治方面開展了較多試驗研究,開發(fā)了一些實用技術(shù),但這些技術(shù)存在著材料成本較高、措施相對單一、防護效益不佳、使用壽命較短和維護難度較大等問題,其推廣應(yīng)用存在一定的局限性。而針對我國交通干線沿線風(fēng)沙環(huán)境特征,通過技術(shù)試驗、示范、集成和應(yīng)用,形成了流動沙漠環(huán)境、固定半固定沙漠環(huán)境、高寒風(fēng)沙環(huán)境等地區(qū)交通干線風(fēng)沙危害防治模式,并在包蘭鐵路、青藏鐵路、塔里木沙漠公路、準(zhǔn)噶爾沙漠明渠及眾多沙區(qū)交通干線成功應(yīng)用。這些成套、成熟的技術(shù)模式具有低成本、易操作、效益高、壽命長的優(yōu)點,對全球風(fēng)沙地區(qū)道路防沙及生態(tài)建設(shè)具有重要參考價值,在世界干旱、半干旱地區(qū)尤其是“一帶一路”沿線區(qū)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

(作者李生宇,中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠環(huán)境與生態(tài)修復(fù)研究室主任,雷加強、徐新文、任宏晶,中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所;屈建軍,中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 。《中國科學(xué)院院刊》供稿 )

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