第3章 風(fēng)蝕荒漠化

第三章風(fēng)蝕沙漠化與防治邵天杰旅游與環(huán)境學(xué)院思考題（第4、5、7、8題為作業(yè)題）分析影響風(fēng)力作用的因素。分析風(fēng)沙流搬運高度與搬運物特點。論述沙丘移動的特點。探討風(fēng)蝕沙漠化防治的基本原理與治理技術(shù)。論植物對干旱與流沙環(huán)境的適應(yīng)性與意義。分析植物對流沙環(huán)境作用的原理和應(yīng)用價值。如何進行對沙漠化地區(qū)的植被建設(shè)。試論綠洲、農(nóng)田、牧場、鐵路4類防護林體系的建設(shè)與特點。風(fēng)力作用主要包括：1風(fēng)力侵蝕作用2風(fēng)力搬運作用3風(fēng)力堆積作用第一節(jié)風(fēng)力作用與沙丘移動一風(fēng)力侵蝕作用（一）風(fēng)力侵蝕方式：1.吹蝕作用風(fēng)將地面的松散沉積物或基巖上的風(fēng)化產(chǎn)物吹走，從而使地表物質(zhì)遭受破壞的作用稱吹蝕。2.磨蝕作用風(fēng)沙流以其所含砂粒作為工具對地表物質(zhì)進行碰撞、沖擊和摩擦，或者在巖石裂隙和凹坑內(nèi)進行旋磨的作用稱磨蝕作用。（二）砂粒的起動1.起動風(fēng)速當風(fēng)作用于沙質(zhì)地表時，使砂粒沿地表開始運動所必需的最小風(fēng)速，稱為起動風(fēng)速，又稱臨界摩阻速度。2.顆粒起動有2種形式：即流體起動和沖擊起動（1）如果砂粒的運動完全出于風(fēng)對沙面砂粒的直接推動作用，使砂粒開始起動的臨界風(fēng)速稱為流體起動值。（2）若砂粒的運動主要是由于躍移砂粒的沖擊作用，其起動的臨界風(fēng)速則稱為沖擊起動值。（三）影響風(fēng)蝕的因素1.

自然因素2.

人類活動（1）土壤抗蝕性（2）地表土壟（3）降雨（4）土丘坡度（5）裸露地塊長度（6）地表類型（7）植被覆蓋度（8）挾沙風(fēng)（1）土地翻耕（2）樵采（3）牲畜踐踏二風(fēng)力搬運作用（一）砂粒運動形式：4種1.懸移：砂粒起動后，沙土顆粒保持一定時間懸浮于空氣中，并以與氣流相同的速度向前運移，稱為懸移運動，懸移運動的砂粒稱為懸移質(zhì)。2.躍移：躍移是砂粒運動的最主要形式。3.蠕移：由于一些躍移運動的砂粒在降落時不斷沖擊地面，使地表面的較大砂粒受沖擊后緩慢滑動或滾動稱為蠕移，蠕移運動的砂粒稱為蠕移質(zhì)。4.振動：振動是近年來對風(fēng)沙運動研究總結(jié)出的一種新的風(fēng)沙運移方式。圖3-1風(fēng)力搬運的3種形式（二）風(fēng)沙流及其結(jié)構(gòu)特征1.風(fēng)沙流：是氣流及其搬運的固體顆粒（砂粒）的混合流。2.風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征：（1）砂粒粒徑隨高度的分布特征

（2）含沙量隨高度的分布特征

（3）含沙量隨風(fēng)速的變化（三）風(fēng)沙流的固體流量1.定義：氣流在單位時間通過單位寬度或面積所搬運的沙量叫做風(fēng)沙流的固體流量，也稱為輸沙率。

2.影響因素：它不僅取決于風(fēng)力的大小、砂粒粒徑、形狀和其比重，而且也受砂粒的濕潤程度、地表狀況及空氣穩(wěn)定度的影響。三、風(fēng)力堆積作用（一）沉降堆積：在氣流中懸浮運行的砂粒，當風(fēng)速減弱，沉速大于紊流漩渦的垂直風(fēng)速時，就要降落堆積在地表，稱為沉降堆積。砂粒直徑(mm)0.010.020.050.060.10.22沉速(cm/s)2.85.51650167250500

砂粒沉速隨粒徑增大而增大，粒徑愈大，其沉速愈大，粒徑愈小，沉速愈小。

表.砂粒直徑與沉速的關(guān)系（二）遇阻堆積：風(fēng)沙流運行時，遇到障阻，使砂粒堆積起來，稱遇阻堆積。圖3-2風(fēng)沙遇阻堆積圖3-3沙丘移動的3種方式C.往復(fù)前進式四、沙丘的移動（一）沙丘的移動方式B.往復(fù)式A.前進式（二）沙丘的移動速度1.沙丘在單位時間內(nèi)前移距離（D）表示：式中Q—單位時間內(nèi)通過單位寬度的全部沙量；H—沙丘高度；r—沙子容重。2.沙丘移動強度分為下面4種類型:（1）慢速類型（2）中速類型（3）快速類型（4）特別快速類型（三）沙丘的移動方向1.沙丘移動的方向取決于起沙風(fēng)的風(fēng)向，移動總方向與大于起沙風(fēng)的年合成風(fēng)向大體一致，但不完全重合，二者之間有一夾角。2.我國沙漠地區(qū)風(fēng)沙移動主要受東北風(fēng)和西北風(fēng)兩大風(fēng)系的影響。第二節(jié)風(fēng)蝕沙漠化的分布和人為成因類型一、我國草地與風(fēng)蝕退化現(xiàn)狀1.世界第二大草地資源大國，草地面積為4×108hm2，僅位居澳大利亞之后。2.我國草地面積占全國總面積的42.05%。為耕地面積的3.12倍，林地面積的2.28倍，是我國土地、森林、草地、礦產(chǎn)、水、海洋這六大自然資源之一。3.我國的天然草地以西藏自治區(qū)草地面積最大。4.草地沙漠化是土地荒漠化中最嚴重的一種，是沙漠化土地的主要組成部分。二我國風(fēng)蝕沙漠化的分布其中大致可分為下面3個分布區(qū)：（1）半濕潤森林草原和濕潤的森林地帶沙漠化分布區(qū)。（2）半干旱草原及干旱荒漠草原地帶沙漠化分布區(qū)。（3）干旱荒漠地帶沙漠化分布區(qū)。三、草地風(fēng)蝕沙漠化的人為成因類型人為成因：（1）過度樵采：引起沙漠化面積占第一位（2）過度放牧：引起的沙漠化面積占第二位（3）過度農(nóng)墾：造成的沙漠化面積占第三位第三節(jié)草地沙漠化的動力一、草地沙漠化的風(fēng)動力風(fēng)是沙漠化地區(qū)塑造地貌的主要營力，對沙漠化的形成與發(fā)展，以及地表形態(tài)的塑造都起著主要的作用。二、草地沙漠化的生物動力（1）人類開墾草地產(chǎn)生的動力（2）人類的濫樵與挖取藥材動力（3）工礦開發(fā)、城市化及道路建設(shè)動力（4）過度放牧牛羊產(chǎn)生的動力

第四節(jié)沙漠化發(fā)生機理一、人類生產(chǎn)系統(tǒng)對沙漠化作用的機制（一）種植業(yè)對沙漠化的影響機制

正反饋（據(jù)茲龍駿，1998）

負反饋（據(jù)茲龍駿，1998）畜牧業(yè)對沙漠化的正反饋（據(jù)茲龍駿，1998）（二）畜牧業(yè)對沙漠化的影響機制林業(yè)對沙漠化的負反饋（據(jù)茲龍駿，1998）（三）林業(yè)對沙漠化的影響機制二、氣候變化對沙漠化作用的機制（一）全球氣候變化對沙漠化的影響全球氣候變暖是當前的大趨勢，而溫度升高將會導(dǎo)致中緯度干旱、半干旱地區(qū)沙漠化擴展速度加快。（二）干旱對沙漠化的影響很大。

第五節(jié)草地風(fēng)蝕沙漠化的等級和地表景觀（一）草地土壤粒度與土壤厚度變化一、草地風(fēng)蝕沙漠化過程中的土壤變化地表土壤受到風(fēng)力的侵蝕作用會使得土壤中的粉砂和黏土顆粒減少，由于風(fēng)的搬運能力較弱，土壤中較粗粒的中砂和細砂及更粗粒的成分殘留原地，造成土壤粗化甚至土壤消失，形成沙質(zhì)荒漠化景觀。草地沙漠化過程中，伴隨著土壤中大量細粒物質(zhì)不斷被吹蝕，土壤厚度變薄。（二）草地沙漠化過程中的土壤水分變化1.土壤粒度組成的變化，必然會改變土壤的蓄水保肥能力，使土壤水分狀況和養(yǎng)分含量發(fā)生變化。2.長期野外觀測證明在20～200cm沙地土層中土壤含水量基本是流動沙丘＞半流動沙丘＞半固定沙丘＞固定沙丘。在草場分布沙丘地里，隨著沙漠化的發(fā)展和植被的減少，土壤含水量呈增加趨勢。（三）草地沙漠化過程中的土壤養(yǎng)分變化

大量研究資料證明，隨著草地沙漠化的發(fā)展，土壤養(yǎng)分環(huán)境會明顯惡化。主要從三方面來說：1.沙質(zhì)草地沙漠化過程中土壤養(yǎng)分變化2.不同類型沙漠化土地表層（0～30cm）土壤養(yǎng)分含量3.不同類型沙漠化土地微量元素含量變化表沙質(zhì)草地沙漠化過程中土壤養(yǎng)分變化沙漠化類型深度（cm）有機質(zhì)（%）全量養(yǎng)分（%）NP2O5K2O潛在沙漠化土地

0～311.400.0470.0742.8831～670.460.0190.0312.8437～103 0.180.0050.0353.04中度沙漠化土地1～280.410.0190.0182.6428～600.200.0360.0112.8860～900.100.0190.013.18嚴重沙漠化土地0～300.110.0040.0112.2930～500.080.0070.0121.9350～1000.090.0630.0151.55

不同類型沙漠化土地表層（0～30cm）土壤養(yǎng)分含量沙漠化土地類型有機質(zhì)（%）全量養(yǎng)分（%）NP2O5K2O固定沙地0.9750.0430.0332.90半固定沙地0.3990.0130.0143.01半流動沙地0.2670.0080.0153.23流動沙地0.0650.0030.0082.77不同類型沙漠化土地微量元素含量變化沙地類型深度（cm）微量元素含量（質(zhì)量濃度10-6）TiMnVCuNiCoZn固定沙地

0～1058212610197847

9～25

3821247145749半固定沙地0～20410103815575020～403801127238851流動沙地0～1019155316735430～40277593146264二草地風(fēng)蝕沙漠化的等級劃分與指標程度風(fēng)積地表形態(tài)占地面積/%風(fēng)蝕地表形態(tài)占地面積/%植被覆蓋度/%地表景觀綜合特征生物量較荒漠化前下降/%輕度≤10≤1031～50斑點狀流沙或風(fēng)蝕地。2m以下低矮沙丘或吹揚的灌叢沙堆。固定沙丘群中有零星分布的流沙(風(fēng)蝕窩)。旱作農(nóng)地表面有風(fēng)蝕痕跡和粗化地表，局部地段有積沙。30中度11～3011～3011～302～5m高流動沙丘成片狀分布。固定沙丘群中沙丘活化顯著，旱作農(nóng)地有明顯風(fēng)蝕。31～50重度≥31≥31≤10洼地和風(fēng)蝕殘丘。廣泛分布的粗化砂礫地表5m高以上密集的流動沙丘或風(fēng)蝕地51以上三中國北方草地退化等級中國北方草地分布范圍涉及較廣大地區(qū)如以省為單位分析,草地退化比例最高的是寧夏、陜西、山西3?。黄浯螢楦拭C、遼寧、河北,草地退化面積占80%左右到87%;再次為新疆、內(nèi)蒙古、青海、吉林,草地退化面積占42%～64%;最后西藏草地退化比例較低,占23.37%。四草地風(fēng)蝕沙漠化的地表景觀

它們的主要類型如下：（一）沙波紋與沙堆（二）縱向沙丘（三）新月形沙丘（四）拋物線沙丘（五）橫向沙丘（一）沙波紋與沙堆1.沙波紋：是沙地和沙丘表面呈波狀起伏的微地貌，其排列方向與風(fēng)向垂直。2.沙堆：是沙丘地貌的初級形態(tài)，最初為蝌蚪狀。如圖3-4所示：

（二）縱向沙丘在單向風(fēng)或幾個方向近似的風(fēng)的作用下形成的順風(fēng)向延伸的風(fēng)積地貌。圖3-5圖3-6（三）新月形沙丘1.新月形沙丘：在風(fēng)向較固定的風(fēng)力作用下形成的堆積地貌，形似新月，兩翼順主風(fēng)向延伸，迎風(fēng)坡略凸，長而緩，背風(fēng)坡凹而陡，高度不大，很少超過15m。2.形成過程：盾形沙堆→雛形新月形沙丘→新月形沙丘。（四）拋物線形沙丘拋物線沙丘：是一種固定或半固定的沙丘，在水分和植被條件較好的荒漠邊緣地區(qū)或者海岸帶常有發(fā)育，平面形態(tài)呈弧形，弧形突出方向指向下風(fēng)向，兩個尖角指向上風(fēng)向。（五）橫向沙丘當兩個方向相反的風(fēng)交替出現(xiàn)，其中一個風(fēng)向占優(yōu)勢的情況下所形成的風(fēng)積地貌，也稱季風(fēng)型沙丘。（六）其他類型的風(fēng)蝕地貌景觀風(fēng)蝕地貌景觀還包括風(fēng)蝕蘑菇、風(fēng)蝕柱、石窩（風(fēng)蝕壁龕）、風(fēng)蝕壟槽（雅丹）、風(fēng)蝕洼地、風(fēng)蝕谷、風(fēng)蝕殘丘、風(fēng)蝕城堡（風(fēng)城）、石漠與礫漠（戈壁）、羽毛狀沙丘、格狀沙丘鏈和金字塔狀沙丘等形式。圖3.24風(fēng)蝕柱垂直裂隙發(fā)育的巖石經(jīng)過長期的風(fēng)蝕，易形成柱狀，故稱風(fēng)蝕柱。

孤立突起的巖石，或水平節(jié)理和裂隙發(fā)育的巖石，特別是下部巖性軟于上部的巖石，受到長期的風(fēng)蝕和風(fēng)磨，易形成頂部大、基部小的形似蘑菇的巖石，稱之為風(fēng)蝕蘑菇。

圖3.25風(fēng)蝕蘑菇

在陡峭的巖壁上，經(jīng)風(fēng)蝕形成大小不等、形狀各異的小洞穴和凹坑。大的深10-25cm，口徑達20cm。有的分散，有的群集，使巖壁呈蜂窩狀外貌，稱之為石窩。這種現(xiàn)象在花崗巖和砂巖壁上最為發(fā)育。圖3.26石窩風(fēng)蝕洼地

由松散物質(zhì)組成的地面經(jīng)風(fēng)吹蝕后，形成寬廣而輪廓及界面不大明顯的洼地。它們多呈橢圓形成行分布并沿主要風(fēng)向伸展，有時也形成巨大的圍椅形風(fēng)蝕洼地，自地面向下凹進。洼地的背風(fēng)壁較陡，常達30度以上。

圖3-29風(fēng)蝕洼地的形成巖土層地下水面風(fēng)向風(fēng)蝕

在干旱地區(qū)遇有較大暴雨產(chǎn)生的地表徑流沖刷地面后形成溝谷，這些溝谷再經(jīng)長期風(fēng)蝕形成風(fēng)蝕谷。風(fēng)蝕谷無一定形狀，有狹長的壕溝，也有寬廣的谷地，蜿蜒曲折，長達數(shù)十公里，谷底崎嶇不平寬窄不均，不象河谷有一定的縱坡。在陡峭的谷壁上分布著大小不同的石窩，在壁坡的坡腳堆積著崩塌巖屑錐。風(fēng)蝕谷和風(fēng)蝕殘丘風(fēng)蝕谷不斷發(fā)展擴大，原始地面不斷縮小，最后殘留下不同形狀的孤立小丘稱之為風(fēng)蝕殘丘。它們常成帶狀分布，丘頂有不易被直接吹揚的礫石或粘土所保護，平頂?shù)妮^多，也有尖峰的，高度一般在10～20m左右，在柴達木盆地的殘丘多在數(shù)米至30m之間。

在地形隆起、有產(chǎn)狀近似水平的裸露基巖地面，由于巖性軟硬不一，垂直節(jié)理發(fā)育不均，在長期強勁風(fēng)力作用下，被分割殘留的平頂山丘，遠看宛如頹毀的城堡樹立在平地上，稱為風(fēng)蝕城堡或風(fēng)城。典型風(fēng)城分布在我國新疆吐魯番盆地哈密西南。風(fēng)蝕城堡（風(fēng)城）

在干旱地區(qū)某些地勢較高的基巖或山麓地帶，由于強勁風(fēng)力將地表大量碎屑細粒物質(zhì)吹蝕而去，使基巖裸露或留下具有棱面麻坑的各種風(fēng)棱石和石塊，使得地表植物稀少、景色荒涼，稱之為石漠與礫漠（又稱戈壁）。石漠與礫漠在我國的分布的面積是很大的。石漠與礫漠（戈壁）

在無主風(fēng)向的多向風(fēng)吹動下，塑造的沙丘棱面明顯丘體高大，且具有三角形的斜面、尖的沙頂和狹窄的棱脊線，外形象金字塔，固稱之為金字塔狀沙丘。金字塔狀沙丘第六節(jié)沙漠化的危害（一）使可利用土地面積縮?。ǘ?dǎo)致土地質(zhì)量逐漸下降

風(fēng)蝕作為沙漠化災(zāi)害的主要方式，是造成有機質(zhì)和養(yǎng)分大量吹蝕，引起土壤肥力降低。一、對土地資源的危害二、對環(huán)境污染的危害沙漠化對環(huán)境的影響突出表現(xiàn)為沙塵暴、揚沙的劇增。沙塵暴對環(huán)境造成的影響是難以用經(jīng)濟指標評估的，它不僅使大氣混濁，妨礙人們正常的生產(chǎn)和生活，還嚴重污染飲水、食物、家庭擺設(shè)以及工廠設(shè)備，對人類身體健康與機器、儀表產(chǎn)生直接損害。

三、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害

沙漠化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的直接損害主要表現(xiàn)為風(fēng)蝕、沙割、沙埋和風(fēng)害對農(nóng)作物的危害。（1）風(fēng)蝕：不僅刮走農(nóng)田表土和肥料，還吹跑種籽或拔起幼苗、吹露根系，迫使農(nóng)作物多次重播與改種，貽誤農(nóng)時。（2）沙割：受運行風(fēng)沙流中砂粒的不斷沖擊，農(nóng)作物和幼樹的枝干、葉片經(jīng)常被打傷，影響生長發(fā)育，甚至成片死亡。（3）沙埋：由風(fēng)沙流受阻沉降和沙丘前移而造成農(nóng)田和林帶積沙。（4）風(fēng)害：是大風(fēng)本身具有的破壞力造成的危害。四、對工程的危害（一）沙漠化對交通運輸業(yè)的危害：公路、鐵路、民航運輸（二）沙漠化對水利、河道的危害表現(xiàn)為風(fēng)成沙造成水利工程設(shè)施難以發(fā)揮正常效益。另外，風(fēng)成沙大量進入河道，使河床持續(xù)淤積增高，甚至嚴重阻塞河道，造成河堤潰決。（三）沙漠化對通訊和輸電線路的危害風(fēng)沙對通訊和輸電線路的危害不僅表現(xiàn)在大風(fēng)經(jīng)常刮倒電桿、刮斷電線，而且在風(fēng)沙頻繁活動季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)有害于線路的風(fēng)沙電現(xiàn)象。第七節(jié)風(fēng)蝕沙漠化防治的原理一、風(fēng)蝕沙漠化防治的基本原理二、風(fēng)蝕沙漠化防治的生態(tài)學(xué)原理一、風(fēng)蝕沙漠化防治的基本原理（一）阻止氣流對地面的直接作用（二）增大地表粗造度（三）提高沙粒起動風(fēng)速（四）改變風(fēng)沙流蝕積規(guī)律二、風(fēng)蝕沙漠化防治的生態(tài)學(xué)原理（一）植物對流沙環(huán)境的適應(yīng)性原理（二）植物對流沙環(huán)境的作用原理（一）植物對流沙環(huán)境的適應(yīng)性原理1.植物對干旱環(huán)境的適應(yīng)（1）萌芽快與根系生長迅速而發(fā)達。（2）具有旱生形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機能。（3）植物化學(xué)成分發(fā)生變化。2.植物對風(fēng)蝕與沙埋的適應(yīng)3.植物對流沙環(huán)境改善的適應(yīng)2.植物對風(fēng)蝕與沙埋的適應(yīng)

根據(jù)植物適應(yīng)特征，可歸納為速生型、穩(wěn)定型、選擇型和多種繁殖型四種適應(yīng)類型:（1）速生型適應(yīng):（2）選擇型適應(yīng):（3）穩(wěn)定型適應(yīng)（4）多種繁殖型適應(yīng)沙柳、怪柳、旱柳、楊柴、油蒿等沙拐棗、花棒、沙柳沙蒿、紅柳、沙柳、駱駝刺等沙蒿等（二）植物對流沙環(huán)境的作用原理

1.植物固沙作用

2.植物的阻沙作用

3.植物改善小氣候的作用

4.植物對風(fēng)沙土的改良1.植物固沙作用植物的固沙作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一、是植物的枝葉和聚積枯落物能夠庇護表層沙粒，避免風(fēng)的直接作用。二、是植物作為沙地上一種具有可塑性結(jié)構(gòu)的障礙物，使地面粗糙度增大，可以大大降低近地層風(fēng)速三、是植物能夠加速土壤形成過程，提高黏結(jié)力，削弱風(fēng)蝕。四、是植物根系也起到固結(jié)沙粒作用以及增加土壤有機物的作用，可明顯提高土壤抗風(fēng)蝕能力。五、是植物還能促進地表形成“結(jié)皮”，從而提高臨界風(fēng)速值，增強了抗風(fēng)蝕能力，起到了固沙作用。2.植物的阻沙作用

1、植物在降低近地層風(fēng)速，減輕地表風(fēng)蝕的同時，可使風(fēng)沙流中部分沙粒下沉堆積，堆積形成的沙堆可起到阻沙作用。2、近地層枝葉濃密，控制范圍較大的植物其固沙和阻沙能力也較強。在喬、灌、草3類植物中，灌木多在近地表出現(xiàn)叢狀分枝，固沙和阻沙能力較強。3.植物改善小氣候的作用

在植被覆蓋下，反射率、風(fēng)速、水面蒸發(fā)量顯著降低，相對濕度增加。隨植被蓋度增大，對小氣候影響也愈顯著。4.植物對風(fēng)沙土的改良植物對風(fēng)沙土的改良作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：粒度組成發(fā)生變化，粉粒、黏粒含量增加。土壤的比重、容量減小，孔隙度增加。水分性質(zhì)發(fā)生變化，田間持水量增加，滲透性減弱。④有機質(zhì)含量增加。⑤植物營養(yǎng)成分氮、磷、鉀三要素含量增加。⑥碳酸鈣富集，含量增多，pH值提高。⑦土壤微生物數(shù)量增加。⑧沙層含水率增加。

工程治沙是指采用各種機械工程手段，防治風(fēng)沙危害的技術(shù)體系，通常又稱為機械固沙。

工程治沙按采用的材料和實施的目的不同，分為機械沙障固沙、化學(xué)膠結(jié)物固沙、風(fēng)力拉沙和水力拉沙等幾個方面。第八節(jié)防治風(fēng)蝕與風(fēng)積的工程技術(shù)一、機械沙障固沙機械沙障又稱風(fēng)障，是植物治沙的前提和保證。通常是用柴草、秸稈、黏土、樹枝、板條、卵石等物料在沙面上設(shè)置成各種形式的障蔽物，從而控制風(fēng)沙流的運動方向、速度、結(jié)構(gòu)，起到機械阻擋風(fēng)沙的作用，其最主要的作用就是固定流動沙丘和半流動沙丘。

根據(jù)沙障設(shè)置類型、防沙類型：平鋪式沙障和直立式沙障。根據(jù)配置形式：行列式、方格、羽狀和不規(guī)則沙障。根據(jù)建立沙障的材料：柴草沙障、黏土沙障、礫石沙障、塑料沙障和其它化學(xué)材料沙障。（一）機械沙障類型1.平鋪式沙障：一方面增加沙面粗糙度，降低風(fēng)速；另一方面將沙面覆蓋、與風(fēng)隔離，避免風(fēng)力直接作用于疏松的沙面，防止或減少風(fēng)蝕。（二）各類機械沙障作用原理2.直立式沙障：在風(fēng)沙流通過的路線上設(shè)置一個直立式障礙物，使氣流運動受阻，風(fēng)速減弱，挾沙能力降低，從而使部分運動砂粒在障礙物附近發(fā)生降落堆積，達到減少風(fēng)沙流的輸沙量，起到防治風(fēng)沙危害的作用。（二）各類機械沙障作用原理

1.沙障選擇：防風(fēng)蝕--半隱蔽式；截持風(fēng)沙流--透風(fēng)結(jié)構(gòu)高立式；改變地形--緊密結(jié)構(gòu)高立式。2.沙障孔密度：沙障孔隙面積和沙障總面積之比，通常被作為衡量沙障透風(fēng)性能的重要指標。

3.沙障高度：30-40cm4.沙障方向：沙障的設(shè)置應(yīng)與主風(fēng)方向垂直，通常設(shè)置在沙丘迎風(fēng)坡。5.沙障的配置形式：行列式、格狀、人字形、雁翅型、魚刺型等。6.沙障的間距：即相鄰兩條沙障之間的距離。（三）機械沙障設(shè)置方法二、化學(xué)膠結(jié)物固沙

化學(xué)膠結(jié)物固沙是指在受風(fēng)沙危害地區(qū)，利用化學(xué)材料與工藝，對易產(chǎn)生沙害的沙丘或沙質(zhì)地表建造一層能夠防止風(fēng)力吹揚又具有保持水分和改良沙地性質(zhì)的固結(jié)層，從而加強地表抵抗風(fēng)蝕的能力，達到控制和改善沙害環(huán)境，提高沙地生產(chǎn)力的技術(shù)措施。

（一）化學(xué)膠結(jié)物固沙作用原理

化學(xué)膠結(jié)物固沙是利用稀釋的、具有一定膠結(jié)性的化學(xué)物質(zhì)，噴灑于松散的流動沙地表面，水分迅速滲入沙層以下，而那些化學(xué)膠結(jié)物質(zhì)則滯留于一定厚度（1~5mm）的沙層間隙中，將單粒的沙子膠結(jié)成為一層保護層，以此來隔開氣流（風(fēng)）與松散沙面的直接接觸，從而起到防止風(fēng)蝕的作用。

固沙劑選擇具有較好的滲透性和膠結(jié)性、噴灑后能夠迅速滲入沙丘表層并黏結(jié)沙子顆粒的固沙劑。并且固沙劑還應(yīng)具有明顯的集水和保墑增溫、改善土壤結(jié)構(gòu)、促進植物生長的良好作用。通常造價過高，使用有限。。。

1.石油產(chǎn)品類固沙劑：典型代表是瀝青乳液，又叫乳化瀝青。液態(tài)地膜，應(yīng)用廣2.高分子聚合物固沙劑：本質(zhì)上屬于水溶性或油溶性化學(xué)膠結(jié)物質(zhì)。價格貴3.生物資源固沙劑:包括木質(zhì)素磺酸鹽及其改性產(chǎn)品和栲膠類固沙劑2大類。前景好4.高分子吸水樹脂:又稱為超強吸水劑（Superabsorbentpolymer），簡稱SPA，是一種含強親水性基團的高分子材料，它不溶于水，也不溶于有機溶劑，但保水好。（二）化學(xué)固沙劑類型

化學(xué)固沙施工容易，固定流沙立竿見影，在全球廣泛使用，并取得了良好的成效。但石油產(chǎn)品類、高分子聚合物及高吸水樹脂類產(chǎn)品自然降解非常緩慢，在固沙的同時，會對沙區(qū)的自然環(huán)境產(chǎn)生不同程度的污染。相比之下，生物資源類既能達到防風(fēng)固沙的目的，又避免了其它化學(xué)材料對沙區(qū)環(huán)境的污染。

（三）效果評價

三、風(fēng)力治沙（一）概念及原理

風(fēng)力治沙是利用地形設(shè)置屏障，以聚集風(fēng)力，改變風(fēng)向，借以削平沙丘或輸導(dǎo)流沙，避開被保護對象，或在需保護地段鋪設(shè)礫石等材料，使下墊面平滑，增強砂粒沖擊躍移反彈力，使風(fēng)沙流越過被保護地段而不形成沙堆。

1.渠道防沙：要求在渠道內(nèi)不要造成積沙，必須保證風(fēng)沙流通過渠道時成為不飽和氣流，即渠道的寬度必須小于飽和路徑長度。2.拉沙修渠筑堤：設(shè)置高立式緊密沙障，降低風(fēng)速，改變風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)，使沙子聚積在沙障附近。3.拉沙改土：利用風(fēng)力拉平沙丘，使丘間低地黏性土摻沙，改良土壤，用于有黏性土分布的沙區(qū)。（二）應(yīng)用

四、水力治沙（一）概念及原理

水力拉沙是以水為動力基礎(chǔ)，按照需要使沙子進行輸移，消除沙害，以改造利用沙漠的一種方法。其實質(zhì)是利用水力定向控制蝕積搬運，達到除害興利的目的。

（二）應(yīng)用1.引水拉沙修渠：利用沙區(qū)河流、海水、水庫等的水源，自流引水或機械抽水，按規(guī)劃的路線，引水開渠，以水沖沙，邊引水邊開渠，逐步疏通和延伸引水渠道，它是水利治沙的具體措施。2.引水拉沙造田：利用水的沖力，把起伏不平、不斷移動的沙丘改變?yōu)榈孛嫫教埂L(fēng)蝕較輕的固定農(nóng)田。3.引水拉沙筑壩：利用水力沖擊沙土，形成沙漿輸入壩面，經(jīng)過脫水固結(jié)，逐層淤填，形成均質(zhì)壩體。

植物治沙又稱生物治沙，是通過種草植樹增加人工植被，保護和恢復(fù)天然植被等手段，阻止流沙移動，防治風(fēng)沙危害，改善沙區(qū)生態(tài)環(huán)境和提高土地生產(chǎn)力的一種技術(shù)措施。植物治沙是眾多治沙措施中最經(jīng)濟有效而又持久的一項技術(shù)措施，是我國最主要和最根本的防沙治沙技術(shù)。第九節(jié)防治風(fēng)蝕沙漠化的植被技術(shù)一、自然恢復(fù)植被的措施封沙育林育草（簡稱封育），保護天然植被，是各地普遍采用的一項行之有效的植物固沙措施。在水文條件較好并有一定數(shù)量的天然植被的沙漠地區(qū)，實行一定的保護措施（設(shè)置圍欄），建立必要的保護組織（護林站），把一定面積的地段封禁起來，嚴禁人畜破壞，為天然植物提供休養(yǎng)生息、滋生繁衍的條件，使天然植被逐步恢復(fù)，從而把沙丘完全固定。

二、人工造林種草技術(shù)

在荒漠化地區(qū)通過植物播種、扦插、植苗造林種草固定流沙是最有效也最根本的措施。（一）直播固沙用種子作材料，直接播于沙地建立植被的方法。選擇適宜的物種、播種期、播種方式、播種深度和播種量，可以提高播種成效。

（二）植苗固沙植苗是以苗圃里培育出來的播種苗、營養(yǎng)繁殖苗或從沙漠里挖出來的天然實生苗為材料，有計劃地栽植到沙丘上進行植被建設(shè)的方法。由于苗木種類不同，植苗可分為一般苗木、容器苗、大苗深栽3種方法。（三）扦插造林固沙

扦插育苗是從植物母體上截取一段苗木干莖或枝條作為育苗材料，在適宜的環(huán)境條件下扦插于土壤或基質(zhì)中，促使其生根而成為新植株的育苗方法。很多植物具營養(yǎng)繁殖能力，可利用營養(yǎng)器官（根、莖、枝等）繁殖新個體。

三、飛機播種造林種草技術(shù)飛機播種造林種草即飛播造林，具有速度快、成本低、功效高的特點，適用于交通不便、人煙稀少，是治理風(fēng)蝕荒漠化土地的有效手段，也是綠化荒山荒坡的重要措施。

四、沙結(jié)皮固沙技術(shù)就是微生物結(jié)皮固沙技術(shù)，主要是運用藻類生態(tài)、生理學(xué)原理和微生物結(jié)皮理論，分離、選育野生結(jié)皮中的優(yōu)良藻種，經(jīng)大規(guī)模人工培養(yǎng)以后返接流沙表面，使其在流沙表面快速形成具有藻類、細菌、真菌、地衣和苔蘚在內(nèi)的微生物結(jié)皮，并用以治理沙漠化的一項綜合技術(shù)。

固沙、治沙作用主要表現(xiàn)：第一，微生物沙結(jié)皮可以增強沙漠地表的抗侵蝕能力。第二，微生物沙結(jié)皮可以保持沙漠土壤水分。第三，微生物沙結(jié)皮可改善沙漠土壤養(yǎng)分。第四，沙結(jié)皮可促進沙生植物的拓殖和恢復(fù)。

防護林是為了防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、減少污染所配置和營造的由天然林與人工林組成的森林。第十節(jié)風(fēng)沙區(qū)防護林體系一、沙地農(nóng)田防護林

沙地農(nóng)田因干旱多風(fēng)土地易風(fēng)蝕沙化，即使灌溉，也難以高產(chǎn)，營造農(nóng)田林網(wǎng)對控制風(fēng)蝕，保護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義，是沙區(qū)農(nóng)田基本建設(shè)的重要內(nèi)容。沙區(qū)護田林除一般護田林作用外，最重要的任務(wù)是控制土壤風(fēng)蝕，保證地表不起沙。二、干旱區(qū)綠州防護體系

風(fēng)蝕荒漠化地區(qū)干旱風(fēng)沙嚴重，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)極不穩(wěn)定。為此，必須因害設(shè)防，因地制宜地建立各種類型的防護林。因風(fēng)沙區(qū)自然條件復(fù)雜，必須因地制宜地設(shè)計喬灌草種。

（一）綠洲外圍的封育灌草固沙帶該部分為綠洲最外防線，為控制就地起沙和攔截外來流沙，需建立寬闊的抗風(fēng)蝕、耐干旱的灌草帶。其方法一是靠自然繁生，二是靠人工培養(yǎng)，實際上常常是二者兼之。

（二）骨干防沙林帶它是第二道防線，位于灌草帶和農(nóng)田之間。作用是繼續(xù)削弱越過灌草帶的風(fēng)速，沉降風(fēng)沙流中剩余砂粒，進一步減輕風(fēng)沙危害。（三）綠洲內(nèi)部農(nóng)田林網(wǎng)及其他有關(guān)林種它是干旱綠洲第三道防線。其目的是改善綠洲近地層的小氣候條件，形成有利于作物生長發(fā)育，提高作物產(chǎn)量與質(zhì)量的生態(tài)環(huán)境。綠洲內(nèi)部前沿地帶綠洲外圍的沙漠邊緣（封沙育草育灌）（防風(fēng)阻沙林帶）（農(nóng)田林網(wǎng)）干旱地區(qū)的綠洲——多層防護林體系三、沙區(qū)牧場防護林樹種選擇要注意其飼用價值，東部以喬為主，西部以灌為主。主帶距取決于風(fēng)沙危害程度。四、沙區(qū)道路防護林（一）沙區(qū)鐵路防護林

沙區(qū)鐵路防護有重大政治與經(jīng)濟意義，我國在該領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先的地位。

1.草原沙區(qū)鐵路防護林體系：防護帶寬度取決于風(fēng)沙危害程度，防護重點在迎風(fēng)面。一般以多帶式組成防護林體系。帶寬在20m左右，帶距15m左右。（1）樹種選擇與造林技術(shù)。配置上，東部應(yīng)喬灌草結(jié)合，條件好地段可喬木為主，較差地段以灌木為主；西部以灌木為主，能灌溉地段應(yīng)喬灌草結(jié)合。（2）強調(diào)注意遠離路基（100m以外）的流動沙丘頂部、上部可不急于設(shè)障造林，待丘頂削低后再設(shè)障造林。

（3）要根據(jù)立地條件和樹種生物學(xué)特性合理配置樹種，提倡針闊混交，提高樹種多樣性。（4）嚴格掌握造林技術(shù)規(guī)程，保證造林質(zhì)量。（5）年降水量大于400mm地區(qū)，造林應(yīng)爭取一次成功。2.半荒漠沙區(qū)鐵路防護體系：沙坡頭可作為成功代表。3.荒漠地區(qū)鐵路防護體系：風(fēng)沙特點是來勢猛、堆積快、形成片狀積沙。因荒漠區(qū)無灌溉條件，只能依靠機械固沙措施。（二）荒漠地區(qū)公路防護體系將沙漠公路選線、沙漠公路防沙固沙等技術(shù)有效結(jié)合。

2.半荒漠沙區(qū)鐵路防護體系：此類線路最長，有750km。沙坡頭可作為成功代表。沙坡頭年均降水不足200㎜，蒸發(fā)3000㎜以上，起沙風(fēng)900h，沙丘高大，水位深，條件嚴酷。3.荒漠地區(qū)鐵路防護體系：風(fēng)沙特點是來勢猛、堆積快、形成片狀積沙。因荒漠區(qū)無灌溉條件，只能依靠機械固沙措施。

西寧－格爾木鐵路某段用高立式多列式竹籬防止風(fēng)沙危害。蘭新線在三十里井－鞏昌河區(qū)間沙害嚴重，建立了灌溉植物防護帶，帶寬視沙害程度而定，重點保護迎風(fēng)面，建多帶式防護林，如塔里木沙漠石油公路防沙體系及青藏鐵路防沙帶。（二）荒漠地區(qū)公路防護體系將沙漠公路選線、沙漠公路防沙固沙等技術(shù)有效結(jié)合。植物固沙的成效大小，在很大程度上取決于固沙造林植物品種的選擇。只有那些耐干旱瘠薄、耐風(fēng)蝕沙割、抗日灼高溫、抗沙土掩埋、生長快、易繁殖的沙生植物才能適應(yīng)這種惡劣的生境。第十一節(jié)沙地造林樹種和密度一、常用樹種

我國沙區(qū)固沙植物（包括半灌木）主要有19種，按照類別可分為草本、灌木和喬木3類，它們具有耐干旱的突出特點。

（一）草本固沙植物

1.沙打旺：豆科多年生草本，高1～2m左右，叢生，分枝多，主莖不明顯。再生力強，耐旱、耐寒、耐鹽堿、耐瘠薄、抗風(fēng)沙、生長快，是防風(fēng)固沙、保持水土的重要物種。