中国现有固沙技术研究进展

蒲泓沁 马源 王冠琦 高德宽 王海旺

摘 要：由于近年来沙尘暴严重影响了我国环境和经济发展，因而防风固沙的重要性日益凸显。本文简要介绍了目前治理沙漠的几种手段的发展现状，并着重介绍了工程固沙技术，总结各技术弱点。文末合理分析目前治沙的缺陷并推测未来应如何治沙。

关键词：沙尘暴；治沙手段；工程固沙；未来治沙

沙漠化，即沙质荒漠化，是荒漠化的主要类型[3]。我国沙化土地面积达173.97万Km2，相当于我国总土地面积的18.12%，是世界上沙化最严重的国家之一[2]。此外，我国沙尘暴天气愈演愈烈，严重影响了人们的日常生活。因此，如何有效地防风固沙显得愈来愈重要。

目前，国内固沙的方法，根据其作用机制的不同，可大致分为以下三类：工程固沙、生物固沙和化学固沙。

本文从目前国内的三类治沙手段发展现状展开综述，并提出了未来治沙的发展方向。

1.工程固沙技术

工程固沙又称机械固沙，即在不改变地表化学成分的前提下，采用机械工程技术，一般是通过设置沙障、建立立体栅栏等方式，对风沙流进行输、阻、导、固从而达到维持沙地表面稳定性的目的。由于机械工程随着时间的推移会被慢慢腐蚀或者掩埋，所以工程固沙是一种临时性的固沙辅助手段[1]。

目前，工程固沙技术是防沙设计中比较成熟的一种防沙措施，主要方法是设置沙障、建立立体栅栏等。

1.1设置沙障

1.1.1草方格低立式网格状沙障设置技术

吕建平等提出的该技术主要应用于植物覆盖程度小于10%的流动沙丘[3]。沙障材料为长度不小于30cm的廢弃植物纤维，成方格状铺在沙子上，规格为1米×1米，沙障插入地表深度为10-20cm，露出高度为10-20cm。首先将材料沿着作业路放置，其方向与主风方向成较大倾斜角，然后从上往下施工，先按照规格要求放置材料，厚度为3-5cm，后用直立式钉靶状简易工具将材料中央下压至地下10-20cm，同时使材料两端翘起，高度为10-20cm，即完成沙障设置。据测算，一吨柴草可设置4亩1米×1米的草方格，成本极低。

1.1.2黏土平铺式网格状沙障设置技术

吕建平等提出的该技术主要应用于植物覆盖程度小于10%的沙区及高度变化小的沙丘[3]。沙障材料主要是沙丘低地的黏土，规格为1米×1米。沙障设置在地表以上10-15cm，通常铺设在沙丘迎风面。首先将黏土堆放在施工区域，从上往下设置沙障，再由施工人员用铁锹将黏土按照规格均匀拢放成方格即完成沙障设置。

1.2建立立体栅栏

1.2.1高立式栅栏技术

赵正华提出的该技术一般应用于沙子较多之地。长杆植株是主要的耗材来源。栅栏插入地下深度一般为50cm，按其牢固程度改变深度，外露高度1m[4]。首先将高杆作物条编成笆块，然后把笆块钉在木桩上制成栅栏的一个单元，将这些单元紧密排列即得栅栏，栅栏的孔隙度决定它防风固沙的能力，孔隙度越大，即越稀疏，其效果越差，反之亦然。

1.2.2尼龙网膜栅栏技术

截止目前，该技术只是在敦煌莫高窟区域展开了应用。沙障材料主要是尼龙网膜和木桩。沙障插入地下约50cm，深度按照实际牢固程度而定，露出高度为1.8米，尼龙网空隙度为20%。将尼龙网膜钉在木桩上制得栅栏的一个单元，将尼龙网膜栅栏设置成三角形体系。它可以阻挡主风方向的风沙，同时疏通次主风方向的流沙。

2.生物固沙技术

生物固沙又称植物固沙，即采用以林业为主的方法，种植具有突出抗逆性的植物，来恢复植被覆盖度和加大地面粗糙度来达到固沙的目标。通常把植被覆盖度在15%以下的沙丘称为流动沙丘，覆盖度在15-40%的称为半固定沙丘，覆盖度在40%以上的称为固定沙丘，这充分说明了植物与固沙的密切联系。所以，植物固沙，亦即进行生态恢复，被认为是治沙的最为长久的根本性措施[5]。

飞播治沙、人工改良草地、封育、营造灌木群落、“五带一体”、营造防风固沙带这六类技术作为治沙根本手段——生物固沙被广泛应用[1]。

3.化学固沙技术

我们把通过喷洒有机、无机化学材料来使沙土稳定性和保水性提高的技术称为化学固沙技术[1]。

截止目前，无机类化学固沙材料、有机类化学固沙材料、有机-无机复合类化学固沙材料作为主要的化学固沙材料已得到广泛应用[1]。

4.缺点

4.1工程固沙

其施工难度较大，由于不同土地的疏松程度不一，使得沙障插入的深度没有明确的规定，对劳动力的要求较高，从而提高施工成本，并且具有一定的风险：若是深度不够，将会导致沙障被流沙掩埋、被大风刮倒或者流沙渗入，从而使沙障工程报废。

4.2生物固沙

由于沙区生态环境恶劣，难以提供植物赖以生存的基本要素，导致植被的成活率低（一般低于30%），并且由于植被生长周期较长，难以在短时间内达到固沙的目的。

4.3化学固沙

由于价格昂贵、材料稀缺、效果不佳、污染环境等原因，绝大多数产品没有转化为生产力。

5.未来治沙方向展望

截止当下，治沙主要有工程固沙、生物固沙、化学固沙这三类[1]。此三类固沙技术各具优势，又有所欠缺。

实践证明，单一的固沙方式成效有限，只有通过联合三种固沙体系的优点，使得工程固沙、生物固沙、化学固沙的有机交融，方能真正达到固沙治沙的目标。

参考文献：

[1]铁生年，姜雄，汪长安.沙漠化防治化学固沙材料研究进展[J].科技导报，2013，31（Z1）：106-111.

[2]李婷. 沙漠绿化砖的制备及性能研究[D].海南大学，2010.

[3]吕建平，程大元，曹忠，王征，杜宏，赵娜.乌兰布和沙漠沙障设置技术[J].内蒙古林业，2017（06）：24.

[4]赵正华. 固沙用新材料及野外固沙综合技术研究[D].兰州大学，2006.

[5]泉水.植物固沙[J].内蒙古林业，1984（06）：26-27.

作者简介：

王海旺（1981-），男，内蒙古赤峰市，民族：汉。职称副教授。学历：博士。研究方向：有机-无机复合材料.