若尔盖县土地沙漠化研究进展

杨雨薇 吴 迪

（成都理工大学环境学院，四川成都 610059）

若尔盖湿地位于四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县境内的西南部，地处青藏高原末端，主要有高原丘陵、高山峡谷2种地形，平均海拔在3500m以上，幅员面积10620km2。若尔盖湿地处青藏高原东部，是青藏高原面积最大的高原湿地，也是黄河、长江两大河流的水源涵养地之一，被誉为“中华民族的水塔”，同时也素有“高原之肾”的美称，具有极其重要的生态地位［1］。但自20世纪50年代起，受气候的变化及人类活动的影响，若尔盖湿地出现了持续干旱、湿地面积萎缩、河流水位下降、物种多样性减少等诸多生态问题［2］。1994—2009年期间，若尔盖县沙地以每年11.08%的速度扩大［3］，其植物群落、土壤养分有着显著降低的变化趋势，荒漠化和沙化已成为了若尔盖县最重要的生态环境问题之一［4］。本文根据若尔盖草原退化和沙化的现状和成因，分析了若尔盖县治理模式存在的问题，提出了具有针对性的治理方法，并且对新型技术的应用推广进行了展望。

1 若尔盖县基本概况

1.1 地理位置若尔盖县地处川西北高原北部，地势为中间低、周围高，地理坐标为东经102°08′～103°39′、北纬32°56′～34°19′，黄河与长江分水岭将其划为东西2部，平均海拔3500m。由于河流深切，造成山高坡陡，海拔高差悬殊，形成了明显的气候带和森林植物的垂直分异［5］。

1.2 土地利用状况截至2010年底，若尔盖县土地总面积10620.00km2，其中林地316009.0hm2，耕地6790.4hm2，园地13.1hm2，牧草地643104hm2，居民工矿及交通用地4586.6hm2，水域16622.9hm2，未利用地74873.4hm2。其中天然草地面积501333.8hm2，半人工草地面积41790.0hm2，人工草地面积3488.0hm2。天然草地共分属6个类，分别是高寒草甸类：面积328467.2hm2，高寒半沼泽类：78227.6hm2，高寒水沼泽类：35299.6hm2，山地草甸类：46389.6hm2，山地灌丛草甸类：12147.7hm2，疏林草甸类草地：802.1hm2。

1.3 气候根据若尔盖高原气象台站的观测数据统计，若尔盖县气候属高原寒温带湿润季风气候，因地貌特征又分为大陆性山地中温带半湿润季风气候区（农林区）和大陆性季风高原气候区（牧区）。农区冬季晴日多，日照强，温差大，夏季雨热同季。牧区气候寒冷干燥，长冬无夏，日照强烈，温差大，无绝对无霜期，年平均气温1.1℃。1月平均气温5.8℃，7月平均气温13.3℃，极端最高温度25.6℃，极端最低温度-33.7℃；降雨大多集中在5月下旬至7月中旬，年降水量526.3mm，年蒸发量达1064.6mm，相对湿度64%；年日照时数2499.6h，无霜期39d；年大风日数50d，年沙尘日数6d。

1.4 水文条件若尔盖县境内黄河及其支流白河、黑河，河谷平坦开阔，迂回曲折，蛇曲普遍发育，河床比较小；水流平稳缓慢［5］，流速一般为0.1～0.5m/s，以0.2～0.3m/s最为常见；水位年变化幅度一般在1～3m，最大时可达到4.5m；非汛期，黄河、白河水流清澈，黑河则不同，由于流域内沼泽发育，腐殖质含量高，河水呈棕色，汛期黄、白、黑三河水流浑浊，夹带大量泥沙和腐殖质，悬移质较多，推移质相对较少。黄河水系还分布着兴措、措卡、恰日、哈丘、错拉坚、沃木钦、隆岗木措、莫乌措尔格、瓦延诺尔绰等湖泊，最小的仅0.25km2，最大的5km2左右，总水域面积20.45km2，蓄水量约2045万m3。在湖泊周围较大范围内均为人畜难进的沼泽地。

1.5 土壤若尔盖区内地质母岩大多是以三迭系板岩、砂岩、泥灰岩、白云岩构成的残积、坡积物和第四系的松散堆积物，且依照不同的地形分布规律各不相同。主要土壤类型及分布规律表现为：平坝沼泽区为泥炭土和沼泽土，丘原草甸区为草甸土，古河床和河流附近的风积母质上常发育为风沙土［6］。草原上主要分布着亚高山草甸土、山地草原土、沼泽土、高山寒漠土、风沙土和盐渍土。其中沼泽土为地带性土壤，占有极大面积；风沙土和盐渍土为部分亚高山草甸草原土、山地草原土退化和风沙侵蚀后形成的土壤，集中分布在黄河及其支流黑河、白河沿线，有的纵深达数十公里。沙区内土壤主要是沼泽土、亚高山草甸土、高山草甸土等。

1.6 植被若尔盖国家高寒湿地自然保护区相对高差比较小，因此植物种类相对较少。区内植被以灌丛、沼泽草甸和亚高山草甸为主，林木稀少［7］。草地主要灌木有黄花金缕梅、大果沙棘、高山柳，地被物主要有狼毒、莎草、禾草、蓼、毛莨等等。沼泽植被主要草种有披碱草、驴蹄草、艾蒿草、木里苔草；灌木稀少，主要有杜鹃、沙棘、高山柳等。该区出现物种最多的科是玄参科，其次是菊科、莎草科、毛茛科、禾本科等，分布最广泛的属是莎草科的嵩草属、苔草属、华扁穗属以及禾本科的早熟禾属、披碱草属。主要植物群落有9种：木里苔草、单鳞苞荸荠、无脉苔草、西藏嵩草、藏北嵩草、华扁穗草、银叶委陵菜、早熟禾、高原嵩草、垂穗披碱草。

2 土地沙化现状

根据2014年若尔盖县第5次沙漠化土地监测显示，全县沙化面积达80308.18hm2（不含非沙地和沙趋地），涉及7个乡（镇、场），32个村。2009—2014年间，新增沙化图斑396个，面积达7911.18hm2，沙化土地年递增率为5.32%，较2004—2009年监测年递增率10.39%减缓明显。沙化危害总体趋势得到遏制，但固沙治沙任务依然严峻［8］。

3 土地沙化的危害

3.1 对生态的影响若尔盖地处青藏高原东部，为全国主体功能区的“若尔盖草原湿地生态功能区”的主要组成部分。沙化造成严重的水土流失，降低了涵养水源能力，直接威胁到黄河、长江两大河流流域的生态安全。另外，若尔盖县地处高寒生态脆弱区，一旦形成大面积沙化，不但难以逆转，而且在季风的作用下，将沙尘向更宽、更远范围输送，影响长江上游生态屏障的建设［9］。

3.2 对人们生产生活的影响沙化涉及7个乡（镇、场），32个村，其中直接受害18个村庄，危害公路30km，年经济损失达870.8万元［9］。由于放牧草场越来越少，争夺畜草的矛盾也越来越突出，直接影响着民族地区经济发展和藏区的社会政治稳定［10］。

4 土地沙化成因

造成土地沙化的原因是多种因素共同作用的结果，它不是一个单纯的自然过程，是在人为活动的影响下，由人为因素和自然因素共同作用下彼此叠加并相互反馈的结果［11］。

4.1 自然因素

4.1.1 气候因素 根据近些年的气象资料分析可以看出，若尔盖县近年来的气温有明显升高的趋势，且温度上升幅度越来越大，气温升高将导致该地区呈现暖干化的趋势，有助于沼泽退化、草地沙化；若尔盖高原的年际间降水量波动较大，且年内间降水分配极不均匀，容易导致冬季地表非常干燥，干沙极易随风吹扬；若尔盖高原经常出现大风天气，由于风速大且湿度低、吸湿能力强，造成迎风坡的沙化［12］。

4.1.2 地质因素 若尔盖地处川西北高原北部，地势为周围高、中间低，直接或间接地受到大西北生态恶化的影响与控制。特别是自大西北的8级大风增多，成为该区沙化快速延伸的外部条件之一［13］。若尔盖高原面上裸露的岩石多为三迭系的板岩、砂岩、白云岩、泥灰岩构成的残积、坡积物和第四系沼泽有机质松散堆积物、河流冲积物、小溪洪积物、湖泊沉积物和风积物（沙），三迭系砂岩、板岩、灰岩含沙量高，第四纪松散堆积沉积物又主要是沼泽沉积和粉沙沉积，形成的土壤含沙量也高。当地表植被遭到破坏后，沙粒物经风力作用而逐渐覆盖草地形成沙漠化造成草地被风沙逐渐覆盖，沙化扩大［11］。

4.2 人为因素若尔盖县人口增长速度过快，人类活动干扰加剧，对区域生态环境施加的负效应不断增大，这是人为因素中最重要的1个因素。超载过牧、乱采滥挖、疏干沼泽、开口排水等在很大程度上是由于人口压力过大，一味发展经济而忽视了环境保护造成的［10-11，13］。

4.3 生物因素若尔盖县沙化形成的生物因素主要是鼠虫危害。一是因为鼠虫消耗大量牧草，降低了草地草本的覆盖，草地裸露造成草原退化，直至沙化；二是鼠兔打洞推土形成小土丘，使土地被掘于地表，易遭受水蚀和风蚀，导致草场肥力迅速下降，同时，表土层下的土壤多为沙质地，掘出到地表后，形成无数小沙堆，成为沙化的沙源［14］。

5 若尔盖县治沙现状

5.1 治理模式近年来，国家高度重视若尔盖县沙化土地治理，将若尔盖县作为全国防沙治沙综合示范县，先后投入综合治沙资金高达26625万元，共治理23619.79hm2沙化土地，取得了显著的成效。经过省级防沙试点、省级防沙治沙成果巩固、川西藏区沙化治理工程第1期治理沙化经验，若尔盖总结出通过生物措施和工程措施，运用“灌草结合，宜灌则灌，宜草则草”的方法，因地制宜进行沙化综合防治［15］。形成了植被盖度≤10%的“沙障+植灌+种草+有机肥+围栏+管护”沙地治理技术，植被盖度≤25%的“柳条沙障+撒施牛羊粪+灌草恢复+围栏封禁+管护”沙地治理技术，25%＜植被盖度≤40%的“撒施牛羊粪+灌草恢复+围栏封禁+管护”沙地治理技术和植被盖度＞40%的“补播牧草+围栏封禁+管护”沙地治理技术［16］。沙化土地技术指标依据《四川省沙化监测技术操作细则》中的相关标准执行。具体划分标准见表1。

表1 沙化程度划分标准

5.1.1 植被盖度＞40%的沙地：补播+管护治沙技术 对这部分沙地采用封育补播的方式，在人工补播辅助下，以地表植被自然恢复为主，达到最终治理的目的［17］。

5.1.2 25%＜植被盖度≤40%的沙地：植灌+种草+有机肥+围栏+管护治沙技术 对这部分的沙地，采用植灌种草的措施，以达到提高地表植被覆盖度的目的，并撒施一定量的牛羊粪等有机肥，保持林草生态系统养分平衡，促进林草旺盛生长。完成前期工作后，进行安装围栏和后期管护［7］。

5.1.3 10%＜植被盖度≤25%的沙地：植灌+种草+有机肥+围栏+管护治沙技术 对这部分的沙地，采用植灌种草的措施，以达到提高地表植被覆盖度的目的；针对沙地肥力差、保水能力弱和当地丰富的牛羊粪资源可供使用的特点，在植灌种草时撒施牛羊粪等有机肥，保持林草生态系统养分平衡，促进林草旺盛生长。完成前期工作后，进行安装围栏和后期管护［18］。

5.1.4 植被盖度≤10%的沙地：沙障+植灌+种草+有机肥+围栏+管护治沙技术 首先利用当地的高山柳柳条编织柳笆和无纺布生态袋建立沙障以固定流沙，进而进行植灌和种草，使沙地得到固定，最终达到全面治理的目的。针对重度沙地肥力差、保水能力弱和当地丰富的牛羊粪资源可供使用的特点，在栽植灌木时用腐熟的牛羊粪等有机肥作底肥，播草种前用腐熟的牛羊粪等均匀撒在造林地块上，以提高土壤肥力，保持林草生态系统养分平衡，促进林草旺盛生长。完成前期工程后，再进行安装围栏和后期管护［5］。

5.1.5 新型土壤保水剂、植物生长调节剂和灌木种植技术 植被覆盖度≤10%的沙地，土壤几乎无黏土，选择固沙效果好，抗逆能力强，又能适应当地生长的固沙植物，针对沙化草地缺水、蒸发快、缺肥、沙流动大等特点，根据优选的灌草种类，设计几种不同的灌草组合，采取灌木与1年生牧草和多年生牧草相结合的方式，获得优化的灌草配置组合。应用现有的植物生长调节剂、新型土壤保水剂和灌木种植技术，达到灌草种植的高成活率［19］。

5.2 治理成效通过安装围栏、植灌种草、撒施牛羊粪、防治鼠虫害、人工管护等生物措施和工程措施的实施，对沙地进行综合治理，并进行管护，取得了显著的成效［20］。主要表现为：治沙地植被覆盖度得到提高。治理区域植被盖度平均提高了30%。；植物种类数量明显增加，物种丰富度指数（Margalef指数）、多样性指数（Shannon-Wiener指数、Simpsion指数）均表现为明显的提高；土壤特征变化明显，植被恢复过程中的沙化土地治理草地，土壤平均含水量在7%～14%，比其他地区沙化草地高5～10倍［19］；水源涵养能力得到提高，沙化土地在治理后，随着植被的恢复、盖度的提高，有效拦截雨水的能力得到提高，并通过土壤孔隙渗透到地下形成地下水，逐渐补充给江河，生态效益显著。

5.3 存在的问题通过上述治沙措施，若尔盖县沙化治理成效显著，但与此同时，高山柳沙障取材和二次生态环境破坏的问题，严重阻碍了该技术的推广和运用。

5.3.1 沙化趋势有所减缓，治理形势依然严峻 若尔盖县位于高海拔（海拔≥3400m）、高寒地带（冬季最低温度达-20℃以下），自然环境恶劣，植物生长缓慢，导致该区域生态环境易遭到破坏，恢复、修复困难。1993年至今，结合“若尔盖县全国防沙治沙综合示范区”工程建设、省级沙化治理试点工程和川西藏区生态保护与建设若尔盖县沙化土地治理等工程项目，若尔盖县沙化治理成效显著，沙化趋势逐渐减缓，但依然有大量沙化土地需要治理。

5.3.2 流动沙丘作为沙源地未得到有效治理 若尔盖县属我国“三冮源”范畴，是长江、黄河上游地区重要的涵养水源和供给源之一。若尔盖高原草原和沼泽湿地生态系统具有涵养水源、供给水资源、保持水土、维持生物多样性、调节区域气候等多种生态服务功能，是长江、黄河流域重要的生态安全屏障［21］。若尔盖县流动沙丘是沙化扩张蔓延的源头，其风蚀和冲刷侵蚀的现象特别严重。流动沙源附近仍有较大面积的中重度沙化土地存在，并且仍存在放牧现象，中重度沙化土地存在恶化趋势，亟待进行综合治理，减缓沙地恶化。

5.3.3 高山柳沙障原材料取材困境 虽然传统沙障技术在若尔盖推广效果显著，但随着大规模的治沙工程的推广，面临着高山柳沙障原材料取材困境，严重阻碍了该技术的推广应用；同时，高山柳的取材，也将导致取材地生态环境破坏。

6 展望

（1）治理沙化土地的根本方法就是固沙、保水，并逐渐恢复植被生长。增加沙化土地植被覆盖率、生产率和植物多样性是控制土地沙化和修复沙化土地的关键。通过物理、化学、生物的方法,最终将沙土固化，防止沙土流动，增加沙土的有机物含量和土壤特性。通过改良沙土特性，逐渐形成良好的植物生长环境，最后形成与原生环境相似的植被盖度、生产力和生物多样性，达到生态环境恢复的目的。因此，研究制约沙土移动和植物生长的各项技术措施，解决如何使植物在沙土中存活和保存，以及探究植物在改善沙土环境功能的作用等是沙化土地治理的核心问题。

（2）在治理沙化土地的过程中，使用的方法很多，但取得理想的治理效果的方法却很少。传统治沙固沙过程中，通常采用向沙化土地添加有机肥、生物质或者客土，提供植物生长所需的养料，进而改善沙化土壤特性。虽然该技术在短期内可以取得一定的效果，但是需要大量的有机肥添加、生物质制备和客土的搬移，从而在很大程度上加大了治沙固沙的成本，而且对于短缺的生物资源和土地资源也存在一定的破坏，对于生长在改造沙土上的植物的耐受性也有一定的制约，并且不能起到长期的防沙固沙效果。因此，通过添加有机肥、生物质和客土的模式进行治沙固沙不适合广泛推广。①植物联合双聚材料治理沙化土地可能是一种有效的治理方法。双聚材料作为一种无毒、耐酸碱、易溶于水的化工制品，它具有一定强度的粘结力，抗拉性能良好、可伸展度较大，能提高土体强度，还有利于提高土壤水分有效性。使用双聚材料后，在一定程度上固定沙化土地并且增加土壤保水能力，不仅可以促进植被的生长发育，还有利于生态环境的恢复。②植物联合凹凸棒修复沙化土地可能是一种有效的治理方法。凹凸棒石黏土是指以凹凸棒石为主要组分的一种黏土矿石，凹凸棒肥纯天然、无任何毒副作用，使用凹凸棒肥后，在一定程度上可以改善土壤的理化性质、调节酸碱度、具有明显的沃土功效，并且可以补充植物所需的微量元素、增强植物的抗逆性（抗旱、抗涝、抗寒、抗早衰、抗倒伏等），具有保肥保水能力。③植物联合微生物菌剂修复沙化土地也是一种值得研究的方法。使用微生物菌剂可以增强植物的抗逆性（抗旱、抗寒、抗倒伏等），恢复和改善土壤微生态环境、提高化肥利用率。因此，微生物菌剂对于治理沙化土地也有一定的作用，值得进一步深入研究。④植物联合凹凸肥与微生物菌剂修复沙化土地可能是一种有效的治理方法。将微生物菌剂加入凹凸肥中混合后作用于植物生长过程中，对于植物屏障修复沙化土地的效果值得今后进一步的探究。

（3）严格采用防治区域原生境耐受植物，是解决植物防治沙化土地的关键。对固沙植物群落这一特定的群落来说，由于生境的极端恶劣，植物的引入受到严格限制，因而种类不多。引入种类的功能和特性与建群种必须基本相似，但对大气干旱的适应程度和抵抗能力有所差异。因此，选择存活、生长等相对较为稳定的多年生植物是关键。此外，也可以对当地的植物进行杂交育种，利用现代生物学技术培育出耐旱、耐寒的作物。在进行固沙治沙过程中，首要考虑多年生植物的数量和结构，考虑当地适生耐旱、耐寒灌木和草本，增加沙化土地物种多样性，恢复和重建稳定的生态系统。

（4）从沙化土地固沙材料和植物选种及配置模式出发，研究防止高寒地区沙土侵蚀、搬运和沉积的固化材料，优选适生耐受植物种类和配置，是目前高寒地区沙化土地防治的薄弱环节，但也是沙化土地防治的关键，值得今后进一步开展深入研究。