沙尘暴的危害和治理路径

2023-06-02 09:12安磊
生态经济 2023年6期
关键词:防沙治沙沙尘

安磊

(河南财经政法大学 旅游与会展学院,河南 郑州 450000)

蒙古国南部的荒漠戈壁,是我国沙尘天气的重要境外沙源地/Pexels

每年春季,我国北方地区就会出现扬沙、浮尘天气,极端情况下部分地区还会爆发沙尘暴。2023 年1—4 月份,我国共发生了12 次沙尘天气过程,较常年(2000—2020 年)明显偏多。沙尘暴会污染大气环境、加速土壤退化、危害人体健康,但同时也会净化空气、缓解酸雨、抑制气候变暖。作为一种自古以来就有的气候现象,沙尘暴并不是一个必需根治的天气,我们应该秉持“宜沙则沙”的理念,在充分保护原生沙漠、戈壁的同时,最大限度地防治人为原因的沙化扩大现象。治理沙尘暴,关键在于借助绿色植被来“防风、保土、固沙”,限制乃至破坏其形成的物质条件。我国历来高度重视防沙治沙工作,出台了包括森林法、草原法、防沙治沙法等在内的一系列法律政策,同时实施了多个以防沙治沙为目的重大生态保护工程。但全球大气是一个整体,要治理沙尘暴,仅靠一国努力是不够的,未来我们还需要加强国际合作,共同做好区域防沙治沙工作。

沙尘暴接连袭击我国

沙尘天气是强风将地面大量疏松的沙粒、尘土飞卷上天,使空气浑浊,大气能见度降低的一种天气现象。以能见度进行区分,沙尘天气可以进一步划分为浮尘(水平能见度小于10 千米)、扬沙(水平能见度在1 ~10千米之间)、沙尘暴(水平能见度小于1 千米)。

进入2023 年以来,我国北方多地接连遭遇沙尘天气。中央气象台发布的数据显示,2023 年1—3 月,我国共发生了6 次沙尘天气,较往年同期偏多1 次。3 月份,我国华北、西北地区共发生4 次沙尘天气,包括2次扬沙天气、1 次沙尘暴天气和1 次强沙尘暴天气。3月9—12 日、13—15 日、19—23 日,我国连续出现了3 次大范围的沙尘天气过程。其中,3 月19—23 日的沙尘天气达到强沙尘暴级别,也是2023 年以来我国遭遇的范围最大、强度最高的沙尘天气。此次沙尘天气影响范围覆盖了我国西北、华北15 个省份、1 212 个县市、362 万平方千米国土面积,5.6 亿人口受影响。新疆若羌、甘肃张掖、内蒙古二连浩特、吉林白城等局部地区还遭遇强沙尘暴天气,给当地居民生产生活带来较大影响。

进入4 月份后,我国又发生了6 次沙尘天气,其中有较大影响的主要有3 次。4 月9—11 日,大风沙尘天气使我国15 个省份、902 个县市、229 万平方千米国土面积、4.09 亿人口受到影响,内蒙古锡林郭勒、乌兰察布、呼和浩特、包头、巴彦淖尔、阿拉善和河北张家口、北京等局部地区出现沙尘暴或强沙尘暴。4月13—15 日,我国华北、西北等省份再次遭遇扬沙或浮尘天气,内蒙古、甘肃局部地区出现沙尘暴。4 月27—29 日,受冷空气影响,我国北方地区再次爆发沙尘天气。27 日20 时至28 日20 时,我国西北、华北等地出现扬沙、浮尘天气,西北部分地区出现沙尘暴和强沙尘暴。29 日,沙尘传输至我国华北南部、黄淮、江淮等地,又引发这些地区的扬沙浮尘天气。

总体而言,沙尘天气是我国北方春季一种较为常见的天气类型。具体来看,我国沙尘天气在全年分布呈现以下特点:(1)春季集中爆发。从各季节爆发频率来看,春季是沙尘天气最易发季节,其次为冬季,然后是秋季,夏季几乎不会发生沙尘天气,其中春季(3—5 月份)沙尘天气占全年沙尘天气次数的77.5%。(2)4 月份沙尘天气出现次数最多。中国天气网分析了2000—2019 年沙尘天气数据,发现我国沙尘天气在一年中一般首次出现在2 月(常年平均日期为2 月16日),3—5 月进入高发期。从2000—2019 年各月沙尘天气分布情况来看,3—5 月的沙尘天气能占到全年的80%,4 月份沙尘天气最为频繁,常年平均达到4.5 次,3 月和5 月不相上下,分别为3.4 次和3.1 次。2023年春季,我国共发生12 次沙尘天气,显著高于常年(2000—2020 年)同期水平(9.1 次),3 月、4 月分别发生了4 次和6 次沙尘天气,也进一步印证了4 月是我国沙尘天气爆发次数最多的月份。

沙尘暴形成的原因

沙尘暴实质上是狂风裹挟沙尘大范围运动的一种极端天气,因此其形成离不开强风和沙尘。具体而言,沙尘暴的形成条件如下:

强风是沙尘暴形成的基本动力条件,只有在强风作用下,沙尘才能实现远距离传输。每年秋冬季节,太阳直射点向南移动,由于海陆热力性质差异,亚欧大陆降温速度要远超海洋,这使得亚洲内陆的高纬度地区(蒙古国以及北地区)上空会形成一个影响数千千米,顺时针旋转高压气旋,也即蒙古—西伯利亚冷高压。高压气旋形成后会向南方暖低压地区移动,冷暖气团交汇,大气环流开始变得不稳定,易于引发我国北方秋季的沙尘天气。进入冬季后,冷气团完全控制我国北方,南方距离沙源较远,因此我国冬季虽然有强烈、寒冷的北风,但却几乎不会出现沙尘天气。进入春季后,我国南方地区先于北方升温,北上的暖气团与南下的冷气团再次相遇,我国北方上空大气环流又进入了与秋季类似的不稳定状态,为春季沙尘天气创造了风力条件。因此,我国沙尘天气一般最早出现于2 月中下旬,进入5 月份后,我国南方、北方气温都有明显升高,暖气团日益强盛,逐步控制我国北方,大气环流趋于平稳,沙尘天气爆发频率也开始下降。

沙粒尘土是沙尘暴形成的物质条件。亚洲内陆属于温带大陆性气候,降水稀少,植被稀疏,分布着大片戈壁、沙漠。它们为我国北方沙尘暴的发生提供了“沙源”基础。再配合来自北方的强冷空气,我国沙尘天气的雏形就逐步形成了。我国沙尘暴主要有境内和境外两个沙源,境内沙源主要包括内蒙古、新疆以及靠近中蒙边境的荒漠、戈壁和沙漠。境外沙源主要是蒙古国东南部戈壁荒漠区和哈萨克斯坦东南部荒漠区。目前蒙古国72%的国土面积都已经荒漠化,在其南部有超过40 万平方千米荒漠戈壁,是我国沙尘天气的重要境外沙源地。哈萨克斯坦是世界最大的内陆国,在其14 个州中有7 个州的荒漠化面积超5 000 平方千米,其东南部的东哈萨克斯坦州、阿拉木图州、江布尔州也是我国沙尘天气的重要境外沙源地。

除沙源、风力等形成条件外,人为因素是沙尘暴形成过程中另一个不可忽视的重要因素。人类的过度放牧、滥砍滥伐以及不合理的工矿交通建设等行为,会破坏地表植被,加剧土地荒漠化,为沙尘暴的形成和发育创造了良好的沙源条件。

2023 年我国沙尘天气较常年次数偏多、强度偏高,主要有两方面的原因。一是沙源地出现了更为有利的气候条件。3 月份以来,我国主要沙源地(蒙古国南部以及我国西北地区)降水量较常年同期偏少两至五成,气温较常年同期却偏高了1°C ~2°C,这导致蒙古国南部,以及我国内蒙古东北部地区的积雪覆盖面积较常年明显偏小约30%。积雪减少,冻土层融化,为沙尘天气形成提供了更多疏松的沙尘物质。二是特殊的大气环流有利于沙尘输送。3 月份以来,我国北方地区大气环流有利于冷空气活动。冷空气的频繁南下为沙尘运输创造了更有力的动力条件。

沙尘暴的危害

沙尘暴的危害主要来自大风和沙尘,具体而言,其危害主要体现在以下几个方面。

(1)环境污染。沙尘暴过程必然是狂风大作,沙尘漫天,因此其所经过地区必然空气浑浊、呛鼻迷眼,大气环境质量会出现断崖式下跌。2021 年3 月14—15 日,我国遭遇了近10 年来最强沙尘天气,我国西北、华北多地出现扬沙、浮尘天气,部分地区还出现沙尘暴,受此影响,北京大部分地区PM10浓度超过2 000 μg/m3,海淀区部分地区甚至达到3 527 μg/m3,大部分地区能见度都在300 ~800 米之间。沙尘弥漫,空气质量急速下降是沙尘暴的一个重大危害。

(2)土地退化。沙尘暴发生时,都伴随着强大的风力,这会对干旱、半干旱地区的裸露耕地造成严重破坏和侵蚀。20 世纪30 年代,由于滥垦滥伐,美国西部平原曾发生过3 次超大规模的“黑风暴”(特强沙尘暴)事件,其中,1935 年5 月的“黑风暴”从美国西海岸一直吹到了东海岸,形成了一条绵延数千千米的灰黄色沙尘带,3 天时间里,带走了美国中西部地区3 亿多吨的土壤。1993 年甘肃、宁夏“五·五特大沙尘暴”使当地土地平均侵蚀厚度达10 厘米,最深处甚至超过50 厘米,每亩地平均有60 ~70 立方米的表层土壤被刮走。而且,沙尘暴不仅会刮走耕地的表层土壤,还会沉降大量沙粒,使土壤肥力以及含水能力进一步下降,加速土壤沙化。据我国科学家统计,沙尘暴每年会导致我国流失106吨~107吨土壤细粒物质,长此以往,必然会对风沙源区的农田、草场生产力造成严重破坏。

(3)危害人民群众生命财产安全。特别严重的沙尘暴还会摧毁房屋建筑,威胁人畜安全,给经济社会发展造成严重经济损失。1993 年甘肃、宁夏“五·五特大沙尘暴”直接导致85 人死亡,135 人重伤,4.28 万棵树木被毁,直接经济损失达2.36 亿元。2000 年4 月12 日,我国甘肃多地遭遇强沙尘暴天气,仅金昌、武威两市直接经济损失就达1 534 万元。

(4)危害人体健康。沙尘天气会使覆盖区域空气质量变差,PM2.5快速飙升。PM2.5颗粒极易进入人体气管和肺部,给人体健康造成多种危害。2019 年11 月,《英国医学杂志》发表的一项研究发现:即使是短暂的接触受污染空气(特别是PM2.5),也与心力衰竭、肺炎、心脏病等多种疾病之间存在因果关系。此外,PM2.5超标还会为肺部致癌突变创造条件,2023 年4 月,《自然》杂志最新发表的研究发现:PM2.5并不会直接诱发癌变,而是促进大量吞噬细菌进入人体肺组织,为炎症创造环境,进而使肺部原本携带致癌突变的正常细胞恶变,成为肺癌的种子。

(5)危害交通安全。沙尘天气,特别是沙尘暴会大幅降低空气能见度,诱发多种交通安全事故。2023 年5 月1 日,美国伊利诺伊州发生沙尘暴天气,部分地区能见度几乎降为零,55 号美国州际公路发生了一起至少70 辆车追尾的严重交通事故,导致至少6 人死亡,超30 人受伤。此外,沙尘暴还可能影响飞机正常起降和飞行,破坏汽车、火车车厢玻璃,使车辆被迫停运甚至脱轨。更为严重的沙尘暴,还会通过风流沙的方式掩埋农田、渠道、草场、铁路、房屋等,尤其会对公路、铁路等交通设施造成威胁。

另眼看沙尘暴

沙尘暴虽然会对生态环境以及人类社会产生各种消极影响,但它作为地球生态系统中一种正常的气候现象,依然会对一些其他自然因素产生积极效应。具体而言,其积极效应主要体现在以下方面。

(1)净化空气。沙尘暴来临时会造成严重的空气污染,导致PM2.5飙升,但在沙尘暴退去后,其中的沙尘气溶胶却能在沉降过程中,吸附人类活动向大气排放的工业烟尘、汽车尾气等有害物质,进一步过滤空气,使区域空气质量短时间内迅速提升。

(2)缓解酸雨。我国北方不少地区工业企业集聚,交通运输发达,每天都会向大气中排放大量硫化物和氮化物,但为什么我们很少听闻北方城市发生酸雨呢?原因是多方面的,除了北方相对南方降水少之外,沙尘天气也在其中发挥着不可替代的重要作用。沙尘中含有大量钙等碱性离子,当它们与空气中的硫化物、氮化物等酸性物质相遇时,就会发生中和反应,破坏了酸雨形成的条件,使我国北方地区少受或免收酸雨危害。

(3)抑制全球气候变暖。沙尘暴中的沙尘气溶胶会在局部地区形成“阳伞效应”,降低和削弱太阳辐射。此外,科学家们发现沙尘暴还会产生“铁肥料效应”。沙尘暴中含有大量铁等矿物质,当它们沉降在大海上时,能为海洋浮游生物提供大量生长必需的铁、磷等矿物质,而浮游生物的增加又能消耗大量二氧化碳,降低全球温室效应。澳大利亚赤色风暴中携带的铁等矿物质为南极浮游生物提供了营养物质,我国及周边地区沙漠每年都会向太平洋中输入6 000 ~8 000 万吨矿物尘土,沙尘暴的“铁肥料效应”,帮助海洋浮游生物消耗了大量温室气体,迟滞了全球气候变暖进程。总体来看,无论是“阳伞效应”,还是“铁肥料效应”,都是沙尘暴在抑制全球气候变暖方面积极效应的体现。

除了上述积极效应外,沙尘暴还可以造就或改变地形地貌。研究发现,夏威夷岛上的养料主要来自万里之外的欧亚大陆内部,沙尘暴将裹挟着大量细小但包含养分的尘土带入3 000 米高空,漂洋过海最终沉降在了夏威夷地区,长年累月后就为这里的自然生态系统发育和成长提供了基本的物质基础,最后才成就了太平洋明珠——夏威夷。除夏威夷外,我国黄土高原也是由沙尘暴“搬运”而成的。北支西风带800 多万年的“搬沙运动”,再配合地壳运动,最终造就了我国40 万平方千米的黄土高原,成为中华文明和黄河文化的重要发祥地。

综上所述,沙尘暴是自古以来就有的一种自然气候现象,是目前地球生态系统中重要的组成部分。因此,对沙尘暴,我们不应该有“彻底根治”的思想,而应该坚持“宜荒则荒、宜沙则沙”的思路,对原生戈壁、沙漠要坚持保护优先,充分发挥其自我生态修复功能,而对由人为活动引发的沙化土地,则应强化人工治理,通过恢复植被,扭转沙进人退的消极局面。

我国治理沙尘暴成效显著

要治理沙尘暴,关键在于破坏其形成条件。从其形成的物质基础(沙尘)、运输动力(强风)两个基本条件来看,人为影响和控制“强风”显然是不可能的,因此,目前治理沙尘暴唯一可行的举措就是:防沙治沙,减少沙尘暴形成的沙源基础。植被在保护土壤、防治风沙侵蚀方面能发挥重要作用,科学家们计算,在草地上,风沙要造成18 厘米土壤侵蚀厚度,约需要2 000 年,在玉米耕地上,需要49 年,而在裸露的土地上,则只需要18 年。显然,通过植树造林来“防风、保土、固沙”,是治理沙尘暴的有效路径。

我国历来重视防沙治沙工作,在法律制度层面,我国目前已经出台了防沙治沙法、森林法、草原法等一系列完备的防沙治沙法律体系,在生态防护工程方面,我国实施了“三北”防护林体系建设工程、退耕还林还草工程、京津风沙源治理工程等多个以防沙治沙为目的的重大生态保护工程。党的十八大以来,在“两山”理论指引下,我国继续织密防沙治沙法律政策网络,加快推进生态防护工程建设,在防沙治沙领域又取得一系列新的成就。国家林草局发布的数据显示,2012—2021 年,我国累计植树造林2.82 亿亩,沙化土地封禁保护面积达2 658 万亩,落实草原禁牧12 亿亩,草畜平衡26 亿亩。目前我国沙化土地面积已经连续4 个监测期出现减少趋势,沙化土地面积从20 世纪末的每年增加34.36 万公顷,转变为现在每年减少66.70 万公顷,四大沙地(毛乌素、浑善达克、呼伦贝尔、科尔沁)的平均植被覆盖率分别达到43.62%、42.68%、38.24%和68.27%,实现了从“沙进人退”到“绿进沙退”的历史性转变。

尽管2023 年我国沙尘天气发生次数较常年偏多,但从长期数据来看,2000—2019 年我国平均每年出现沙尘天气13.8 次,较常年平均(1981—2010 年)偏少1.1次,尤其是近10 年我国北方春季沙尘天气发生次数已经下降为8.5 次,较以往出现大幅下降。这表明从长期趋势来看,我国北方沙尘正逐年减少。因此,我们不能因为一年的数据而抹杀了过往我国在防沙治沙事业上的努力和成就。同时,2023 年的沙尘天气也警醒我们,未来我国防风固沙工作还需要更多的耐心与投入,我国沙尘暴治理工作仍然任重道远。

治理沙尘暴需要加强国际合作

全球大气系统是一个相互联系、相互作用的整体,起源于撒哈拉沙漠的沙尘暴可以影响欧洲,也可以漂洋过海为亚马孙热带雨林提供营养。东北亚的沙尘暴可以影响蒙古国、中国,也会顺风向东影响韩国、日本以及北太平洋地区。沙尘暴的国际化,意味着仅靠一国努力,是很难有效治理的。因此,我们还需树立人类命运共同体意识,加强国际合作,共同做好防沙治沙工作,协同应对沙尘暴。

近年来,我国在做好本国防沙治沙工作的同时,还积极利用《联合国防治荒漠化公约》、“一带一路”等平台推进联合治沙国际合作,同时,我国还与蒙古国、哈萨克斯坦、非洲等国家建立防沙治沙技术示范基地、知识管理中心和国际培训机构,支持和帮助他们提升防沙治沙能力,共同应对沙尘暴危害。这些防沙治沙国际合作活动获得了国际社会的广泛认同和高度赞扬,同时也有力地推动了全球防沙治沙工作进程。

2023 年5 月1 日,我国国务委员兼外长秦刚同蒙古国外长巴特策策格举行会谈,双方一致同意进一步加强防治沙尘暴合作,共同推进可持续发展。这是中蒙合作治理沙尘暴的一个新的开始,我们期待,未来全球有更多国家能关注沙尘暴问题和世界防沙治沙事业,加强国际合作,共同应对这一全球性生态难题。

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