治沙魔方——格状沙障

王奕轩 乔靖然

1.美国加利福尼亚州韦伯中学 2.中国林业科学研究院沙漠林业实验中心

风沙灾害是全球范围内危害性较强的自然灾害之一，也是最为突出的环境问题之一。因此，防沙治沙被认为是关系人类永续发展的伟大事业。据第六次中国荒漠化和沙化调查结果显示，截至2019 年，中国荒漠化土地面积25737.13 万公顷，沙化土地面积16878.23 万公顷，与2014 年相比，5 年间荒漠化土地面积减少378.80 万公顷，沙化土地面积减少66.70 万公顷。联合国秘书长古特雷斯曾高度评价中国的荒漠化防治成果，“中国率先在世界范围内实现了土地退化‘零增长’，荒漠化土地和沙化土地面积‘双缩减’，为全球实现2030 年土地退化零增长目标作出了巨大贡献。”当前，中国的防沙治沙方案和模式已成为国际社会的关注焦点，为推动全球荒漠化治理贡献了中国智慧和中国方案。

2022 年7 月，笔者在中国林业科学研究院沙漠林业实验中心科研人员的带领下，前往内蒙古自治区乌兰布和沙漠和库布齐沙漠，实地调研了内蒙古人民防沙治沙的现状与业绩，并为格状沙障的应用深深震撼。

一、何为沙障

众所周知，流动沙丘的固定是防沙治沙中最重要的内容之一，而沙障正是固定流动沙丘最有效、最常用的技术措施。沙障，也叫风障，顾名思义就是在风沙危害的地段，为改变风沙流的速度、方向、结构以及地表蚀积状况而设置的一类障碍物。按照是否具有生命力，沙障可分为活体沙障和机械沙障。其中，活体沙障是指植物沙障，是最长效的防沙治沙措施。而在沙区一些自然条件严酷（风沙活动强烈、降水稀少等）、植物沙障无法存活，且亟需治理的区域（如交通线路、输电线路、油气管道等周围），机械沙障就显得非常重要了。机械沙障在植被建立前设置，能够起到固定流沙并保护植被的作用。研究认为在年降水量110 毫米以下的干旱区，机械沙障和植物沙障具有同等重要的作用。

二、格状沙障固沙的奥秘

沙障的设置主要为条带状和格状，条带状沙障多设置在常年单一风向为主的地区，而格状沙障则设置在两个或两个以上主风向的地区。从当前使用状况来看，格状沙障的使用率远高于条带状沙障。研究认为，格状沙障防沙作用的关键是稳定凹曲面的形成。在流动沙丘上铺设格状沙障后，外来的含沙气流逐渐被露出沙面的障体阻截，并形成一定高度的沙埂。同时，由于产生了一定的涡旋，格状沙障的中心部位开始风蚀，四周开始堆积，长时间的吹蚀与堆积之后会达到一个平衡的状态，即形成稳定的风蚀凹曲面。事实上，在风蚀凹曲面的形成过程中，起决定性作用的主要是格状沙障内小尺度的气流涡旋。

三、各种材质的格状沙障

多年以来，科研人员及基层的治沙人员对沙障的研究与推广使用，重点都放在沙障材料的选用上。沙障材料最重要的选用原则就是就地取材，这样可以节省运输成本。如当前仍然在大面积使用的草方格沙障，所用的主要材料小麦秸秆或稻草，以及青藏铁路两侧的格状沙障所使用的砾石，都是就地取材。随着科技的发展，沙障材料也一直在更新。近年来，科研人员研发了很多方便运输、可降解的材料，有效解决了沙障材料匮乏与污染等问题。

1.草方格沙障

草方格沙障是在中国防沙治沙发展历程中使用时间最长、铺设面积最大、且行之有效的一种沙障，被誉为是“中国魔方”。在乌兰布和沙漠，草方格沙障多设置为1 米×1 米的方格。在沙障设置的当年或者第二年，在障格内种植梭梭、花棒、沙拐枣等乡土灌木树种。在草方格沙障风化腐烂前的2～3年内，灌木植物也具有了一定的防风固沙能力，腐烂的草料又可以为灌木植物生长提供一定的养分。

2.沙柳方格沙障

鄂尔多斯境内的库布齐沙漠和毛乌素沙地分布有大面积的沙柳天然林，当地农牧民也大量种植沙柳作为防风固沙林和饲料林。沙柳每3～5 年可平茬一次，平茬后的枝条可用来制作饲料、沙障、刨花板等。因此，在库布齐沙漠和毛乌素沙地的流动沙丘治理中，沙柳枝条是制作沙障的主要材料。通常将平茬后的沙柳条剪成30～50 厘米，并按照规划好的格状样线插入沙土中。在一些土壤水分条件好的地方，插入的沙柳条还会成活，长成植物活沙障。或者将沙柳条直接打捆，然后按照一定的规格直接摆放在沙地表面。

3.聚乳酸纤维沙袋方格沙障

聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）纤维沙袋沙障（以下简称“PLA 沙障”）所用材料PLA 是一种可降解的材料。2006 年，中国科研人员将PLA 引进国内，并用于防沙治沙。2007 年，开始在乌兰布和沙漠、毛乌素沙地、库布齐沙漠等地铺设PLA 沙障，同时进行了防风、固沙、沙障材料老化等方面的科学研究与监测。在乌兰布和沙漠东南部的流动沙丘铺设PLA 沙障3 年后，由于沙障对流沙的固定作用，障格内植被恢复效果良好。PLA 沙障的优点是材料来源于植物淀粉，自然条件下可以完全生物降解，无污染；材料对紫外线的耐受性优异，抗老化能力强，使用时间长；铺设过程简便，只需要一段聚氯乙稀（PVC）管和一把剪刀，即可就地装沙；单人背负的材料可满足全天作业，无需专门的运输工具。PLA 沙障设置完成后，当年或第二年可在障格里面种植梭梭、花棒、沙拐枣等一些乡土灌木树种。

4.聚乙烯纱网沙障

聚乙烯（Polyethylene，PE）纱网沙障是内蒙古自治区林业科学研究院的科研人员为减小沙障间风蚀凹面深度，并结合生物措施综合治理流动沙地的固沙沙障。PE 纱网宽50～60 厘米，单卷长50～100 米，网孔尺寸1～2 毫米。根据需要治理的流动沙地起伏、流动沙丘坡度情况，设计沙障的铺设形式为2 米、4 米、6 米和8 米间距的带状，或2 米×2 米、2 米×3 米、2 米×4 米、3 米×3 米、3 米×4 米、4 米×4 米的格状。铺设时，按照具体施工设计，在流动沙地表面划线，然后将纱网平铺在划好的线上，用长方形平底铁锹在纱网中心部位下压，下压深度10～15 厘米，使平铺网片两端翘起直立，形成高度10 厘米左右的沙障。在黄河与乌兰布和沙漠“握手”之地——刘拐沙头，铺设2 年的2 米×2 米的PE 纱网格状沙障内，栽植的沙拐枣长势良好，一些天然草本植物如沙米、虫实、沙蒿等均已开始生长，表明PE 纱网沙障的固沙效果良好。

在连绵起伏的沙丘上，纵横交错的格状沙障犹如巨大的“魔方”，将绵延的沙漠“黄龙”分割围剿。党的十八以来，在习近平生态文明思想指引下，内蒙古各族人民持续开展大规模国土绿化行动。2021—2030 年是“三北”六期工程建设期，是巩固拓展防沙治沙成果的关键期，只要一张蓝图绘到底、一任接着一任干，必能筑牢我国北方生态安全屏障，创造新时代中国防沙治沙新奇迹。