风沙地貌学的世纪总结—— 吴正等著《 风沙地貌与治沙工程学 》评介

我国风沙地貌学开拓者吴正教授从20世纪50年代开始潜心调查、研究中国西北地区广袤的干旱区、半干旱区的内陆风沙地貌和治沙工程,80年代又移师东南沿海研究海岸风沙地貌和“老红砂”的成因及其发育模式等。20年前(1984年)他已为南京大学师生讲课并编写《风成地貌概论》讲义,     

中国城镇防沙研究——兼评《城镇防沙理论与工程》

20世纪50年代以来,中国长期坚持开展区域性和针对重大工程设施的风沙灾害研究工作和治理工程,并取得了一系列成果。这些区域风沙灾害防治工程尽管没有明确针对城镇,但客观上对城镇防沙起到了良好效果,已取得的防沙理论和研究成果为城镇防沙研究奠定了良好的理论基础。随着中国干旱地区的城镇化水平提高,以及因城镇风沙灾害而日益凸显的区域经济社会可持续发展和生态安全需求,在"十·五"后期和"十一·五"期间,国家科技支撑计划正式立项开展与城镇防沙有关的科研和实践,对推动城镇防沙理论与技术的深入研究发挥了重要作用,并取得了一些针对性成果。     

城镇防沙的理论框架与技术模式

城镇防沙是在国家需求推动下产生的新领域,在没有形成自身理论体系的情况下,只能以风沙物理学、治沙工程学、恢复生态学,以及沙漠化防治和可持续发展等相关理论与技术为基础,通过工程实践和理论研究逐步建立城镇防沙理论体系。初步总结出的城镇防沙理论体系包括风沙灾害成因与区域风沙流场特征、城镇周边土地利用空间格局优化、防沙工程体系优化配置、防沙工程效率评估与预测4个分支领域,14项主要研究内容和9个支撑学科;技术体系包括8个分支技术领域和一个总目标（即:城镇防沙技术优化模式）。除青藏高原外的城镇防沙技术模式具有圈层结构特征,第一圈层都是以市（镇）区为核心的绿化景观带。对于地处半湿润风沙区外缘的城镇,第二圈层为高效农牧业生产区,第三圈层为生态涵养圈,第四圈层为封禁保护圈。对于半湿润风沙区内部的城镇,第二圈层为农牧业生产与沙丘封禁区,第三圈层为封禁保护圈。对于半干旱风沙区城镇,第二圈层为沙丘（地）封禁与农牧业生产区,分为近郊设施农业圈、远郊沙丘（地）封禁与农牧户独立生产圈两个次级圈层,第三圈层为沙丘（地）封禁保护圈。对于干旱风沙区城镇,第二圈层为节水灌溉农业区,第三圈层为外围防护带,第四圈层为封禁保护带。对于地处青藏高原山间盆地的城镇,防沙工程一般采取近郊“防护林带+人工草地+灌溉系统”,外层为“沙障+防护林带+人工草地+灌溉系统”,再外层为“防护林带+草地改良+封禁保护”的布局模式。对于地处青藏高原河流宽谷的城镇,防沙工程技术模式在宏观上根据河道走向布局,局部充分考虑防沙治沙与河道整治、水土流失和地质灾害治理有机结合,细节上依据沙尘源地类型和分布地貌位置选择防沙技术。     

新疆S214公路台特玛湖干涸湖盆段风沙危害及防治

新疆S214（考干-米兰,考米线）公路位于库鲁克塔格沙漠东南缘,穿越台特玛湖干涸湖盆。由于该区气候干旱,风力强劲,沙源丰富,流动沙丘广布且快速移动,风沙危害对公路运输构成严重威胁。通过对风沙环境和风沙危害定位观测和土壤水盐特征系统调查,确定了风沙危害极为严重的公路区段,提出了合理的风沙防护措施及防沙体系结构。结果表明：该区具有明显的单风向风况,主要盛行ENE和NE风,偶有反向风沙活动,起沙风频率、输沙势、输沙率极高,属于高能-大比率风能环境;受土壤水分、盐分含量影响,地表紧实度差异较大,部分地段为极疏松的沙层,部分地段为紧实的盐壳;S214公路风沙危害防护区段为K4+900~K18+200,设计建造的阻-固-输相结合的机械-植物复合防沙体系,防沙效果明显,保障了道路安全运营。这一强风沙、高盐区公路防沙体系建设模式可为类似环境地区工程防沙提供借鉴。     

复膜沙袋阻沙体与芦苇高立式方格沙障防沙机理风洞模拟实验

模型按1:10比例尺设计,在u_∞=7.0 m·s^-1、u_∞=10.0 m·s^-1和u_∞=15.0 m·s^-1实验风速下,先在纯气流作用下测定流场结构,然后在风沙流作用下测定蚀积状况。实验结果表明:紧密型、疏透型和通风型3种不同结构的复膜沙袋阻沙体前近处分布有拐角阻滞绕流区、阻沙体顶下方抬升加速区、阻沙体后回流区、阻沙体后贴地层低速回流区等流场特征结构,紧密型、疏透型两种类型复膜沙袋阻沙体防风阻沙效果显著;2.5 m×2.5 m、5 m×5 m和10 m×10 m的高立式芦苇方格前沿流速逐渐增大,最大值出现于迎风第一格上空,而后逐渐阻滞减速,至15~20 m处趋于稳定,区内积沙均匀。复膜沙袋阻沙体与原状芦苇高立式方格沙障适宜于流动性沙漠地区各种设施的沙害防治工程。     

中国科学院新疆生态与地理研究所雷加强研究员荣膺“全国十大治沙标兵”称号

全国防沙治沙大会2007年3月26日至27日在北京举行。中共中央政治局常委、国务院总理温家宝会见与会代表并讲话。温家宝首先代表党中央、国务院,向在全国防沙治沙大会上受到表彰的先进单位和个人表示热烈的祝贺,向在防沙治沙岗位上工作的广大干部群众表示亲切的慰问和诚挚的敬意     

半干旱区城镇周边防沙——以内蒙古乌审旗达布察克镇为例

中国半干旱区城镇众多,风沙灾害频发,开展城镇风沙灾害防治研究势在必行。以毛乌素沙地的乌审旗达布察克镇为例,对其周边沙尘源地和植被进行实地调查;在此基础上,结合单项植物、机械沙障防风原理的风洞模拟结果,提出各种沙尘源地亚类防沙治沙措施的合理配置。根据建立半干旱区城镇防沙工程体系的原则以及城镇周边不同下垫面的防沙治沙措施配置,达布察克镇防沙治沙模式可以概括为城镇周边的“三圈模式”。第一圈是以达布察克镇为核心的绿化景观带,这一圈层大致位于达布察克镇以外600~900 m宽度范围内。第二圈层为沙丘（地）封禁与农牧业生产区,包括两个次级圈层：设施农业次级圈层的宽度约为1 km;远郊沙丘（地）封禁与农牧户独立生产次级圈层的范围较大,这一次级圈层的显著特点是大面积用于生态环境建设和保护,小面积用于农牧业生产。第三圈层是沙丘（地）封禁保护圈。该圈层位于乌审旗的西北位置,圈层内主要包括流动、半流动沙丘链以及平坦流沙地,是达布察克镇上风向主要的沙尘源地,应按照防沙治沙原理对其进行封禁与保护。     

青海高原沙漠化研究进展

20世纪50年代末到21世纪初,对青海高原沙漠化的分布、基本特征、沙丘类型、形成演化、风沙移动规律、野外观测、沙化监测的科学考察研究到防沙治沙试验的过程;从地域上涉及了青海的柴达木盆地、共和盆地、青海湖盆地、黄河源区和长江源区全部5个沙漠化土地分布地区,全面综述了高原沙漠化研究的成果、防沙治沙经验和研究进展,提出了存在的问题及今后研究的内容。     

宁夏中卫县沙坡头地区黑色泥质页岩固沙性能研究

我国西北干旱半干旱地区，生态环境极为脆弱，土地沙漠化问题十分突出。防风固沙，恢复植被，遏制沙漠化，改善生态环境，是我国西部大开发战略和加快西部经济腾飞的主要任务之一。防风治沙首先要解决的问题是固沙保水。文章提出了利用宁夏腾格里沙漠东南缘中卫县沙坡头地区香山北麓的黑色泥质页岩在自然条件下天然胶结成壳作用于固沙的可能性。这类黑色泥质页岩具有遇水则吸水软化，风干则形成薄硬壳之特点。在斜坡坡面上或坡脚风化破碎或构造破碎或人工开挖的黑色泥质页岩碎块堆积的表面常形成1层1～5cm的硬壳。这类黑色泥质页岩在500℃时灼减量高达17．56％，说明具有很高的有机质含量，同时P2O5，和K2O含量也较高，有利于成壤和植物生长。黑色泥质页岩的天然胶结成壳作用与地表破碎的黑色泥质页岩堆积和特定的干旱半干旱气候以及本身成分、结构有关。这一硬壳层不但具有一定的强度和抗风蚀能力，而且还具有一定的吸水性和保水性。因此，借鉴草方格固沙方法，就地取材，充分利用黑色泥质页岩在自然条件下的天然胶结成壳性能，用于沙漠治理中的固沙。进一步对黑色泥质页岩天然胶结成壳的机理进行深入研究，并开展黑色泥质页岩固沙试验研究，有可能为腾格里沙漠治理开辟新的途径。     

西藏“一江两河”中部流域地区土地沙漠化防治目标,对策与治沙工程布局

西藏“一江两河”中部流域地区是我国沙漠化强烈发展的地区之一。根据“一江两河”综合开发部署和沙漠化的实际状况，制定了本区沙漠化防治的目标、对策和治沙工程布局。“八·五”、“九·五”期间治理沙漠化土地８．４６万ｈａ。治沙工程实施后，综合效益指数将比１９９０年提高３３．７％，系统功能状况与效益水平在整体上提高１／３。