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严守耕地红线 保障粮食安全

当前戈壁研究存在的主要问题

发布时间:2015-06-23 14:21文章来源:无需申请开户自动送开户送28彩全无须申请 编辑: 甘肃 常兆丰 张德魁 王强强 张剑挥 段晓峰 打印

    戈壁是世界上巨大的荒漠与半荒漠地区之一,绵亘在中亚浩瀚的戈壁大地,跨越蒙古和中国广袤的空间。戈壁一般分布在降水量200mm以下的干旱地区,往往与沙漠相伴分布。我国沙漠(含半干旱区沙地)戈壁面积广阔,集中分布于北方温带暖温带区域,是生态环境十分脆弱[2],其中戈壁主要分布在新疆、内蒙古、甘肃和宁夏等地,戈壁总面积为56.95×104km2,占全国面积的13.36%,其中新疆戈壁面积最大,为29.3×104km2,占全球戈壁总面积的51.45%。甘肃省戈壁面积8.55×104km2,占全国戈壁面积的15.01%,主要分布在河西走廊西端。200万年以来,特别是几十万年以来的中、晚、更新世时期,中国西部地势不断上升,干燥气候区不断扩大。这些地带表面沉积的砂岩、粉砂质泥岩以及砂砾岩等比较疏松的岩体在太阳和风的作用下,不断被风化剥蚀,变成大量碎屑物质。这些大小混杂的碎屑物质从山上崩解下来,开始在山脚下堆积。在洪水的作用下,被冲到较远的山麓地带,形成大面积的洪积平原,在大风的作用下,洪积平原上的碎屑物质中的细砂和粉尘被吹走,形成了戈壁,其中被吹走的细沙被风携带到附近,形成沙漠,更细的尘埃被吹到更远,堆积形成了黄土高原。

  目前有关戈壁的研究内容还较为贫乏,还存在许多有待深入研究的问题,诸如:

  一、戈壁的现代过程是不是沙漠化和沙尘暴的沙源

  目前有关沙漠化的重点放在干旱、干旱地区地表风蚀和沙漠扩展等方面,而对于戈壁的研究相对薄弱,其原因之一是认为戈壁表面相对稳定。众所周知,戈壁、沙漠都来源于岩石的的风化和水蚀、风蚀搬动,戈壁的表层为大石块,下部的石块较细,戈壁的表现是稳定的。那么,是不是从岩石到戈壁以后,戈壁砾石的风化过程就从此停止了?如果回答是否定的,那么,戈壁砾石的风化过程是怎么样的?它与现代的沙漠过程有无关系,有何关系?这是其一。其二,虽然有不少关于地质时代戈壁形成的研究,但缺少对戈壁发育的过去、现在和将来的进程的深入研究。是不是不同时期形成的戈壁的表面都是稳定的,都具有大致相同的属性呢?戈壁进一步风化或风蚀的结果会是什么?这些都是待于今后深入研究的问题。周兰萍等[28]的研究结果指出,1987—2001年,张掖市有17.40%、9.50%、6.56%和6.25%的盐碱地、固定沙区、防风固沙林地和半固定沙地转化为戈壁,盐碱地和固定沙区是怎么转化为戈壁的?

  二、戈壁对沙尘暴的贡献有多大

  前述已知,目前有关戈壁的研究,以研究戈壁风沙流的最多,众所公认,沙漠是沙尘暴的主要沙尘源,而戈壁地区风沙流的输沙量是很少的,戈壁的表现是稳定的。还有学者比较分析了我国北方农田、草地、沙地、戈壁、盐壳 5 种不同下垫面 15 个气象站点 40 年的大风与沙尘暴日数,认为草地、戈壁、盐壳的沙尘暴日数明显少于大风日数,沙尘暴日数的年际变化较小,农田与沙地的沙尘暴日数明显增多,甚至在许多年份中多于大风日数,指出这种差异是由不同下垫面对沙尘暴的影响机制决定的。诚然,戈壁表面因大砾石覆盖而比较稳定,不易风蚀,因而风沙流的输沙量也相对较少。沙尘暴发生的动力是热力的不均衡,但是,已有的关于戈壁对沙尘暴的影响的研究只注重了沙尘源,而忽视了戈壁对沙尘暴形成的动力源,即戈壁对沙漠地区的热量→气压→大风的贡献率。戈壁表面覆盖的多为大砾石和干粘土,因砾石的密度较大而较同质的沙粒的比热容小,其比热容大小顺序是:砾石>沙粒>干粘土。有人指出,戈壁地表不利于沙尘暴的发生,这种观点显然忽视了戈壁的热力效应。还有学者通过研究指出戈壁地表反射率比绿洲的大,而小于沙漠地区,但以上结论都是在不同地域、不同时间即不同气候环境条件下的观测得出的,而同一地表的反射随着环境条件、天气状况和季节变化的差异是较大的。只有在同样的气候、环境条件下的多点的对比观测才能得以证实。

  三、戈壁有何生态效应

  每一种自然物或自然现象的存在,无不例外地都会对生态系统产生影响,尤其是像沙漠、戈壁这样大的生态景观。生态景观或生态因素的生态效应可分为两个方面:对于有利于生态环境改善的方向一般称之为正向作用,相反的,有悖于生态环境改善的方面则称之为负向作用。中国北方有大面积的土地被沙漠和黄土覆盖,是现代沉积和侵蚀比较活跃的地区,强烈的地表过程不仅影响着区域的生产生活活动,还通过粉尘传输影响北半球甚至于更大范围的气候和环境[32]。甚至有人还指出沙漠具有延缓全球变暖的作用。那么,戈壁的生态效应如何?目前咱们仅仅是对其中的一些自然现象作了一些相对独立的研究,如戈壁表面的热力效应、风沙流特征、表面稳定性等。如果将其放在较大的尺度上讲,如全球、如中国西北干旱区、如沙漠和戈壁的共存区域,等等,那么,它有什么正向作用?又有什么负向作用呢?戈壁的形成和沙漠的形成有什么内存联系,有没有互动作用?戈壁在全球变暖过程国扮演的是什么角色?戈壁和沙漠的地域有什么分异规律,这种分异规律有没有科学价值等,再比如,在一场沙尘暴的发生发展过程中,戈壁扮演了什么角色,戈壁与沙漠的互动过程如何?亦然是目前未解决的问题。

  四、戈壁的开发利用

  笔者2013年在河西走廊西端瓜州—玉门看到,在戈壁滩上有许多挖掘机和车辆在挖沙,施工场面很大,对戈壁地表造成大面积破坏,运沙石的车辆没有任何防护措施。在素有“一年一场风,从春刮到春”的世界风库,每天沙尘飞扬。对于这样的开发施工,有关方面要严加管理,应当按相关规定采用防护措施,对不采用防护措施而制造沙尘者应勒令停止施工。在戈壁荒漠上也有因开矿造成地表破坏的报道[34],也有搞种植开发的。我国戈壁分布广,自然条件差异较大。前述已知,虽然我国已有学者做过戈壁的自然地理区划研究,但至目前我国还没有一个戈壁管理方面的法规性文件(只在《中华人民共和国防沙治沙法》中提及),其原因之一是,对于戈壁的相关研究不深入,比如戈壁的分类管理区划,戈壁可否进行适度开发,开发的方式和度等问题都没有得到解决。

  另外,有学者指出,在极端干旱区用砾石覆盖地表是防沙治沙的重要手段,这种结论忽视了砾石的比热容和热辐射特征。中国自古至今都有压砂田的作法,其原因就是砾石的比热容较小,砂田在早春季节能明显提高地温。不仅如此,有些地方采用砾石、砖块等建筑垃圾作沙障材料,虽然压制了就地起沙,但由此却强化了沙尘暴发生、发展的热力学过程。

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