荒漠生态修复

荒漠生态系统分布在干旱和半干旱地区，这些区域环境条件恶劣，气候干燥，日照强度极大，昼夜温差大，年降水量低于250mm，动、植物种类十分稀少。荒漠生态系统是地球上最耐旱的，以超旱生的小乔木、灌木和半灌木占优势的生物群落与其周围环境所组成的综合体。荒漠有石质、砾质和沙质之分。人们习惯称石质和砾质的荒漠为戈壁，沙质的荒漠为沙漠。

土地荒漠化也有自然的和人为的双重因素。人为活动是土地荒漠化的主导因子，其中过度开垦和过度放牧是导致干旱、半干旱地区植被覆盖率急剧下降的主要原因。人类活动导致地下水位的下降也是加剧土壤干旱化，促进土壤可风蚀性的原因。另外，滥砍滥伐造成水土流失和植被破坏，在一定程度上也助推了土地荒漠化;不良灌溉方法使土壤板结、盐渍化也是导致土壤荒漠化的原因之一。退化草地生态系统的长期发展，造成土壤沙化和贫瘠、生态环境恶劣、生产力低下，威胁人类的生存和发展。

对沙化土壤的治理，一般采用化学固沙、工程防沙和生物治沙等措施。

(一)化学固沙

化学固沙和化学治沙是有差别的，化学固沙的目的是为了化学治沙。化学固沙是在流动沙丘或沙地上喷洒化学黏结材料，在流沙表面形成覆盖层，或渗入表层沙中，把松散的沙粒黏结起来形成固结层，从而防止风力对沙粒的吹扬和搬运，达到固定流沙、防治沙害的目的。化学治沙是指在风沙危害地区，利用化学材料与工艺，对易产生沙害的沙丘或沙质地表建造一层具有一定结构和强度的能防止风力吹扬，同时又具有保持水分和改良沙地性质的固结层，以达到控制和改善沙害环境，提高沙地生产力的技术措施。由此可见，化学治沙包含了沙地固结和保水增肥两个方面。化学治沙可以机械化施工，简单快捷，固沙效果立竿见影，尤其适宜于缺乏工程固沙材料、环境恶劣、降雨稀少、不易使用生物治沙技术的地区。化学固沙常与植物固沙相配合，作为植物固沙的辅助性和过度性措施。但目前，国内外用作固沙的胶结材料主要是石油化学工业的副产品，常用的有沥青乳液、高树脂石油和橡胶乳液等。这些固沙所用的化学物质均会造成环境污染，不利于环境的改善。

(二)工程防沙

工程防沙实质上是一种物理手段，它是利用柴、草及其他材料在流沙上设置沙障或覆盖物，以达到防风阻沙的目的。采取的措施主要有覆盖沙面、草方格沙障和高立式沙障等。

覆盖沙面主要是利用砂砾石、熟性土、柴草、枝条等覆盖在流沙的表面，阻止风与覆盖物下松散沙土的接触，从而减少沙土的风蚀作用。

草方格沙障是将麦秸、稻草、芦苇等材料，直接插入沙层内，直立于沙丘上，在流动沙丘上扎设成方格状的半隐蔽式沙障。流动沙丘上设置草方格沙障后，增加了地表的粗糙度，增加了对风的阻力。在风向比较单一的地区，可将方格沙障改成与主风向垂直的带状沙障，行距视沙丘坡度与风力大小而定，一般为1～2m。

高立式沙障主要用于阻挡迁移的流沙，使之停积在其附近，达到切断沙源、抑制沙丘前移和防止沙埋危害的目的。该种沙障一般用于沙源丰富地区草方格沙障带的外缘。高立式沙障常采用芦苇、灌木枝条、玉米杆、高粱杆等高杆植物，直接栽植在沙丘上，埋入沙层深度为30～50cm，外露1m以上。将这些材料编成篱笆，制成防沙栅栏，钉于木框之上，制成沙障。沙障的设置方向应与主风向垂直，配置形式呈“一”字形、“品”字形、行列式等。

(三)生物治沙

大部分的荒漠化生物治理都以植物治理为主，通过封育、营造植物等手段，达到防治荒漠化、稳定绿洲，提高荒漠地区环境质量和生产潜力的目的。目前，藻类治沙技术也越来越受到广泛关注。根据荒漠化发展程度和治理目标，植物治理的内容主要包括人工植被或恢复天然植被以固定流动沙丘;保护封育天然植被，防止固定、半固定沙丘和沙质草原向沙漠化方向发展;营造大型防沙阻沙林带;营造防护林网，保护农田绿洲和牧场的稳定，并防止土地退化。植物治沙不仅仅指防沙治沙，还因其能改善生态环境、提高系统的生产力，而成为最主要和最基本的防治途径。

流动沙丘在风力作用下，往往沿主风向前移并埋压绿洲，而使生态系统进一步退化。因此，防治绿洲邻边和内部零星分布的流动沙丘，是植物固沙的重点。流动沙丘的表面由沙丘和丘间低地构成，沙丘极端干旱、流动性大、持水能力低，直接造林易被风蚀，难具成效。如辅以沙障等人工措施，则固沙效果较佳。丘间低地因地形部位较低，水分条件较好，一般不需施加人工沙障措施，植物便能成活。沙丘固沙造林技术一般包括以下几个方面。

(1)设置辅助沙障。在植物固沙实施前，对流动沙丘设置人工沙障，减缓侵蚀，改善造林沙地微环境，为固沙植物创造适生环境。

(2)造林地的设计与造林部位的选择。由于流动沙丘具有物质结构松散与易受风蚀移动的特点，沙丘造林首先应选择在迎风坡中下部造林，以削弱风力对沙丘的吹蚀。

(3)迎风坡造林技术的处理。选择沙丘迎风坡中下部横对主风方向，成行栽植固沙植物，株距1～1．5m，行距2～4m。若沙丘高度小于7m，水分条件好，且沙丘背风坡的沙丘低地植物固沙成功，则可在迎风坡基部用犁耕方法促进风蚀，以加速沙丘的矮化改造速度。

(4)树种的选定。根据沙丘环境条件，选择适生树种，保证固沙目标的实现。适于半干旱草原与荒漠草原的树种，主要有白榆、沙柳、踏郎、花棒、多枝柽柳、柠条、沙棘、苦豆子、猫头刺等;适宜于干旱、极干旱荒漠的树种，主要有旱柳、沙拐枣、头状沙拐枣、柽柳、梭梭、红砂等。

绿洲外围与沙漠、戈壁等风蚀地相毗连的地带，是造成流动沙丘与风沙对绿洲危害最主要的地段，在此地段营造大型防风阻沙林带，对于防止流动沙丘对绿洲的入侵和减弱沙尘暴的发生具有显著的功效。20世纪50年代，在乌兰布和沙漠北部建立的大型阻沙林带，保护了后套绿洲大面积的农田、城镇和草场;河西走廊沿绿洲边缘营造的1240km长的阻沙林带，不仅有效阻止了流沙对绿洲的危害，还恢复了2．6万hm2的耕地。在新疆和柴达木盆地的实践也证明，在绿洲周边营造大型阻沙林带，对于保护绿洲，控制流沙发展具有极其重要的作用。防风阻沙林带造林应注意以下几点。

(1)阻沙林带的林带结构与树种选择。防风阻沙林带应由乔木和灌木树种组成，以行间混交为宜，愈接近外来沙源一侧，灌木比重应该增大，使之形成紧密结构，以便把前移的流动沙丘和远方来的风沙流阻拦在林带外缘，不至于侵入到林带内部及其背风一侧的耕地。我国西北绿洲周边营造防风阻沙带的乔木树种主要有沙枣、小叶杨、二白杨、新疆杨、钻天杨、加杨、青杨、旱柳、白柳、榆树等，灌木树种为索索柴、柽柳、酸刺、柠条、花棒及沙拐枣等。

(2)阻沙林带的林带规模。防风阻沙林带的宽度取决于沙源状况，在大面积流沙侵入绿洲的前沿地区，风沙活动强烈，农业利用暂时有困难，应全部用于造林，林带宽度小者200～300m，大者800～900m乃至1km以上。流沙迫近绿洲，前沿沙丘排列整齐地区，可贴近沙丘边缘造林，林带宽度为50～100m。绿洲与沙丘接壤地区若为固定、半固定沙丘，林带宽度可缩小到30～50m。绿洲与沙源直接毗连地带，若为缓平沙地或风蚀地，因风成沙不多，防风阻沙林带的宽度可为10～20m，最宽约30～40m。

(3)阻沙林带树种的种植技术。阻沙林带由于位置处在绿洲外侧，水土条件较差，沙丘表层干燥，因此，种植树种时一般应按下述要求进行:如果是乔木，栽植时应将根系深栽到湿沙层，表层亦应把干沙换成湿沙，踩实，乔木枝叶应修剪以减少水分蒸腾。可能情况下，移栽时适当灌水。灌木应该是阻沙林带的主要品种，栽种时，基本要求是根系湿埋到湿沙层，枝条紧贴地面或外露不超过3～5cm。如果是萌发力强的灌木，如黄柳、花棒，亦可用插枝办法栽植，只是枝条亦必须埋在湿沙土层中，并将表土干沙换成湿沙，踩实。

绿洲阻沙林带与大型高大密集流沙群之间，是一片由流动沙丘、固定、半固定沙丘及沙质荒漠组成的过渡地带，也是干旱区域沙源向外扩张的区段。防止沙源物质向外扩张，对其进行封沙育草保护治理，是保护绿洲、改善沙区环境的重要组成部分，是干旱区生态环境建设的基本环节。由于这个区域接近高大密集流沙中心，沙源物质丰富，水分条件干旱，离绿洲较远，因而造林难度大，但沙层底部基质常有土质堆积，沙层厚度亦相对较薄，地下水位较浅(一般2～3m，最深7m)，仍然具有超旱生灌木与草本的生长条件，过去或多或少有植被生长。对曾生长或现在仍残留有天然稀疏植被的这一地带，通过封育恢复天然植被，是在现实生产力水平下防治沙漠化发展的有效技术。