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Damages of sand-dust storm and their control through agricultural measures

沙尘暴的危害及农业防治措施


沙尘暴是一种灾害性天气现象,它的发生与地表植被状况有密切关系,冬春季节农田裸露和退化草地植被覆盖度低是沙尘暴的主要沙尘来源,采用农业措施整治裸露农田和退化草地是沙尘源治理的关键。本文从沙尘暴的时空分布特征、沙尘暴成因、沙尘暴的危害和沙尘暴的农业防治措施等方面进行了论述,强调了以农业措施作为沙尘源治理技术核心的观点。农业措施主要包括:(1)调整农业种植结构,改变北方目前单一的种植方式,推广粮草混作技术、粮草间作套种、草田轮作,将牧草和越冬作物(冬小麦、冬牧70黑麦等)引入农田耕作系统,增加农田冬春季节的地表覆盖;(2)推广保护性耕作制度,通过免耕、提高留茬量和留茬高度,增加冬春季根茬固土能力和地表秸秆覆盖;(3)加强草原保护和建设,通过严禁新的草原开垦,严格限制超载放牧,禁止滥采滥挖,推广分区轮牧和舍饲圈养,加大围栏封育的力度等措施恢复和重建草原植被;(4)发展集约化农牧业,推广集约化种植和养殖技术,把人们的生产活动集中在条件较好的土地上,减少沙化农田和草地压力。

Sand-dust storm is a disatrous weather process. Its formation and development are closely related with the rarevegetation coverage and the bare and loose ground surface. Since the bare farmland and degraded grassland with lowervegetation cover in winter and spring supply the major source of sand and dust, a key approach to dust storm control istransformation of bare farmland and degraded grassland through agricultural measures. They are (1) adjusting croppingstructure, changing mono-cropping into mixture of cereals and grasses and inter-cropping of them and rotation of farmland andgrassland, thus introducing forage crop and winter crop (including winter wheat, Dong-mu No. 70 Ryegrass, etc) to thetraditional farming system and increasing the vegetation cover in winter and spring; (2) extending the protective cultivationsystem and enhancing the mulches on the ground surface through implement of ploughless farming and enlarge of stubbles, thusenhancing the soil-holding capacity of roots and stubbles; (3) strengthening the protection and construction of grassland throughstrict forbidding cropland expansion in steppe zone, absolutely avoiding over-grazing and over-fuel gathering ed digging,extending shifting grazing system and in-house animal raising, while increasing the exclosure-fencing scale and the grasslandconstruction scale; (4) developing intensive agriculture and animal husbandry and extending advanced techniques of cultivationand animal raising, thus concentrating human activities in the land with better conditions and reducing the human pressure onthe eroded farmland and grassland.


全 文 : 万方数据
1期 徐斌,等:沙尘暴的危害及农业防治措施 6l
特强沙尘暴高达17次:第二个高频区位于塔里木盆地
南缘,以和田为中心,强和特强沙尘暴高达11次;第
三个高频区位于吐鲁番盆地,以吐鲁番为中心,强和
特强沙尘暴也高达11次。沙尘暴在多发中心形成后,
在持续大风作用下向东移动,移动中沙尘物质沿途不
断补充,使沙尘暴持续时间加长和影响范围扩大,2002
年3月的沙尘暴波及北京,影响到了日本。
1.2沙尘暴的时间分布特征
杨东贞等对张掖、永昌、民勤、中卫和北京的沙
尘暴在各月的发生情况研究14J显示,3~5月各站沙尘
暴次数偏高,4月份沙尘暴次数最高。胡金明研究显
示13】西北强和特强沙尘暴天气个例中4~5月占总数
的71.15%,3月和6月之和占总数的23.08%。这样3~
6月中发生的次数占总数的94.13%。
从年际变化看,张掖、永昌、中卫和民勤从50
年代至92年沙尘暴发生的次数呈下降趋势14J;但胡金
明等研究显示自20世纪50年代到90年代一直呈增加
趋势,90年代前8年已发生了12次强和特强沙尘暴,
沙尘暴天气日数比以前明显增加。两个研究的结果有
所差异,杨东贞用的数据到1992年不能代表90年代
的情况;胡金明用的资料到1998年,加上后两年沙尘
暴频繁,说明强和特强沙尘暴呈增加趋势。
2沙尘暴成因
沙尘暴的发生须具备大风、沙尘源和低层大气
层结构不稳定这三个条件,大风是形成沙尘暴的动力
条件,沙尘物质是沙尘暴形成的物质基础;低层大气
层结构不稳,是重要的局部地表能量条件【8,9I。多数沙
尘暴发生在午后至傍晚这段时间,在这段时间是一天
中低层大气端流活跃,大气结构最不稳定的时候,这
也说明了低层大气结构不稳定在形成沙尘暴中的作
用。
2.1气候因素
大风加上高温少雨是形成沙尘暴的主要气候因
素,在春季,强冷空气时常南下形成强劲,持续时间
较长的大风,90年代冬季变暖的趋势强化了这一过
程。而我国北方此时正值干燥少雨,农田无作物覆盖,
大面积的退化草地处于裸露或植被盖度很低的状况,
加上各种防风林尚未长叶,防风沙作用很弱。裸露沙
性地表在强风的作用下易形成沙尘暴,由于沙尘暴移
动中经过大面积沙性裸露农田和退化草地,有丰富的
沙尘源进一步给沙尘暴补充沙尘物质,使沙尘暴不断
加强和扩大。
2.2全球变化
全球气候变暖也强化了沙尘暴的形成,全球变暖,
使地处中纬度的华北和西北地区冬季增温最明显,冬
春气温升高使空气对流增强并使北方高纬地区的冷气
团与中纬地区的暖气团温差梯度增大,有利于形成大
风;气温升高,使冬春季节的蒸发加强,地表更加干
燥、疏松,植被返青推迟,使沙尘物质更加丰富,这
有利地沙尘暴的形成。
2.3沙尘来源
90年代沙尘暴明显增多,说明我国北方生态环境
还在继续恶化。不少研究已证明,沙尘暴特别是强沙
尘暴的沙物质主要来源于北方的退化草地和裸露干燥
的农田,退化草地占北方天然草地一半以上,裸露农
田占耕地的七成以上。不合理的农牧业生产行为如过
度放牧和春秋翻耕等活动,打破了地表结构,增加了
地表的沙尘来源,是沙尘暴加剧的重要原因。例如历
史上美国西部1934年5月的黑风暴是由于不合理的开
垦和大量焚烧草原所致。前苏联1960年3~4月问的
沙尘暴是由于大量垦荒破坏草原引起的。
2.4人为活动
在干旱、半干旱地区农牧民生活常缺乏燃料,常
常在自然植被中樵采,使固沙植被遭到破坏,引起沙
化,为沙尘暴提供丰富的沙尘源:草原过度开垦也是
植被遭受破坏的重要活动,草原是最容易开垦为农田
的自然生态系统类型之一,我国北方草原有多次大的
开垦活动,大跃进、文化大革命等运动中均进行过大
面积的开垦。有的牧业省区提出粮食自给,建设粮仓
等目标,也对草原开垦起到了助推作用,草原开垦后,
自然植被破坏,农作种植l~2年后撩荒,地表裸露,
加剧了沙漠化和草地退化,也就提供了沙尘来源。过
度放牧是我国北方草原,特别是农牧交错区草地退化
的重要原因之一。我国北方有一多半的草地处于超载
状态,超载过牧对草地植被的破坏是渐变和累加的过
程,长时间超载对草地的破坏非常严重,植被破坏后
更难恢复。
3沙尘暴的危害
沙尘暴的危害是多方面的,1993年5月S日沙尘
暴横扫甘肃河西走廊、宁夏、阿拉善及河套地区。这
次沙尘暴造成85人死亡,564人伤残,31人失踪,直
接经济损失达7亿多元眄’。另一次沙尘暴发生予1998
年4月15日,仅在阿拉善盟,农田受害面积16万亩,
5 Ooo亩麦田被风沙埋没,l万余亩地遭到破坏:134
座塑料大棚被摧毁,400多眼水井被填埋,150km农
万方数据
图1沙尘暴农业防治措施结构
Fjgl A鲥cultumICon订olMe删鹏S仃uctureofS矾d-duststoml
渠被埋,1950多亩开花果树遭毁灭性打击;80万kg
露天堆放的牧草被刮走,毁坏羊圈600余座,暖棚80
余座,丢失牧畜2l万余只,死亡7000余只;农话电
杆有302根被刮倒刮断,直接经济损失6848.8万元16J:
从以上2例可以看出沙尘暴的危害是多方面的,几乎
对于暴露于沙尘暴中的任何生命和物体均造成直接危
害,也产生更多的间接危害。
4沙尘暴的农业防治措施
沙尘暴的发生须具备大风、沙尘源和低层大气层
结构不稳定这三个条件,大风和低层大气层结构不稳
定人为难以改变,人类有作为的是减缓沙尘源;我国
北方沙尘源主要来源于冬春裸露农田和沙化退化草
地,治理这两类沙尘源,是减缓沙尘暴的关键:农业
防治措施是改善冬春裸露农田和沙化退化草地核心技
术。沙尘暴的农业防治措施的结构和过程如图1所示。
4.1调整农业种植结构
农业结构调整的重点是改变北方目前单一的种植
方式,大力推广粮草混作技术,进行粮食作物与牧草
的问作套种、混合播种和草田轮作。将牧草和越冬作
物(冬小麦、冬牧70黑麦等)引入农田耕作系统,增
加农田冬春季节的地表覆盖,例如冬牧70黑麦在宁夏
10月份播种,来年5月初收获,可以利用冬闲农田多
增加一茬饲草作物,据计算,每公顷可增加纯收入
4500元,更重要的是耕地冬春有植被覆盖,产生明显
的生态效益。通过发展和完善粮食一饲料一经济作物
的三元结构种植模式,解决圈养和舍饲养殖所带来的
饲草需求数量增加,并加大农田冬春植被覆盖度的问
万方数据
1期 徐斌,等:沙尘暴的危害及农业防治措施 63
题。
4.2推广保护性耕作制度
2000年3月20日沙尘暴后,农业部举行了“保
护性耕作防治沙尘暴汇报会”,会上认为农田起沙是沙
尘暴的重要沙尘来源之一。沙尘暴以尘为主,尘土大
部分来源于冬春裸露的耕地、退化草地和多种建筑工
地,而不是来源于沙漠。从北方影响京津地的沙尘源
主要有内蒙、河北北部、山西北部、北京、天津部分
地区的8000万亩耕地:从西北影响京津的沙尘源主
要有西北五省的约2亿亩耕地。据研究保护性耕作通
过秸秆覆盖,根茬固土等可以减少70%的农田扬沙扬
尘,如果把保护性耕作措施和作物种植结构调整等技
术相结合,治理沙尘源的效果将会更加明显。另外保
护性耕作还可以增加产量,降低成本,增加农民收入,
是一项投资少,见效快的沙尘源治理技术,应在北方
大力推广。
4.3加强草原保护和建设
沙尘暴形成和危害区域,草原和各类草地占的比
例最大,目前我国北方一半以上草地退化,这些退化
草地是沙尘的主要来源,建设和保护草原是治理沙尘
源的重要农业措施和重点。通过严禁新的草原开垦,
限定最高载畜量,严格限制超载放牧,禁止滥采滥挖
等措施,以确保现有草原不再继续遭受破坏。通过改
变现行的自由放牧方式,推广分区轮牧和舍饲圈养,
在草原实行禁牧或季节性休牧,加大围栏封育的力度,
改良退化草原,加快人工草地建设等措施,恢复和重
建草原植被,减少沙尘来源。
4.4发展集约化农牧业,减轻退化草地和低产农田的
压力
我国北方广大草原和农区生态环境相对脆弱,目
前人为活动大都超过了自然资源的承载阈值,使土地
退化和沙化的根本性原因。在沙尘源治理中应加强基
本农田和基本牧场建设,大力推广集约化种植和养殖
技术,把人们的生产活动集中在条件较好的土地上,
充分发挥基本农田和牧场的承载潜力,减轻退化草地
和低产农田的压力,通过多种农业措施,逐渐恢复和
重建退化草地植被。
参考文献
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万方数据
沙尘暴的危害及农业防治措施
作者: 徐斌, 侯向阳, 王道龙
作者单位: 徐斌,王道龙(中国农业科学院农业自然资源和农业区划研究所,北京,100081), 侯向阳(中
国农业科学院草业综合研究与发展中心,北京,100081)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2004,23(1)
被引用次数: 3次

参考文献(9条)
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6.胡金明;崔海亭;唐志尧 中国沙尘暴时空特征及人类活动对其发展趋势的影响 1999(04)
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1. 高锦楼 下湿滩地区草场改良、更新、管理综合技术研究报告[期刊论文]-草业科学2004,21(10)

引证文献(3条)
1.王景琦 浅析沙尘暴对北方农业生产的影响[期刊论文]-吉林省教育学院学报(学科版) 2010(6)
2.王鹤龄.李耀辉 中国北方沙尘暴及其农学防治探讨[期刊论文]-干旱气象 2007(2)
3.徐云峰 小型免耕播种机的设计与试验研究[学位论文]硕士 2005


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