内容正文:
第四节生态脆弱区的综合治理讲义
——以我国荒漠化地区为例
一、学习目标与内容框架
理解生态脆弱区、荒漠化、土地退化的概念及其相互关系;说明荒漠化的实质就是土地退化。
运用地图与资料,分析我国西北地区荒漠化生态脆弱区的分布与自然、人为成因。
说明荒漠化的主要危害,理解其全球性与区域性的双重特点。
结合我国防治荒漠化的典型实例,归纳综合治理的措施与因地制宜的思想。
联系黄土高原水土流失,理解“荒漠化”并不只等于“沙漠化”,认识其类型多样性。
二、本节内容框架
第一部分 荒漠化生态脆弱区的含义
1.1 生态脆弱区
生态脆弱区也称生态交错区,是指两种不同类型生态系统的交接过渡区域;现在泛指生态系统的自我修复能力低、系统稳定性差的地区,是综合治理的重点地区。
生态脆弱区具有三个基本特征:
处于生态系统过渡地带,自然要素(气候、植被、土壤)空间变化剧烈;
对外界干扰敏感,抗扰动能力弱,一旦破坏不易恢复;
往往也是人类活动集中、人地矛盾突出的地带。
我国生态脆弱区主要分布在五大区域:
北方干旱、半干旱区;
南方丘陵区;
西南山区;
青藏高原区;
东部沿海水陆交接地区。
1.2 荒漠化的概念与实质
荒漠化是指由于气候变化和人类活动等因素造成的土地退化。
所谓土地退化,是指由于使用土地不当或其他因素,导致耕地、草原和森林等资源的生产能力下降。因此,荒漠化的实质就是土地退化。
理解这个概念要抓住三个关键点:
“荒漠化”是一个过程,不只是沙漠景观本身:最终结果可形成荒漠,但荒漠不一定都是荒漠化的结果,有些荒漠是原生荒漠。
成因既有自然因素(气候变化),也有人为因素(人类活动),二者共同作用。
空间上并不局限于干旱区:荒漠化发生在干旱、半干旱地区以及一部分半湿润地区。
1.3 荒漠化的类型
类型
主导外力 / 成因
主要分布地区
土地沙漠化
风力作用为主,沙质荒漠化
西北干旱区,藏北高原、东北西部、华北北部也有较大面积
石质荒漠化(石漠化)
流水侵蚀,植被破坏后基岩裸露
西南喀斯特地区(云贵高原)
次生盐渍化(土壤盐碱化)
灌溉不当→地下水位上升→蒸发→盐分在表层积累
西北绿洲、河套平原、宁夏平原、华北平原
水土流失型退化
流水侵蚀为主
黄土高原及北方农牧交错带
红漠化
南方红壤丘陵区表土被暴雨冲刷殆尽
江南丘陵、南方红壤区(湘赣滇黔川等)
冻融荒漠化
温差大,冻融反复破坏土体结构
青藏高原高海拔地区
特别提醒:荒漠化 ≠ 沙漠化。沙漠化只是荒漠化的一种类型;荒漠化的范围比荒漠大——干旱区以外的半干旱区草地、农田发生退化,也属于荒漠化。
第二部分 我国西北荒漠化生态脆弱区
2.1 分布范围
我国西北荒漠化生态脆弱区,主要分布在大兴安岭—长城—祁连山—昆仑山一线以西、以北的区域,涉及新疆、甘肃、宁夏、内蒙古自治区等省区。
图 我国西北地区荒漠化分布示意
本区主要沙地、沙漠(自东向西):
呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地(内蒙古东部);
毛乌素沙地、库布齐沙漠、乌兰布和沙漠(鄂尔多斯高原一带);
腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠、河西走廊沙漠(内蒙古西部—甘肃);
柴达木盆地沙漠、库姆塔格沙漠;
塔克拉玛干沙漠(新疆南部,我国最大沙漠)。
图 西北地区主要沙漠与沙地分布示意
2.2 自然成因——“干旱”是基础
西北地区荒漠化的自然背景可概括为四个条件:
基本条件——气候干旱:深居内陆、远离海洋,周围高山(青藏高原、天山、祁连山等)阻挡湿润气流,降水稀少,蒸发旺盛。
物质条件——地表疏松:气候干旱导致植被稀少,土壤发育差,多疏松沙质沉积物,易被风蚀。
动力条件——大风日数多且集中:冬春季节风力强劲,为风沙活动提供动力。
重要影响因素——气候异常:本区降水变率大,多雨年利于抑制风沙活动,少雨年加速荒漠化进程。
植被覆盖率的分布也体现了这一规律:由东南向西北逐渐降低,植被类型由乔木、灌木植被向灌木植被过渡,直至荒漠,大面积地表裸露,土壤失去植被保护和对水分的调节作用。
2.3 人为成因——往往起决定性作用
西北地区人口增长迅速,加大了生态环境压力。过度放牧、乱砍滥伐、盲目开垦等不合理的生产活动,导致草原破坏和沙漠扩大,进一步加剧了荒漠化趋势;此外还有水资源利用不当、工矿交通建设中不注意环保等。
图 我国西北地区荒漠化的人为因素构成(过度放牧、过度农垦、过度樵采、水资源利用不当、工矿交通建设等)
人为因素
多发地区
主要危害
过度樵采
能源缺乏地区、草原地区(挖药材、发菜)
严重破坏植被,固定沙丘活化,加重风沙侵蚀
过度放牧
半干旱草原牧区、干旱绿洲边缘
草场超载,加速草场退化与沙化(超载率常达50%~150%)
过度开垦
干旱、半干旱沙质土壤地区
使沙化土地连片发展
水资源利用不当
绿洲地区、内陆河与山麓冲积扇
上中游过度用水→下游缺水→植被衰退、湖泊干涸
工矿交通建设破坏
城镇、矿区、交通沿线附近
弃土弃渣、破坏植被,建设用地周围草场退化、土地沙化
根本原因:人口增长过快,人地矛盾突出。这也提示我们,荒漠化防治的根本在于控制人口过快增长、提高人口素质,建立人口—资源—环境协调发展的系统。
第三部分 荒漠化生态脆弱区面临的环境与发展问题
3.1 危害范围大:全球性的灾难
全球约 24% 的陆地面积受到荒漠化影响,荒漠化土地约 3600 万平方千米,相当于俄罗斯、加拿大、中国陆地面积之和。
世界上有 100 多个国家和地区的 12 亿人口受到荒漠化的威胁。
我国荒漠化土地约占陆地总面积的 1/4 以上(第六次全国监测约为 257.37 万平方千米,占 26.81%),主要分布在新疆、内蒙古、西藏、甘肃、青海等省区。
3.2 危害程度深
角度
主要危害
经济方面
许多村庄、铁路、公路、水库以及灌渠等受到风沙威胁,经济损失巨大
生态方面
造成表土裸露,为沙尘暴的形成提供了充足的沙源
生产方面
破坏植被和地表形态,生物生产力持续下降,粮食和牧草减产甚至绝收,继而引发饥荒
社会方面
人居环境恶化,贫困加剧,成为地区经济社会可持续发展的重要阻碍因素
3.3 黄土高原的水土流失——另一种“荒漠化”
黄土高原位于秦岭及渭河平原以北、长城以南、太行山以西、洮河及乌鞘岭以东,涉及山西、河南、陕西、甘肃和宁夏等省区,面积约 50 万平方千米,海拔 800~2500 米,水土流失面积约 23.9 万平方千米。
图 黄土高原千沟万壑的地貌(流水侵蚀导致的水土流失)
黄土高原水土流失的成因:
自然原因:黄土土质疏松、垂直节理发育,遇水易崩解;降水集中在 7—9 月,多暴雨;地形起伏大,坡度陡;植被覆盖率低。
人为原因:长期开垦、过度放牧和樵采,不合理的土地利用方式加剧侵蚀。
水土流失的危害:
对耕地:土层变薄,养分流失,耕地质量下降;
对河流:黄河含沙量增加,下游河床抬高,形成“地上悬河”,威胁两岸安全;
对生态与社会:生态环境恶化,加剧贫困。
治理的关键是小流域综合治理,措施包括:调理农业结构,合理安排农、林、牧各业;植树种草等生物措施恢复植被;塬面平整土地增加下渗,缓坡修筑梯田,陡坡退耕还林还草,打坝淤地等工程措施减少水土流失。
第四部分 荒漠化生态脆弱区的综合治理
4.1 国际行动与我国方针
荒漠化造成的严重恶果及其扩展趋势,引起国际社会极大关注。1994 年,联合国正式通过《联合国防治荒漠化公约》,防治荒漠化已经成为全球性行动。
1978 年起,我国实施“三北”防护林体系建设工程;
相继实施天然林保护、退耕还林还草、防沙治沙等生态环境治理工程;
防治方针:“预防为主,防治结合,综合治理”;
具体措施:封沙禁牧、禁樵禁采、合理用水、生态移民等;
目的:实现人口、资源和环境的协调发展。
4.2 具体措施归纳
措施方向
具体内容
① 合理利用水资源
农作区:改善耕作与灌溉技术,推广喷灌、滴灌等节水农业,避免土壤盐碱化;牧区草原:减少水井数量,避免牲畜无序增长;干旱内陆区:合理分配河流上、中、下游水资源
② 构筑防护体系
生物措施——封沙育草、保护和恢复天然植被,营造防沙林带、建设农田防护林网、人工补种固沙植被(梭梭、柽柳、沙拐枣、胡杨、沙枣等);工程措施——在缺水、流沙地区设置沙障(草方格、石方格)
③ 调节农、林、牧用地关系
宜农则农、宜林则林、宜牧则牧,退耕还林还草,扩大林草比重,调整土地利用结构
④ 解决农牧区能源问题
推广省柴灶、沼气池,发展太阳能、风能等清洁能源,多途径解决生活用能,减少对天然植被的樵采
⑤ 控制人口、提高素质
控制人口过快增长,生态移民,解决贫困问题,促进人口、资源、环境协调发展
4.3 工程治沙的典型——草方格沙障
草方格沙障是用麦草、稻草、芦苇等材料,将草直接插入沙层内、直立于沙丘上,在流沙上扎成方格状的半隐蔽式沙障,一般高出沙面 20~30 cm 即可有效控制沙丘表面风沙流的活动。我国包兰铁路、干武铁路的防沙中曾大面积应用,效果显著。
增加地表粗糙度,降低近地面风速,减弱输沙能力;
阻挡、拦截流沙移动;
截留水分,提高沙层含水量,有利于固沙植被存活。
图 草方格沙障工程(麦草方格固沙)
图 沙漠中大面积铺设的草方格沙障
4.4 生物治沙——因地制宜恢复植被
生物治沙利用植物的固沙、改良土壤等生态功能进行治沙,适合在河流沿岸、绿洲边缘、有地下水出露或降水相对较多、土壤条件较好的沙漠边缘地带实施。我国西北广泛种植梭梭、柽柳(红柳)、沙拐枣、胡杨、沙枣等耐旱固沙树种,它们既是防风固沙的“绿色卫士”,也能改良土壤。
图 塔克拉玛干沙漠中的胡杨林——防风固沙的天然屏障
4.5 光伏治沙——新能源与生态治理结合
光伏治沙充分利用西北光照充足、地势平坦的优势,实现治沙与能源开发相结合。光伏板的铺设改变了地面热力平衡和地表覆盖状况,板下风速降低、蒸发减弱、水分条件改善,有利于植被恢复,沙丘移动明显减缓;同时在板下种植耐阴植物、板间发展养殖(如“光伏+牧羊”),形成“板上发电、板下种草、板间养殖”的立体化新型产业模式。
图 库布其沙漠光伏治沙项目(板上发电、板下种草)
第五部分 典型案例探究
5.1 库布齐沙漠的治理
库布齐沙漠位于内蒙古自治区鄂尔多斯市北部,是我国第七大沙漠,面积约 1.86 万平方千米,北临黄河,距黄河最近处仅数公里。3000 年前这里曾森林茂密、水草丰美;到 20 世纪 90 年代之前,由于人口增长、过度开垦放牧与水资源不合理利用,荒漠化严重,被称为“死亡之海”。
库布齐由“沙进人退”到“绿进沙退”的治理经验:
工程治沙:大规模铺设草方格沙障,先固定流沙;
生物治沙:种植沙柳、羊柴、柠条等耐旱固沙植物,恢复天然植被;
光伏治沙:发展光伏产业,板上发电、板下种草、板间养殖,实现生态与经济效益双赢;
产业化治沙:发展沙产业(中药材、生态旅游、清洁能源),把治沙与脱贫、增收结合起来;
综合治理:退耕还林还草、生态移民、合理分配黄河水与地下水,控制人畜数量。
经过 30 多年治理,库布齐实现了治理面积大于沙化面积,被联合国环境规划署称为“全球治沙样本”,创造了世界治沙史上的奇迹。
5.2 毛乌素沙地的逆转
毛乌素沙地地处陕西、内蒙古、宁夏交界处,曾是“沙进人退”的典型。经过数十年植树种草、草方格固沙、飞播造林、封沙育林等措施,毛乌素沙地已基本得到治理,林草覆盖率大幅提高,流动沙丘大面积固定,成为中国乃至世界防治荒漠化的成功范例。
图 毛乌素沙地治理前后对比(绿色由点到面不断扩展)
5.3 巴丹吉林沙漠“沙山与湖泊并存”的思考
巴丹吉林沙漠位于内蒙古自治区西部,是我国四大沙漠之一,面积约 4.43 万平方千米。沙漠中发育了 100 多个湖泊,并拥有全球相对高差最大的沙山,形成沙山与湖泊相伴的独特景观,其成因在学术界一直存在争议。
湖泊水的理化指标与深层断裂带的地下水相近,而与周边地表水差异较大,说明深层断裂带的地下水是主要补给水源;
本地蒸发量远大于降水量,可排除降水是主要补给源;
高大沙山的形成与降水、地下水关系密切,一般先有沙山、后形成湖泊,沙山是湖泊形成的必备条件;
湖泊多数为盐湖(内流湖),湖水盐度高,大多不能作为植物灌溉用水;而湖泊边缘出露的淡泉水,可为治理沙漠提供宝贵的淡水资源,对当地沙漠治理作用更显著。
第六部分 本节核心小结与易错辨析
6.1 核心小结
板块
核心要点
概念
荒漠化=气候变化+人类活动→土地退化;实质是土地退化;荒漠化范围大于荒漠
类型
土地沙漠化、石漠化、次生盐渍化、水土流失型、红漠化、冻融荒漠化
西北成因
自然:干旱(基础)+疏松物质+大风动力+气候异常;人为:过牧过垦过樵+水资源不当+工矿交通破坏,往往起决定作用
危害
全球性灾难;经济损失、沙源、生产力下降、饥荒与社会问题
治理方针
预防为主,防治结合,综合治理
治理措施
合理利用水资源;生物+工程构筑防护体系;调节农、林、牧关系;多途径解决能源;控制人口、提高素质
6.2 易错易混辨析
易错一:荒漠化=沙漠化。纠正:沙漠化只是荒漠化的一种,荒漠化还包括水土流失、石漠化、盐渍化等。
易错二:荒漠化的原因只有自然因素。纠正:自然因素提供条件,人为因素往往起决定性作用,二者共同作用。
易错三:荒漠都是荒漠化的结果。纠正:有些荒漠是地质历史时期形成的原生荒漠,并非荒漠化过程的结果。
易错四:防治荒漠化只要种树。纠正:必须坚持“预防为主,防治结合,综合治理”,且要因地制宜(宜林则林、宜草则草),更要控制人口、解决能源,消除人为破坏的根源。
易错五:南方的“红色荒漠”与西北荒漠化无关。纠正:红漠化是南方红壤丘陵区流水侵蚀造成的土地退化,本质上也属于荒漠化的一种类型。
6.3 地理答题常用术语
分析某地荒漠化成因的答题框架:
自然原因:气候(降水少、蒸发强、多大风、气候异常)+ 植被(覆盖率低)+ 土壤(疏松、沙质)+ 地形(阻挡水汽)。
人为原因:过度放牧、过度开垦、过度樵采、水资源利用不当、工矿交通建设破坏植被。
提出治理措施的表述模板:
生物措施:退耕还林还草、植树种草、封沙育林、营造防护林带;
工程措施:草方格/石方格沙障固沙、打坝淤地、修筑梯田、平整土地;
农业措施:调整农业结构、退耕还林还草还牧、合理放牧(轮牧、控制牲畜数量)、发展节水农业;
水资源措施:改善灌溉技术(喷灌、滴灌)、合理分配上中下游水资源、修建水利工程;
社会经济措施:控制人口、生态移民、解决能源问题、发展沙产业与生态旅游。
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