我国北方地区沙尘暴的形成机理与防治措施

摘要　近几年来，我国北方地区频发的沙尘暴现象愈来愈引起人们的关注。沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气。本文从沙尘暴的形成机理入手，从自然和人为两个方面分析了沙尘暴的形成，并说明了沙尘暴给我们生产、生活带来的危害以及对生态环境的恶化。在此基础上，提出了一定的防治措施，旨在为沙尘暴的研究和治理提供一定的科学依据。

关键词

沙尘暴　形成机理　防治措施

中图分类号：G623.45　文献标识码：A　文章编号：1002-7661(2011)10-0014-02

近几年来，我国北方地区频繁出现沙尘天气，引起了全国各界的广泛关注。其时间之早，频率之高，范围之广，强度之大，为历史同期所罕见，给我国北方地区的交通运输和人们的日常生活带来了不利的影响。

沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象，它与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝有着不可分割的关系。沙尘暴作为一种高强度的风沙灾害，并不是所有有风的地方都能发生，只有那些气候干旱、植被稀疏的地区才有可能发生沙尘暴。在我国西北地区，森林覆盖率本来就不高，掠夺性的破坏行为更加剧了这一地区的沙尘暴危害，的土地很容易被大风卷起形成沙尘暴，甚至强沙尘暴。

一、沙尘暴的形成机理

沙尘暴的形成是由于特定的区域地表沙尘被大风剧烈运动带起造成的。从自然因素角度考虑，其起源是地表干旱，土壤质地稳定性差，抗蚀力小和风力吹扬；从人为角度看，人类不合理的运动促使了沙尘暴的形成。两者互为因果、互相制约、互相影响。

(一)　自然因素

一是沙源的存在。近年来在全球气候变化的影响下，我国北方地区干旱和暖冬现象日益加剧，加之不合理的人为活动干扰造成了大面积的植被破坏，加剧了土地沙化。沙尘暴途经地带沙质土壤比例相当高，大面积的沙化土地当春季回暖解冻，狂风骤起时，的干燥的疏松沙土极易被强风卷起，为沙尘暴的形成提供了丰富的沙源。

二是干旱、降水少是沙尘暴形成的基本条件。干燥少雨是我国北方大部分地区的气候特征。在干旱缺水条件下，土壤颗粒间失去了相互作用力，植被生长所需的水分无法得到供应，并且无法建造防风固沙的植被体系。因此，可以说沙尘暴在干旱、半干旱区域是客观存在的一种自然现象。

三是大风是形成沙尘暴的动力因子。近年来我国北方地区冬春季的温差增大，强冷空气活动频繁，使大风频发，为沙化土地的展开和沙尘暴的形成提供了动力条件。不同地表的沙尘颗粒具有不同的起动风速，土壤颗粒愈粗，起动风速愈大。流动沙丘在风速达到5m／s时起沙，沙砾壁为11-17m／s才能起沙扬尘，其输沙量随风速增加。

(二)　人类活动

我国北方地区发生的沙尘暴，因自然条件引起的往往规模较小，速度较慢，程度较低，并且容易得到自然恢复，人为因素才是沙漠化过程中最为活跃和主要的因素。因此，沙尘暴天气与其说是天灾，倒不如说是人类不合理的经济活动和行为惹出的祸害。

一是对生态系统的破坏。一旦植被破坏，必然造成沙丘活化，古沙翻新，地表风蚀沙化，从而使沙化土地面积扩大。在冬春两季，退化草地、沙化土地地表，沙化物质丰富，成为沙尘暴重要的物源区。

二是水资源的不合理利用。我国是水资源贫乏的国家，人均占有量只有世界人均占有量的1／4，再加上水资源在时间、空间上的分布不均，导致一些地区严重缺水。为解决用水困难，打井汲取地下水的情况愈来愈严重，有些地段的地下水埋深已经低于植物根系分布深度，结果造成了植被枯死，原来被这些植被固定的沙质地表失去了植被的保护，一遇到大风极易起沙扬尘。

综上所述，人类不合理的生产活动是导致沙尘暴多发性主要原因。如黑河下游的额济纳绿洲区，曾在汉、唐、元初建立的约3.07万hm2农耕面积现仅存0.3～0.6万hm2左右，其余全演化为沙漠。荒漠化土地又为沙尘暴提供了足够的沙源，这就是导致沙尘暴多发性的原因。

沙尘暴特别是强沙尘暴给国民经济建设，人民生活和生命财产造成了严重损失，我国每年因沙漠化、沙尘暴造成的直接损失达500多亿元。沙尘暴的主要危害如下：

1.生态环境恶化。出现沙尘暴天气时狂风裹着沙石，浮尘到处弥漫，凡是经过地区空气混沌，呛鼻迷眼，呼吸道等疾病人数增加。

2.交通安全受到威胁。沙尘暴对交通的影响主要表现为：一是能见度降低影响行车和飞机起降；二是沙尘掩埋路基，阻碍交通。

3.生产生活受到影响。沙尘暴的发生大大增加了大气固态污染物的浓度，给起源地、周边地区以及下风地区的大气环境、土壤、农业生产等造成了长期的、潜在的危害。特别是农作物赖以生存的微薄的表土被刮走后，贫瘠的土地将严重影响农作物的产量。

二、沙尘暴的防治措施

目前中央已经提出了要退耕还林、退耕还草，把根本不适合耕种的土地还原成林地，把已被破坏的环境恢复成原有的平衡状态，把部分农业人口转化成护林、护草、植树造林、放牧及第三产业工人，这些措施为防治沙尘暴提供了基本前提。我们可以从以下几个方面着手来防治沙尘暴的产生及产生的危害。

1.科研先行

目前人类还无法控制大气环流和气候的冷暖变化，也不可能改变地表的物质组成和根除沙尘源地(特别是沙漠)。因此，沙尘暴在很长时间内仍将存在。现在国家已组织力量进行调查研究，要搞清沙尘暴的源地、沙尘粒度、沙尘与风速的关系、出现的频率、波及的范围等，进行全面的调查研究，就可以使沙尘暴所造成的损失减少到最低限度。因此组织多学科力量，加强沙尘暴的科学研究，进一步掌握沙尘暴的发生机制和规律，减轻沙尘暴带来的损失。

2.加强沙尘暴的监测和预警系统的建设

沙尘暴灾害，正象我国沿海的台风一样，虽然不能消灭它，但可以设法减轻其危害。自从2000年来沙尘暴爆发以来，在国家的支持下，气象局已建立了沙尘暴天气预防系统，国家林业局也在其管辖范围内――中国林业科学院建立荒漠化的监测系统，这些检测系统不仅提高沙尘暴的天气预报水平，而且能够提高沙尘暴灾害的预报水平。

3.加强林地建设

修建防护林带，可以降低风速，根系还可以固沙、保水，这是一项带有根本性的措施。育草防沙，尽可能的增加地表植被覆盖度，消减直接的沙源，以减少沙尘暴的发生频率、强度和影响范围。工程防沙，如黏土固沙、化学方法固沙，减轻沙尘暴的危害，防止土地沙化的进一步扩展，尽可能减少沙尘源地。改良传统的耕作方法，实施免耕法即在秋过冬，春天采用联合作业法，一次性完成破茬、旋耕、入生态保护系统。除此，还应提高冬春季农田的覆盖率，发展阳光大棚温室等高科技农业。

4.合理调控利用水资源

合理调控水资源，利用经济杠杆，提高水资源的利用率。重视并合理利用生态用水，大力加强国际合作，引进国外先进的节水灌溉技术及设施，改漫灌为渗灌、微灌、滴灌、喷灌等，普及科学用水及灌溉方式，加强环境治理，并采取有力措施防止土地沙化和荒漠化，实行依法保护与恢复林草植被，防止土地沙化的进一步扩展，尽可能减少沙源地。

5.加强水土保持工作

目前水土流失还未得到有效的控制。据估计，每年新增的水土流失面积在1000km2左右，坚持山、水、田、林、路的统一规划，工程措施、林草措施与保土耕作措施相结合，在黄河流域，准备在2010年前，全面实行陡坡地退耕，共还草还林8500万亩；在2030年前，荒山荒林营造林草4亿多亩。因此，实现水土资源的持续利用也是进行沙尘暴防治的一项重要措施。

沙尘暴为什么让我们如此难受呢?沙尘暴证实的是环境的恶化，但沙尘暴卷起和未起时，带来的是我们心境的变化，空气的压力让我们的张力无处释放，能见度降低导致视觉上的不足，在漫天的沙尘天气中，人们普遍的感觉到紧迫压抑，心理焦虑带来了心情的抑郁，更让人感到压力重重。沙尘暴的现象已向我们敲响了警钟，防治沙尘暴应从保护环境入手，制止人类对大自然的不合理活动，因为我们只有一个地球，呼唤生态保护，资源的可持续利用，尊重大自然以达到生态平衡，这是我们应该遵守的一项准则。