昆侖北麓地貌過(guò)程與風(fēng)沙危害的關(guān)系

昆侖北麓地貌過(guò)程與風(fēng)沙危害的關(guān)系

土地是最基本的自然地理因素，沙害是中國(guó)的主要自然災(zāi)害之一。昆侖山北麓地區(qū)光熱資源豐富,具有一定的水資源,沿扇形地邊緣地帶或河流兩岸發(fā)育著當(dāng)?shù)馗髯迦嗣褓囈陨婧桶l(fā)展的綠洲。由于地處昆侖山和阿爾金山北麓,毗鄰塔克拉瑪干沙漠,西北風(fēng)和東北風(fēng)盛行,風(fēng)沙活動(dòng)極為強(qiáng)烈,在昆侖山北麓形成了長(zhǎng)達(dá)1400km的風(fēng)沙線,是目前我國(guó)風(fēng)沙危害最為嚴(yán)重的區(qū)域。區(qū)內(nèi)風(fēng)沙危害已引起有關(guān)學(xué)者的重視,如1980年,毛德華探討了土地沙漠化的危害、成因和防治;1984年胡智育對(duì)綠洲沙漠化的演變過(guò)程、發(fā)展趨勢(shì)及整治進(jìn)行了探討;1993年,于文儒對(duì)和田地區(qū)風(fēng)沙災(zāi)害的生態(tài)條件、災(zāi)害情況及整治進(jìn)行了闡述。此外,在綠洲風(fēng)沙危害及減災(zāi)對(duì)策、公路風(fēng)沙危害、風(fēng)沙地貌、地貌過(guò)程對(duì)綠洲形成演變的影響、古綠洲分布與河流的關(guān)系等方面也有一些研究。筆者利用GIS制圖技術(shù)、野外調(diào)查結(jié)合前人資料,論述風(fēng)沙危害區(qū)的地貌環(huán)境特征,探討地貌過(guò)程與風(fēng)沙危害發(fā)生的關(guān)系,預(yù)測(cè)風(fēng)沙危害發(fā)展趨勢(shì),并提出防治地貌過(guò)程加劇引起風(fēng)沙危害的措施。1影響區(qū)域的地形和環(huán)境變化特征1.1陰山-丘丘-干草原區(qū)昆侖山北麓地跨昆侖-阿爾金山與塔里木盆地兩大地貌單元(圖1),其包括東起若羌米蘭,西至英吉沙,包括昆侖山-阿爾金的部分丘陵和山麓沖洪積平原及塔里木盆地南緣串珠狀綠洲以北15～20km沙漠的范圍,面積為13.57×104km2。風(fēng)沙危害區(qū)的地貌類型結(jié)構(gòu)自高向低主要有丘陵、洪積平原、沖洪積平原、沖積扇、沙地、沙堆、固定沙丘、半固定沙丘和流動(dòng)沙丘等。另外,在丘陵、洪積平原和沖洪積扇的局部地方也有沙地或沙丘分布。由于昆侖山-阿爾金山地勢(shì)高亢,部分山頂有終年積雪,冰川發(fā)育,發(fā)源于山區(qū)的葉爾羌河、和田河、克里雅河、尼雅河、且末河、米蘭河及其他小河自南向北流入塔里木盆地,將其攜帶物堆積于山麓形成沖-洪積平原,并供給盆地南緣綠洲形成、發(fā)展的水源。塔里木盆地腹部有著名的塔克拉瑪干沙漠,植物稀少,風(fēng)沙活躍,沙丘流動(dòng)性強(qiáng)。在克里雅河和策勒河流域,河流流水將山區(qū)物質(zhì)搬運(yùn)到盆地,風(fēng)力又將盆地沙粒物質(zhì)輸送到山區(qū)形成沙丘或黃土堆積,因此,在這里形成區(qū)域特殊的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程。在昆侖山的山麓沖積扇、沖積平原及河谷地帶的水、土條件較好地方,形成天然和人工綠洲;洪積平原及洪積扇干旱缺水、植物貧乏,除扇緣細(xì)土平原為泥質(zhì)平原外,多為礫質(zhì)戈壁荒漠;沖積-洪積平原礫石遍布,植物稀疏,為礫質(zhì)戈壁荒漠。在扇緣地帶地勢(shì)低洼,土質(zhì)粘重,地下水位較高地方,可見(jiàn)鹽堿地鹽漠。臺(tái)地和丘陵巖體裸露,為巖漠。區(qū)內(nèi)風(fēng)蝕風(fēng)積作用強(qiáng)烈,風(fēng)沙活躍,沙丘十分發(fā)育,沙漠遍布。1.2由沉積物破壞形成的地態(tài)過(guò)程特征1.2.1風(fēng)流和公路區(qū)內(nèi)風(fēng)沙地貌過(guò)程表現(xiàn):1.風(fēng)蝕作用。昆侖山北麓地區(qū)第四紀(jì)松散物質(zhì)豐富,風(fēng)力強(qiáng)勁,當(dāng)?shù)孛娓稍?風(fēng)速達(dá)到能使土壤顆粒脫離地表和運(yùn)動(dòng)的臨界值時(shí),便產(chǎn)生風(fēng)蝕作用。風(fēng)力吹蝕耕地不僅帶走細(xì)土,損失氮、磷、鉀等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),降低土地質(zhì)量,而且還損傷植物;風(fēng)蝕湖區(qū)鹽土及有害物質(zhì)飄落在草葉上,致使牲畜吃后拉肚犯病,如若羌縣就有因此發(fā)生牲畜死亡現(xiàn)象;2.風(fēng)沙流作用。大風(fēng)攜帶沙粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,首先表現(xiàn)為對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行沙割,特別是春季沙割小麥、棉花幼苗,使其死亡,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn);其次,風(fēng)沙流對(duì)公路路面造成磨損,使公路使用壽命縮短;3.風(fēng)積作用。主要是流沙吞食農(nóng)田、埋沒(méi)渠道,堆積路面阻礙公路交通;流沙吞食村莊,迫使居民遷居(表1)?？?、達(dá)瑪溝等有20余古城被沙漠包圍或淹沒(méi),約占盆地內(nèi)36座古城的56%。策勒縣大約是在200a前從熱瓦克搬遷過(guò)來(lái)的,如今熱瓦克沙丘遍布,風(fēng)蝕雅丹發(fā)育。由于流沙南移,至今沙丘距縣城僅1.5km。皮山縣有2.8×104hm2耕地被流沙分割成53塊綠洲;4.風(fēng)沙危害引起交通線路變遷。若羌至英吉沙之間的公路,在和田河與克里雅河之間交通線路向南移動(dòng)了200km左右;克里雅河與車(chē)爾臣河之間向南移動(dòng)了100km左右;和田河以西移動(dòng)了10～50km。在墨玉至葉城、于田至民豐等地,可在如今公路以北的低矮沙丘中見(jiàn)到古代大道和烽燧的遺跡。1.2.2泥沙作用的弱化河流下游河段水量減少,流水侵蝕、搬運(yùn)堆積過(guò)程減弱,沿河岸胡楊因水源減少而衰敗,荒漠化加劇,如克里雅河下游綠洲自河流下游向上游與由河道兩側(cè)→河床縮小,發(fā)生由綠洲→荒漠演替,下游沖積扇綠洲因水源減少,流水作用被風(fēng)沙作用替代,綠洲呈斑塊散布于流沙中。隨著區(qū)域流水作用的減弱與風(fēng)沙作用的加強(qiáng),風(fēng)沙危害嚴(yán)重程度增加。如策勒河勝利水庫(kù)以下斷流,流水地貌過(guò)程由風(fēng)沙地貌過(guò)程替代,胡楊、紅柳等植物枯死,新月形沙丘發(fā)育,沙丘侵入水庫(kù),流沙堵塞水庫(kù)的泄洪渠;同時(shí),隨著河床沙源物質(zhì)的增加,策勒綠洲風(fēng)沙危害程度也隨之增加。1.2.3人工添加的沙漠化隨著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口的增加,人為活動(dòng)使風(fēng)沙地貌過(guò)程加強(qiáng),人工作用引起的風(fēng)沙災(zāi)害越來(lái)越嚴(yán)重。如和田縣開(kāi)墾荒地1.33×104hm2,因缺水又棄耕0.78×104hm2,人工綠洲沙漠化嚴(yán)重。策勒縣于1970年在策勒河床上建筑勝利水庫(kù),2007年考察時(shí),發(fā)現(xiàn)在庫(kù)內(nèi)河灘上形成大片胡楊林,而水庫(kù)壩下胡楊稀少且有的干枯,風(fēng)沙活躍,新月形沙丘發(fā)育。人工作用使局部地方的風(fēng)沙地貌過(guò)程減弱,風(fēng)沙災(zāi)害有所減輕。如皮山農(nóng)場(chǎng)人工引水開(kāi)墾沙地種植小麥、棉花等農(nóng)作物,使沙漠變?yōu)楦?在策勒縣城西北部,面對(duì)流沙入侵,人工種植防風(fēng)固沙林,并平整沙丘土地,再利用洪水種植紅柳、梭梭,使沙漠變?yōu)榫G洲,城鎮(zhèn)農(nóng)田的風(fēng)沙危害減少。2沙害形成與地形破壞的關(guān)系及其發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)2.1風(fēng)物穩(wěn)定性分析區(qū)內(nèi)干旱環(huán)境是伴隨青藏高原的隆升與盆地的封閉和大氣環(huán)流的形成而逐漸形成的。受昆侖山、塔里木盆地及天山的地貌結(jié)構(gòu)影響,區(qū)內(nèi)盛行東北風(fēng)和西南風(fēng);由于風(fēng)沙、人工作用地貌過(guò)程加強(qiáng)與流水作用過(guò)程減弱,致使如沙源物質(zhì)、風(fēng)力條件、荒漠植被及人口增加等變得更加有利于風(fēng)沙危害形成。2.1.1土壤溫度現(xiàn)狀根據(jù)昆侖山北麓風(fēng)沙危害形成下墊面類型圖面積數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(圖2),區(qū)內(nèi)沖-洪積平原區(qū)綠洲僅占13.49%,沙漠占61.91%,加之礫漠(戈壁)、雅丹和等共占73.5%,其余為黃土覆蓋山地、泥漠和鹽堿地(圖3),沙源物質(zhì)十分豐富。區(qū)內(nèi)流動(dòng)沙丘和沙地面積達(dá)4800019.3hm2,半固定和固定沙丘沙地面積分別為3071132.7hm2和548965.02hm2,利用中國(guó)人民大學(xué)楊持等提出的沙漠化程度公式DG=M+k1*SM+k2*F/A(式中DG為沙漠化程度,M為流動(dòng)沙丘、沙地面積,SM為半固定沙丘、沙地面積,F為固定沙丘、沙地面積,k1、k2系數(shù)合計(jì)為1,A為研究區(qū)域面積)計(jì)算,區(qū)內(nèi)沙漠化程度達(dá)0.62。另外,在春、秋季節(jié)風(fēng)沙活躍,綠洲區(qū)的耕地土壤裸露干燥,也是風(fēng)沙的重要沙源物質(zhì)來(lái)源地之一。2.1.2干燥度及植物群落如若羌、且末、和田、皮山的年平均氣溫分別為11.6℃、10.4℃、12.4℃、12.0℃,年均降水量分別為25.6mm、24.5mm、35.3mm、49.1mm,大風(fēng)日數(shù)分別為30.8d、12.4d、5.6d、2.0d,干燥度據(jù)K=E/r=0.16∑t/r公式(式中E為可能蒸發(fā)量,∑t是日溫≥10℃持續(xù)期間活動(dòng)積溫總和,r為同期降水量)計(jì)算,除于田外均>2.0,若羌最高達(dá)30.8,表明區(qū)內(nèi)為干旱區(qū),是以荒漠環(huán)境為主的(表3)。區(qū)內(nèi)除綠洲外,大部地方植物稀少,覆蓋度低,如和田地區(qū)森林覆蓋率僅1.01%,和田縣最高為4.8%,許多地方無(wú)森林植被,草灌叢植物也稀疏,部分地方地表裸露;沙漠區(qū)植物貧乏,大多為流動(dòng)沙丘,沙丘移動(dòng)較快。因此,地面風(fēng)蝕風(fēng)積作用強(qiáng)烈,沙漠化發(fā)展很快,沙丘廣布,風(fēng)沙地貌占總面積的61.91%。2.1.3人口檢測(cè)帶來(lái)的影響如和田縣1759年人口僅41286人,1950年為153396人,1985年達(dá)187213人,人口出生率29.75%,至2006年達(dá)482190人(圖4)。近年,在加強(qiáng)計(jì)劃生育工作的情況下,至2000年,和田地區(qū)人口1681526人,人口出生率仍然為19.09%,較新疆人口出生率14.46%高4.63個(gè)百分點(diǎn)。和田計(jì)劃外生育4個(gè)孩子以上有103人。人口的素質(zhì)較低,如和田縣1983年文盲人數(shù)占總?cè)丝诘?0%以上,1951年以來(lái),開(kāi)展了大量的掃盲工作,僅2003年就舉辦了223期掃盲班,使非文盲率達(dá)97.1%。由于當(dāng)?shù)厝丝谠鲩L(zhǎng)過(guò)快,居民柴薪需求量大,有80%的生活用柴是胡楊林,加之農(nóng)民的文化程度較低,環(huán)境保護(hù)意識(shí)薄弱,大量砍伐胡楊、梭梭等固沙植物,沙漠區(qū)荒漠植被遭受破壞嚴(yán)重,如至20世紀(jì)90年代,英瓦提鄉(xiāng)邊緣的大片胡楊、紅柳已向沙漠深處退縮了60km以上,伊斯拉木阿瓦提、塔瓦庫(kù)勒鄉(xiāng)的天然林也向沙漠深處退縮了70～80km。2006年和田地區(qū)人均耕地不足0.09hm2,隨著人口的增加,為了保證糧食安全和棉花瓜果等經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展,勢(shì)必還要開(kāi)墾一定的荒地才能滿足當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,這將進(jìn)一步加劇區(qū)域水資源的短缺,一旦擠占生態(tài)用水量,將對(duì)生態(tài)保育造成不利影響。生態(tài)一旦退化,地表風(fēng)蝕風(fēng)積過(guò)程加強(qiáng),風(fēng)沙危害必然會(huì)加重。這也表明人類活動(dòng)對(duì)風(fēng)沙活動(dòng)的發(fā)展起到了強(qiáng)化作用。2.2根據(jù)地形環(huán)境特點(diǎn)對(duì)沙害發(fā)展趨勢(shì)的估計(jì)2.2.1暖對(duì)沙區(qū)和沙漠化控制的影響未來(lái)區(qū)內(nèi)地貌結(jié)構(gòu)與地貌過(guò)程變化不會(huì)很大,風(fēng)沙危害的基本狀況也不會(huì)有很大的改觀。但值得注意的是,區(qū)域氣候變暖對(duì)沙區(qū)和沙漠化控制的影響是“利小弊多”,大部分地方的風(fēng)沙危害程度亦有可能增加。另一方面,隨著全球氣候變暖,氣候轉(zhuǎn)型,與干旱區(qū)降水量的增加,區(qū)內(nèi)的水資源量會(huì)有所增加,只要當(dāng)?shù)卦黾由鷳B(tài)用水量,進(jìn)一步加強(qiáng)防風(fēng)固沙林體系建設(shè),降低地表的風(fēng)蝕風(fēng)積作用強(qiáng)度,在植被覆蓋度提高的地方,如城鎮(zhèn)及農(nóng)田的風(fēng)沙危害程度將會(huì)降低。2.2.2不同地形條件由于塔克拉瑪干沙漠的流動(dòng)性較強(qiáng),區(qū)內(nèi)大面積礫漠戈壁區(qū)植物生長(zhǎng)困難,風(fēng)蝕風(fēng)積地貌過(guò)程仍然強(qiáng)烈,沙塵天氣多,風(fēng)沙對(duì)若羌、策勒、皮山等綠洲的危害仍有可能發(fā)生,315國(guó)道和縣城及鄉(xiāng)村道路的風(fēng)沙危害依舊。2.2.3關(guān)于沙漠化的危害隨著區(qū)內(nèi)人口的增加,風(fēng)沙危害對(duì)象和范圍也將增大。同時(shí),人工對(duì)地表的干擾強(qiáng)度也會(huì)增多,人工地貌過(guò)程隨之加強(qiáng)并引起風(fēng)沙危害增多。如為了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,在綠洲與沙漠過(guò)渡帶打井抽水種植棉花和發(fā)展果園,隨著地下水位的降低,蘆葦?shù)裙躺持参飳⒖菟?沙漠化必然加強(qiáng);再如當(dāng)?shù)鼐用衲壳耙虿裥竭€需要挖紅柳根,沙丘風(fēng)蝕作用勢(shì)必要加強(qiáng),沙丘復(fù)活將導(dǎo)致風(fēng)沙危害程度加大?？傊?由于區(qū)內(nèi)生態(tài)十分脆弱,一旦固沙植物遭受破壞,人工地貌過(guò)程引起風(fēng)沙對(duì)綠洲的危害程度必然增大。3加強(qiáng)沙區(qū)地質(zhì)勘察，防止沙區(qū)風(fēng)險(xiǎn)基于昆侖山北麓地區(qū)風(fēng)沙、流水和人工地貌過(guò)程對(duì)風(fēng)沙危害影響較大的狀況與風(fēng)沙危害發(fā)展趨勢(shì),宜采取如下主要措施。3.1解決當(dāng)?shù)孛裆鷨?wèn)題嚴(yán)格控制人口增長(zhǎng),種植薪炭林,大力發(fā)展太陽(yáng)能、沼氣等新能源,解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活燃料問(wèn)題,保護(hù)綠洲與沙漠過(guò)渡帶的荒漠植被,嚴(yán)禁砍挖梭梭、胡楊等固沙植物,以免風(fēng)沙地貌過(guò)程加強(qiáng)引起風(fēng)沙危害。3.2節(jié)水措施降水目前,區(qū)內(nèi)2006年有水稻田7060hm2,其耗水量一般是小麥地的2.5倍左右,應(yīng)減少水田面積或?qū)⑵湔{(diào)整為水澆地。同時(shí),采用滴灌、地膜等節(jié)水措施,減少田間耗水量。由于區(qū)內(nèi)宜農(nóng)土地資源豐富,但水資源嚴(yán)重不足,因此,發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè),增加綠洲邊緣地帶和河流下游的生態(tài)用水量,防治植物枯死與風(fēng)沙地貌過(guò)程加劇是十分重要的。3.3加強(qiáng)耕地生態(tài)安全管理,確保生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展莎車(chē)、葉城、皮山、和田、于田、民豐、且末等縣市風(fēng)沙危害嚴(yán)重,宜嚴(yán)格控制耕地面積,切實(shí)增加生態(tài)用水,加強(qiáng)防風(fēng)固沙林體系建設(shè),防止風(fēng)蝕、風(fēng)積和風(fēng)沙流對(duì)綠洲的危害,才能確保區(qū)域生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。3.4減少草場(chǎng)沙化區(qū)內(nèi)干旱,草場(chǎng)過(guò)度放牧引起的土地沙化、石質(zhì)化明顯,如策勒縣的丘陵和山前平原區(qū)草場(chǎng)被大片沙丘覆蓋,草場(chǎng)沙化十分嚴(yán)重,宜增加苜蓿、玉米種植面積,大力發(fā)展農(nóng)區(qū)畜牧業(yè),充分利用秸稈資源,以草定畜,嚴(yán)格控制草場(chǎng)的載畜量,防治草場(chǎng)退化與風(fēng)沙地貌發(fā)育。3.5扇緣植物枯草隨著區(qū)內(nèi)土地開(kāi)發(fā)與對(duì)地下水的大量開(kāi)采及地下水位降低,致使如策勒河沖積扇扇緣地帶的有些蘆葦?shù)戎参锟菟?。宜加?qiáng)地下水位動(dòng)態(tài)變化研究,確定維持沙漠邊緣蘆葦生長(zhǎng)的合理地下水位,控制打井抽水發(fā)展農(nóng)業(yè)的數(shù)量,防止地下水位降低引起沙漠邊緣地帶植物枯死與風(fēng)沙地貌過(guò)程加劇及沙漠南移和風(fēng)沙危害加重。3.6及時(shí)防治沙地質(zhì),減少水土流失,減少地質(zhì)植物和料利用“3S”技術(shù)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)土地開(kāi)發(fā)與地貌類型及風(fēng)沙危害的動(dòng)態(tài)變化情況,防止綠洲外圍生態(tài)屏障地帶棉花、紅棗種植面積的過(guò)度增長(zhǎng),及時(shí)采取防治風(fēng)沙地貌過(guò)程加劇引起環(huán)境退化的措施,以減少風(fēng)沙危害對(duì)綠洲造成的損失。4人工地貌過(guò)程與沙地利水環(huán)境及沙物質(zhì)資源1.昆侖山北麓跨昆侖-阿爾金山與塔里木盆地兩大地貌單元,毗鄰塔克拉瑪干沙漠,區(qū)內(nèi)風(fēng)沙危害形成的沙源物質(zhì)豐富,東北風(fēng)與西南風(fēng)盛行,風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈,荒漠化程度達(dá)0.62,是目前我國(guó)風(fēng)沙危害最為嚴(yán)重的區(qū)域。2.地貌過(guò)程與風(fēng)沙危害發(fā)生的關(guān)系密切,主要表現(xiàn)為:風(fēng)沙地貌過(guò)程加