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草方格是如何降伏“沙魔”的?
来源:米乐体育官方下载地址 发布时间:2024-06-24 18:57:14在我国的西北地区,沙漠化一直是困扰当地居民和农业生产的一大问题。随着风沙的侵蚀,肥沃的土地变成了不毛之地,严重影响了生态环境和人们的生活。
为了对抗沙漠化,人们发明了许多治沙方法,其中草方格就是一种既经济又有效的方式。今天,就让我们来了解一下草方格是什么?它又是如何降伏“沙魔”的?以及它的适用情况和一些其他的治沙小妙招。
草方格,全称半隐蔽式草方格沙障,它是机械沙障的一种。机械沙障其实是就地取材,利用秸秆、麦草、乔灌枝条、石子、黏土,或人工合成的尼龙网等材料做成屏障,铺设在沙丘表面,目的是减缓沙表风速、阻止流沙就地迁移和堆积。
其中麦草、稻草沙障,俗称为“草方格”,它最省时、省力、省钱,不但对风沙流有很好的防阻作用,并且风化后还能作为有机肥料。草方格的发明是不同专业(气象学、自然地理学、植物学、工程学等)的科学家们历经数年(1955-1964)的研究成果。
20 世纪 70 年代,老一辈科学家来到宁夏讨论治理腾格里沙漠和有关铁路固沙等问题。
为了稳定沙面、保证固沙植物的成活率,科学家们首先采用麦(稻)草、黏土等材料全面或带状铺设沙面,然后栽植或播种植物,发现带状铺设的麦草沙障最有利于固沙植物的成活,但容易被风吹毁。
因此,有科学家建议将麦草用铁锹踩压到沙中避免被风吹毁,同时考虑到沙坡头地区多变的风向,将带状修改为方格状,达到“寸草遮丈风”的目的。随后,科学家们开展了不一样的材料、形状、尺寸机械沙障固沙效果的研究。
草方格的原理和制作极为简单:将麦草或其他植物死亡后留下的秸秆对折插入沙地,一点点铺成 1 米乘 1 米的网格状。如此制作而成的草方格看似微不足道,实则蕴藏着大智慧。
我们知道,治沙的第一步应该是阻止沙的移动。而沙的移动,其实是风吹动沙丘表面的沙粒,并在背风面沉降的过程。
这一微小的过程在日积月累后,便能造成巨大沙山的位移。而草方格就从这里入手——麦草的存在增加了地表粗糙度,改变了其上的风速轮廓线,从而减弱贴地面层的风速,增加了风阻,降低实际风力作用的有效性,控制风蚀。
草方格沙障区域,水平方向上沙子的质量通量(a)和颗粒状态(b)(来源:参考文献3)
由于风阻的增大,地面风速大幅度的降低,由此减少了扬沙量,削弱风动沙活动强度,使得沙粒无法快速移动,并沉降在网格的中间位置。
慢慢地,网格中央的沙粒在少量水和微生物作用下形成一层“结皮”(这是沙地向土壤转变的关键一步)。随后通过栽植灌木,进一步改造沙地,实现固沙的目标。
通过不断地试验,科学家们发现 1 米×1 米的草方格固沙效果最佳,因为该规格的草方格能够形成光滑的凹曲面(形如浅底锅)。规格大的草方格中心掏蚀深,不利于固沙植物的存活;规格小的草方格形不成凹曲面,容易被风吹毁。这些研究为草方格降服“沙魔”提供了理论根据。
最初,在沙漠中扎制草方格还是一个纯人力的活儿,治沙先辈们所能依靠的只有双手双脚和一把把铁锹。但今天的草方格固沙技术早已更新换代。
首先是机械化,例如一种多功能立体固沙车,每小时可铺设 8.5 亩草方格,每天可铺设草方格约 50 亩,效率可达到人工治沙的 50~80 倍,大幅节省了人力、减少了人力成本、提高了草方格铺设的效率。
其次,草方格本身也在“进化”。比如研究人员研究出了一种组合沙障——羽翼袋沙障,这种沙障在底部的袋子上插上了两列带有空隙的透风羽翼袋。下面的袋拥有非常良好的固沙作用,上方的羽翼片能够最终靠摆动来削减风的动能,进而达到降低风能与提高地表粗糙度的组合效果。
草方格作为一种简单而有效的治沙方法,在我国的沙漠化治理中发挥了及其重要的作用。它不仅仅可以固沙防风,还可以在一定程度上促进植被恢复和生态环境的改善。
当然,草方格只是众多治沙方法中的一种,针对不同的沙漠化问题,我们应该考虑地理、气候、水资源等多种因素,采取最合适的治沙策略。通过科学的方法和持续的努力,我们完全有能力降伏“沙魔”,保护我们共同的家园。
[1]孔德荣,孙步功,张克平,等.我国草方格沙障铺设机械研发现状与展望[J].林业机械与木工设备,2022,50(11):24-30.
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