作者：张正斌 徐萍 来源：科学新闻杂志
沙尘和沙尘暴的发生
是西北主要生态环境问题
我国西北地区干旱缺水，占我国国土面积近1/3是沙漠和戈壁，这些地区的沙尘和沙尘暴天气，应该是我国北方的主要生态环境问题。为了保持和进一步提高退耕（牧）还林还草改善生态环境的效果，进一步减少沙尘和沙尘暴的发生和危害，在退耕（牧）还林还草之后，应该加强西北干旱半干旱地区（半）流动沙漠的治理，这是改善西北和华北乃至全国生态环境的关键。
近年，对于沙尘暴和沙漠治理及西北生态环境改善，缺乏一个宏观全局情况的介绍和总体思路的探讨。笔者通过多年的实地考察，结合我国降水分布及沙漠、沙尘暴分布等资料对比分析，总结出我国西北生态环境治理的关键地区和关键问题，并探讨不同的治理措施。
我国沙漠95.37%集中分布在乌鞘岭和贺兰山以西的新疆、内蒙、青海和甘肃四省区。其中主要以流动沙漠和半流动类型为主，占沙漠面积的60%左右。沙漠、沙地占总土地面积的比例以内蒙最高达43.287%，其次新疆为31.727%，青海、宁夏和甘肃都在15%左右。这四个省份成为我国沙尘暴的主要发源地。随着降雨从新疆西部50mm到内蒙古东部地区500mm的逐渐增加, 流动沙地所占比例由西部新疆的60.45％向东部内蒙古的25.93％逐步减少。我国最大的两个流动沙漠是新疆塔克拉玛干沙漠和内蒙古的巴丹吉林沙漠。
近年来，有研究表明，我国沙尘暴境内源区主要有4个：新疆塔克拉玛干沙漠，吉尔班通古特沙漠；内蒙古西部阿拉善盟的巴丹吉林沙漠，东部的浑善达克沙地中西部。
从以上资料对比中不难看出，治理沙尘暴改善西北地区的生态环境，主要地区应该是在新疆和内蒙古的流动沙漠地区，特别是内蒙古的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和毛乌素沙地是我国强沙尘暴多发地区，因此内蒙古流动沙漠地区生态环境治理对我国西北和华北地区生态环境治理目前最为重要。
抓关键地区和关键措施
治理流动沙漠要分区因地制宜
一、新疆流动沙漠治理的关键地区和措施
塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠是我国最大的流动沙漠，大部分降雨量在50mm左右。新疆流动沙漠最大的地区实际上在巴音郭楞蒙古自治州，它位于塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠的东部，离甘肃河西走廊地区较近。这个地区的流动沙漠治理应该是新疆沙尘暴治理的关键地区。这一地区沙漠腹地里明显没有水系，没有或很少有植被，其北缘又位于塔里木下游，是个严重缺水地区，因此治理非常困难。
准噶尔盆地的吉尔班通古特沙漠虽然是我国第二大沙漠，年降水量70mm- 150mm，生态环境相对略好于塔克拉玛干沙漠；大部分地区是半固定和固定沙漠，有一定的稀疏荒漠植被覆盖，也是我国沙尘和沙尘暴易发地区之一。
虽然这两个沙漠是新疆和我国沙尘和沙尘暴早发和易发地区，但由于地处盆地，周围有高山和高原阻挡，沙漠不可能大规模跨区通过地面流动；同时远离华北和东南沿海地区；因此，其沙尘暴对华北等地的危害和影响相对较小。为了减少这两个地区的沙尘暴发生，主要治理措施，一是充分利用好这两个盆地周边昆仑山、天山和阿尔泰山的冰川融水和河流及地下水资源，通过工程节水措施，发展面积更大的草地和绿洲，减少流动沙漠的面积。二是减少盆地周围绿洲的进一步开垦，退耕（牧）还林还草。
在这两个盆地沙漠地区，降水稀少是干旱和环境恶劣的关键。因此，从周围山区引水发展绿洲，是减少流动沙漠和沙尘危害的关键。治沙必须先治水，以水治沙是关键。目前有学者提出从青藏高原进行大西线调水或从渤海调水解决西北干旱问题，我们认为这样远距离调水工程浩大，耗资巨大，在我国目前进行南水北调的东线和中线调水工程建设的时期一时难以实现，远水不解近渴。
新疆虽然处于内陆干旱地区（80%地区降水在50mm-200mm），但由于新疆西北边境地区有大量的高山成为富集降水和冰川的天然高山水库，降水量在400mm-800mm左右。因此新疆富有大量的水资源，并不是资源性缺水，主要是由于地形等原因，属于工程性缺水。新疆有大小河流570条，地表总径流量达884亿立方米。新疆大于l平方公里的湖泊有139个，总面积5505平方公里，其中大于100平方公里的有11个，湖泊总面积在全国居第四位。新疆还有丰富的冰川资源，冰川储量达25835．7亿立方米，占全国冰川总储量的50％。冰川每年融水量为178．6亿立方米。这样巨大的水资源有待科学合理开发。
新疆三大盆地（塔里木，准噶尔，吐鲁番）地势相对平坦，光照资源很好，占新疆面积的60%左右。但因为气候干旱和土壤缺水，大部分为非可耕地。通过新疆富水的山区向缺水的盆地进行境内调水工程，相信新疆将成为我国新的大粮仓。
在准噶尔盆地的吉尔班通古特沙漠的北部就有喀纳斯湖(比著名的博格达天池整整大10倍)，喀纳斯河，额尔齐斯河，布尔津河，乌伦古湖（新疆第二大淡水湖，面积730平方公里），吉力湖（165平方公里），乌伦古河，具有巨大的水资源，可以供下游的准噶尔盆地的吉尔班通古特沙漠等地利用。虽然1969年凿通了额尔齐斯河与乌伦古湖之间的分水岭，修建了引额济湖渠道工程，每年可引1.85亿立方米水量注入乌伦古湖。但同时额尔齐斯河还有大量的水资源白白流到国外，直至北冰洋。在吉尔班通古特沙漠的西边，还有玛纳斯河水资源可以利用，克拉玛依石油城就是靠这条河流快速发展。特别是对乌伦古河流域水资源的开发，对于解决吉尔班通古特沙漠的干旱缺水和准噶尔盆地周围农业发展有重要意义。农业部发布的全国农业和农村经济发展第十一个五年规划(2006—2010年)已明确指出，要重点开发新疆北部地区，重点解决农田灌溉用水问题，建设我国粮食战略接替区。
对于塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠，塔里木河是我国最长的内陆河，流域面积102万平方公里，涵盖了我国最大盆地—塔里木盆地北缘的绝大部分，是保障塔里木盆地北缘绿洲经济、自然生态和各族人民生活的生命线。有资料表明，黄河流域每年有580亿m3的水资源量，却养育了１亿多人口；新疆塔里木河每年有400多亿m3的水资源，却只养育了1000多万人口。因此,与黄河相比，塔里木河并不是资源性缺水,而是工程性缺水。
但塔里木河存在不合理开发和粗放利用水资源等问题，出现了塔里木河下游断流，流域内胡杨林大面积死亡，下游大西海子水库逐渐干枯，周围沙漠生态环境严重恶化的局面。从2000年开始，我国政府对塔里木河流域生态环境治理给予了高度重视和投入巨资（截止2006年已达60亿元）。目前已经多次从新疆第一大湖泊—博斯腾湖向塔里木河流域进行调水，在一定程度改善了塔里木河下游。今后，对塔里木河的治理要在水利工程项目建设的同时，通过加强管理取得节水效益和生态效益。
塔克拉玛干沙漠治理的关键有五个方面。首先，在塔克拉玛干沙漠西部地区，一是要减少塔里木河上游的喀什噶尔河、阿克苏河和叶尔羌河水资源的拦截，在保证塔里木河上游水资源合理利用的同时，保证其下游的生态正常用水，保证塔里木河不断流。二是要减少流往沙漠腹地的和田河和克里雅河的拦截，特别是和田河从南到北纵向穿过塔克拉玛干沙漠的西部的腹地然后汇入塔里木河，克里雅河也纵深流向塔克拉玛干沙漠腹地，这两个河流对这一地区的流动沙漠治理最为关键。要通过工程节水（如渠道、管道灌溉，滴灌等）措施，提高水资源利用率，在塔克拉玛干沙漠腹地发展更大面积的草地和绿洲，减少流动沙漠面积。三是由于塔里木河下游断流，从博斯腾湖连续7次调水到塔里木河下游，保障了塔里木河下游的生态用水。四是要保护和利用好塔克拉玛干沙漠东部边缘的车尔臣河，平均年径流量为5．24亿立方米。但对车尔臣河的治理却至今未纳进塔里木河流域综合治理规划，希望有关部门重视这个问题。五是建议从南北两岸向塔克拉玛干沙漠东部腹地引水以减少流动沙漠。即从北岸将塔里木河和博斯腾湖的水资源引向塔克拉玛干沙漠东北部的腹地；从南岸车尔臣河向塔克拉玛干沙漠东部腹地引水治沙。这样才能最大程度改善这个流动沙漠面积最大地区的生态环境。
在新疆干旱沙漠地区生态环境治理的问题，首先要解决水资源的合理开发和高效及可持续利用问题，一方面在水资源不足的地方，要从周围有水资源的地区进行调水利用；二是要保证河流的可持续利用，保证河流不断流，上下游和谐发展；三是要利用工程节水措施，节约灌溉水资源，高效利用，用于扩大更大的草地和绿洲面积；四是通过在沙漠打深井或者利用其他水资源，利用滴灌设施节水灌溉，发展风沙防护林包括沙漠公路两傍的绿化，目前新疆在这方面有很成功的经验，在塔里木盆地建成了世界最长的沙漠公路；五是在没有水源的流动沙漠地区，可利用草方格、塑料网等对铁路、公路、乡村、城镇、石油工业基地周围等重要地方的进行覆盖，减少沙漠流动。
二、内蒙古流动沙漠治理的关键地区和措施
内蒙古2/3地方属于干旱半干旱地区（50mm-400mm），主要在西北地区，东北半湿润地区占1/3。从西往东，在干旱区有巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠，在半干旱区也有毛乌素沙地、浑善达克沙地和科尔沁沙地。其中巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和毛乌素沙地基本相连，处于同一西北风气候带下的上下游地区。这一地区没有高山阻挡，虽然有50mm-400mm降水，有大面积（荒漠）草原，但由于冬季强大西北风气流的影响，成为我国沙尘暴严重发生的主要地区。
巴丹吉林沙漠是我国第三大流动沙漠，气候干旱，区域内没有自产水源，植被稀疏。从甘肃省祁连山流下的黑水河在巴丹吉林沙漠西北上方形成了东西两个分河，流到蒙古边境线附近，在额齐纳旗分别形成苏泊淖尔小湖和居延海。这两条黑河支流以及下游的两个湖泊周围的绿洲，对从外蒙古高原来源的风沙阻挡，和对减缓巴丹吉林沙漠南移有至关重要的作用。但以前甘肃省上游对黑河水资源过度开发利用，下游断流，居延海极度萎缩，这一地区的风沙再起，生态环境恶化，加快了巴丹吉林沙漠南移和腾格里沙漠的汇合。近年来，我国政府通过统一协调黑河水资源管理，黑河水经过十几年断流后又流到了居延海，使这个地区的生态环境得以恢复，风沙明显减少。
以前，由于雅布来山和民勤绿洲的阻挡，使巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠基本分开。2004年有报道，我国林业部门通过卫星监测结合地面调查发现，巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间出现了三条新的黄沙带（在雅布赖山西北侧的孟根布拉格附近），将这两大沙漠连了起来。沙漠每年以20米的速度向东南推移，并以近1000平方公里的面积扩展。每年有近一亿立方米的流沙倾入黄河。两大沙漠“握手”的主要原因是，在强北风的作用下巴丹吉林沙漠的流动沙丘南侵所致。
近50年来，由于甘肃省对石羊河流域水资源的过度开发，民勤绿洲萎缩很快，沙化和流动沙漠面积逐渐快速增大，民勤地区也成为我国沙尘暴策源地之一。如果石羊河流域水资源枯竭，亚洲最大的沙漠水库—红崖山水库将消失，民勤绿洲将成为第二个楼兰古城消失，巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠就在南部汇合。这样两大沙漠在雅布赖山东南和西北两端双向汇合，其流动沙漠对下游地区的危害将是灾难性的。民勤绿洲的重要性不言而喻，因此，温总理曾来到此地，写了“决不能让民勤变成第二罗布泊”警告题词。说明我国政府对这一地区治理的高度关注。
2006年有报道，雅玛雷克沙漠翻越了巴彦乌拉山与乌兰布和沙漠有两处已经汇合在一块。如果没有贺兰山和黄河的天然屏障隔离，乌兰布和沙漠和毛乌素沙地早已经大面积汇合。
因此，从巴丹吉林沙漠→腾格里沙漠→雅玛雷克沙漠→乌兰布和沙漠→毛乌素沙地，这是一个西北风带下的沙漠南移趋势。由于这一流动沙漠带离我国中原和华北地区最近，又是沙尘和沙尘暴天气多发地区，对我国东部地区生态环境影响最大，必须作为重点地区进行治理。虽然我们无法完全阻挡这一地区流动沙漠南移和沙尘暴天气的发生，但我们可以通过治理给予一定程度的减缓。通过甘肃省少用黑河和石羊河流域的水资源，较多的流入民勤绿洲，民勤绿洲通过发展节水农业，退耕（牧）还林还草，就可以使民勤绿洲面积扩大和稳定保持。因此，内蒙古阿拉善盟地区应该是我国西北地区环境治理的重中之重。
毛乌素沙地主要位于鄂尔多斯高原与黄土高原之间的湖积冲积平原凹地上。西北部降水量为250mm-300mm，东部年降水量达400mm-440mm。西北部（内蒙古）除有流沙分布外，还有成片的半固定、固定沙地分布。东南部（陕西省）自然条件较优越，人为破坏严重，流沙比重大。
在毛乌素沙地的西边，紧邻我国第二条大河—黄河，由于该地区属于干旱地区，因此，通过引黄工程给毛乌素沙地进行调水建设绿洲，就可以改变这个地区的流动沙漠面貌，建议内蒙古应该重视引黄到毛乌素沙漠这个生态和农业工程。同时通过退耕（牧）还林还草，才能恢复荒漠草原的生态环境。
在毛乌素沙地的东部，属于半干旱地区，降水量超过400mm，有树木成活的条件。同时有红柳河和榆林河汇成黄河较大支流的无定河，为引水拉沙改造流动沙漠提供了有利条件。引水拉沙技术在上世纪就拍成了电影，在非洲国家得到推广。近50年来，陕北省榆林地区进行引水拉沙，植树造林固沙，飞播种草造林，发展灌溉，改造流动沙漠，成效显著，出现了如石光银、牛玉琴、杜芳秀等植树造林治沙模范，在国际治沙方面得到奖励。说明了在降水量超过400mm的半干旱地区，可以通过种草种树在很大程度上治理流动沙漠。
在毛乌素沙地东部，虽然有年降水量达400mm-440mm，是农牧交错带。但由于这一地区本身就是沙地，历史上也是个兵家常争之地，过度开垦发展农业，造成本来应该是沙地草原变成了流动沙漠。因此，解决这个地区流动沙漠的关键问题，首先应该退耕（牧）还林还草，自然恢复草地；同时，利用飞播造草，最大限度地扩大草地面积以减少流动沙漠。在有水资源的地方（河流，集水区）发展防风固沙林。因为树木需要水量比较大（超过400mm降水），在这一地区的大部分地区不应该也不可能都造林。近年来，由于这个地区有大量天然气和石油等得到开发，由原来贫穷落后的地区一跃成为陕西省经济发展最快的地区，但要进一步协调好开发和保护沙漠环境的关系。
浑善达克沙地降雨量为300mm-400mm，原本是一望无际的美丽草原。目前已经出现大面积流动沙漠，特别是在西部偏旱地区。破坏浑善达克沙地的直接因素是羊和人。这里原来有大量稀疏的榆树林，有非洲草原的美丽风景。近几十年来，由于过度放牧，草地退化严重；同时由于围栏圈草场，上百年的榆树被砍伐下来做了围栏，草原生态系统遭到严重破坏。浑善达克沙地位于北京西北方向，已经成为我国的第三大沙地，最南端距北京直线距离仅180多公里，总面积2.1万平方公里。独特的地理区位，决定了它作为京津生态屏障不可替代的地位。2000年卫星监测显示，浑善达克沙地沙漠化面积达43%，流动沙地每年增加率高达63%。目前，国家已经在浑善达克投资20多亿元完成了退耕还林、固沙造林600多万亩，草地治理和小流域治理500多万亩，基本形成了一道生态屏障。虽然国家和地方都投入大量资金进行这一地区的生态环境修复，但积重难返，浑善达克沙地西部近年来仍然是我国沙尘和沙尘暴多发地区，因此，对这一关键地区的治理还应该进一步加强。
科尔沁沙地位于内蒙古东部的半干旱地区，年均降水量360毫米，原来是科尔沁草原，草原里有西辽河等多条河流，水青草绿，一片美丽风景。由于清朝放垦开荒，战乱和建国初期“以粮为纲”大力发展农业，再加上气候干旱，科尔沁草原下的沙土层逐渐沙化和活化，以风蚀沙地半固定状态为主，目前科尔沁沙地正以每年1.9%速度在发展。在嘎达梅林“抗垦”前后，科尔沁草原就“出荒”十一次。通过历史回顾我们不难看出，科尔沁沙地的变迁与人类活动有直接关系。2001年在阿鲁科尔沁自然保护区采取移民、围封、禁牧等措施，把一些退化严重的区域封闭起来，使这些区域获得一个天然恢复的机会。阿鲁科尔沁人把它叫做“用自然的力量恢复自然”，这种做法非常有效。近三年来，在三千多平方公里的阿鲁科尔沁自然保护区内，许多退化严重的地区已经被大片的一年生草本植物所覆盖，碱滩也开始变成了绿洲。
通过以上情况分析，在内蒙古等半干旱地区（300mm-500mm降水）的流动沙漠草地，由于水分不是草地生长的主要限制因子，关键是人为破坏严重和过度放牧，造成草原沙化严重发生。因此，流动沙漠主要治理措施应该是以草治沙，既通过退耕（牧）还草，自然恢复草原；同时利用飞播造草，可以加快这些半干旱地区的沙化草地的恢复。
（作者单位：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心） |