生态垫覆盖在沙漠治理中的应用研究

赵勇

摘要：沙漠治理的意义在于解决沙漠化问题，促进人与自然的和谐发展。该文在分析了全国目前沙漠化状况及其危害的基础上，提出了具体治理策略，并分别介绍了沙漠化治理的不同覆盖材料，强调了生态垫的优越性。最后，以实际试验为依据，重点针对生态垫覆盖的应用问题进行了分析，希望能够为沙漠化的优化治理提供支持。

关键词：沙漠治理；生态垫；沙漠化；植被治沙；应用

土地资源的不合理使用，是导致沙漠化问题发生的主要原因。根据可持续发展战略的要求，必须在保护环境的基础上，合理应用生态资源，使人与自然能够在和谐统一的前提下共同发展。加强对沙漠化的治理，是实现可持续发展战略要求的主要途径，对此，应用生态垫能够起到很好的效果，因此应对其进行深入分析。

一、全国沙漠化现状及治理

1、全国沙漠化现状及危害

沙漠化指的是非沙漠地区，受人类活动以及风沙等因素的影响，其土地所产生的类似沙漠的现象[1]。沙漠化问题的发生，对人们的生产与生活会产生严重影响，以对农业的影响最为严重。就目前的情况看，全国沙漠化总面积已经达到了270.25万平方千米，且仍以继续扩大的态势发展，内蒙古等地区沙漠化十分严重。中国属于农业大国，受沙漠化影响，可耕种的土地数量急剧减少，这对于国家经济水平的提高会产生十分严重的不良影响，对此，提出相应措施加以解决很有必要。

2、沙漠化的治理

近些年来，全国对沙漠化的重视程度得到了极大的提高，同时也提出了大量的治理措施，其中飞播治沙以及机械固沙和植被治沙，是三种主要治理沙漠化的手段。相对于前两种而言，后者更受社会认可[2]。

所谓植被治沙，指的是通过在沙漠中栽种适宜植物的方法，达到防风固沙的效果，避免沙漠化的进一步扩大，与此同时，改善沙漠化环境，使沙地的物理性质能够得到优化，最终形成土壤。采用该种方法治沙，不仅能够达到绿化环境的目的，同时也能够降低沙漠化治理成本，由此可见，有必要将这一措施进行扩大应用。

二、覆盖材料类型

覆盖材料的功能在于保护土壤，减缓土壤中水分蒸发的速度。目前，世界上主要应用的覆盖材料包括化学材料、生物材料以及生物垫覆盖三种。

1、化学覆盖材料

化学覆盖材料及通过化学方法所制成的，用于覆盖的材料。主要包括成膜法、泡沫法与粉末覆盖三种方面[3]。其中成膜法指的是通过对塑料以及橡胶等所制成的乳液的喷洒，使其能够以膜状物的形态覆盖的一种方法。泡沫法指的是通过对发泡剂的应用，将其喷洒到塑料膜上，形成覆盖层，以实现保持土壤水分目的的一种方法。粉末覆盖指的是将塑料等制成粉末状态，并将其覆盖在土壤上，避免其水分蒸发过快的一种方法。

2、生物覆盖材料

生物覆盖材料以玉米秸秆覆盖为主。针对该覆盖方法，国内已经进行了深入研究，并将其运用到了实践过程中，起到了很好的效果。在农业领域，以麦田的耕种过程为例，在冬季，利用玉米秸秆覆盖的方法，将越冬的小麦覆盖，能够有效的延长麦田水分的挥发时间，同时能够保证小麦生长的温度，对于小麦产量的提高能够起到极大的帮助作用。对比发现，相对于没有经过玉米秸秆覆盖的小麦而言，覆盖下的小麦产量，提高了50%。由此可见，该覆盖方法对于植被的生长能够起到一定的保护作用。

3、生态垫覆盖

生态垫覆盖是当前一种主要的覆盖形式。生态垫属于覆盖产品的一种，具有环保性质，且使用时间较长。研究证明，将其用于地表覆盖，可以达到增加土壤有机质的目的。同时，不仅能够延长土壤水分的挥发时间，还能够改善土壤的持水能力，可以从根本上改善土壤的物理性质，具有较高的应用价值。除此之外，实践经验显示，采用生态垫覆盖，还能够产生抑制杂草生长的效果[4]。

生态垫有利于种子的萌发与生长，马来西亚对此进行了研究：将一批同类型的种类分为两组，一组采用生物垫覆盖，一组正常生长，在6个月后，观察两组种子的生长情况，发现采用生物垫覆盖的种子，其N、P、K在叶片中的含量明显高于正常生长的种子。除此之外，前者的根系密度同样较后者大，证实了生态垫覆盖的有效性[5]。

三、生态垫在沙漠治理中的应用

1、试验设计

试验当地存在沙漠化问题，且面积较大，为判断生态垫覆盖对于沙漠化治理的效果，将其作为了试验的主要材料。生态垫的厚度控制在4 cm。树种选择为梭梭，属乔木，适合与在沙漠中生长，成年树较高[6]。将试验地分为两组，进行了梭梭种植，一组采用生态垫覆盖，一组不采用生态垫覆盖，在10个月后，观察两组树木土壤水分情况、土壤温度情况、光合作用情况以及沙丘物理性状和树木的生长情况。

2、试验结果

（1）生态垫覆盖与土壤水分

10个月观察周期结束后，通过对两组梭梭土壤水分的观察发现，相对于未采用生态垫覆盖的土壤而言，采用生态垫覆盖的土壤，其水分含量更高。在试验的第一个月份，两组树木土壤水分便出现了明显差距，由于试验地区域一致，因此无需考虑降水量问题，可以认为，采用生态垫覆盖的方法，能够使土壤的水分含量增加。通过对每一个月份两组树木土壤水分含量变化的观察发现，采用生态垫覆盖的土壤水分含量一直更高。两者均在6、7月份达到了最低值，认为这与两个月份降水量较少有关，且气温过高，会导致土壤水分蒸发速度高，使水分含量降低。

（2）生态垫覆盖与土壤温度

通过对两组试验地土壤温度情况的观察发现，两者在土壤垂向温度以及相邻土层土壤温度方面均存在差別。相对于后者而言，前者的垂向温度的变化较为平缓，相邻土层土壤温度之间的差值不明显。

观察1天之内两组试验地土壤温度的变化情况。发现两组土壤的温度均在下午2时左右达到了最高，在凌晨2时左右达到了最低。导致上述现象存在的原因与一天之中温度变化的规律有关。通过将两组试验地土壤每时温度变化情况的对比发现，未采用生态垫覆盖的土壤，其温度波动较大，反之，采用生态垫覆盖的土壤，温度变化幅度则较小。认为这与生态垫的保温功能有关。

观察1天之内两组土壤相邻土层土壤温度的变化发现，采用生态膜覆盖的土壤，其相邻土层温度差值更小。

（3）生态垫覆盖与光合作用

通过对两组树木光合作用的观察发现，两者的净光合速率均在上午8时左右和下午5时左右达到了最低。分析认为，受试验地气温变化情况的影响，上述8时左右，光照较弱，因此植物光合速率必定相对较低，自此以后，在温度逐渐升高的情况下，植物的净光合速率也逐渐上升，在11时左右达到最高，之后逐渐下降。认为之所以在上午11时左右出现了峰值，在于该时刻试验地光照最强。

将两组植物净光合速率对比发现，在上午8时，两组植物的净光合速率一致，之后，采用生态膜覆盖的植物，其净光合速率上升速度便一直较快，其数值也一直较高。可见，采用生态膜覆盖，有利于植物进行光合作用，对于植物的生长较为有利。

（4）生态垫覆盖与沙丘物理性状

沙脊线是沙丘物理性状的主要体现，在一定时间内，如沙脊线移动过大，则证明该部分沙丘的面积扩大的趋势较明显，如其移动小，则说明该部分沙丘没有过度扩大。如沙丘在长时间内未扩大，则会形成固定性的沙丘，避免沙漠化的进一步扩展[7]。

通过对两组试验地沙丘沙脊线的观察发现，采用生态垫覆盖的沙丘，其沙脊线移动相对较小，认为这该部分沙丘没有过度扩大，可以认为，生态垫的使用可以达到有效抑制沙漠化影响范围扩大的目的。

（5）树木生长情况

在10个月生长周期结束后，观察两组树木的生长情况。通过对两组树木树干直径以及树的高度的测量发现，采用生态垫覆盖的树木，其直径相对较大，高度相对较高，认为这与生态垫能够有效改善土壤性质、维持其微量元素含量、保证土壤的营养有关。

3、讨论

相对于未采用生态垫覆盖的土壤而言，采用生态垫覆盖的土壤，其水分含量相对较高，由此可见，生态垫覆盖具有保持土壤水分的功能。作为植物生长的必要条件，水分的保持可以使植物的生长速度加快，提高其成活率，对于沙漠治理过程的顺利实现能够起到一定的促进作用[8]。

相对于未采用生态垫覆盖的土壤而言，采用生态垫覆盖的土壤，其每一天温度的变化较为稳定，不存在较大波动，除此之外，与邻近层土壤的温差也比较小，这能够为土壤中微生物的生长提供更加良好的环境，从而使植物的根系更加发达，对植物的成长十分有利。

相对于未采用生态垫覆盖的土壤而言，采用生态垫覆盖的土壤上所生长的植物，净光合速率较高。植物的生长需要通过光合作用来实现，在同样的日照情况下，净光合速率较高的植物，其生长速度也会相对较快，这对于沙漠治理速度的加快具有促进作用。

除此之外，采用生态垫覆盖的土壤，其沙脊线移动速度也较小，有效的抑制了沙丘面积的扩大，达到了抑制沙漠化继续扩大的目的。在生态垫的覆盖下，植物生长速度的加快也为沙漠化问题的解决带来了保证。

四、结语

沙漠化问题的存在对全国农业生产会产生严重不良影响，解决沙漠化可以采用生态垫覆盖的方法来实现。从土壤的角度看，采用生态垫覆盖法，能够达到保持土壤水分、维持温度稳定平衡的目的。从植物生长的角度看，能够提高其净光合速率，提高植物生长速度。从沙丘本身来看，能够减缓沙脊线移动速度，达到控制沙漠化蔓延的目的。可见，应大力推广使用生态垫覆盖法，使沙漠化问题能够更快的被解决。

参考文献

[1] 饶本强，刘永定，胡春香，等. 人工藻结皮技术及其在沙漠治理中的应用[J]. 水生生物学报，2009，04：756-761.

[2] 占玉芳，藺国菊. 河西中部沙漠治理中应用生态垫对沙丘水分的影响[J]. 林业科技，2007，01：14-16.

[3] 张 卫，娄志平. 八字形网笼沙障在沙漠治理中的应用及原理分析[J]. 企业技术开发，2013，25：26-28+30.

[4] 张 燕，王友文. 民生视角下的塔克尔莫乎尔沙漠生态治理—传统技术与新型技术比较研究[J]. 生态经济，2014，11：156-160+164.

[5] 贺 毅，孙亚利. 应用滴灌技术在沙漠中营造生态经济复合林的研究[J]. 北京农学院学报，2004，04：55-58.

[6] 岳 睿，李留振，李阿根，等. 生态垫的特点及其研究与应用[J]. 浙江农业科学，2010，05：1165-1166.

[7] 张克存，安志山，蔡迪文，等. 沙漠—绿洲过渡带近地表风沙过程研究进展[J]. 地球科学进展，2015，09：1018-1027.

[8] 张建生，张梅花，李庆会，等. 生态垫覆盖对沙漠土壤水分和温度的影响[J]. 中国沙漠，2008，02：280-283.