中国北方沙尘暴现状及对策.pdf

-1-中国北方沙尘暴现状及对策中国北方沙尘暴现状及对策 孙然好1 刘清丽2（1.西部环境教育部重点实验室，兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州 730000；2.福建师范大学地理科学学院，福建 福州 350007）email:sunra02 摘摘 要要：沙尘暴是一种人为和自然因素综合作用的产物，在一定的自然环境下，受到人类活动的干扰，人地关系恶化的体现。根据对甘肃河西走廊、阿拉善高原强沙尘暴区和内蒙古中部北京沙尘天气的尘源区作出科学分析，以此来研究近期我国沙尘暴频频发生的原因，追寻沙尘暴的源区，提出减轻沙尘暴危害的对策。关键词关键词：沙尘暴 沙尘源区 现状 对策 1 沙尘暴的基本特征与危害沙尘暴的基本特征与危害 1.1 沙尘暴定义与等级划分沙尘暴定义与等级划分 沙尘暴（Sand-dust storm）是沙暴（sand storm）和尘暴（dust storm）两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘卷人空中，使空气特别混浊，水平能见度低于 1km 的天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的捎沙风暴；尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。对沙尘暴强度的等级划分，一般采用风速和能见度两个指标。我国对沙尘暴的划分为：4 级风速=6 级，500m=能见度1000m，称为弱沙尘暴；6 级风速=8 级，200=能见度=9 级，能见度200m，则称之为强沙尘暴，在强沙尘暴的等级范畴内，又划分出了特强沙尘暴，即 50m=能见度=25m/s，能见度50m，甚至降到 0m 时，称为特强沙尘暴）。1 1.2 我国沙尘暴出现的特征我国沙尘暴出现的特征 根据沙尘暴发生频率、强度、沙尘物质组成与分布、生态现状、土壤水分含量、水土利用方式和强度，结合区域环境背景将中国北方划分出 4 个主要沙尘暴中心和源区：1）甘肃河西走廊及内蒙古阿拉善盟；2）南疆塔克拉玛干沙漠周边地区；3）内蒙古阴山北坡及浑善达克沙地毗邻地区；4）蒙陕宁长城沿线。上述沙尘暴多发地区的沙尘也常随西风和西北气流输送到华北及长江中下游，形成沙尘天气。沙尘暴的发生一般需要强劲的风力、丰富的沙尘源和不稳定的空气层结三个条件。裸露地表富有松散、干燥的沙尘是沙尘暴形成的物质基础；足够强劲持久的风力和不稳定的空气层结是沙尘暴形成的必要气象动力和热力条件。沙尘暴多发生在春季的 35 月，以午后为多，其伸展高度一般为 10002500 米，严重时可达 25003200 米。上述源区是生态保护、防沙治沙、沙尘暴监测和预测的重点地区。春季和午后应是监测 -2-和预测的重点季节和时段。1.3 沙尘暴的危害沙尘暴的危害 沙尘暴，特别是特强沙尘暴是一种危害极大的灾害性天气。当其形成之后，会以排山倒海之势滚滚向前移动，携带砂粒的强劲气流所经之处，通过沙埋、风蚀沙割、狂风袭击，降温霜冻和污染大气等作用方式，使大片农田或受沙埋、或遭风蚀刮走沃土，或者农作物受霜冻之害；致使有的农作物绝收，有的大幅度减产；它能加剧土地沙漠化，对大气环境造成严重污染，对生态环境造成巨大破坏，对交通和供电线路产生重要影响，给人民生命财产选成严重损失。特别是西北地区尤为严重，几乎每年都有强沙尘暴发生。由于近几年强沙尘暴发生频数有逐步增加的趋势，加之土地资源超载的局面短期间难以改善，随着全球气候的变暖，水资源短缺的矛盾将日益尖锐。因此，沙尘土暴对人类的危害也将随之增大。2 沙尘暴发展的趋势沙尘暴发展的趋势 2.1 总体形势总体形势 我国沙尘暴从 50 年代以来呈波动减少之势，其中 60 年代和 70 年代略有上升，8090年代在减少中有回升；2000 年更是急剧增加，强或特强沙尘暴达到 9 次之多，为近 50 年之最；这些现象可能预示着新一轮沙尘暴活跃期已经开始。沙尘暴频频发生是生态环境恶化的标志之一。我国沙漠、戈壁和沙漠化土地面积已达165.3 万平方公里，并正以每年 2460 平方公里的速度发展。土地沙漠化东西部有很大的差别。以贺兰山为界，以西受西北干旱气候控制，缺少降雨，土地利用为绿洲灌溉农业区。沙漠化的因素和表现形式主要是水资源调配不当，下游农耕地因缺水撂荒或沙漠与绿洲过渡带的盲目开垦、樵采及过牧引起，或草场因地表水枯竭、地下水位下降导致天然植被死亡，风蚀量增大。东部受东亚季风的影响，夏秋有一定量的降水，沙漠化主要发生在农牧交错带，冬春干旱季节，由滥垦、草场严重超载或过牧退化、樵采引起，以农耕地土壤沙化、砾质化、灌丛沙漠化和沙地活化为主要形式。从气象条件看，70 年代末期后，冬季东亚大气环流出现突变，高空东亚大槽偏东偏弱，致使沙尘暴源区冬春风速减小，再加上 80 年代中期后厄尔尼诺事件盛行，所以 8090 年代沙尘暴次数偏少；以后因东亚大槽逐渐回复到它的正常偏强状态，使风速加强，同时 19992000 年已转为拉尼娜年，因此 2000 年沙尘暴急剧增加，另外内蒙古、南疆及河西走廊等地沙尘暴年代际频数的增减和雨量减增也有较好联系。综合考虑到中国北方近期生态环境恶化的势头还未得到遏制；全球增温会使地表解冻期提前；内蒙古中部及西北区东部的干旱还无明显减缓迹象，但河西西部及南疆前 10 年偏湿的势头倒有减弱之势；再考虑到目前已经出现新一轮沙尘暴活跃的迹象，所以未来沙尘暴可能将处于活跃期。2.2 北京沙尘天气北京沙尘天气 近年北京出现的沙尘天气多为扬沙和浮尘，少见的沙尘暴强度也较弱，例如，2000 年 4月 6 日出现的当年最强沙尘天气，最大风速 14ms，最低能见度 500m，属一般性弱沙尘暴。据统计，19711998 年，出现扬沙次数 355 次、浮尘 111 次、沙尘暴 25 次，分别占 74、21、5。解放后，从 50 年代到 90 年代中前期北京的沙尘天气在波动中逐年减少，大风较多的 70 年代也是如此，出现了“有风无沙”现象。但从 1998 年起，沙尘天气明显回升，2000 年出现 12 次，接近 60 年代水平（1995 年 12 次、1966 年 20 次）。应用沙尘天气统计资料，把北京的沙尘天气划分为扬沙、浮尘、扬沙浮尘、大风浮尘、-3-沙尘暴 5 种类型。类型分异与所处地理位置息息相关。综合各地风沙天气类型，地球化学、重矿物等分析追踪结果和典型沙尘天气过程气象云图显示，得出沙尘物质来源的结论：扬沙为就地起沙，永定、潮白河古沙土沉积和城市建设弃土为主要沙尘来源；沙尘暴及浮尘物质主要来自上风向沙尘暴多发区，内蒙古高原阴山北坡及浑善达克沙地南缘农牧交错带旱作农耕地和退化草原是沙尘物质的最主要提供者。受地理位置和地形制约，上风向沙尘进入北京有 3 个主要通道，俗称“风口”，它们是关沟、潮白河和永定河河谷（或谷地）。历史上北京也曾出现过强沙尘暴肆虐的天气，最早的沙尘暴记录出现在公元 440 年（北魏太平真君元年），15 世纪中叶到 17 世纪中后期（明代中后期到清代前期）是北京平原沙尘暴最多发、强度最大的时期，并且，沙尘暴和持续的旱灾加速了明王朝的灭亡。从北京沙尘暴发展历史可以总结出两条结论：1）北京沙尘暴出现在周围大规模开垦土地后若干年（约30 年左右）；2）沙尘暴在干冷的气候条件下最为猖獗。23 2.3 河西走廊沙尘天气河西走廊沙尘天气 经过统计河西走廊从 19611990 年18 个气象站沙尘资料（图 1），可以看出，每年的沙尘日数平均为 11 天，最高日数为民勤 34 天，最低日数为乌鞘岭 2 天。总之，河西走廊沙尘还是比较频繁和严重的。图 1 河西走廊年均沙尘暴日数 Fig.1 Number of Days of Sand-dust Storm in Gansu Corridor 减轻沙尘暴的策略和措施减轻沙尘暴的策略和措施 沙尘暴是由天气过程和地面过程共同作用的产物。但是目前人类控制天气的能力还很有限，减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设。坚持“预防为主、保护优先、防治并重”的生态保护与建设方针；建立和完善生态保护的法规和政策体系，停止导致生态环境继续恶化的一切生产活动，对于超出生态承载能力的地区要采取一定的生态移民措施。46（1）沙尘源区尽快确定旱作农业制度，开展旱作农业研究，实施“退耕还林还草”。（2）合理调配流域水资源，利用经济杠杆，在上中游强制性推行节水灌溉，提高资源的利用率，保护和恢复内陆河下游生态环境。比如黑河流域、石羊河流域、塔里木河流域等。（3）善待沙漠、慎重移民。严格控制沙漠开发；尽快在沙漠边缘过渡带、干湖盆、内陆河下游建立封育区和省级、国家级自然保护区。开展“封沙固沙”研究和项目，对重点地区优先实施。（4）保护和完善绿洲防护林体系。在防沙阻沙林外缘划定 300500 米不等的封沙育草带，严禁放牧樵采。每年适当引洪灌溉丘间低地以促进自然植被的恢复。对于绿洲农业区，要改革耕作制度，提高冬春季农田覆被率，革新农机具，发展阳光大棚、温室等高科技农业。（5）强化沙尘暴的科学研究，加强沙尘暴源区监测网的建设，掌握沙尘暴发生发展的机制和规律，做到对沙尘暴的预警预报。减轻沙尘暴灾害的损失。河西走廊年均沙尘暴日数010203040安西鼎新敦煌高台古浪金塔酒泉临泽民乐民勤肃北肃南天祝乌鞘武威永昌玉门张掖气象站日数（天）-4-4 结语与建议结语与建议 关于沙尘暴的研究工作，虽然科技工作者从各方面做了大量卓有成效的研究工作，取得了一系列非常有价值的研究成果，为政府管理部门制定合理有效的防治措施提供了重要科学依据，并为今后进行更为深入的研究奠定了良好的基础。但是，随着人口的增加，全球变化的日益加剧，有限的资源（特别是水资源）和环境条件与人类需求量的迅速增长之间的矛盾日趋突出，如果不尽快采取切实有效的措施，某些地区的自然生态环境状况也将渐趋恶化。在各沙漠化区域及其相邻的干旱半干旱地区，沙尘暴的发生发展将更为频繁，强度将越来越大，影响范围也将越来越广，需要进一步研究的问题会越来越多，沙尘暴的研究仍然任重而道远。参考文献参考文献 1 徐宣斌 胡普辉等，沙尘暴对西部发展的危害及其治理，重庆大学学报（社会科学版），2002，8 2 钱正安 宋敏红等，近 50 年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析，中国沙漠，2002，22 3 路明，我国沙尘暴发生成因及其防御策略，中国农业科学，2002，35 4 李明玉，浅谈沙尘暴的缘起与西部沙化生态环境的治理，延边大学学报（自然科学版），2002，28 5 王晓青，西北地区沙尘暴灾害及防治对策，干旱区研究，2001，18 6 王力威，浅谈沙尘暴的成因及防治，东北水利水电，2002，20 Issues and Countermeasures of Sand-dust Storm in North China RanHao SUN1 QingLi LIU2(1.Key Laboratory of Western Chinas Environmental Systems,Ministry of Education&College of Earth and Environment Sciences,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China;2.College of Geographical Science,Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China)Abstracts Through analysis meteorologic data of sand-dust storm of Gansu Corridor and Beijing,this paper presents issues and countermeasures of sand-dust storm in north china,especially in inner-Mongolia,Gansu Corridor and Beijing.It analysis the ponderance and impendency of the problem,and provides several advices and measures.Key words:Sand-dust Storm;Source Region of Sand-dust;Issues;Countermeasures 作者简介作者简介：孙然好(1981-)，男，山东临沂人，硕士研究生，2002 年在山东师范大学获学士学位，主要从事地貌演化与流域数字模拟研究。E-mail:sunra02