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[转贴] 【科技】世界防治荒漠化和干旱日:风沙的美丽与危害

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【科技】世界防治荒漠化和干旱日:风沙的美丽与危害

风沙运动 美轮美奂

我国大部分沙漠和沙地地表物质的机械组成以细砂(粒径0.05~0.25mm)为主,加之正常条件下,西部大部分沙漠和沙地都有厚度不等的干沙层,极易被风进行侵蚀搬运。

风完全主宰着沙粒的命运,夜以继日地搬运着每一颗沙粒,并根据风况大小和沙源丰富程度等的不同,量身塑造出各种美轮美奂的沙波纹和形态各异的沙丘。比如下面这几个:


风沙运动也会带来灾害

风沙运动在塑造美的同时,引发的沙丘列队整体移动、地表风蚀、沙割、沙埋和沙尘释放等,对农田、草地、工矿、重大交通设施以及自然文化遗产等造成了严重危害,极大地加剧了土地沙漠化和沙尘暴等灾害性天气的发生(图5),我国因风沙灾害年均经济损失超过500亿元。



风沙的“美”与“灾”是怎么形成的?

风是干旱半干旱地区地貌发育的主要外营力。风吹经疏松的砂质地表时,由于气流作用于地表颗粒的外力大于其受到的阻力时(图6),颗粒即被起动,进入气流形成风沙运动。


风沙运动在对地表形态的塑造和土地沙漠化(荒漠化的主要类型之一)的形成与发展过程中,扮演着极为重要的角色。

研究表明,起动风速与沙粒的粒径大小、沙层表土湿度状况、地面粗糙度等有关。一般沙粒越大,沙层表土越湿,地面越粗糙,植被覆盖度越大,起动风速也越大。

在一定粒径范围内,随粒径增大,起动风速也增大。大的颗粒需要较大的起动风速,但当颗粒的平均粒径小于0.06mm时,由于小颗粒之间的分子和电子吸引力等,起动风速也较大,特别大和特别细的粒径都不易起动(图7),风对沙粒的侵蚀具有明显的偏好。


一旦颗粒被带入气流,颗粒因粒径大小的不同而主要按照蠕移、跃移、悬移三种形式运动(图8)。



通常粒径小于0.05 mm的粉砂和黏土颗粒,由于体积小,质量轻,在空气中的自由沉降速度很小,能在风中悬移很长时间和很大距离,有的甚至可达数千公里以外。而粒径0.10~0.15 mm的沙粒最容易以跃移的形式运动。

跃移是风沙运移的最主要形式,跃移运动的重要性,不仅表现在一般情况下跃移质是风沙的主体,还在于表层蠕移与悬移都与跃移有关。

为解决荒漠化,科学家们一直在努力

荒漠化是指气候异常和人类活动等因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。荒漠化是全球性的生态环境问题,是人类生存和可持续发展面临的最严峻挑战之一。世界上约有100多个国家、10亿多人口受荒漠化影响。

多年来,国际社会为解决荒漠化问题进行着不懈的努力。2017年9月在中国鄂尔多斯召开的《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会,重申了对联合国可持续发展峰会正式通过的《2030年可持续发展议程》的承诺,包括努力在2030年之前实现全球土地退化零增长的目标。

中国政府历来高度重视防沙治沙工作。1950年国务院成立治沙领导小组,多次召开全国防沙治沙工作大会,首批签署了《联合国防治荒漠化公约(UNCCD)》,先后颁布实施的《防沙治沙法》、《国务院关于进一步加强防沙治沙工作的决定》、《全国防沙治沙规划》,推行的省级政府防沙治沙目标责任制,相继实施的天然林保护、京津风沙源治理、三北防护林建设、退耕还林、退牧还草等一系列重大生态修复工程,极大地缓减了我国风沙灾害的影响,并使我国率先实现了土地退化零增长目标,成为全球荒漠化防治的成功典范。

然而,土地沙漠化的发生发展过程和恢复逆转过程,由于极易受到各种自然因素与人文因素的影响(图9),风沙灾害发生的不确定性大。同时,土地沙漠化常与贫困问题交织在一起,形成恶性循环,严重影响我国精准脱贫目标的实现。我国风沙灾害防治工作依然任重而道远。



近年来,中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)的科学家们,通过理论研究、大量野外观测和模拟实验等,在风沙研究方面取得了一系列的进展:

    发展了我国风沙防治工程学、建立了防沙治沙恢复生态学,阐明了我国特有风沙地貌的形成机理;

    揭示了沙粒跃移高度随海拔高度增加而增大的规律,研发了大网格高立式沙障等技术体系;

    发现了戈壁风沙流结构呈现“象鼻子”特征(图10),并建立人工砾石戈壁输沙场,构建了“固-阻-输-导”有机组合的针对性风沙灾害防治技术体系,有效减轻了青藏铁路沿线和敦煌莫高窟顶等的风沙危害;

    认识到了生物土壤结皮作为“生态系统工程师”的重要作用,首次将隐花植物作为人工固沙植被重要组成,提出了干旱半干旱沙区流沙快速固定与植被稳定建植的技术与模式。

    将控制和削弱风沙运动来减轻风沙灾害的认知,从纯技术问题拓展到了保护和改善生态环境,并将治沙与脱贫相结合,积极倡导产业化治沙技术,极大地提高了我国风沙防治的理论与技术水平。



对于风沙运动,以及风沙造成的荒漠化问题,科学家们一直在努力探索,相信在不久的将来还会有更多成果涌出。

[ 本帖最后由 e4r5 于 2018-6-18 19:22 编辑 ]
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  • a59159a 金币 +3 感谢分享,论坛有您更精彩! 2018-6-18 23:27
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有没有科学家研究下如果世界上没有了沙漠也可能对气候产生巨大的影响吧?

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涨知识了所以我们要爱护环境保护环境

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保护环境的确很重要,荒漠化带来的灾害是难以估算的。

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哎,沙漠日趋化,只能依靠绿色植被,关键现在这年头搞经济,种粮食、种树的一年到头才得几个钱,还不如出去打工的

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