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减少沙尘天气从源头做起
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减少沙尘天气从源头做起
蒋高明
去年春天北京发生的沙尘暴令人记忆犹新。截至5月11日，2006年我国北方共出现了12次沙尘天气过程，其中强沙尘暴5次、沙尘暴3次、扬沙4次。今年沙尘天气总的次数和2000年以来的平均水平相当，是近7年以来沙尘天气的第二严重年份。而在此以前的我国沙尘暴趋势是，前30-40中平均3年1次，而到上世纪90年代它就每年光顾1回了; 2000年很快增加到12次; 2001年，我国北方地区共出现18次沙尘天气过程，其中强沙尘暴过程41天; 2002年3月18-21日，我国北方大部分地区自西向东经历了20世纪以来最强的1次沙尘天气过程，强沙尘暴席卷我国北方140万平方公里。2003-2005，由于老天帮忙，加上采取了适当的保护措施，沙尘天气有所缓和，人们放松了警惕，以为我们告别了沙尘暴。沙尘暴再度频发，说明我们治理沙尘暴的道路还很漫长。
沙尘天气是怎样形成的?
沙尘暴频发的气象原因是：气温偏高、降水偏少和冷空气频繁。沙尘暴是一种自然现象，影响沙尘暴发生的“动力”是强风，风速变化与沙尘天气次数、沙尘释放量一致，影响起沙的最关键因子是春季源区近地面累积风速。
在天然因素中，沙是第二位重要的原因。“风沙风沙”，风与沙是相辅相成的。沙尘天气的产生是风与沙共同作用的结果，其中沙是内因、风是外因；有风无沙或有沙无风都不会产生沙尘暴。地面上沙子的裸露是近年来我国沙尘暴频发的重要原因。这个因素主要来自人的地面破坏，即我们常说的土地荒漠化。
荒漠化关键在于“化”字，就像我们常说的现代化、城市化、信息化一样，取其动词的意思，强调的是其过程，而这一过程与人的活动有明显的关系。字面上理解的荒漠化，就是土地变成荒漠的过程。因此，“荒漠化”主要是指非荒漠地区，如绿洲或草场，由于人为作用或自然原因，生态环境受到破坏，使原来的耕地或草原，逐渐演化为荒漠的过程。1990年，联合国环境署在内罗毕召开的荒漠化评估会议上，明确指出荒漠化的概念为：“由于人类不合理的活动所造成干旱地区的土地退化”。土地退化是指，土地生产潜力衰退，土地资源损失(如沙尘暴)，生物多样性下降，以及地表出现不利于发展生产的地貌形态，如沙丘等。上面提到的四大沙地的退化就是明显的荒漠化过程，因为在上世纪的五六十年代，植被覆盖还是非常好的。像浑善达克，那时候的流动沙丘(即容易形成沙尘暴的地方)的面积仅为2%左右，而现在达到50%，局部地区甚至达到了70%。
全国90%以上的可利用天然草原存在不同程度的退化、沙化、盐渍化、石漠化，草原生态环境“局部改善、整体恶化”的趋势尚未得到有效遏制。这些过程在历史上，甚至30年前还远不是今天的样子，草原地区贡献的沙尘源是与人类活动密切相关的。即最近几年增加的沙尘暴是“人祸”而不是“天灾”。
在干旱区，由于水分和温度的限制，植物生长的季节很短，一般为内地的四分之一到三分之一左右，这样生态系统的初级生产（即植物的光合作用）远满足不了持续增长的人口需求，植被消失势必造成土地的裸露，诱发土地荒漠化。国际上通常认为，干旱区适宜的人口密度应当在1人/平方公里以内，而我国这个比例早就突破了2，甚至达到10人/平方公里。我国荒漠化地区的人口增长是随机的，增长的人口多来自内地，所采取的主要生活方式是定居和农耕，这就与干旱半干旱区长期采取的游牧传统形成严重冲突。定居后，乡村和城市所需的水源要么从上游截断河流建水库，要么大量开采地下水，两者都对干旱区本来稀有的水资源造成更大的紧缺。干旱区不采取任何节水措施的农业、林业和工矿业也加剧了人水矛盾。
再以新近出现荒漠化的草原为例。改革开放以来，政府将草原的使用权和管理权承包给牧民, 而产权依然是集体的。牧民为保护自己的土地, 将承包的草场围起来; 集体草场就围成更大的围栏,牲畜在大大小小的围栏内放养。这种做法加剧了草原退化。草原需要休养生息, 可众多的牲畜不可能给草原这个机会。于是, 草原告急了, 先是优良牧草高度越来越矮,产草量急剧下降, 由原来的每亩产100公斤～150公斤干草, 减到不足5公斤; 然后是物种变化, 能吃的草没有了,剩下所谓的“毒”、“杂”草; 最后是土壤告急, 大量的土壤因为失去草的保护而被从西伯利亚来的大风吹得远远的, 形成沙尘暴。
沙尘源头在那里？
关于源头问题，国内专家存在明显的两派意见。中国气象科学研究院认为，来自蒙古源区、以塔克拉玛干沙漠为中心的中国西部高粉尘沙漠区和巴丹吉林沙漠为主体，包括腾格里及乌兰布和沙漠的中国北部高粉尘沙漠区的粉尘释放量约占亚洲粉尘释放总量的70%，表明这3个源区可以被视为亚洲沙尘暴的主要源地。这个观点认为，中国北方的沙尘源很大一部分依靠“进口”，国内的源头以古老沙漠为主。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的数据认为，40%的沙尘源来自境外，而60%来自国内，其中干旱半干旱地区生态退化(即新“沙漠”)贡献了大量沙尘源。
从贡献沙尘源的地貌单元来看，荒漠中的沙漠在历史时期的贡献大，沙地和草原在新近时间贡献大。然而，荒漠、沙漠、沙地是不同是概念，他们在贡献沙尘源的作用是不一样的。
荒漠，从字面上理解就是荒凉的大漠。其特征是气候极端干燥，降水极少，日照强烈，日夜温差很大，风力很强而且持久。根据不同成因以及地貌上的差异，荒漠又可分为沙漠(沙质荒漠)、戈壁(砾质荒漠)、岩漠、泥漠、盐漠等等。我国北方特别是西北干旱区，如河西走廊、准噶尔、塔里木、柴达木等巨型内陆盆地，荒漠分布最广。荒漠在外形的特征是，地势平坦且辽阔，基本无地表水体，植被稀疏，一般动物难以生存，形成荒无人烟的“不毛之地”。说“不毛之地”并不太准确，因为还有一些非常耐旱的荒漠植物和动物尤其微生物能够分布。
上面说得很明白，沙质荒漠就是沙漠，它是地球表面最大的一种荒漠类型。它的特点也是缺雨或无雨，以致不足以维持动植物生存。沙漠区别其它荒漠类型的是其基质，即沙。沙是什么呢？沙最早来自岩石，经过长期的物理化学风化作用，形成的细小“岩石”颗粒就是沙。我们常说“一盘散沙”，就是说沙子不易聚堆。尤其在干旱的环境下，沙子流动起来非常容易成灾。从荒漠与沙漠的逻辑关系来看，荒漠的概念大，沙漠的概念小。沙漠可以是荒漠，但是荒漠不仅仅指沙漠。沙漠属于自然产物，依靠人的力量和强大的技术手段也改变不了自然界地带性的基本特征。因此，我们曾经提出的“向沙漠进军”是不科学的。沙漠很早以前就在地球表面分布，同冻原、冰川、热带雨林、森林、高山草甸一样，是一种具特定自然景观的地理单元。如果没有了沙漠，地球上的大气环流就不能形成；夏天，北京的上空就不会形成降雨。因此，对于沙漠，我们要承认它的存在。
沙地又是什么概念呢？沙地的基质也是沙，但并不是沙漠。上面提到了沙漠上缺雨甚至无雨，降水量只有几个毫米，最大不超过150毫米，这样的环境给人的印象就是“死亡之地”，别说人进入了没有水会丧生，就连长翅膀的鸟类都难以飞跃。当年中国科学院的彭加木就是在沙漠里迷路丢失的。那么，当沙地里有了水，当降雨量达到了350-550毫米的时候，就不能叫沙漠了，而应当叫沙地。那里不但不是“死亡之地”，而是生命繁荣昌盛之地。如高等植物，我们就调查出800多种，远远高于沙漠(几种到几十种)，高于其“邻居”草原(100-300种)。光合生产潜力(即每年能够从空气中固定的碳的量)是草原的三倍多。因此，绝对不能将沙地理解成沙漠或者荒漠。现行中学教科书，将中国的四大沙地画成黄乎乎的，与新疆的沙漠混为一谈，是很有问题的。
在气候带上，我国荒漠化土地主要分布在干旱区，有面积115万平方公里，占总荒漠化土地的43.6%；半干旱区有97.18万平方公里，占36.9。干旱半干旱地区荒漠化面积之和约占国家总土地荒漠化面积的80.5%, 即八成多的荒漠化发生在干旱半干旱地区，是国家生态治理的重点区域。亚湿润干旱区尚有荒漠化土地51.4万平方公里，占总荒漠化面积的19.5%。
沙尘源控制：“捂”比“挡”的作用大
荒漠化防治，主要以固定土壤为主。当然，出现盐渍化的土壤和因环境污染造成的植物生产力下降造成的土地荒漠化不是担心土壤“跑”了，而是担心土壤里有害的物质增多了，这样就需要采取另外的措施。这里，我们重点谈谈干旱半干旱区的土地荒漠化防治。因为，这里的荒漠化直接诱发沙尘暴、水土流失等自然灾害，造成宝贵的土壤物质大量损失。因此，必须采取非常科学的措施护土防沙，防止水土流失。
沙尘暴飞行的高度达几千米，沙尘源头海拔高于北京1000多米，这样地面上不足10米的“防护林”在强大的“来犯者”面前似乎显得无能为力了。因此，沙尘源控制，显然不能用林来挡。为了说明树木不能阻挡沙尘暴，我们在沙尘暴最严重的春季进行了现场观察，发现沙尘暴到来时，杨树林里的沙子照样在流动。林子外面的能见度在5米以下，而灌木和草层覆盖较好的地段，能见度在200米之上。森林阻挡沙尘暴的作用可见一斑。
怎样捂盖沙尘源头呢？下面工程和生物的措施是常用到的。
第一，机械工程措控制治荒漠化。如沿着铁路沿线、公路沿线的防沙网格，草方格、塑料网格、枯树枝条方格都是在风沙危害地区常用的措施。在黄土高原地区，人工梯田、鱼鳞坑等都是保持水土的常见工程措施。还有人提出，用沥青等化学物质将流动的沙子固定，或者研究沙粒凝固剂等将沙子固定，是从另外的角度防止荒漠化扩大。当然，一些具体的工程措施需要经得住生物学措施的检验。如果土地固定了，然而植物不能生长了，就是人为制造了新荒漠。
第二，生物工程措施防治荒漠化。进入新世纪以来，国家实施的六大林业重点工程、草原保护和建设工程、水土保持项目、内陆河流流域综合治理项目等一批有关防沙治沙的工程项目，都是典型的生物工程措施。在生物措施中，植物是最常用的，而植物中，过去侧重造林植灌，对于种草重视不太够，应当在今后的具体实践中改正，要充分认识草的作用。尤其在半干旱的草原地区以及四大沙地，草的作用大于灌木，灌木大于森林。在极端干旱地区，连草本植物也不能生长，但是在沙漠上有一种地衣和藻类植物与土壤颗粒形成的“生物结皮”。生物结皮在荒漠化防治中的作用尚没有引起人们的足够重视。
第三，依靠自然力恢复遏制荒漠化。这个做法非常简单，简单到人类什么都不需要做，而是将人和牲口退出来，将荒漠化土地恢复的任务交给自然界去做。2000-2005年，笔者在内蒙古正蓝旗巴音胡舒嘎查(村)试区位做了一个试验，证明自然力恢复是最直接、最经济、最合理的做法，应当得到有关部门充分重视。该嘎查有人口72户，310牧民, 土地12.6万亩，属典型的浑善达克沙地，是离北京最大的沙尘源，既有裸露的沙丘，又有严重退化的草地。我们用围网将4万亩严重退化的草场封育起来，并组织专人每天骑马巡逻，防止牲口进入破坏。2001年，恢复好的草长到80-140厘米；最高产草量每亩为5300斤(鲜重)；2002年，植被总盖度达60%，与对照(未保护)相比，固定沙丘提高了近3.8倍，沙丘低地的群落生物量分别提高9倍。2003年，滩地草丛最高达1.85米, 生物量超过6500斤/亩(鲜重)。.牧民由每户每年买2万斤干草，到每户分到7万斤干草，从此牧草出现了富裕。植被组成方面，恢复前固定沙地以冷蒿、糙隐子草和寸草苔等为主，2年后冰草、木地肤等占优势；沙丘低地群落的优势植被由羊草、披碱草等取代了灰绿藜和尖头叶藜等。野生动物方面，野兔、狐狸、大雁、灰鹤甚至狼又回到了这片久违的土地。
"捂"盖沙尘源：草还是林？
长期以来，治理思路依然是以造林为主。始于上世纪70年代末的“三北防护林工程”，定位就是造林；为迎接2008年奥运会而紧急启动的“京津风沙源治理工程”也以林为“老大”；草原上实行退耕还林(还草), 草一直是“羞答答”地躲在括号里，只是经专家反复呼吁，草有时才从括号里被“释放”出来。就连治理沙尘暴的重担也是落在国家林业局头上的，例如国家专门成立的防沙治沙办公室就设在国家林业局。可见在人们的潜意识里，防沙治沙非林莫属。
有了这样的指导思想，见到下面的景象就不奇怪了：在生长好好的草原上生硬地挖出许多树坑来造林，树林不能成活反而形成人为的风蚀坑；在干草原上，枯死的树木与顽强的荒漠化草原形成鲜明对照；在浑善达克等沙地上，已经恢复起来的草原上又种上了常绿的獐子松；经常看见人们用汽车、拖拉机或者肩挑人抬浇水来保证种下的树木能够“喝上水”。因为一旦离开了人的呵护，那些树木难逃死亡的命运。还是由于上述指导思想，日本的远山正瑛志愿来中国的干旱区种树；美国的公司来兜售他们的“固体水”(保水剂)；某民间组织掀起“万里大造林”，试图将中国的新疆也覆盖上森林。无独有偶，“三北防护林”的目标也是要将草原覆盖15%的森林!
然而，我们成功了么？连续几年的沙尘暴肆虐说明了一切。笔者自从1997年进入草原考察，有近十个年头了。公路两旁的杨树依然是不争气地立在那里，依然是手指肚粗。其实，“主人”已经换过几茬了，因为树木在草原上是“年年种，年年死”的。我们不禁要问，我们是否陷入了“盲目造林”偏执？
我国大部分干旱半干旱地区是沙尘暴的源头。从生态功能上看，那里草的作用大于灌木，灌木大于林。现行的做法是，草出了问题，拿林来治；费用使用给林多，灌木次之，草最少。草原上实施退耕换林，“还”林有钱，还草不给钱或给钱少，这样老百姓就不顾树木能否成活来造林。钱花出去了，林没有活下来，反给沙尘暴帮了忙----那些干旱半干旱区的树坑变成了人为的“风蚀坑”。
草、灌木、林的关系到底是什么样的呢？在生态上，我们用生物量来反映它们的生态功能，其中常用的值就是年净初级生产力，是指植物在光合生产的全部季节里，每年能够固定空气中碳的量。在浑善达克沙地，我们用了两年的时间解剖这个值，发现沙地上年(实际上只有短短三个半月)平均生产力为每公顷10.67吨(包括根系)，其中草贡献了93.3%, 灌木6.4%, 林只有1.3%。这还是在能够分布沙地榆(乔木)的健康沙地上测定的，如果在纯的草原上，林的贡献率几乎为零。这个结果也和覆盖度的计算结果相吻合，在锡林郭勒草原上，我们将浑善达克的稀疏树林包括在内，得出的森林覆盖率只有0.87%。可见，“三北防护林”在草原区域实现森林覆盖率达到15%的目标是根本不现实的。
上述自然规律说明，在沙尘源的源头干旱半干旱地区，草不但不能被忽视，而且必须被高度重视起来；草原上造林不但不能再提倡，还应当果断停止，省出大量的经费来保护草原或者恢复草原。
或问，在沙地或者沙漠上，沙子都流动了，草还能够管用吗？在这样的地区当然需要根系强大的灌木或者少量的乔木(如沙地)固定流沙。但是，流动沙丘是草原植被破坏后形成的，上世纪50年代以前的浑善达克沙地的流动沙丘面积只有2%左右。在用人工沙障或者灌木固定后，草依然是非常重要的。在西部的严重干旱地区，梭梭，白刺，珍珠等灌木是很重要的，但是，仅有灌木，草不加入进去，也难以固定松动的土壤。灌木(沙地自然分布的乔木也有这个作用)的作用是象钉子那样钉住土壤，草的作用是捂盖，因为草的根是紧密相连的。而严重干旱地区种树则不会奏效，因为树木根本长不起来。
减少沙尘源，政策要领先
当前防治沙尘暴，政策的作用要比技术大得多。2000年以来，国家相继实施了《防沙治沙法》、《环境影响评价法》、《森林法实施条例》等法律、法规，修订完善了《草原法》，下发了《国务院关于禁止采集和销售发菜制止滥挖甘草和麻黄草有关问题的通知》，出台了一系列惠农治沙政策措施，有效地保障了防沙治沙的顺利进行。然而，光有这些法规还不够，重要的是如何消除干旱半干旱地区的贫困。沙漠化一直折磨着干旱和半干旱地区，人既是引起土地沙漠化的原因，又是受害者。“贫瘠的土地上产生贫穷的人群，贫穷的人们制造贫瘠的土地”。引起土地沙漠化的社会经济原因同过度放牧、过度种植、毁林开荒、垦植草原以及对水资源的使用不当这类不适当地利用土地的做法有关。这些做法显然需要制止，制止的依据是上面的法律或政策措施。然而，光告诉老百姓不要做什么还不够，重要的是告诉他们应当做什么。
荒漠化防治要和当地群众的利益相结合，要吸引并动员老百姓主动参与治理荒漠化的伟大实践，而老百姓的利益通过生态恢复的具体效果得到体现。在政策上，生态保护好的要奖励，生态破坏的要惩罚。上述实践要和官员政绩结合起来，花好国家的钱，这样，才能有效地减少沙尘源。
环境问题思辨
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