依靠科技创新防治土地沙化，本文主要内容关键词为：科技创新论文,土地论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
我国是世界上土地沙化最为严重的国家之一，土地沙化已经成为我国特别是西北地区最为严重的生态环境问题。江泽民总书记指出：“西北地区荒漠化年复一年地加剧，并不断向东推进，如果不从现在起，努力使生态环境有一个明显的改善，在西北地区实现可持续发展的战略就会落空。”如何有效防治土地沙化，要从科学技术上做文章、下功夫、出成绩。
加速防治土地沙化已成为面临的重大而紧迫的战略任务
党中央、国务院对防治土地沙化一直非常重视，各级党委、政府做了艰苦的工作，从中央到地方不断加大投入力度，广大群众向沙漠化进行了坚持不懈的斗争，在实践中积累了不少成功的经验，涌现出一批突出的典型，国家制定了《防沙治沙法》，建立了沙漠化监测预警体系。几十年来，我国防治土地沙化取得了很大的成效。“三北”防护林工程、防沙治沙工程、京津风沙源治理工程、退耕还林工程进展顺利，已累计完成造林2690多万公顷，10%的沙化土地得到了治理。三北地区森林覆盖率由5.05%提高到10%。60%以上农田得到林网庇护。北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江基本形成了省级防护林框架。陕西榆林、内蒙古赤峰、新疆和田等地区林草覆盖率已分别达到25.6%、32.5%和4.01%，生态环境得到明显改善，部分地区已呈现山川秀美的景色。但是，由于自然和历史的原因，加上沙化土地治理相当艰难，还有近几年干旱严重，有些地方边治理、边破坏，以致沙化治理进度滞后于扩展速度，局部地方人进沙退，多数地方仍是沙进人退。到1999年底，全国沙化土地面积已扩展到174.3万平方公里，折合26亿亩，占国土面积的18.2%，而且还在不断加快扩展。20世纪70年代，全国沙漠化面积每年扩展1560平方公里，九十年代末，每年扩展3436平方公里，扩展速度增加一倍以上。
沙化危害越来越严重。表现在：(1)人们的生存空间越来越缩小。目前，全国沙化面积已相当于10个广东省的土地面积。1994年——1999年五年间扩展的沙化面积，相当于一个北京市的土地面积。按照这样的扩展速度，我们子孙后代的生存空间将受到严重的威胁。(2)生态环境越来越恶化。沙尘天气越来越频繁，六十年代发生8次，九十年代发生23次，2001年发生18次。水土流失越来越严重。据有关统计资料，全国每年流入黄河的泥沙16亿吨，其中，12亿吨来自沙化地区。全国水土流失面积达到356万平方公里，占陆地国土面积的37%，每年仍以1500万亩的速度扩展。(3)土地生产力越来越衰退。全国每年风蚀土地损失氮磷钾5590万吨，折合2.7亿吨化肥，相当于全国9年化肥的施用量。
全国2.7亿公顷天然草场不同程度出现退化和沙化，草原产草量由60年代每亩110公斤下降到50公斤左右。全国沙区耕地退化面积1.1亿亩，占沙区耕地面积的40%。沙化耕地亩产粮食只有100公斤左右，比沙化前减产一半多。(4)经济损失越来越严重。90年代以来，由于沙化面积扩大，每年造成直接经济损失540亿元，间接经济损失更难以估量。沙化地区人口占全国人口四分之一左右，农民人均收入仅相当全国平均水平三分之一。沙化地区多分布在边疆地区、少数民族地区。这种状况如不尽快改变，对社会的稳定、边防的巩固、民族的团结，都会带来严重的影响。
上述情况说明，土地沙化已成为我国继水、旱灾害之后最大的自然灾害，是中华民族的心腹大患。治理这个心腹大患，是历史赋予我们重大而艰巨的使命。在我们这一代，扭转多年来沙化扩大的趋势，并有效的缩小沙漠化的面积，将是造福当代、荫及子孙的历史性贡献。
充分认识科学技术在防治土地沙化中的重要地位和作用
科学技术是第一生产力，是先进生产力的集中体现和重要标志。随着科学技术的迅猛发展，以信息技术和生物技术为代表的高新技术及其产业的发展，正在改变人们的思维方式、生活方式和生产方式。以"3S"技术（全球定位系统、地理信息系统和卫星遥感技术）为代表的高新技术在林业上的广泛应用和以转基因工程技术为核心的林业生物技术的异军突起，已经对森林资源管理、林木育种、森林培育、灾害监测与控制、资源利用的方式、方法和成效产生了巨大影响。
目前，我国沙化土地不断扩展，治理速度赶不上恶化速度，除气候变化、水资源严重不足以及人为活动增加等多种因素外，防治工作的科技含量不高、科技贡献率低也是重要原因之一。主要表现在：一是防治土地沙化的科学研究和技术推广还没有摆到应有的位置，特别是一些基层单位，偏重于工程项目的争取，而忽视将科技渗透到生产中去；二是综合防治土地沙化的力度不够，单项科技水平较高，技术集成和广泛应用推广水平较低；三是科研与生产脱节，科技成果转化率较低；四是工程建设中科技投入少，试验示范面窄，科技普及率低。这些问题如不及时解决，势必影响我国防治土地沙化的质量和效益。
为此，我们必须在全面把握防治土地沙化紧迫性、艰巨性、长期性、复杂性的基础上，深刻认识到科学技术与防治土地沙化工作的关系，把科技防沙治沙提到重要的议事日程。
防治土地沙化是一门科学，必须遵循自然规律，按自然法规办事。土地沙化地区一般自然条件比较恶劣，适生树种、草种较少，植被恢复和建设的难度很大。因此，必须尊重科学，循序渐进。在防治模式的选择上，按照系统生态学和恢复生态学理论，植物群落一经破坏，土地沙化，逆转过程就复杂了，需要一个由低级向高级演替的过程。应根据土地沙化的不同情况，科学确定哪些地区以自然修复为主，哪些地区尽快采取人工恢复措施。有些荒沙，荒了几十年，上百年，单靠自然力难以恢复。有些自然条件较好的草场，只要科学确定载畜量，实行休牧、轮牧和禁牧制，让天然草场休养生息，就可以逐步提高其生态功能和生产能力。在治理顺序上，按照“先易后难、先急后缓、分步实施”的原则实施治理，确保治理一片，见效一片，巩固一片。要根据沙化土地的生态现状和生态区位，优先解决沙化扩展快，对国家生态安全威胁大、社会经济影响强和易于治理地区的土地沙化问题，尽快遏制沙化土地的扩张。目前，应把可治理的53万平方公里沙化土地作为主要治理对象，在八大沙漠周边营造锁边林带，在四大沙地恢复和保护林草植被，在农牧交错带实行“三禁”和退耕还林，在天然草场限牧、轮牧。对目前暂不具备治理条件的沙化土地，要全面实行封禁保护，防止人为破坏。在植被建设类型的选择上，要因地制宜，宜乔则乔，宜灌则灌，宜草则草。只有按照生态适应性和地域分布规律，乔灌草结合，才能建立稳定的生态群落。据中国科学院兰州沙漠所多年的观测研究，在年降雨量300-450毫米的半干旱偏湿和偏润地区，应该配置20-30%的乔木疏林地；在300毫米以下的干旱和半干旱偏干地区，植被恢复与重建应以灌木为主，乔木为辅，适当种草；在沙漠周边要重视锁边林带的营造，在绿洲内要加大乔木林网建设。
在过去50年的防沙治沙工作中，我国几代科技工作者经过艰辛的努力，取得了显著成就。在理论上，系统研究了我国沙化土地的地理分布、地质构造；全面分析了沙化地区植物生态学特性，特别是沙生植物抗逆性机理，建立了我国主要沙生植物基因库；阐明了土地沙化与环境因子的相互关系，为生物技术防治土地沙化与保持人工植被的稳定性提供了理论指导；形成了沙化土地监测理论和技术体系，查清了我国沙化土地的现状、成因和危害程度；初步查清了我国北方沙尘暴灾害发生的时空规律、形成机理并适时进行灾害评估。所有这些，构成了我国防治土地沙化科学理论的基本框架，建立了以土地沙化的起因、过程、监测、整治、评估为核心内容的多学科治沙科研体系。
在实践上，广大科技人员发明和创造了高大沙堤加机械沙障阻沙技术、草方格沙障固沙技术、地表覆盖物防风蚀技术、活沙障固沙植物种选择技术、小网格窄林带防护林建设技术、流动沙地飞播固沙造林技术、铁路和公路沿线固沙防沙技术、绿洲防护林体系建设技术、干旱荒漠区造林树种选择及造林技术等。特别是20世纪90年代以来，组装配套了10多个技术体系和模式，开发并推广了近100项实用技术，建立和完善了10多个综合性防治土地沙化的科学实验示范基地。
通过多种形式的科技协作攻关和科技成果及先进实用技术的推广应用，我国防治土地沙化工作成就斐然。以中国林科院沙漠林业实验中心（位于内蒙古自治区磴口县）为例，经过科技人员20多年的努力，营造以防护林为主体的大范围绿化工程，在保护和改善生态环境、提高经济效益、扩大社会效益等方面都取得显著成效。从环境效益来看，林网内短波辐射多吸收10～20%，夏季可缓和大气蒸发力30～40%；春季绿化区中部风速减低37%，改变了风沙流结构，迫使沙尘在垂直高度（0～60厘米）上的均匀分布，减少了风沙对作物的危害。来自远方上风区的降尘减少40%，大气浑浊度降低35%。从经济效益来看，荒漠区开发前为天然荒漠牧场，其年产值仅为每年每公顷4.29元，开发后按种植业年利润计，每年每公顷1359.28元，沙化土地经济效益提高了300多倍。按目前规模，绿色生物产业的预测效益可达800万元。
着力解决防治土地沙化工作中的几个重要科技问题
随着京津风沙源治理工程和“三北”防护林建设四期工程的全面实施，我国防治土地沙化工作由局部治理步入了全国推进的新阶段。为了确保工程建设的质量和效益，必须全面提高工程建设的科技含量，把科学技术贯穿到规划设计、作业实施、检查验收、成果巩固的全过程，真正做到科学设计、科学实施、科学验收。
根据科技治沙工作的现状，当前必须着力解决以下几个重要科技问题。
1、科学规划与布局问题
规划是对治理方案的科学安排，科学规划是科学防治的前提和基础。防治土地沙化工作是一项十分复杂的系统工程，涉及生态、经济、社会等多方面的因素。国家林业局已编制完成了《全国防治土地沙化规划（2001-2010年）》，各地要在全国规划指导下，紧密结合本地的自然条件和经济社会状况，尽快制定地方规划，科学确定治理地块、治理方法、技术模式、树种选择、配置方式。
一是干旱沙漠边缘及绿洲类型区。该类型区主体位于贺兰山以西、祁连山和阿尔金山以北，行政范围包括新疆大部、内蒙古西部及甘肃河西走廊等地区的113个县（市），是我国沙漠、戈壁及风蚀残丘的主要分布区，沙化土地总面积109.06万平方公里，其中可治理沙化土地24万平方公里。针对该区沙漠不断向四周扩张，荒漠植被不断减少，绿洲明显萎缩等问题，重点保护胡杨、梭梭和红柳等天然荒漠植被，将不具备治理条件和一些为保护生态的需要不宜开发利用的连片沙化土地划为封禁保护区，在绿洲外围建立综合防护体系，阻止沙漠对绿洲的侵袭。
二是半干旱沙地类型区。位于贺兰山以东、长城沿线以北以及东北平原西部地区，区内分布有浑善达克、呼伦贝尔、科尔沁和毛乌素四大沙地，行政范围包括北京、天津、内蒙古、河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、陕西和宁夏等10个省（区）的161个县（旗），沙化土地总面积25.32万平方公里，其中可治理沙化土地17.91万平方公里。
这个类型区覆盖了我国北方大部分牧区和农牧交错区，是华北及东部地区沙尘天气的尘源区之一。由于过牧导致草原退化沙化严重，草原生产力大大下降，裸露地表增加，特别是中南部农牧交错地带，毁林毁草开荒、过度放牧、乱樵滥采现象十分严重，沙化发生发展较为迅速。为此，我们将以保护、恢复和增加林草植被为主攻方向，重点遏制风沙对京津的侵害，改善城市环境质量。具体措施是大力开展人工造林、飞播造林种草、封沙育林育草和退耕还林还草，建设乔灌草相结合的防风阻沙林带，阻止流沙蔓延，减少地表扬沙起尘。在牧区积极推行禁牧禁垦、以草定畜、合理轮牧和生态移民等综合措施，保护和恢复草原植被，在有条件的地方，加大基本草场建设力度，提高草原生产、生态功能，通过草田轮作、草地围栏等措施，改良退化草场。
三是高原高寒沙化土地类型区。位于青藏高原高寒地带，多数地区海拔在3000米以上；行政范围包括西藏、青海两省区的81个县，沙化土地集中分布于青海省柴达木盆地和共和盆地、西藏雅鲁藏布江中游河谷。沙化土地总面积34.9万平方公里，其中可治理沙化土地6.87万平方公里。虽然区域内总体上地广人稀，但由于河谷地带和盆地局部地区人口比较集中，经济活动相对活跃，毁林毁草开荒、过度放牧、乱砍滥樵现象严重，沙化不断扩展，风沙危害严重。同时，由于高寒与干旱的共同作用，生态环境极为脆弱，植被一旦破坏极难恢复。
治理的主要对策是，在做好现有植被保护的前提下，对人类经济活动集中地区的沙化土地进行治理，减轻风沙危害。在柴达木盆地沙化区，突出抓好天然植被的保护和封禁，要严禁毁林开垦和砍伐林木，以草定畜，降低载畜量，使植被得到恢复和发展。在江河源区，重点控制载畜量，控制人为破坏植被，严禁乱采矿，同时，加强植被建设，提高涵养水源能力，调节河流洪枯比。在西藏雅江中游地区，重点通过封育、人工造林等措施，建设河谷防风固沙林体系，加快雅江中游地区沙化土地的治理，控制沿江、沿河两侧风沙危害势头。
四是黄淮海平原半湿润、湿润沙地类型区。主要包括太行山以东，燕山以南，淮河以北的黄淮海平原地区，行政范围包括北京、天津、河北的平原地区，山东、河南郑州以东和安徽、江苏的北部共213县（市）。沙化土地3.16万平方公里，全部可治理。这一类型区自然条件较为优势，水热条件较好，生长季较长，年降水量一般为500-700毫米，地表、地下水资源较丰富，但局部地区风沙活动仍很强烈，冬春季节风沙危害仍很严重。治理的主要措施是大力营造农田林网和绿色通道，改进耕作方式，推广秋季作物留茬和春季免耕技术合理开发利用水资源，加大水土保持综合治理力度。
五是南方湿润沙地类型区。该区包括秦岭、淮河以南的华东、华中、华南及西南广大地区，沙化土地1.86万平方公里。该区域内自然条件好，年平均气温高，降水充沛，无霜期长，沙化土地比较容易治理。可以采用开发带动治理的模式，大力营造速生丰产林、经济林和农田防护林，进行高效、快速治理。
2、植被的优化配置问题
防治土地沙化的根本措施就是增加地表植被覆盖率。按照生态适应性和植物地域分布的规律，确定地表植被建设中乔、灌、草的结构和比例，实现最佳配置，是防沙治沙成功与否的关键。
森林是一个包括乔木、灌木和草本在内的立体的、稳定的生态群落，我们要充分认识乔灌草复合植被在防沙治沙中的作用。在陆地生态系统中，以森林生态系统的组成最复杂，结构最完整，能量转换和物质循环最旺盛，生产能力最高。森林与其它陆地生态系统相比，有其空间、时效、种群和生产力优势。林分高度一般为20-30米，而草原群落高度一般为20-60厘米，农田群落一般为50-150厘米；森林一般经历幼龄林、中龄林、近熟林和过熟林等四个发展阶段，少则20多年，多则上百年。在乔木的庇护下，灌木和草本可以多次自然更新换代，不需重新种植；90%以上的陆生植物都生存或起源于森林中，森林中鸟类数量约是农田中的9-11倍；森林具有最大的光合面和最高生产力，每公顷森林生物量平均为100-400吨，相当于同等面积农田或草原生物量的20-100倍。目前，世界上森林现存生物量为1680×109吨，占陆地生态系统生物总量的90%左右。因此，在防沙治沙工程建设中，在条件适宜地区，要加大造林力度。
在我国北方广大沙区，特别是戈壁荒漠地带，其天然分布且占有较大面积的植物种类主要是一些多年生沙生灌木和草本植物。沙生灌木一直被作为防沙治沙的优先树种，尤其在气候干燥、风大、沙多、水资源有限的沙区，它具有适应性强、生长快、稳定性好、耗水少的优点。从植物的稳定性看，乔木最高，草本最低，灌木居中。在我国大部分沙区，由于降水条件的限制，依靠天然降水营造乔木林有一定困难，除在水分条件较好的低丘滩地或有灌溉条件的一部分地区外，我们历来不主张在沙区营造大面积乔木片林；而种植草本植物，由于其存在一年一枯的周期性节律，在每年风沙危害最为严重的春、秋两季，其刚好处于尚未萌芽或生长季即将结束之时，对地表缺乏有效的覆盖，尤其是在极端的气候条件下，其防风固沙作用很弱。因此在风沙危害严重的地段完全种草也不是最佳选择。而灌木一方面生长快，萌发力强，如2-3年生的沙拐枣，其根深可达3米、根幅达6.5平方米，发达的根系能广泛的吸收土壤水分，形成比较稳定的小环境；另一方面，其经济效益也很显著，既可作木本饲料，又可作燃料，一举多得，效益兼顾。
3、关键技术的科学研究问题
随着全国防沙治沙工程的全面展开，工程建设对科技的需求日益迫切。加大防沙治沙科学研究和关键技术攻关力度，已迫在眉睫。当前，要组织一批精干的、高水平的科研队伍，紧紧围绕工程建设中的重大关键技术问题展开攻关，尽快突破制约工程建设的“技术瓶颈”，着重抓好以下几个方面的研究工作：
一是加强防沙治沙重大科学理论问题的研究。重点开展我国沙漠与沙尘暴的形成与演变规律、沙区水土资源评价及生态用水比例的确定、沙区土壤侵蚀规律及侵蚀评价模型、风沙灾害的防治途径、沙区土地利用安全格局等领域的研究。
二是组织防沙治沙重大关键技术攻关。重点开展沙区优良种质资源选育繁育，水土资源高效利用与节水，防沙治沙新材料，退化草场保护、恢复和改良，生态系统综合监测与评价，大面积植被重建与生态系统安全建设，不同类型区防治沙化综合集成与可持续经营模式等领域的技术攻关。特别是在现有植被的有效保护、重建林草植被和优良种苗的选育及快繁技术等方面，加强抗逆性灌木树种选育技术，适生植物种优良苗木快繁技术的引进、研究与开发，高原高寒区沙化防治模式研究，干旱绿洲植被综合防护体系建设与改造技术，退化草牧场防护林体系建设技术，干旱、半干旱区节水型植被建设技术，林草生物灾害防治技术，防沙治沙新材料、新技术的研究与开发等方面的研究。
三是建立土地沙化监测、预警系统。重点研究和建立土地沙化与沙尘暴监测、预警系统，完善国家级沙化土地监测体系，建立省级、县（市）级沙化土地检测体系，形成监测网络，利用"3S"技术对防沙治沙工程进行跟踪监测，对沙化土地实施定期普查和动态监测，及时、准确地掌握工程进展与生态环境变化情况，准确评价工程建设和当地防治土地沙化效果，为科学决策提供依据。
4、科技推广和技术培训问题
科技推广是连结科技与生产的桥梁与纽带，是科技成果转化为现实生产力的重要途径。要根据工程建设的进度安排和对科技的实际需求，有针对性地遴选一批先进成熟的科技成果和实用技术推广应用到工程建设中，充分发挥科技在工程建设中的示范、辐射和带动作用；认真落实从工程建设总投资中拿出不少于3%的经费用于科技支撑的政策措施；制定相应的政策，加快科技体制改革步伐，建立新型的管理体制和运行机制，强化科技创新，搞好技术培训，建立健全全国防治土地沙化技术培训体系，既要大力激发广大科技人员的积极性和创造性，又要调动沙区群众学科学、用科学的自觉性和主观能动性，把科学技术转化为现实的生产力，使科技治沙真正落到实处。
防治土地沙化是一项功在当代、利在千秋的伟大事业。我们要以“三个代表”重要思想为指导，以科学研究为先导，以技术创新为动力，遵循自然规律和经济规律，依靠沙区广大干部群众和科技工作者的艰苦奋斗，扎实苦干，为科学防治土地沙化，维护国土生态安全，实现祖国山川秀美的宏伟目标不断作出新的贡献。