宁夏白芨滩风沙治理调查研究.doc

第二十九届全国青少年科技创新大赛
作品研究报告

作品名称：宁夏白芨滩风沙治理的调查研究报告

申 报 者：梁樱子 包昱 罗璐璐

辅导教师：董金玲 冀永峰

所在学校：宁夏银川市第二中学

内 容 摘 要

内容摘要：
二十一世纪的今天，人类的目光已不仅限于追求经济的飞速发展，同样关注环境与经济的关系。风沙危害是全球面临的环境问题之一，而地处西北干旱半干旱地区的宁夏对这一问题的感受则尤为深切。宁夏白芨滩自然保护区多年来一直致力于此问题的解决，并提出一套适宜当地风沙治理行之有效的办法，就宁夏白芨滩地区风沙治理问题我们实地走访，做了调查研究，并对此提出了一些建议与对未来的展望。

关 键 词：
宁夏白芨滩自然保护区 风沙治理 生态与经济效益

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Abstract:
In twenty-first Century, the human eye has not only limited to the rapid development of economic pursuit, is also concerned about the relationship between environment and economy. Sand damage is one of the environmental problems facing the world. That is located in the northwest arid and semi-arid area of Ningxia on this issue is particularly deep feeling. To solve this problem in Ningxia has been committed to the Baijitan nature reserve for many years, and puts forward a set of effective treatment methods for the local wind, wind sand governance Ningxia Baijitan region we visited, do research, and puts forward some suggestions and prospects for the future.

Key words:
Baijitan Nature Reserve in Ningxia Sand control Ecological and economic benefits

目 录

一、课题提出的目的与意义
1.研究目的……………………………………………………1
2.研究意义……………………………………………………1
二、调查研究的方法、步骤
1.课题研究的方法……………………………………………1
2.课题研究的步骤……………………………………………2
三、调查研究的主要内容
1.白芨滩的简介………………………………………………2
2.白芨滩的风沙危害…………………………………………3
3.白芨滩治理的措施…………………………………………4
4.治沙所取得的效益——生态与经济双赢…………………12
四、调查研究的总结及对未来防沙治沙的展望
1. 关于宁夏白芨滩风沙治理的调查的总结………………….15
2.未来防沙治沙的展望………………………………………16
五、研究心得………………………………………………………16
六、参考文献………………………………………………………17
七、致谢……………………………………………………………17关于

宁夏白芨滩风沙治理的调查研究报告

组员：梁樱子 包昱 罗璐璐
指导教师：董金玲 冀永峰
结题时间：2014-3-05
一、课题提出的目的与意义
1.研究目的
近年来为了防止土地荒漠化问题加剧，越来越多的人们认识到防沙治沙的重要性。身处大西北干旱半干旱区的宁夏，对此问题更有着自己独到的见解。宁夏曾面临着严重的风沙问题，然经过几代人的努力，这种现象已经得到了很大的改观。灵武白芨滩自然保护区便是一个鲜活的例子。风沙该如何治理？面对风沙人们是否无能为力？还是有效利用并能创造经济效益呢？就这一问题，我们作了关于宁夏白芨滩风沙治理的相关调查研究。
2.研究意义
主要有两个方面：一是我国是世界上土地沙化危害最严重的国家之一。20世纪50年代以来，我国已经有超过10万平方公里的土地面积完全沙化。1985年至1995年，我国土地沙化面积每年扩大2460平方公里，相当于每年损失一个中等县的土地面积；二是沙化的加剧已经给我国造成严重危害。具体表现在土地资源减少，土地质量下降；生活环境遭到破坏，成千上万的农牧民离乡背井成为“生态难民”；引发沙尘爆，使生态环境恶化，给国民经济造成重大损失；加深了西部贫困，扩大了东西部发展的差距；严重威胁大中城市、交通运输和水库、河流安全。所以防沙治沙在我国西部地区的自然环境保护建设中具有重要的意义。
二、调查研究的方法、步骤
1.课题研究的方法
鉴于本课题的特点，我们主要采用网络查询、相关资料研究，辅以实地考察访问、实验、集体讨论等。
2.课题研究的步骤
（1）确立研究课题，安排小组分工；
（2）查阅文献网络，搜集相关资料；
（3）设计研究问题，调查走访讨论；
（4）收集信息情况，整理分析结果；
（5）得出研究结论，提出合理建议；
（6）撰写研究报告，小结交流评价

三、调查研究的主要内容
1.白芨滩的简介
地理位置：白芨滩位于毛乌素沙漠西南边缘，东自宁蒙边界明长城交汇处，南至黄草沟口西1公里，西至横城，范围在东经106°20′至106°37′，北纬37°49′至38°20′之间（见图1）。于2000年4月被国务院批准晋升为国家级自然保护区。自然保护区总面积为74843公顷，核心区面积31318公顷，缓冲区面积18606公顷，实验区面积24919公顷。共设核心区3处，为北部猫头刺荒漠核心区，中部柠条群落荒漠核心区和南部猫头刺—沙冬青荒漠核心区。
图1（黄色区域内为白芨滩范围）
白芨滩气候：典型的温带大陆性气候。该地区干燥，雨量少，主要集中在7-9月份，年均降水量为206.2 -255.2 mm。且蒸发量大，年平均蒸发量1933.3mm。寒冬长，夏热短，年均温为8.8℃。保护区地表水源充足，“绿洲效应”显著，空气湿度较大。
白芨滩土壤：土壤以灰钙土为主，分为普通灰钙土、淡灰钙土、底盐灰钙土、侵蚀性灰钙土、山地灰钙土和风沙土。
图2 灰钙土
灰钙土，一般认为是发育于暖温带荒漠草原黄土母质上，腐殖质含量不高，但染色较深，土壤剖面为分化不甚明显的干旱型土壤。

图3 风沙土
2.白芨滩的风沙危害
首先是风力破坏。大风破坏建筑物，吹倒或拔起树木电杆，撕毁农民塑料温室大棚和农田地膜等等。此外，由于西北地区四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等经济作物出苗，生长子叶或真叶期和果树开花期，此时最不耐风吹沙打。轻则叶片蒙尘，使光合作用减弱，且影响呼吸，降低作物的产量；重则苗死花落，那就更谈不上成熟结果了。
其次风沙的危害是沙埋。沙尘暴以排山倒海的势头向前移动，下层的沙粒在狂风驱动下滚滚向前。遇到障碍物或风力减弱时，沙粒落下来，就会埋压农田、村庄、工矿、铁路、公路、水源等被称为沙埋。这种灾害不仅对建筑物、植物、人体造成伤害，还会降低可见度，使交通事故发生的频率大大提高。
图4 沙尘暴
3.白芨滩治理的措施
治沙防沙的总体思想为植树造林，但白芨滩自然保护区的植树造林方法又不尽相同。地处干旱半干旱区的宁夏，年降水量少，且白芨滩土地荒漠化严重，年蒸发量大，因此需要大面积种植涵养水源能力强的植物。这样植物不仅易于存活，还能有效的固沙防风。白芨滩保护区的工作人员据此在区内大量种植了沙冬青、柠条、沙柳、猫头刺群落、马蔺、杨柴、沙枣树等306种植物。不仅有效地防治风沙，还大大改观了区内自然环境。

图5 沙冬青，良好的固沙植物，干旱地区大面积栽培的主要目的是防止风沙侵蚀和水土流失

图6 柠条，为常绿超旱生植物。喜沙砾质土壤，种子吸水力强，发芽迅速。荒漠地区十分珍贵的孑遗种，被列为国家一级保护植物。

图7 沙枣树，生命力极强，具有抗旱，防风沙，耐盐碱，耐贫瘠等特点。

（1）五位一体治沙模式
草方格治沙：亦称沙障或“风墙”。这是用麦草、稻草、芦苇等材料，在流动沙丘上扎设成方格状的挡风墙，以削弱风力的侵蚀。

图8 草方格治沙
施工时，先在沙丘上划好施工方格网线，要使沙障与当地的主风向垂直。再将修剪均匀整齐的麦草或稻草等材料横放在方格线上，用板锹之类的工具置于铺草料中间，用力插下去，插入沙层内约15厘米，使草的两端翘起，直立在沙面上，露出地面的高度约20厘米～25厘米。再用工具拥沙埋掩草方格沙障的根基部，使之牢固，以1米×1米的正方形效果最好。
我们特此做了下面这个实验以检验草方格是否能有效防止土地沙漠化。
草方格防沙效果实验
实验器材
1. 小型手秤
2. 干草
3. 干燥的沙土
4. 吹风机
5. 塑料袋
6. 计算器
注：塑料袋重量在实验时忽略不计。
实验步骤
一

称量沙土的初始质量
m=0.53kg

二
将沙土平铺在桌面上

三
用吹风机向其吹动一档风
注：此处为实验视频二

四
称量剩余沙土质量
m′=0.38kg

五
计算被风吹走的沙土质量
△m=0.53-0.38=0.15kg

对比试验组
材料与上组实验相同
注：塑料袋重量忽略不计
实验步骤
一
编草绳

二
称量初始沙土质量
m =0.53kg

三
将编好的草绳呈格状掩埋在平铺的沙土之中

四
用吹风机向其吹动一档风
注：此处为实验视频三

五
称量剩余沙土质量
m″=0.49kg

六
计算被风吹走的沙土质量
△m″=0.04kg

实验误差
1. 塑料袋质量被忽略
2. 称量仪器出现误差
3. 风吹后剩余沙土收集不全
4. 将干草质量掺入沙土质量当中
实验结论
格状草垛能够有效地防止沙土被风吹走

坑穴补水造林，栽植时先刮除干沙层，坑穴规格深35-40厘米，长宽各30厘米以上，放入苗木，除沙柳每穴2株外其他苗木每穴1株，要求种植裸根苗时保证苗木根系舒展，将湿土回填，提苗塌实，围堰留出浇水穴。
图9 坑穴补水造林原理示意图

图10 实地坑穴补水造林
春季延迟造林，秋冬造林：小树苗发芽早、成活率高。新栽种的
苗木进入冬季后，土壤里水分足，失水少，苗木根系在冬眠状态下就可愈合，保证了来年的正常生长；苗木来年的发芽时间比春季栽种的苗木早15天左右；秋冬季节闲散劳动力多，可以有效地、合理地利用劳动力完成造林任务，具有经济效益和社会效益。除此之外，节约造林成本也是秋冬季造林的一大好处，因为少了冬贮苗这一环节，同时还可以为一些务工人员提供劳动岗位。
雨季穴播造林：雨季降过透雨后直播造林，可采用穴播方式:穴播每公顷9000-12000穴，穴的规格为25cm×25cm，每穴点播8-10粒种子，覆土厚2-3cm，播种量225-337.5kg/h平方米，一般10d左右即可出土；
营养袋育苗造林：将种子装入营养土的塑料容器，排放整齐，便于播种、拔草、浇水，两排之间要留有步道。播种前一天要给排放好的营养袋浇水，全部灌透，袋口渗水后留下1～2cm深的空处，第二天即可在空处播种10～15粒，然后覆土，刮平。播种3天后，柠条开始顶土出苗。出苗后，要保持土壤湿润，但不要浇水过勤，以免湿度过大，发生立枯病，　在移栽前1～2天喷水，保持营养袋内湿润，用平锹从袋底平铲端住树干，四根木杠均匀地固定在地面。用挖出的表土填实根坨四周的空隙，后填穴土，然后沿着种植穴的外缘，做一道高20cm、宽30cm的土堰，分别浇两次透水，水干后，再封满坑，以后视天气情况20～30天浇一遍透水
用此种方法，可以打破造林季节的限制，延长造林时间。适当深栽，在大旱季节适时补水，确保造林成活率。

图11 营养袋育苗造林
（2）抢墒造林，模拟飞播造林：根据林种适宜生长土壤的干湿程度，在合适湿度的情况下，进行播种造林被称为抢墒造林。易于林种存活，从而提高了植被覆盖率。
图12 模拟飞播造林
模拟飞播造林是指用飞机播撒林木种子的方法。选用的树种具有吸水快、需水少，发芽、扎根迅速的能力。同时飞播造林面积大,用种多,要有充足的种子来源。其优点是速度快、工效高、成本低，能应用于交通不便、人烟稀少，其他造林方法难以实行的边远山区、荒野。但易造成落种不均匀，形成的幼林常稀密不均，用种量过大的问题。经调查，宁夏西北地区不宜使用此种种植方法。
（3）五带一体的防沙护林体系
卵石防火带：铁轨上主风侧20 m内，设置卵石面台，形成固沙防火带，防止漏碴引起麦草方格起火。
灌溉造林带：紧邻固沙防火带40～60 m范围内，削平高低起伏的沙丘，设置麦草方格沙障固沙后修建灌溉设施，就近引黄河水浇灌，营造乔灌木混交林。
图13 灌溉多采用引水灌溉
草障植物带：沿灌溉造林带外侧160—240 m范围内，先扎设麦草方格沙障固定流沙，然后在无灌溉条件下种植沙生植物形成草障植物带。该地带是铁路防风固沙的主体，作用与效果十分显著。
前沿阻沙带：沿草障植物带设置1 m高的枝条栅栏l道，起阻挡流沙入侵作用。
封沙育草带：邻前治阻沙带100 m左右范围内，进行封沙育草，禁止放牧、樵采，以促使天然植被恢复。
（4）政策带动：十年禁牧封育
2011年3月通过宁夏回族自治区禁牧封育条例。该法律规定在自然保护区内：
l 禁止放养牛、羊等草食动物；
l 禁止破坏、盗窃、擅自移动禁牧的标志、围栏设施；
l 遵守草原、林地保护的法律、法规，履行合同约定的管护义务；
l 巡逻管护；
l 建设、改良和培育草原、林地；
l 制止放牧和破坏围栏设施等行为，并及时报告当地乡（镇）人民政府或者农牧、林业主管部门
4.治沙所取得的效益——生态与经济双赢
白芨滩的风沙治理不仅改变了该地区的生态环境，还带动了该地的经济发展，实现了生态、经济的双赢。
（1）环境的改变
宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区累计完成造林220577亩，其中，流动沙丘造林119762亩，荒山造林20260亩，封山育林76948亩，绿色通道3607亩，有效地阻止了毛乌素沙漠的南移和西扩。白芨滩由过去的荒漠，治理难变为现在的旅游胜地，甚至是治沙模范基地，离不开植树人的辛勤努力。

图14 白芨滩人的辛勤努力

图15 曾经的白芨滩

图16 现在的白芨滩（长流水站）
（2）生态资源的保护
白芨滩共有306种维管植物，包括国家一级保护植物发菜、国家二级保护植物沙芦苇，以及甘草、麻黄、黄芪等野生中药材，大大改观了保护区内的自然环境，增加了旅游价值。还有115种野生动物，国家重点保护动物22种，一级保护动物黑鹳、大鸨，国家二级保护动物天鹅、鸳鸯等20种。增加了该地区的生
物多样性，促进了生态循环。

图17 自然保护区美景
（3）经济效益
在两条防护线的保护下，建立以经果林、苗圃为主的核心产业。在田间空地、种植蓄草，发展养殖业，形成牲畜、粪便、肥田、林草养殖牲畜的内部循环产业链。并且增加了生态旅游项目。
经济作物种植，畜牧业自给自足，五位一体模式创造了改造利用沙漠，发展循环经济的成功范例。
林场先后建起机砖厂、预制板厂、柳编厂等经营实体，固定资产由40万元增加到1亿多元。先后成立了三个绿化造林公司，承揽绿化工程，平均每年4000多万元，拿出近千万元用于治沙造林，占治沙总投资的80%。
我们还在当地采访到了一位林业局的技术人员，他以苹果为例，向我们介绍
如何提高挂果率及带来的经济效益。

图18 当地治沙作物栽培技术员
问：您认为种植苹果（防沙治沙作物）首先应该注意什么？
答：首先是育种。有这样一个方法。首先将苹果种子放到湿润的沙土之中，然后用塑料薄膜密封，10-15天后检查种子育苗情况。若育苗状况良好，则种子的成活率将达到90%以上。
问：果树长成后如何提高挂果率？
答：主要的办法是修枝，先修剪掉多余的枝干，留下长势向上，粗壮的枝干，易于形成花芽、花苞，才易于挂果。
问：经济效益如何？
答：挂果后，给果实套袋，保护果实不受病虫害的影响，提高果实质量。例如，质量较好的果实，精选过后加以包装，一箱礼品苹果售价可达120元人民币。
治沙防沙如今不再是单纯的改变当地生态环境，同时注重这对该地区的经济带动作用。但是，无论如何，因地制宜的治沙思想不能变，治沙防沙将带领当地人走出一条生态与经济的双赢之路。
四、调查研究的总结及对未来防沙治沙的展望
1. 关于宁夏白芨滩风沙治理的调查的总结：
地处毛乌素沙漠边缘的宁夏白芨滩自然保护区，曾经是风吹沙扬，一片荒凉。风沙不仅使当地的自然环境及其恶劣，也对当地的经济建设造成了很大的困扰。而如今开创了五位一体的治沙模式，五带一体的防沙模式，让该地区的生态环境大大改观。生物多样性增加，保护区内绿意浓浓，还带动了经济的发展，改善了当地居民的生活环境与生活质量。并为其它地区的风沙治理提供了借鉴。
2.未来防沙治沙的展望
治理风沙：
l 增加科技含量，形成一套完备的育苗系统。
l 可向以色列学习先进的滴灌技术和喷灌技术，保证树苗的生长，减少水资源的浪费，防止大水漫灌所带来的次生盐渍化，同时解放生产力。
l 增育耐旱适宜沙地生长，经济价值高的植物品种。
l 增大沙漠边缘地带的植被覆盖率，阻止进一步土地荒漠化与沙漠化。
l 移植树木时，保留树木根部土壤，提高树木的成活率。
l 积极与其它地区交流治沙经验，让治沙系统化、理论化。使每个需要面对风沙治理的地区都能受益。
政策保障：
n 改善林业工人的工作环境及工作待遇，可适当实行计效工资，提高林业工人的工作积极性。
n 可丰富林业工人的业余生活，提高林业工人自身素质，不仅提高他们的工作积极性，还可以提高治沙效率。
n 自然保护区内可实行承包制，以家庭为单位，承包林地。派遣有关技术人员传授治沙造林的经验，使经济效益与当地居民的切身利益相联系，增大治沙人员与治沙效率。
n 倡议政府加大科技技术和项目资金的投入，可每年定期培养林业技术人员，定期向西部治沙地区输送治沙人才，提高当地治沙的能力。
n 国家可实行项目投标，在当地建设绿色生态为主的相关公司，发展生态旅游项目，实行资源的双重利用，使每年所取得的经济效益再次用于治沙。
五、研究心得
在此次的活动中，我们了解到了多元化的治沙模式，防沙护林体系，对风沙治理有了深入的了解。风沙治理，无论实行怎样的模式，都要坚持因地制宜的原则。地区发展的差异性，决定了该地区的治沙模式，不能盲目学习，应结合当地特色，才能有效的治沙。现如今，治沙不能只着重于改善当地的生态环境，更要将经济建设也作为工作的重心。这与过去的只治沙却忽略当地的经济发展，先污染后治理的工作理念有很大的不同，当地居民的切身利益是治沙考虑的重点。这样的治沙模式更具人性化，科学化，实际化，更能带动当地的治沙效率。
通过此次的研究性学习，我们对地理学习产生了更大的兴趣。我们了解到了同一地区的不同自然风光，也看到了自己家乡所面临的问题。我们收获了自主学习的能力，明白学习不只限于书本，自然同样蕴藏着无限的知识，等待我们去探索。走出课堂的学习模式，让我们拥有了更强的学习自主性，增长见识，丰富知识。如此次活动中我们的实验与实地调查访问。不仅增强了我们的动手能力，还锻炼了我们思维的严谨性，逻辑性。我们也学会了如何与他人更好的交流，锻炼了自己的表达能力与胆量，这些仅靠课堂是远远不够的。
同时我们还学会了有效分工，团队合作，意识到团结合作的重要性。一个团队若想做出成绩，就必须有每个人的个性与团队合作相结合。这次的研究性学习，给了我们小组中每一个人展示的平台，大家物尽其用，各有所长，我们相信，有努力就有收获，这将是我们每一个人宝贵的财富。
六、参考文献
（1）宁夏白芨滩自然保护区管理局 门户网站
（2）百度百科
（3）论文《雨季造林技术与管理措施的研究》 作者：陈国武
（4）咸阳上林农业科技有限公司官网——北方秋冬造林比春季成活率高80%
苏尼特右旗科技园官网
（5）《奋力推进防沙治沙工作科学发展》（市委办）
（6）《河南飞播营造林新技术》 作者：张红文 雷跃平
七、致谢
感谢董金玲老师，冀永峰老师在此次活动中给予了我们的支持与指导，帮助我们克服活动中遇到的问题，对他们的付出，我们再次表示感谢。