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提要：本文以夏津县郭后风沙治理示范区为例，分析了沙化土地形成的主要自然因素，初步探讨了水在防治沙化土地风蚀中的直接作用和间接作用。通过实际资料对比，计算出灌溉在农业生产、地下水动态及防止土壤风蚀方面的效益。
一、基本情况
郭后风沙治理标范区，地处山东省夏津县东部，属海河流域，为黄河冲积平原。该区辖3个乡，29个村，总面积为43.93km2.地貌类型为沙丘地、缓起伏沙地、平沙地，土壤质地分为沙土、沙壤土两类，水土流失以风蚀为主。根据《山东省平原风沙区水土保持普查、区划、规划技术要点》的标准划分；轻度流失面积20400亩，中度流失面积28500亩，强度流失面积6300亩，极强流失面积800亩。水土流失面积占区总面积的84.9%。年平均土壤侵蚀模数为2800t/(km2.a)。每年流失土壤12.3万t。由于我年风蚀风旋，区内形成了许多沙垄和沙丘链，其中几十亩大小不等的浑圆状沙丘就有295个，面积为12000亩。
二、沙化土地形成的主要自然条件
（一）气候因素：该区属暖温带半湿润季节风候。多年平均气温为12.7℃,多年平均降水量为565.5mm，丰水年降水量达677.2mm，特枯年仅为313.5mm，夏季降水量占全年的67%，冬春两季降水量占全年的15%，多年平均水面蒸发量为2230mm，冬春两季热发量为1130mm，为同期降水量的13.3倍。全年风向大多为南南西风，多年平均风速3.7m/s，冬春两季平均风速为6.5m/s，大于8级大风的次数平均每年9.7次，春季大风尤多，风沙尘暴日数（水平能風度小于1000m）为24天，主要分布在1—6月份。
从资料统计分析中看出，该区降水年际变化大，年内分配不均，旱是该区生产的主要自然灾害，旱、风同季是沙化土地风蚀的气候因素。
（二）地貌和土壤：该区沙质土壤地貌类型主要为固定风沙土，半固定风沙土，流动风沙土。黄河决口泛滥的大量沙质沉积物，为沙化土地形成及风蚀提供了丰富的物质基础。这种沙化土地机械组成较细，细沙粒径（0.025—0.05mm）含量可达6—10%,有机质含量极低，流沙和半固寂静沙有机质含量0.1—0.5%，风蚀性耕地为0.6%，据雨前雨后测定，固定半固定沙丘地的最低持水量为6—11%，湿土层的稳定湿度一般可达8—9%，风蚀耕地相应为11—12%,10月下旬以后上部土层含水量降至3—5%。
（三）植被：该区农业开发历史较早，原生植被已基本消失，现多为入工植被，主要为木本植物，草木植特和农作物。木本植物主要有桃、梨、桑葚、山楂、苹果、枣、柿子、毛白杨、旱柳、加拿大杨、棉柳条、紫穗槐等。草木植物野生品种有茅草、节茎草、疾藜、蒲公英等。农作物种植面积可达65%，粮食品种有小麦、玉米、高梁、谷子、大豆。经济品种有棉花、花生、芝麻，以棉花为主。本品均为季节性植被，湿润的夏秋季多为人工植被所覆盖。干旱多风的冬春季节农作物收割，植被枯萎。地面裸露是形成风蚀的重要条件。
三、水在防止沙化土地风蚀中的作用
（一）水在土壤固持中的作用。土壤在湿润条件下，能增加粘滞性，加强颗粒之间的团聚作用，从而增加土壤的抗风蚀能力，据中科院兰州沙漠研究所风洞实验表明：：1、流沙当降水量为1mm（沙含量10.37%）风速为18.4m/s（8级风）时，个别点（未湿透的干沙处）有风蚀现象，其余97%以上区域无风蚀现象。2、当降水量为2mm（沙含水量20.83%），风速为21.3m/s（9级风）时，无风蚀现象。
（二）水在植被建设中的作用。土壤风蚀的关键问题是植被的缺乏。植被的成活成长，与水资源开发利用十分密切。植被建设的成功与否，主要在于土壤中水份的多少。该区后屯一带沙丘地的“小老树”，春天大片麦苗的干枯，以及麦子、玉米的枯衰，树苗成活后又回芽枯死等，都是土壤水份不足造成的。要加快增加植被建设，控制沙化萎延和恢复进程，应以先大搞水利建设这个关键措施开始。1992年春季造林期间，由于连续大旱，沟中挖穴植树畦灌的树苗，成活率高于穴栽的19%，浇二次水的成活率高于浇一次水的27%。4月30日该区抽样调查毛白杨成活率为73%，因天气持续干旱，6月15日抽查成活率仅为52%，其中21%的幼树成活后失水枯干。湿润地段的树木高度、胸径、长势，均明显好于较旱地段。如果说植被是固沙的关键措施，而水利可说是绿色植被建设的先决条件。
植树浇水形式、次数与成活率
（三）水在治理开发沙化土地中的作用。治理土地沙化的目的在于开发利用土地为人类生产物质与财富。本区北铺店自1992年开始在围平的沙地上实行引水灌溉，原业的荒沙连续两年亩产粮食达到245mm，1991年8月中旬后无有效降水，郭后风沙治理示范区，因水利设施配套，引水条件优越，小麦普浇3遍水。平均单产350kg，而属同类沙区的双庙村因没有得到河水灌溉，麦子绝产面积达20%，单产仅有150kg，水是沙化土地开发利用的命脉，治沙应先治水。
四、水为先导防治沙化土地风蚀的措施及效益
（一）井渠并用，排引兼面，取补结合
旱灾是郭后风沙治理示范区的主要自然灾害，近10年来降水明显减少，客水保证率降低，农业生产需水量增加，充分利用好大气降水，客水和地下水资源尤其重要。针对水源紧缺的现实，该区在水利建设方面，采用了“以井保丰，以河补源，排引兼顾，取补结合”的用水方针。
近河水地区以渠灌为主，远河水高亢地区以井灌为主，先后兴修水渠28条、长105km，渠道密道2.39km/km2,建扬水站7处，提水点2处，总装机1093瓩，提水能力11.1,个流量；新打机井300眼，提水机具1500套，按现有提水设备5天可轮灌一遍，该区采用灌排一条沟渠，扬水站静水池安装活动的排水口门，雨季渠道保持一定的蓄水位，以补渗地下水库容。降水从径流使渠道超过蓄水位，以补渗地下水库容。降不径流使渠道超过蓄水位时，排水口门打开溢流。客水丰盛时期一律禁采地下水，远水高亢区采用小白龙输水。这样一是河灌增产，二是引水补源，蓄积抗旱能力。
（二）用水效益
1、农业增产。1992年1—6月份夏津县降水43.5mm，属历史的最枯年，郭后风沙治理示范区充分利用客水和地下水，小麦普浇三遍水，9600亩小麦亩产达到350kg。1972年1—6月份该区降水55.5mm，多于1992年同期28%，因当时无提水机具，未能利用客水和地下水资源，郭后风沙治理示范区小麦绝产5000亩。经调查，该区1986年至1990年的5年间，仅粮棉每年平均灌溉增产价格就达363.16万元，人均增加收入160元。
2、地下水拉趋于稳定，把1975年至1990年16年的地下水资料分析。1975年至1985年11年该区地下水位下降3.1m。1986年后提客水量增加，地下水位趋于稳定。而同类地区的香赵庄乡自1975年以来约16年间，因客水保证率低，地下水超量开采，地下水位持续下降7.50m，平均每年下降0.47m。
3、减轻土壤风蚀。该区属季节性风沙化土地，旱区同季与植被枯萎，地表裸露是人类无法改变的形成土壤风蚀的自然因素。在此季节内，引水灌溉可增加土壤内部的抗蚀能力，减轻风蚀程度。郭后风沙治理示范区自1986年至1990年每年平均引提客水量多达1000万m3，小麦一般浇3遍水（包括造墒、冬灌），棉花一般浇2至3遍水（包括造墒）。小麦灌溉期正处风季，初春小麦最先覆盖地面，可减少风蚀程度的80%，棉田灌溉出现在大风盛行的3、4月份，有力的扼制了风蚀的剧烈变化，缩短了风蚀期，可减缓风蚀程度的30%.经计算，每年因灌溉减少的土壤风蚀量为28616t，因此少损失有机质174t，全氮14t,全磷35t，全钾3t。
郭后风沙治理区土壤风蚀灌溉减少量计算表
综上所述，水可以湿润地表，增加土壤内部粘滞力，直接固沙，又可通过增加大地植被防治风沙，实践证明，水是防治土壤风蚀的先导。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
一、基本情况
郭后风沙治理标范区，地处山东省夏津县东部，属海河流域，为黄河冲积平原。该区辖3个乡，29个村，总面积为43.93km2.地貌类型为沙丘地、缓起伏沙地、平沙地，土壤质地分为沙土、沙壤土两类，水土流失以风蚀为主。根据《山东省平原风沙区水土保持普查、区划、规划技术要点》的标准划分；轻度流失面积20400亩，中度流失面积28500亩，强度流失面积6300亩，极强流失面积800亩。水土流失面积占区总面积的84.9%。年平均土壤侵蚀模数为2800t/(km2.a)。每年流失土壤12.3万t。由于我年风蚀风旋，区内形成了许多沙垄和沙丘链，其中几十亩大小不等的浑圆状沙丘就有295个，面积为12000亩。
二、沙化土地形成的主要自然条件
（一）气候因素：该区属暖温带半湿润季节风候。多年平均气温为12.7℃,多年平均降水量为565.5mm，丰水年降水量达677.2mm，特枯年仅为313.5mm，夏季降水量占全年的67%，冬春两季降水量占全年的15%，多年平均水面蒸发量为2230mm，冬春两季热发量为1130mm，为同期降水量的13.3倍。全年风向大多为南南西风，多年平均风速3.7m/s，冬春两季平均风速为6.5m/s，大于8级大风的次数平均每年9.7次，春季大风尤多，风沙尘暴日数（水平能風度小于1000m）为24天，主要分布在1—6月份。
从资料统计分析中看出，该区降水年际变化大，年内分配不均，旱是该区生产的主要自然灾害，旱、风同季是沙化土地风蚀的气候因素。
（二）地貌和土壤：该区沙质土壤地貌类型主要为固定风沙土，半固定风沙土，流动风沙土。黄河决口泛滥的大量沙质沉积物，为沙化土地形成及风蚀提供了丰富的物质基础。这种沙化土地机械组成较细，细沙粒径（0.025—0.05mm）含量可达6—10%,有机质含量极低，流沙和半固寂静沙有机质含量0.1—0.5%，风蚀性耕地为0.6%，据雨前雨后测定，固定半固定沙丘地的最低持水量为6—11%，湿土层的稳定湿度一般可达8—9%，风蚀耕地相应为11—12%,10月下旬以后上部土层含水量降至3—5%。
（三）植被：该区农业开发历史较早，原生植被已基本消失，现多为入工植被，主要为木本植物，草木植特和农作物。木本植物主要有桃、梨、桑葚、山楂、苹果、枣、柿子、毛白杨、旱柳、加拿大杨、棉柳条、紫穗槐等。草木植物野生品种有茅草、节茎草、疾藜、蒲公英等。农作物种植面积可达65%，粮食品种有小麦、玉米、高梁、谷子、大豆。经济品种有棉花、花生、芝麻，以棉花为主。本品均为季节性植被，湿润的夏秋季多为人工植被所覆盖。干旱多风的冬春季节农作物收割，植被枯萎。地面裸露是形成风蚀的重要条件。
三、水在防止沙化土地风蚀中的作用
（一）水在土壤固持中的作用。土壤在湿润条件下，能增加粘滞性，加强颗粒之间的团聚作用，从而增加土壤的抗风蚀能力，据中科院兰州沙漠研究所风洞实验表明：：1、流沙当降水量为1mm（沙含量10.37%）风速为18.4m/s（8级风）时，个别点（未湿透的干沙处）有风蚀现象，其余97%以上区域无风蚀现象。2、当降水量为2mm（沙含水量20.83%），风速为21.3m/s（9级风）时，无风蚀现象。
（二）水在植被建设中的作用。土壤风蚀的关键问题是植被的缺乏。植被的成活成长，与水资源开发利用十分密切。植被建设的成功与否，主要在于土壤中水份的多少。该区后屯一带沙丘地的“小老树”，春天大片麦苗的干枯，以及麦子、玉米的枯衰，树苗成活后又回芽枯死等，都是土壤水份不足造成的。要加快增加植被建设，控制沙化萎延和恢复进程，应以先大搞水利建设这个关键措施开始。1992年春季造林期间，由于连续大旱，沟中挖穴植树畦灌的树苗，成活率高于穴栽的19%，浇二次水的成活率高于浇一次水的27%。4月30日该区抽样调查毛白杨成活率为73%，因天气持续干旱，6月15日抽查成活率仅为52%，其中21%的幼树成活后失水枯干。湿润地段的树木高度、胸径、长势，均明显好于较旱地段。如果说植被是固沙的关键措施，而水利可说是绿色植被建设的先决条件。
植树浇水形式、次数与成活率
（三）水在治理开发沙化土地中的作用。治理土地沙化的目的在于开发利用土地为人类生产物质与财富。本区北铺店自1992年开始在围平的沙地上实行引水灌溉，原业的荒沙连续两年亩产粮食达到245mm，1991年8月中旬后无有效降水，郭后风沙治理示范区，因水利设施配套，引水条件优越，小麦普浇3遍水。平均单产350kg，而属同类沙区的双庙村因没有得到河水灌溉，麦子绝产面积达20%，单产仅有150kg，水是沙化土地开发利用的命脉，治沙应先治水。
四、水为先导防治沙化土地风蚀的措施及效益
（一）井渠并用，排引兼面，取补结合
旱灾是郭后风沙治理示范区的主要自然灾害，近10年来降水明显减少，客水保证率降低，农业生产需水量增加，充分利用好大气降水，客水和地下水资源尤其重要。针对水源紧缺的现实，该区在水利建设方面，采用了“以井保丰，以河补源，排引兼顾，取补结合”的用水方针。
近河水地区以渠灌为主，远河水高亢地区以井灌为主，先后兴修水渠28条、长105km，渠道密道2.39km/km2,建扬水站7处，提水点2处，总装机1093瓩，提水能力11.1,个流量；新打机井300眼，提水机具1500套，按现有提水设备5天可轮灌一遍，该区采用灌排一条沟渠，扬水站静水池安装活动的排水口门，雨季渠道保持一定的蓄水位，以补渗地下水库容。降水从径流使渠道超过蓄水位，以补渗地下水库容。降不径流使渠道超过蓄水位时，排水口门打开溢流。客水丰盛时期一律禁采地下水，远水高亢区采用小白龙输水。这样一是河灌增产，二是引水补源，蓄积抗旱能力。
（二）用水效益
1、农业增产。1992年1—6月份夏津县降水43.5mm，属历史的最枯年，郭后风沙治理示范区充分利用客水和地下水，小麦普浇三遍水，9600亩小麦亩产达到350kg。1972年1—6月份该区降水55.5mm，多于1992年同期28%，因当时无提水机具，未能利用客水和地下水资源，郭后风沙治理示范区小麦绝产5000亩。经调查，该区1986年至1990年的5年间，仅粮棉每年平均灌溉增产价格就达363.16万元，人均增加收入160元。
2、地下水拉趋于稳定，把1975年至1990年16年的地下水资料分析。1975年至1985年11年该区地下水位下降3.1m。1986年后提客水量增加，地下水位趋于稳定。而同类地区的香赵庄乡自1975年以来约16年间，因客水保证率低，地下水超量开采，地下水位持续下降7.50m，平均每年下降0.47m。
3、减轻土壤风蚀。该区属季节性风沙化土地，旱区同季与植被枯萎，地表裸露是人类无法改变的形成土壤风蚀的自然因素。在此季节内，引水灌溉可增加土壤内部的抗蚀能力，减轻风蚀程度。郭后风沙治理示范区自1986年至1990年每年平均引提客水量多达1000万m3，小麦一般浇3遍水（包括造墒、冬灌），棉花一般浇2至3遍水（包括造墒）。小麦灌溉期正处风季，初春小麦最先覆盖地面，可减少风蚀程度的80%，棉田灌溉出现在大风盛行的3、4月份，有力的扼制了风蚀的剧烈变化，缩短了风蚀期，可减缓风蚀程度的30%.经计算，每年因灌溉减少的土壤风蚀量为28616t，因此少损失有机质174t，全氮14t,全磷35t，全钾3t。
郭后风沙治理区土壤风蚀灌溉减少量计算表
综上所述，水可以湿润地表，增加土壤内部粘滞力，直接固沙，又可通过增加大地植被防治风沙，实践证明，水是防治土壤风蚀的先导。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。