摘要:沙漠化引發(fā)的沙塵暴等氣象災(zāi)害越來(lái)越頻繁,對(duì)于人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了較大的危害,急需采取必要的措施來(lái)改善沙漠化地區(qū)的生態(tài)植被覆蓋率較差的問(wèn)題,以妥善解決沙漠化問(wèn)題。但是,在沙漠化地區(qū)由于氣候條件較差,降水稀少、高溫、風(fēng)沙頻繁,導(dǎo)致植物難以在這種惡劣的氣候條件下生存,如何才能經(jīng)濟(jì)高效的改善植物在這些地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境,提高其成活率呢?本文介紹了當(dāng)前比較先進(jìn)的生態(tài)墊覆蓋技術(shù),首先對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,然后分析了其對(duì)于土壤水分、對(duì)土壤溫度以及對(duì)植物光合作用的影響,最后對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:生態(tài)墊覆蓋;風(fēng)沙治理;應(yīng)用研究
沙漠化引發(fā)的氣候?yàn)?zāi)害,呈愈演愈烈之勢(shì)對(duì)人類的生存產(chǎn)生威脅,尤其是我國(guó)這一狀況更為嚴(yán)峻,當(dāng)前我國(guó)的沙漠化土地面積占總面積的近1/3,并且每年還在急劇遞增。當(dāng)前,積極的采取植樹種草行動(dòng)來(lái)治理沙漠化勢(shì)在必行,但是沙漠地區(qū)氣候條件比較惡劣,長(zhǎng)年氣候干燥,降水量少,氣溫高,蒸騰作用劇烈,導(dǎo)致植物難以存活;同時(shí),由于風(fēng)沙較大再加上土質(zhì)易流動(dòng),植物幼苗在為扎根情況下難以生存。這些因素提高了治沙的成本,導(dǎo)致治沙效果較差,難以滿足需要。因此,我們必須采取有效的措施,來(lái)固定土地的水分,以為植物的生長(zhǎng)提供必要的條件。
一、新型生物覆蓋材料生態(tài)墊簡(jiǎn)介
在沙漠化地區(qū)治理風(fēng)沙問(wèn)題,對(duì)防風(fēng)固沙涵養(yǎng)水源的材料要求較高,但是當(dāng)前采用的材料功能比較單一,不能滿足固沙、保水的需求,如水玻璃類材料只能起到固沙作用,卻不能有效的保水,保水材料固沙效果卻又不理想。當(dāng)前,一種名為生態(tài)墊的新型覆蓋材料,可以有效地解決固沙和保水的問(wèn)題,該材質(zhì)既能夠在高溫時(shí)節(jié)降低溫度,又可以有效的保持水分,起到保水、固沙、綠化環(huán)境的多重功效。并且其材質(zhì)易于降解環(huán)保無(wú)污染。
生態(tài)墊原產(chǎn)自馬來(lái)西亞,是當(dāng)前最新的防風(fēng)固沙產(chǎn)品,其具有成本低廉、易降解的特性,能夠有效地起到改善土壤肥力和結(jié)構(gòu)、含蓄水源的作用,能夠?yàn)橹参锏纳L(zhǎng)提供必要的水肥供應(yīng),有效地治理土地沙化現(xiàn)象。我國(guó)于2003年引進(jìn)該產(chǎn)品,并且在治理京津風(fēng)沙問(wèn)題中,發(fā)揮了良好的效果。在應(yīng)用中生態(tài)墊具有以下作用:一是其能夠起到調(diào)節(jié)地表土層溫度的作用,既能夠防止高溫對(duì)植物根系產(chǎn)生傷害,又能夠在低溫時(shí)產(chǎn)生保溫效果幫助植物有效的應(yīng)對(duì)低溫天氣,提高植物的適應(yīng)能力;二是其能夠有效的含蓄水源,有關(guān)研究表明生態(tài)墊能夠顯著提高初春土壤的含水量,保持較高的濕度,為植物生長(zhǎng)提供必須的水分供應(yīng);三是生態(tài)墊可以有效的改善土壤肥力、結(jié)構(gòu),覆蓋生態(tài)墊可以有效的對(duì)其與的雜草生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用,減少無(wú)效的肥力丟失,并且在一定時(shí)間后其還會(huì)自我降解,為土壤提供一定的肥力補(bǔ)充;四是有效提高植物的存活率,通過(guò)生態(tài)墊保持土層溫度、含蓄水源以及改善土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況的作用下,可以有效地彌補(bǔ)沙漠化土地生存條件惡劣的問(wèn)題,幫助植物幼苗適應(yīng)惡劣的條件,有利于植物種子的生長(zhǎng),提高植物的成活率。
二、生態(tài)墊覆蓋的功能分析
(一)生態(tài)墊覆蓋對(duì)土壤水分的影響
土壤的水分含量是對(duì)一個(gè)地區(qū)的氣候、土壤因素等天然氣象條件的綜合反映,土壤的水分為沙漠化土地中植物的生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)的水分條件。尤其是對(duì)于處在干旱少雨地區(qū)來(lái)說(shuō),由于該地區(qū)地表土層裸露、疏松,生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,植物覆蓋率低,氣候條件惡劣,風(fēng)沙活動(dòng)頻繁,年降水量少,氣溫較高水分蒸發(fā)量大,整體來(lái)說(shuō)水分虧缺嚴(yán)重。而土壤水分充足與否直接關(guān)系到該地區(qū)土壤性質(zhì)和植物生長(zhǎng),因而,要想在該地區(qū)取得較好的風(fēng)沙治理效果,充足的水分供應(yīng)是關(guān)鍵。
采取生態(tài)墊覆蓋可以有效改善土壤水分狀況,生態(tài)墊覆蓋在較少影響土壤性質(zhì)的前提下,可以有效的改善土壤的孔隙度,增加雨水會(huì)的滲入量,同時(shí),處在生態(tài)墊覆蓋狀態(tài)下的地表,可以有效的減少太陽(yáng)的輻射,降低土壤表層的溫度,減少水分的蒸發(fā)量,起到含蓄水源、提高土壤水分的有效性,有利于提高植物的存活率[1]。
(二)生態(tài)墊覆蓋對(duì)土壤溫度的影響
土壤溫度是關(guān)系到林木能否生長(zhǎng)的又一重要因素,土壤溫度能對(duì)植物的生長(zhǎng)速率產(chǎn)生一定的影響。在合理的溫度區(qū)間內(nèi),提高土壤溫度,能夠有效地提高林木的生長(zhǎng)速率,在植物生長(zhǎng)的物候期內(nèi),合理的土壤溫度,能夠有效地影響植物的生長(zhǎng)指標(biāo):當(dāng)土壤溫度過(guò)低或過(guò)高,都會(huì)超出植物的承受極限,對(duì)其正常的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生抑制作用,甚至導(dǎo)致其死亡。
在干旱高溫的沙漠地區(qū),地表的氣溫往往比較高,會(huì)使土壤表層孔隙中的水分蒸發(fā)出來(lái),導(dǎo)致水分損失,同時(shí)氣溫越高、越干燥,就會(huì)產(chǎn)生較高的熱暖空氣吸壓,進(jìn)而加速地表水分的蒸發(fā)損失。生態(tài)墊覆蓋可以在土壤表層產(chǎn)生隔熱層,有效的降低太陽(yáng)的熱輻射,降低土壤表層的溫度,相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示,在夏季炎熱天氣條件下,采取生態(tài)墊覆蓋措施可以降低土壤表層溫度達(dá)15度左右,有效的減少了高溫引發(fā)的水分蒸發(fā)等問(wèn)題[2];同時(shí),在寒冷的季節(jié),采取生態(tài)墊覆蓋措施能夠有效的對(duì)土壤表層產(chǎn)生保溫作用,減少溫度流失,幫助植物根系越冬,提高植物的成活率,此外,覆蓋生態(tài)墊可以有效地減少晝夜溫差,防止溫度大幅度變化,影響植物正常生長(zhǎng)。
(三)對(duì)植物光合作用的影響
光合作用實(shí)質(zhì)是太陽(yáng)能向化學(xué)能轉(zhuǎn)化,是綠色植物所特有的生理功能,植物利用太陽(yáng)能,將二氧化碳和水等無(wú)機(jī)物合成糖等有機(jī)物質(zhì)同時(shí)放出氧氣。在此過(guò)程中,植物不僅為人類的生存提供有效的能源供應(yīng),而且可以有效地吸收大氣中多余的二氧化碳等溫室氣體,防止溫室效應(yīng)的發(fā)生,還可以有效的防止水土流失、防風(fēng)固沙、含蓄水源,起到改善生態(tài)環(huán)境的作用。
植物的光合作用過(guò)程比較復(fù)雜,其光合效率會(huì)受到多種因素的影響。采取生態(tài)墊覆蓋措施后植物的光合速率有了顯著的提升,這主要是因?yàn)椴扇∩鷳B(tài)墊覆蓋措施后,有效地保持了土壤表層的水分含量。當(dāng)植物在干旱缺水的環(huán)境中,會(huì)及時(shí)的關(guān)閉葉片上的氣孔,減少蒸騰作用以減少水分的蒸發(fā),防止植物失水過(guò)多降低葉綠體功能,甚至引起凋萎,但隨著氣孔的關(guān)閉,也會(huì)導(dǎo)致其吸收的 CO2量減少,從而降低了植物的光合速率。采取生態(tài)墊覆蓋措施后有助于表層土壤含蓄水源,為植物提供必要的水分補(bǔ)充,在一定程度上緩解干旱帶來(lái)的功能損傷,而水分是影響植物光合作用的重要因素,在一定范圍內(nèi)植物的生理代謝活躍度、光合作用強(qiáng)度與土壤的含水量成正相關(guān),因此,采取生態(tài)墊覆蓋措施后,能夠有效的提高植物的光合作用強(qiáng)度[3]。
三、生態(tài)墊覆蓋技術(shù)的應(yīng)用前景分析
生態(tài)墊覆蓋技術(shù)投入較高,但是其對(duì)于提高植物適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力、改善生態(tài)環(huán)境方面具有重要的意義。生態(tài)墊覆蓋技術(shù)能夠有效的保持土壤表層的水分、調(diào)節(jié)地表溫度、改善植物的光合作用強(qiáng)度,提高植物的成活率。近年來(lái),該技術(shù)得到較快的推廣應(yīng)用,它在大幅度提高植物的產(chǎn)量的同時(shí),起到了改善生態(tài)環(huán)境、節(jié)約當(dāng)?shù)厮Y源的作用,對(duì)于我國(guó)沙漠化地區(qū)的風(fēng)沙治理工作具有重要意義。
與此同時(shí),生態(tài)墊覆蓋技術(shù)可以有效的起到保持土壤水分、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高植物光合作用效率的作用,在應(yīng)對(duì)我國(guó)荒漠化地區(qū)的風(fēng)沙治理工作中,提高植被覆蓋率、改善生態(tài)環(huán)境方面具有廣闊應(yīng)用前景。如果能夠在沙漠化嚴(yán)重的地區(qū),大力推廣開來(lái),將會(huì)有效改善這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,有效的起到防風(fēng)固沙、含蓄水源的作用。
參考文獻(xiàn)
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[2]張克存,安志山,蔡迪文,等 . 沙漠—綠洲過(guò)渡帶近地表風(fēng)沙過(guò)程研究進(jìn)展 [J]. 地球科學(xué)進(jìn)展,2015,09:1018-1027.
作者簡(jiǎn)介:王麗,1985年3月16日出生,女,籍貫:陜西禮泉,西安工程大學(xué),在讀研究生,研究方向:環(huán)境工程。身份證號(hào)碼:610425198503160268。
(作者單位:西安工程大學(xué))