張 寧, 吳 晗, 呂程熙, 劉子煜, 邵佳文, 趙子誼, 毛偉偉

(1.遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院林學(xué)院, 沈陽(yáng) 110101; 2.遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院, 沈陽(yáng) 110036)

土地沙化主要指由于不合理的人類(lèi)活動(dòng)所導(dǎo)致的天然沙漠面積擴(kuò)大和沙質(zhì)土壤上所生長(zhǎng)的植被及其表面的覆蓋物被破壞,并且形成流動(dòng)的沙土以及沙土出現(xiàn)裸露的過(guò)程。土地沙化會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生很大的危害,影響人們的生活和發(fā)展。土地沙化還會(huì)造成土壤粒徑粗化和農(nóng)田土壤的肥力下降,減少可利用土地資源數(shù)量和降低土地生產(chǎn)潛力。土地沙化問(wèn)題已經(jīng)對(duì)沈陽(yáng)北部地區(qū)人民的生活和生產(chǎn)造成了極大的困擾,農(nóng)田土地的沙化更是對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量具有很大的影響。因此,對(duì)土地沙化問(wèn)題進(jìn)行研究對(duì)防風(fēng)固沙、農(nóng)田土地的保護(hù)以及推動(dòng)農(nóng)田土地的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文主要研究沈陽(yáng)北部農(nóng)田土壤的沙化規(guī)律并進(jìn)行土壤粒徑分析,探究沈陽(yáng)北部地區(qū)農(nóng)田土地的沙化情況。

1 我國(guó)土地的沙化問(wèn)題

我國(guó)的土地沙化問(wèn)題,早在1977年,中國(guó)科學(xué)院自然資源綜合考察組在內(nèi)蒙古烏盟后山灘川地進(jìn)行實(shí)地考察時(shí),就發(fā)現(xiàn)烏蘭察布盟出現(xiàn)雅丹地貌和耕地沙化,自然植被的破壞、過(guò)度放牧以及不合理的耕地布局造成該地區(qū)的農(nóng)田土地沙化[1]。2002年王曉霞和王靜[2]對(duì)新疆烏魯木齊策勒縣灌區(qū)農(nóng)田土壤進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)農(nóng)田土壤深受泥沙淤積的影響,造成策勒縣灌區(qū)嚴(yán)重土地沙漠化。紀(jì)軍強(qiáng)等[3]在2009年對(duì)西北地區(qū)進(jìn)行土地沙化的研究,發(fā)現(xiàn)原來(lái)并不屬于沙漠的地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了類(lèi)似沙漠景觀的一種退化過(guò)程,并且該研究表明,我國(guó)已然成為了世界上土地沙化最嚴(yán)重的國(guó)家之一,并且土地沙化已經(jīng)成為我國(guó)西北地區(qū)最為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。2013年付建超[4]研究表明,我國(guó)沙漠化速度快,并且導(dǎo)致我國(guó)的生態(tài)環(huán)境和植物的生產(chǎn)能力急劇下降,我國(guó)急需進(jìn)行防沙治沙。2018年,楊跟勝[5]調(diào)查發(fā)現(xiàn),在我國(guó)氣候條件變化的前提下,我國(guó)的天然沙漠逐漸擴(kuò)展,產(chǎn)生很?chē)?yán)重的土地沙化現(xiàn)象。

近幾年來(lái),風(fēng)沙天氣一直困擾著北方城市,尤其是與內(nèi)蒙古有接壤的沈陽(yáng)地區(qū)。由于沈陽(yáng)地區(qū)還會(huì)受到溫帶大陸性季風(fēng)氣候的影響,攜帶大量沙土的春季大風(fēng)造成沈陽(yáng)沙塵天氣愈加嚴(yán)重,因此氣候也是導(dǎo)致沈陽(yáng)地區(qū)土地沙化的重要原因之一。沈陽(yáng)北部地區(qū)人民的生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都被土地沙化所嚴(yán)重影響,并且土地沙化對(duì)于生態(tài)環(huán)境的污染和破壞也嚴(yán)重影響沈陽(yáng)北部地區(qū)土地沙化以及荒漠化的進(jìn)程。學(xué)者認(rèn)為有四個(gè)方面的原因造成了沈陽(yáng)地區(qū)的土地沙化,包括干旱的氣候、科爾沁沙地的南移、狂風(fēng)帶沙和河流帶沙,科爾沁沙地已經(jīng)成為沈陽(yáng)北部地區(qū)土地沙化的主要沙源。橫跨內(nèi)蒙古、遼寧和吉林3個(gè)省區(qū)的科爾沁沙地是我國(guó)面積最大的沙地,其沙地面積為279.9萬(wàn)hm2,是我國(guó)水土資源流失以及土地沙漠化最為嚴(yán)重的地區(qū)。對(duì)于科爾沁沙地對(duì)其以南地區(qū)的危害也有相關(guān)研究,1986年,朱震達(dá)和劉恕[6]研究指出科爾沁沙地南緣屬于強(qiáng)烈的沙漠化土地。孫金濤認(rèn)為科爾沁沙地的邊緣以每年10.53 m的速度向前推移。1990年羅常國(guó)[7]對(duì)遼寧省土壤沙化面積進(jìn)行估算,發(fā)現(xiàn)從1984年開(kāi)始,平均每年沙化土地面積增達(dá) 2 734 hm2,并且其中約有20%是由科爾沁沙地的風(fēng)沙流向南侵移造成的。

2 研究?jī)?nèi)容

2.1 沈陽(yáng)北部地區(qū)概況

沈陽(yáng)北部地區(qū)地處東經(jīng)122°44′123°45′、北緯41°99′43°02′,北接內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市,海拔高度60～70 m之間,地勢(shì)北高南低,從北至南分別以丘陵、崗地、沖積和洪積平原為主,土壤類(lèi)型主要為棕壤和暗棕壤[8]。春季大風(fēng)頻繁發(fā)生,其春季大風(fēng)日數(shù)高達(dá)全年大風(fēng)平均總?cè)諗?shù)的一半,且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),春季大風(fēng)多為偏南風(fēng)攜帶大量沙塵堆積到土壤表面?？茽柷呱车氐拇罅可硥m隨著春季大風(fēng)吹入沈陽(yáng)北部地區(qū)形成風(fēng)蝕,每當(dāng)春季大風(fēng)卷著沙塵吹向沈陽(yáng)北部地區(qū),并降落在土壤表面,會(huì)造成季節(jié)性的、頻率較高的偏北季風(fēng),是造成沈陽(yáng)地區(qū)土地沙化的最主要原因。

2.2 采樣點(diǎn)設(shè)置與分析方法

從沈陽(yáng)北部沿途至內(nèi)蒙古通遼市均勻設(shè)置7個(gè)采樣點(diǎn),并記錄各點(diǎn)的經(jīng)度、緯度和海拔高度(如表1),采集0～20 cm耕作層土壤,混勻后裝入自封袋。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后自然風(fēng)干并剔除細(xì)根和碎石等雜物。使用1 mm和0.25 mm土壤篩進(jìn)行篩分并結(jié)合土壤比重計(jì)法分別測(cè)定小于0.001 mm、0.005 mm、0.01 mm、0.05 mm的土壤粒徑含量。

表1 采樣點(diǎn)設(shè)置

3 結(jié)果與分析

由表2所示,1號(hào)土樣中>1 mm的土壤顆粒質(zhì)量百分比最高,7號(hào)土樣中>1 mm的土壤顆粒百分比最低;5號(hào)、6號(hào)和7號(hào)土樣中粒徑0.25～1 mm的土壤顆粒質(zhì)量百分含量逐漸減少,依次為39.05%,31.04%和23.26%,也就是離科爾沁沙地距離越近,0.25～1 mm的土壤顆粒含量越低;1號(hào)土樣中0.05～0.25 mm的土壤顆粒百分質(zhì)量最低,6號(hào)和7號(hào)土樣0.05～0.25 mm的土壤顆粒百分質(zhì)量最高,并且4,5,6和7號(hào)土壤中0.05～0.25 mm的土壤顆粒含量逐漸增多,分別為3.79%,14.6%,45.66%和60.72%;0.01～0.05 mm土壤質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和0.005～0.01 mm的土壤質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在0.3%～6.4%;1號(hào)土樣0.001～0.005 mm的土壤顆粒最多為11.04%,2,3,4,5,6和7號(hào)樣品均在0.3%～6.8%,其中4號(hào)最高,為6.8%,7號(hào)最低,為0.3%;在<0.001 mm的土壤顆粒,1號(hào)最多,為44.48%,7號(hào)最少,為14.68%,并且從4～7號(hào)土樣中<0.001 mm的土壤質(zhì)量百分含量逐漸減少,分別為43.06%,30.48%,19.86%和14.68%。

表2 不同土壤粒徑質(zhì)量百分含量 單位:%

4 結(jié) 論

根據(jù)對(duì)土壤粒徑的分析發(fā)現(xiàn),從1號(hào)至7號(hào)的土壤粒徑質(zhì)量百分含量沒(méi)有明顯的變化規(guī)律,但是4號(hào)至7號(hào)土壤樣品中細(xì)粒徑土壤顆粒含量(<0.001 mm)逐漸減少,而偏粗粒徑土壤顆粒(0.05～0.25 mm)質(zhì)量百分含量逐漸增多,由此可見(jiàn)4號(hào)～7號(hào)土壤樣品粒徑變化規(guī)律為距離科爾沁沙地越近,細(xì)粒徑土壤顆粒越少,粗粒徑土壤顆粒越多,土地沙化程度越高。

5 討 論

造成土地沙化現(xiàn)象不僅有氣候和沙源等自然原因,人類(lèi)活動(dòng)也是造成土地沙化的重要原因,亂砍濫伐、破壞植被、水資源不合理利用導(dǎo)致植被覆蓋率降低,甚至造成干旱和風(fēng)蝕,土地沙化尤其是農(nóng)田土地的沙化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響較大,農(nóng)田土地沙化還會(huì)造成土壤有機(jī)質(zhì)含量減少,導(dǎo)致土壤貧瘠和土地退化,并且農(nóng)田土地的治理費(fèi)用更高,尤其是本文研究的4號(hào)～7號(hào)土壤所在地區(qū)分別為法庫(kù)縣、康平縣和內(nèi)蒙古通遼市科爾沁左翼后旗,這些地區(qū)受科爾沁沙地的影響沙化現(xiàn)象已呈現(xiàn)明顯規(guī)律,應(yīng)該加以重視,治理并保護(hù),防止出現(xiàn)更嚴(yán)重的土地沙化,而對(duì)于離科爾沁沙地較遠(yuǎn)且沙化程度較輕的沈北新區(qū)等地,也應(yīng)該對(duì)土地沙化引起重視,避免沙化現(xiàn)象進(jìn)一步加重。