本文以夏津縣郭后風(fēng)沙治理示范區(qū)為例，分析了沙化土地形成的主要自然因素，初步探討了水在防治沙化土地風(fēng)蝕中的直接作用和間接作用。通過實際資料對比，計算出灌溉在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、地下水動態(tài)及防止土壤風(fēng)蝕方面的效益。

　　《水利天地》水利工程師論文發(fā)表雜志，創(chuàng)刊于1984年，由黑龍江省水利廳主辦�？萍妓�利刊��。以宣傳水利方針，交流改革經(jīng)驗，普及水利知識，為農(nóng)村發(fā)展商品生產(chǎn)服務(wù)，為國民經(jīng)濟全局服務(wù)。

　　一、基本情況

　　郭后風(fēng)沙治理標(biāo)范區(qū)，地處山東省夏津縣東部，屬海河流域，為黃河沖積平原。該區(qū)轄3個鄉(xiāng)，29個村，總面積為43.93km2.地貌類型為沙丘地、緩起伏沙地、平沙地，土壤質(zhì)地分為沙土、沙壤土兩類，水土流失以風(fēng)蝕為主。根據(jù)《山東省平原風(fēng)沙區(qū)水土保持普查、區(qū)劃、規(guī)劃技術(shù)要點》的標(biāo)準(zhǔn)劃分;輕度流失面積20400畝，中度流失面積28500畝，強度流失面積6300畝，極強流失面積800畝。水土流失面積占區(qū)總面積的84.9%。年平均土壤侵蝕模數(shù)為2800t/(km2.a)。每年流失土壤12.3萬t。由于我年風(fēng)蝕風(fēng)旋，區(qū)內(nèi)形成了許多沙壟和沙丘鏈，其中幾十畝大小不等的渾圓狀沙丘就有295個，面積為12000畝。

　　二、沙化土地形成的主要自然條件

　　(一)氣候因素：該區(qū)屬暖溫帶半濕潤季節(jié)風(fēng)候。多年平均氣溫為12.7℃,多年平均降水量為565.5mm，豐水年降水量達677.2mm，特枯年僅為313.5mm，夏季降水量占全年的67%，冬春兩季降水量占全年的15%，多年平均水面蒸發(fā)量為2230mm，冬春兩季熱發(fā)量為1130mm，為同期降水量的13.3倍。全年風(fēng)向大多為南南西風(fēng)，多年平均風(fēng)速3.7m/s，冬春兩季平均風(fēng)速為6.5m/s，大于8級大風(fēng)的次數(shù)平均每年9.7次，春季大風(fēng)尤多，風(fēng)沙塵暴日數(shù)(水平能風(fēng)度小于1000m)為24天，主要分布在1—6月份。

　　從資料統(tǒng)計分析中看出，該區(qū)降水年際變化大，年內(nèi)分配不均，旱是該區(qū)生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害，旱、風(fēng)同季是沙化土地風(fēng)蝕的氣候因素。

　　(二)地貌和土壤：該區(qū)沙質(zhì)土壤地貌類型主要為固定風(fēng)沙土，半固定風(fēng)沙土，流動風(fēng)沙土。黃河決口泛濫的大量沙質(zhì)沉積物，為沙化土地形成及風(fēng)蝕提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。這種沙化土地機械組成較細，細沙粒徑(0.025—0.05mm)含量可達6—10%,有機質(zhì)含量極低，流沙和半固寂靜沙有機質(zhì)含量0.1—0.5%，風(fēng)蝕性耕地為0.6%，據(jù)雨前雨后測定，固定半固定沙丘地的最低持水量為6—11%，濕土層的穩(wěn)定濕度一般可達8—9%，風(fēng)蝕耕地相應(yīng)為11—12%,10月下旬以后上部土層含水量降至3—5%。

　　(三)植被：該區(qū)農(nóng)業(yè)開發(fā)歷史較早，原生植被已基本消失，現(xiàn)多為入工植被，主要為木本植物，草木植特和農(nóng)作物。木本植物主要有桃、梨、桑葚、山楂、蘋果、棗、柿子、毛白楊、旱柳、加拿大楊、棉柳條、紫穗槐等。草木植物野生品種有茅草、節(jié)莖草、疾藜、蒲公英等。農(nóng)作物種植面積可達65%，糧食品種有小麥、玉米、高梁、谷子、大豆。經(jīng)濟品種有棉花、花生、芝麻，以棉花為主。本品均為季節(jié)性植被，濕潤的夏秋季多為人工植被所覆蓋。干旱多風(fēng)的冬春季節(jié)農(nóng)作物收割，植被枯萎。地面裸露是形成風(fēng)蝕的重要條件。

　　三、水在防止沙化土地風(fēng)蝕中的作用

　　(一)水在土壤固持中的作用。土壤在濕潤條件下，能增加粘滯性，加強顆粒之間的團聚作用，從而增加土壤的抗風(fēng)蝕能力，據(jù)中科院蘭州沙漠研究所風(fēng)洞實驗表明：：1、流沙當(dāng)降水量為1mm(沙含量10.37%)風(fēng)速為18.4m/s(8級風(fēng))時，個別點(未濕透的干沙處)有風(fēng)蝕現(xiàn)象，其余97%以上區(qū)域無風(fēng)蝕現(xiàn)象。2、當(dāng)降水量為2mm(沙含水量20.83%)，風(fēng)速為21.3m/s(9級風(fēng))時，無風(fēng)蝕現(xiàn)象。

　　(二)水在植被建設(shè)中的作用。土壤風(fēng)蝕的關(guān)鍵問題是植被的缺乏。植被的成活成長，與水資源開發(fā)利用十分密切。植被建設(shè)的成功與否，主要在于土壤中水份的多少。該區(qū)后屯一帶沙丘地的"小老樹"，春天大片麥苗的干枯，以及麥子、玉米的枯衰，樹苗成活后又回芽枯死等，都是土壤水份不足造成的。要加快增加植被建設(shè)，控制沙化萎延和恢復(fù)進程，應(yīng)以先大搞水利建設(shè)這個關(guān)鍵措施開始。1992年春季造林期間，由于連續(xù)大旱，溝中挖穴植樹畦灌的樹苗，成活率高于穴栽的19%，澆二次水的成活率高于澆一次水的27%。4月30日該區(qū)抽樣調(diào)查毛白楊成活率為73%，因天氣持續(xù)干旱，6月15日抽查成活率僅為52%，其中21%的幼樹成活后失水枯干。濕潤地段的樹木高度、胸徑、長勢，均明顯好于較旱地段。如果說植被是固沙的關(guān)鍵措施，而水利可說是綠色植被建設(shè)的先決條件。

　　(三)水在治理開發(fā)沙化土地中的作用。治理土地沙化的目的在于開發(fā)利用土地為人類生產(chǎn)物質(zhì)與財富。本區(qū)北鋪店自1992年開始在圍平的沙地上實行引水灌溉，原業(yè)的荒沙連續(xù)兩年畝產(chǎn)糧食達到245mm，1991年8月中旬后無有效降水，郭后風(fēng)沙治理示范區(qū)，因水利設(shè)施配套，引水條件優(yōu)越，小麥普澆3遍水。平均單產(chǎn)350kg，而屬同類沙區(qū)的雙廟村因沒有得到河水灌溉，麥子絕產(chǎn)面積達20%，單產(chǎn)僅有150kg，水是沙化土地開發(fā)利用的命脈，治沙應(yīng)先治水。

　　四、水為先導(dǎo)防治沙化土地風(fēng)蝕的措施及效益

　　(一)井渠并用，排引兼面，取補結(jié)合

　　旱災(zāi)是郭后風(fēng)沙治理示范區(qū)的主要自然災(zāi)害，近10年來降水明顯減少，客水保證率降低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量增加，充分利用好大氣降水，客水和地下水資源尤其重要。針對水源緊缺的現(xiàn)實，該區(qū)在水利建設(shè)方面，采用了"以井保豐，以河補源，排引兼顧，取補結(jié)合"的用水方針。

　　近河水地區(qū)以渠灌為主，遠河水高亢地區(qū)以井灌為主，先后興修水渠28條、長105km，渠道密道2.39km/km2,建揚水站7處，提水點2處，總裝機1093瓩，提水能力11.1,個流量;新打機井300眼，提水機具1500套，按現(xiàn)有提水設(shè)備5天可輪灌一遍，該區(qū)采用灌排一條溝渠，揚水站靜水池安裝活動的排水口門，雨季渠道保持一定的蓄水位，以補滲地下水庫容。降水從徑流使渠道超過蓄水位，以補滲地下水庫容。降不徑流使渠道超過蓄水位時，排水口門打開溢流�？退�豐盛時期一律禁采地下水，遠水高亢區(qū)采用小白龍輸水。這樣一是河灌增產(chǎn)，二是引水補源，蓄積抗旱能力。

　　(二)用水效益

　　1、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。1992年1—6月份夏津縣降水43.5mm，屬歷史的最枯年，郭后風(fēng)沙治理示范區(qū)充分利用客水和地下水，小麥普澆三遍水，9600畝小麥畝產(chǎn)達到350kg。1972年1—6月份該區(qū)降水55.5mm，多于1992年同期28%，因當(dāng)時無提水機具，未能利用客水和地下水資源，郭后風(fēng)沙治理示范區(qū)小麥絕產(chǎn)5000畝。經(jīng)調(diào)查，該區(qū)1986年至1990年的5年間，僅糧棉每年平均灌溉增產(chǎn)價格就達363.16萬元，人均增加收入160元。

　　2、地下水拉趨于穩(wěn)定，把1975年至1990年16年的地下水資料分析。1975年至1985年11年該區(qū)地下水位下降3.1m。1986年后提客水量增加，地下水位趨于穩(wěn)定。而同類地區(qū)的香趙莊鄉(xiāng)自1975年以來約16年間，因客水保證率低，地下水超量開采，地下水位持續(xù)下降7.50m，平均每年下降0.47m。

　　3、減輕土壤風(fēng)蝕。該區(qū)屬季節(jié)性風(fēng)沙化土地，旱區(qū)同季與植被枯萎，地表裸露是人類無法改變的形成土壤風(fēng)蝕的自然因素。在此季節(jié)內(nèi)，引水灌溉可增加土壤內(nèi)部的抗蝕能力，減輕風(fēng)蝕程度。郭后風(fēng)沙治理示范區(qū)自1986年至1990年每年平均引提客水量多達1000萬m3，小麥一般澆3遍水(包括造墑、冬灌)，棉花一般澆2至3遍水(包括造墑)。小麥灌溉期正處風(fēng)季，初春小麥最先覆蓋地面，可減少風(fēng)蝕程度的80%，棉田灌溉出現(xiàn)在大風(fēng)盛行的3、4月份，有力的扼制了風(fēng)蝕的劇烈變化，縮短了風(fēng)蝕期，可減緩風(fēng)蝕程度的30%.經(jīng)計算，每年因灌溉減少的土壤風(fēng)蝕量為28616t，因此少損失有機質(zhì)174t，全氮14t,全磷35t，全鉀3t。

　　綜上所述，水可以濕潤地表，增加土壤內(nèi)部粘滯力，直接固沙，又可通過增加大地植被防治風(fēng)沙，實踐證明，水是防治土壤風(fēng)蝕的先導(dǎo)。