论中国宁夏中卫铁路沿线的防沙阻沙原理

中卫市沙坡头区地处腾格里沙漠东南前缘，东临中卫灌溉平原，西为半荒漠棕钙土山前平地，受大气环流和西伯利亚强冷空气的影响，为全国“三大风口”之一。境内流动沙丘密集分布，以格状沙丘及格状沙丘链为主，沙丘作西北向东南呈“之”字形前移，年平均前移3-5m。土地总面积6619平方公里，其中沙漠占22.7％。年平均气温8.4℃，降水量188.4毫米，蒸发量1973毫米，属典型的大陆性气候，年均起风时数达900小时，最大风力11级，风大沙多，气候干燥，为风沙危害严重地区。近几年来，中卫市采取工程措施和生物措施相结合，乔、灌、草种植相结合的措施，建立起以麦草方格、沙生植物为主的“五带一体”固沙防护林工程，以防止包兰铁路在该处被风沙掩盖，保证畅通。

一、“l米×l米”麦草方格固沙法

麦草方格固沙这一简单易行、便于操作的治沙技术，特别适合流动半流动沙丘及新垦沙地的流沙固定。麦草方格固沙平面形状有圆形、三角形、马蹄形、带状、方格状等。经过多次实践证明，l米×l米半隐蔽式麦草方格的固沙效果最好，所谓的“草方格沙障”就是将小麦秸秆纵横交错地撒在沙面上，形成一个个1米见方的草方格，然后用铁锹的尖头将麦草压入沙中，留10 多厘米长的秸秆露在沙外面。紧密相连的草方格织成了巨网，而在每个网格里栽种了耐旱抗风沙的沙生植物，巨网护住了小绿苗，小绿苗渐渐长大，成为连成一片的绿色植物带，在包揽铁路两旁使用麦草方格固沙法，铁路两旁的绿色植物带，阻挡了风沙减弱了风沙对铁路的危害 。

麦草方格防风固沙的原理是：麦草露出地面高度约15厘米，而风沙流就是在地面1０—15厘米内的高度贴地面移动的，方格状的麦草沙障可有效阻挡来自任何方向的风沙并将其封闭。将大量的方格麦草沙障连接起来，就可构筑大面积的遮蔽防风固沙区域，达到固定沙流的目的。麦草方格沙障的使用寿命一般是3—5年，经过3—5年，麦草成为银灰色，又是一种对植物生长很有利的肥料。同时，沙尘中含有一些粘土，风小时，由于沙子重量大于粘土的重量，这样，沙子落在了下面，粘土附在沙子上面，又因为大气降水、露水等因素，使这些粘土粘结在一起，形成了沙结皮，这是形成土壤的初期。它不但能固沙，而且随风刮

来的草籽和种子落在上面就可以生长。这种防风固沙的方法主要优点在于：一是投资少，成本低。 二是简单易行，便于操作。麦草扎设成方格状沙障，技术简单，一看就懂，一学就会。三是就地取材，替代材料广泛。中卫是小麦产区，麦草可就地取材，沙区及附近若无麦草可以稻草、芦苇等作替代材料。四是适宜范围广。更重要的是，这种无灌溉条件下的防风固沙法，可省去大量的水利灌溉投资。之后，可在麦草方格内栽种花棒、籽蒿、油蒿、柠条等沙生植物，形成绿色植被。同时，还在前沿辅以工程阻沙和育草封沙，构成一个稳固的绿色防护体系，保护了包兰铁路的正常运行。

在锁住沙龙的同时，中卫人民利用靠近黄河的有利条件，引提黄河水定期浇灌，在沙丘上营造起槐树、杨树、花棒、紫穗等乔木和灌木混交林带，使铁路两侧出现了一条长55 公里、宽500 米的绿色走廊。科学工作者把一些大片的流动沙丘改造成良田，通过扬黄灌溉、种植绿肥等措施，在沙丘上栽种上瓜果、蔬菜、粮食等经济植物。

二、“五带一体”防风林体系

“为保证包兰铁路的畅通，中卫固沙林场在国家铁道、林业、科研、气象、环保等部门和有关大专院校专家学者的协助下，几代治沙工作者坚持“因地制宜，就地取材，因害设防，综合治理”的原则，采取“五结合、五为主”的治沙措施，在包兰铁路中(卫)甘(塘)段铁路两侧建起了以“固沙防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带、封沙育草带”为内容的“五带一体”治沙防护体系。1970年，固沙林场将黄河水引上100多米高的沙丘进行灌溉造林，经过多年艰苦卓绝的斗争，中卫固沙林场干部职工在沙漠铁路沙害治理的实践中累计造林9000万株，扎设麦草沙障15万亩，平沙造田5000亩，修筑水渠50公里，设置钢丝围栏108公里，保证了包兰铁路在沙坡头区段的安全畅通。

“五带一体”防护体系由固沙防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带和封沙育草带五带组成，这五带缺一不可，成为一个统一整体，是现今最有效、最严密和最科学的治沙方案。上风方向300多m，下风方向200多m，总宽500多m，其中的无灌溉防护林带是必备的核心部分。由铁路向外，这五条防护带的营建技术要点分别为：

1．固沙防火带：在路基上风方向20m，下风方向10m，清除植物，整平

沙丘，铺设10-15cm厚的卵石、黄土或炉渣，起疏导作用，形成固沙火护带。设计此带是因为当时我国使用的是蒸汽机车，燃烧的是煤，一路上有带火星的煤碴落下，很有可能引起大火，所以在铁路附近铺了砾石，以防失火。现在我国已使用电力机车，它已失去了作用，但它也是沙坡头治沙五带一体中的一带。

2．灌溉造林带：在固沙防护带上风方向外侧60m，下风方向外侧40m范

围内，整修梯田，修筑灌渠，梯田设障，灌水造林。可选的乔灌木树种有二白杨、刺槐、沙枣、樟子松、柠条、花棒、黄柳、沙柳、紫穗槐、小叶锦鸡儿、沙拐枣等，春季植苗造林，造林密度1×2m，隔行混交或片状混交，混交时以灌木为主。

乔木半月灌水一次，定额33立方m3/亩，灌木一月灌水一次，每次66立方米/亩。这带主要是起到“阻沙”和“固沙”作用。

3．草障植物带：在灌溉防护林带外侧上风方向240m左右、下风方向160m

左右的范围内，于造林前一年的秋季全面扎设1m×1m的半隐蔽式麦草方格沙障；无论风沙多大，当风速减小时，沙子总会落在麦草的边缘，再刮风时，沙子被麦草挡住，不会扬起，有效的固定住了沙丘。之后，垂直主风方向，按株行带距1m×1m×2m的规格，营造以头状和乔木状沙拐枣、小叶锦鸡儿、花棒、柠条、黄柳、油蒿等树种为主的灌木林。造林可在春秋两季进行，秋季为主，方法多为植苗造林，株行距为1m×1m或1m×2m，油蒿株距0.5m；黄柳、沙柳用扦插；油蒿也可于雨季撒播。建议采用柠条×花棒、柠条×油蒿、花棒×小叶锦鸡儿的混交类型。这带主要起到“固沙”的作用。

4．前沿阻沙带：在无灌溉防护林带外侧上风方向的丘顶或沙丘较高位置，

用柽柳巴或枝条建立折线形高立式沙障，沙障地下埋深30cm，障高1m，阻挡风沙，使栅栏内风力减小，以保护无灌溉防护林带外缘部分的安全。这带主要起到“阻沙”的作用。

5．封沙育草带：在前沿阻沙带上风方向百米范围内的局部沙丘迎风坡上，

采取设栏封沙、铺设沙障、栽植灌木的方法，减少人畜对自然植被的破坏，促进封育区内植被自然繁殖，抑制风沙流运动。这带主要起到“固沙”和“阻沙”的作用。

沙漠地区的铁路防沙，若无灌溉条件，则采取机械固沙方式，如高立式多列式竹篱。有灌溉条件地区，可于铁路上风方向建立多带式植物防护带。带宽30-50m，带距40-50m，具体视沙害程度而定。根据沙害危害程度，上风方向可设3带到1带，下风方向只设1带。乔木可选二白杨、新疆杨、银白杨、沙枣等，灌木可选柽柳、柠条、锦鸡儿、花棒、梭梭等。配置上要乔灌结合，以形成前紧后疏的林带断面结构。戈壁上需开沟积沙客土造林，沟深40-50cm，沟宽40cm，沙满后挖穴造林。因戈壁渗水快，灌溉要少灌勤浇，半月一次，每次80立方米/亩。4月下旬至10月下旬间，林内除草，带间育草。