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蒋高明的博客

中国科学院植物研究所研究员,从事植物生态学研究

 
 
 

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关于我

联合国教科文组织人与生物圈中国国家委员会副秘书长、中国科学院植物研究所首席研究员、博士生导师、山东省人民政府泰山学者、中国科学院研究生院教授、联合国教科文组织人与生物圈计划城市组委员、中国生态学会副秘书长、中国生物多样性保护基金会副秘书长、中国环境文化促进会理事、中国植物学会植物生态学专业委员会委员、北京植物学会常务理事、青年工作委员会主任、中国生态系统研究网络生物分中心学术委员、中国科学院植物研究所学位委员会委员、

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《中国生态环境危急》连载之五十九:能否告别沙尘暴?  

2012-02-11 17:51:00|  分类: 环保呐喊 |  标签: |举报 |字号 订阅

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蒋高明
沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度低于1公里的天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的携沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。
据有关研究指出,沙尘暴的形成有3个基本条件:一是大风,这是形成沙尘暴的动力条件;二是地面上的沙尘物质,它是沙尘暴的物质基础,如30年代美国西部大草原的过度开垦,荒漠化加剧,沙尘源扩大,造成沙尘暴肆虐,又如前苏联50年代在哈萨克和西伯利亚等地区盲目大量开垦荒地,使地表裸露的沙尘物质增多,导致强沙尘暴频繁发生,这都是明显的例证;三是不稳定的空气状态,这是重要的局地热力条件。沙尘暴多发生在午后至傍晚时段内,就充分说明了大气不稳定状态的重要性。与土地沙漠化区域相联系,全世界有四大沙尘暴多发区,分别位于中亚、北美、中非和澳大利亚。我国的沙尘暴区属于中亚沙尘暴区的一部分,主要发生在北方地区。
我国沙尘暴灾害受冷高压路径、下垫面性质、地形等因素的控制,呈现出显著的区域特色。从总体上, 我国沙尘暴灾害主要分布于西北、华北和东北西部,尤其以西北地区沙尘暴灾害分布范围广,危害最为严重。
在1954-2002年期间,中国北方共出现了223例较为典型强沙尘暴事件,与沙漠、沙地的地理分布和入侵我国的强冷空气的路径密切关连。强沙尘暴的多发区域主要位于南疆盆地、西北地区东部和华北地区北部。强沙尘暴的多发季节为春季(3-5月份),共出现了184例,约占全年总数的82.5%,其中4月份多达99例,占全年总数的44.4%。在20世纪后半叶,强沙尘暴的发生次数以50年代最多,90年代最少,呈波动减少趋势。但2000~2002年又相对增多,其中2001年是1983年以后出现次数最多的年份。强沙尘暴的平均持续时间以20世纪90年代最短小,比其他年代约短0.5~l小时。
近几十年来, 我国北方地区的气候有明显的干暖化趋势, 地表湿润指数和上壤湿度明显减小, 这为沙尘暴的形成提供了气候背景在全球气候增暖的影响下, 北半球中纬度内陆地区, 降水量变化不大, 但温度显著升高, 地表蒸发加大, 土壤进一步变干这是有利于沙尘暴发生发展的大尺度气候背景, 加之人口压力的增大和沙区经济活动的逐年加强, 尤其是土地利用不合理的格局不可能在短期内得到根本性的调整, 沙尘暴灾害将可能进一步加剧, 尤其是强沙尘暴灾害会在更大的空间上发生。沙尘暴灾害加剧应当引起我们足够的重视。
沙尘暴是 “天灾”还是“人祸”?
沙尘暴频发要具备一定的气象因素,如气温偏高、降水偏少和冷空气频繁。影响沙尘暴发生的“动力”是强风,是第一位的因素,风速变化与沙尘天气次数、沙尘释放量一致;而影响起沙的最关键因子是春季源区近地面累积风速。在自然因素中,沙是第二位重要的原因。“风沙风沙”,风与沙是相辅相成的。沙尘天气的产生是风与沙共同作用的结果,其中沙是内因、风是外因;有风无沙或有沙无风都不会产生沙尘暴。地面上沙子的裸露是近年来我国沙尘暴频发的重要原因。这个因素主要来自人的地面破坏,即我们常说的土地荒漠化。
在气候带上,我国荒漠化土地主要分布在干旱区,有面积115万平方公里,占总荒漠化土地的43.6%;半干旱区有97.18万平方公里,占36.9%。干旱半干旱地区荒漠化面积之和约占国家总土地荒漠化面积的80.5%, 即八成多的荒漠化发生在这类地区。亚湿润干旱区尚有荒漠化土地51.4万平方公里,占总荒漠化面积的19.5%。
产生荒漠化的原因无外乎天然和人为两种原因,即我们通常所说的“天灾”和“人祸”。客观地讲,近代发生的荒漠化,上面两个原因都是同时存在的,缺少其中之一形成不了荒漠化。就自然的原因而讲,形成荒漠化的天气条件或者地质条件都是不以人的意志为转移的。如干旱区中的戈壁的形成就是强风、干旱等因素综合作用的结果。中国境内的八大沙漠,就是这样形成的。这八大沙漠名单如下:乌兰布和沙漠(内蒙古)、狼山沙漠(内蒙古)、腾格里沙漠(内蒙古、甘肃、宁夏)、巴丹吉林沙漠(内蒙古)、柴达木盆地沙漠(青海)、库姆达格沙漠(新疆)、古尔班通古特沙漠(新疆)、塔克拉玛干沙漠(新疆)。
今天出现的荒漠化大多与人类对自然资源的过度开发利用有关。我国荒漠化土地98.5%来自新疆、内蒙古、西藏、甘肃、青海、陕西、宁夏、河北8省(自治区),这里生态环境的特点就是脆弱,人类的不合理的生产活动,叠加上短期气候振动的干旱少雨,加速了荒漠化进程。因此,目前我国西北地区土地荒漠化的迅速扩大,在很大程度上是人为作用引起的,即“人祸”而非“天灾”。
让我们再从支持生态系统的六大环境因子的变化中分析一下荒漠化的成因。第一,光照并没有变化;第二, 温度正常波动;第三,氧气含量也没有变化;第四,二氧化碳增加部分(从工业革命前的290 ppm 到目前的350 ppm), 但这对植物的生长是有利的;第五,水分虽有变化, 但总体雨量正常, 部分年份还会出现偏高。在干旱、半干旱地区,水是限制植物生产的主要因子,但即使很严酷的环境,也会有天然植被分布,这是地球生物圈长期演化的结果。既然适合植物生长的气象条件仍然存在,那么植物的生长为什么一年不如一年呢?原因存在于:第六,土壤和矿物质发生了巨大的变化:自然生态系统的物质循环被人为中断了, 土壤损失严重。在草原上,植被所依托的土层充其量只有1米多厚(许多地方土层不足10厘米),下面就是几百米厚的通体沙。很明显,这1米多厚的土层是至关重要的。只有当有草丛严严实实覆盖的时候,土层才不会被风吹走。一旦当保护土壤的草丛遭到破坏,土层就会变松动、活化,最终变成沙尘飞到北京,甚至飞越太平洋。
因此,我们不主张因天气的变坏而造成沙地草地退化。尽管有学者认为,全球变化的发生在一定程度上加剧干旱化。为了说明这一点,不妨举两个事实:其一,在中国呼伦贝尔、锡林郭勒盟的东部地区退化草原(高度小于20厘米)的对面,蒙古国的草原依然高度在1米左右,那里仍然有上万只的黄羊活动,而我们的黄羊只有几只。要是天气旱了,他们的草应当更差才是,因为他们的位置还在我们的北面。其二,在中蒙、中俄10公里宽的边境线上,草原高度依然保留上世纪五十年代的高度。后面的例子有力地反驳如下两种观点:其一,草长不起来是天旱造成的;其二,牲口不啃食草原,草原反而长不好!因为大家都知道,边境线上是没有牲口压力的。


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