沙障治沙是通過設置物理屏障改變地表粗糙度,降低風速以固定流沙的防沙治沙核心技術,在高考地理中主要考查其原理、類型、應用及效果評價。
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一、沙障治沙的基本原理
1.核心機制:沙障通過增加地表粗糙度,改變近地面氣流結構,使風速降低30%-40%,從而削弱風的輸沙能力,達到"風雖過而沙不起"的效果。
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2.主要作用機理
(1)降低風速:沙障改變了近地面的氣流結構,其粗糙表面產生摩擦阻力,使風在經過時能量損耗,風速減小。
(2)截留水分:草方格等沙障能夠攔截降雨,將雨水留在方格內,減少流失,使沙層含水量增加,為植物種子萌發提供必要水分。
(3)促進植被恢復:降低的風速和增加的水分有利于植物種子在沙障內停留和發芽,同時沙障還能阻擋陽光直射,降低沙地溫度,減少水分蒸發。
(4)改變沙粒運動軌跡:風沙在經過沙障時,沙粒因風速減弱而沉降在沙障附近,而不是被風吹走,從而有效遏制沙丘移動。
二、沙障的主要類型及特點 ![]()
1. 按設置形式分類
(1)平鋪式沙障:直接在沙面上鋪設材料,形成覆蓋層
(2)草方格沙障:用麥草、稻草、蘆葦等材料扎成1米×1米方格,最常見且應用最廣,被稱為"中國魔方"。
(3)石方格沙障:將石塊鋪成方格,原理與草方格類似,但更能適應惡劣環境。
(4)PLA沙障:使用可降解的生物聚乳酸纖維,在高溫高濕環境下快速降解,提高沙地深層含水量。
(5)直立式沙障:設置垂直于地面的障礙物
(6)高立式沙障:高度通常為1-2米,如尼龍網沙障、蘆葦沙障等,防風效能更強。
(7)半隱蔽式沙障:部分埋入沙中,如網膜沙障,既能降低風速又不易被沙埋。
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2. 按材料來源分類
(1)生物材料沙障:麥草、稻草、蘆葦、沙柳等植物材料,成本低但壽命短(3-5年)。
(2)無機材料沙障:石塊、礫石等,耐久性強但施工難度大。
(3)高分子材料沙障:尼龍網、PLA纖維、聚乙烯等,抗老化性能強,壽命可達15-20年。
三、沙障治沙的典型案例 1. 寧夏沙坡頭(草方格沙障典范) ![]()
(1)背景:位于騰格里沙漠東南緣,風沙危害嚴重,包蘭鐵路常被風沙掩蓋。
(2)措施:大量使用草方格沙障,配合種植梭梭樹、沙拐棗等耐旱植物。
(3)成效:成功控制流沙,保護了包蘭鐵路60余年安全運營,植被覆蓋度顯著提高。
2. 塔克拉瑪干沙漠鎖邊工程 ![]()
(1)背景:中國最大、世界第二大流動沙漠,面積大、風力大、水資源缺口大。
(2)措施:采用"沙障+造林"新型治沙技術模式,包括草方格、高立式沙障、光伏治沙等多種方式。
(3)成效:構建起3000多公里的綠色走廊,有效阻擋了沙漠擴張,輸入黃河的泥沙量大幅減少。
3. 毛烏素沙地綜合治理 ![]()
(1)措施:采用沙柳再生沙障、PLA沙袋沙障和草繩沙障等多種沙障組合,配合固沙植物種植。
(2)研究發現:1米×1米規格的沙柳再生沙障降低近地表風速效能最大,可達80.29%,阻沙效果最穩定。
四、沙障治沙的最新技術發展 ![]()
1. 機械化治沙裝備
(1)網膜沙障鋪設機:由甘肅省治沙研究所研發,壓沙效率是人工的4-6倍,大大節約治沙成本。
(2)連續自動化沙障鋪設裝備:在北斗導航系統引導下,一氣呵成完成劃線、鋪設、覆沙壓實,作業效率是人工作業的數十倍。
(3)多功能立體固沙車:每小時可鋪設5000-6000平方米的草方格,適用于大面積鋪設。
2. 新型沙障材料
(1)刷狀網繩草方格:2019年起在寧夏中衛應用,鋪設效率比傳統草方格提升近一倍,無需插入沙地,只需擺放在沙丘上。
(2)羽翼袋沙障:底部袋具固沙,頂部羽翼袋擾動風流,防風效果平均增加48%,區域輸沙量減少80%以上。
(3)尼龍網沙障:采用可降解混紡尼龍復合材料,防護壽命達15-20年,抗老化性能強,施工便利。
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3. 沙障與生物措施結合
(1)"沙障+造林"模式:先鋪設沙障固定流沙,再在板結的網格里種上沙生植物,形成穩定生態系統。
(2)"機械沙障+生物治沙+封禁保護"體系:在三江源地區形成協同防治體系,累計治理沙化土地超2784平方公里。
五、沙障治沙在高考中的考查要點 ![]()
1. 沙障治沙原理分析
(1)典型問題:分析草方格沙障為何能有效減輕風沙危害
(2)答題要點:從增加地表粗糙度、降低風速、截留水分、促進植被恢復等角度分析
2. 沙障類型比較
(1)典型問題:比較草方格沙障與林木覆蓋的優缺點
(2)答題要點:草方格成本低、見效快但壽命短;林木覆蓋效果持久但初期成本高、成活率低
3. 沙障設置的因地制宜原則
(1)典型問題:說明不同地區應選擇何種沙障類型
(2)答題要點:根據當地自然條件(風力、降水、溫度)、材料獲取難易程度、經濟條件等選擇適合的沙障類型
4. 沙障治沙效果評價
(1)典型問題:評價某地沙障治沙工程的成效
(2)答題要點:從風速降低率、植被恢復情況、土壤含水量變化、經濟效益等多維度評價
六、沙障治沙的綜合效益 ![]()
1. 生態效益
(1)遏制沙漠擴張:有效固定流沙,保護周邊生態系統
(2)改善局部氣候:降低風速,調節氣溫與濕度,增加空氣濕度
(3)促進生物多樣性:為小型動物提供棲息地,增加生態系統復雜性
2. 經濟效益
(1)保障農牧業生產:減少風沙對農田、牧場的破壞,穩定農業生產
(2)降低治沙成本:機械化沙障鋪設大幅提高效率,降低人工成本
(3)促進沙產業發展:如沙生植物加工、肉蓯蓉種植等帶來經濟收益
3. 社會效益
(1)保護基礎設施:減少風沙對交通、通信等基礎設施的破壞
(2)改善居民生活:減少風沙危害,提升生活質量
(3)提供就業機會:治沙工程創造大量就業崗位,促進當地居民增收
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在高考答題中,應結合具體區域特點分析沙障治沙的應用,注意區分不同沙障類型的適用條件和效果,同時考慮沙障治沙的短期效果與長期效益,以及生態效益與經濟效益的平衡,這樣能使答案更加全面、深入。
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