沙障治沙是通过设置物理屏障改变地表粗糙度,降低风速以固定流沙的防沙治沙核心技术,在高考地理中主要考查其原理、类型、应用及效果评价。
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一、沙障治沙的基本原理
1.核心机制:沙障通过增加地表粗糙度,改变近地面气流结构,使风速降低30%-40%,从而削弱风的输沙能力,达到"风虽过而沙不起"的效果。
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2.主要作用机理
(1)降低风速:沙障改变了近地面的气流结构,其粗糙表面产生摩擦阻力,使风在经过时能量损耗,风速减小。
(2)截留水分:草方格等沙障能够拦截降雨,将雨水留在方格内,减少流失,使沙层含水量增加,为植物种子萌发提供必要水分。
(3)促进植被恢复:降低的风速和增加的水分有利于植物种子在沙障内停留和发芽,同时沙障还能阻挡阳光直射,降低沙地温度,减少水分蒸发。
(4)改变沙粒运动轨迹:风沙在经过沙障时,沙粒因风速减弱而沉降在沙障附近,而不是被风吹走,从而有效遏制沙丘移动。
二、沙障的主要类型及特点 ![]()
1. 按设置形式分类
(1)平铺式沙障:直接在沙面上铺设材料,形成覆盖层
(2)草方格沙障:用麦草、稻草、芦苇等材料扎成1米×1米方格,最常见且应用最广,被称为"中国魔方"。
(3)石方格沙障:将石块铺成方格,原理与草方格类似,但更能适应恶劣环境。
(4)PLA沙障:使用可降解的生物聚乳酸纤维,在高温高湿环境下快速降解,提高沙地深层含水量。
(5)直立式沙障:设置垂直于地面的障碍物
(6)高立式沙障:高度通常为1-2米,如尼龙网沙障、芦苇沙障等,防风效能更强。
(7)半隐蔽式沙障:部分埋入沙中,如网膜沙障,既能降低风速又不易被沙埋。
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2. 按材料来源分类
(1)生物材料沙障:麦草、稻草、芦苇、沙柳等植物材料,成本低但寿命短(3-5年)。
(2)无机材料沙障:石块、砾石等,耐久性强但施工难度大。
(3)高分子材料沙障:尼龙网、PLA纤维、聚乙烯等,抗老化性能强,寿命可达15-20年。
三、沙障治沙的典型案例 1. 宁夏沙坡头(草方格沙障典范) ![]()
(1)背景:位于腾格里沙漠东南缘,风沙危害严重,包兰铁路常被风沙掩盖。
(2)措施:大量使用草方格沙障,配合种植梭梭树、沙拐枣等耐旱植物。
(3)成效:成功控制流沙,保护了包兰铁路60余年安全运营,植被覆盖度显著提高。
2. 塔克拉玛干沙漠锁边工程 ![]()
(1)背景:中国最大、世界第二大流动沙漠,面积大、风力大、水资源缺口大。
(2)措施:采用"沙障+造林"新型治沙技术模式,包括草方格、高立式沙障、光伏治沙等多种方式。
(3)成效:构建起3000多公里的绿色走廊,有效阻挡了沙漠扩张,输入黄河的泥沙量大幅减少。
3. 毛乌素沙地综合治理 ![]()
(1)措施:采用沙柳再生沙障、PLA沙袋沙障和草绳沙障等多种沙障组合,配合固沙植物种植。
(2)研究发现:1米×1米规格的沙柳再生沙障降低近地表风速效能最大,可达80.29%,阻沙效果最稳定。
四、沙障治沙的最新技术发展 ![]()
1. 机械化治沙装备
(1)网膜沙障铺设机:由甘肃省治沙研究所研发,压沙效率是人工的4-6倍,大大节约治沙成本。
(2)连续自动化沙障铺设装备:在北斗导航系统引导下,一气呵成完成划线、铺设、覆沙压实,作业效率是人工作业的数十倍。
(3)多功能立体固沙车:每小时可铺设5000-6000平方米的草方格,适用于大面积铺设。
2. 新型沙障材料
(1)刷状网绳草方格:2019年起在宁夏中卫应用,铺设效率比传统草方格提升近一倍,无需插入沙地,只需摆放在沙丘上。
(2)羽翼袋沙障:底部袋具固沙,顶部羽翼袋扰动风流,防风效果平均增加48%,区域输沙量减少80%以上。
(3)尼龙网沙障:采用可降解混纺尼龙复合材料,防护寿命达15-20年,抗老化性能强,施工便利。
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3. 沙障与生物措施结合
(1)"沙障+造林"模式:先铺设沙障固定流沙,再在板结的网格里种上沙生植物,形成稳定生态系统。
(2)"机械沙障+生物治沙+封禁保护"体系:在三江源地区形成协同防治体系,累计治理沙化土地超2784平方公里。
五、沙障治沙在高考中的考查要点 ![]()
1. 沙障治沙原理分析
(1)典型问题:分析草方格沙障为何能有效减轻风沙危害
(2)答题要点:从增加地表粗糙度、降低风速、截留水分、促进植被恢复等角度分析
2. 沙障类型比较
(1)典型问题:比较草方格沙障与林木覆盖的优缺点
(2)答题要点:草方格成本低、见效快但寿命短;林木覆盖效果持久但初期成本高、成活率低
3. 沙障设置的因地制宜原则
(1)典型问题:说明不同地区应选择何种沙障类型
(2)答题要点:根据当地自然条件(风力、降水、温度)、材料获取难易程度、经济条件等选择适合的沙障类型
4. 沙障治沙效果评价
(1)典型问题:评价某地沙障治沙工程的成效
(2)答题要点:从风速降低率、植被恢复情况、土壤含水量变化、经济效益等多维度评价
六、沙障治沙的综合效益 ![]()
1. 生态效益
(1)遏制沙漠扩张:有效固定流沙,保护周边生态系统
(2)改善局部气候:降低风速,调节气温与湿度,增加空气湿度
(3)促进生物多样性:为小型动物提供栖息地,增加生态系统复杂性
2. 经济效益
(1)保障农牧业生产:减少风沙对农田、牧场的破坏,稳定农业生产
(2)降低治沙成本:机械化沙障铺设大幅提高效率,降低人工成本
(3)促进沙产业发展:如沙生植物加工、肉苁蓉种植等带来经济收益
3. 社会效益
(1)保护基础设施:减少风沙对交通、通信等基础设施的破坏
(2)改善居民生活:减少风沙危害,提升生活质量
(3)提供就业机会:治沙工程创造大量就业岗位,促进当地居民增收
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在高考答题中,应结合具体区域特点分析沙障治沙的应用,注意区分不同沙障类型的适用条件和效果,同时考虑沙障治沙的短期效果与长期效益,以及生态效益与经济效益的平衡,这样能使答案更加全面、深入。
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