草方格是如何降伏“沙魔”的？

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2024-06-23 18:30

北京

在我国的西北地区，沙漠化一直是困扰当地居民和农业生产的一大问题。随着风沙的侵蚀，肥沃的土地变成了不毛之地，严重影响了生态环境和人们的生活。

为了对抗沙漠化，人们发明了许多治沙方法，其中草方格就是一种既经济又有效的方式。今天，就让我们来了解一下草方格是什么？它又是如何降伏“沙魔”的？以及它的适用情况和一些其他的治沙小妙招。

什么是草方格？

草方格，全称半隐蔽式草方格沙障，它是机械沙障的一种。机械沙障其实是就地取材，利用秸秆、麦草、乔灌枝条、石子、黏土，或人工合成的尼龙网等材料做成屏障，铺设在沙丘表面，目的是减缓沙表风速、阻止流沙就地迁移和堆积。

草方格近照

其中麦草、稻草沙障，俗称为“草方格”，它最省时、省力、省钱，不但对风沙流具有非常好的防阻作用，并且风化后还能作为有机肥料。草方格的发明是不同专业（气象学、自然地理学、植物学、工程学等）的科学家们历经数年（1955-1964）的研究成果。

20 世纪 70 年代，老一辈科学家来到宁夏讨论治理腾格里沙漠和有关铁路固沙等问题。

为了稳定沙面、保证固沙植物的成活率，科学家们首先采用麦（稻）草、黏土等材料全面或带状铺设沙面，然后栽植或播种植物，发现带状铺设的麦草沙障最有利于固沙植物的成活，但容易被风吹毁。

因此，有科学家建议将麦草用铁锹踩压到沙中避免被风吹毁，同时考虑到沙坡头地区多变的风向，将带状修改为方格状，达到“寸草遮丈风”的目的。随后，科学家们开展了不同材料、形状、尺寸机械沙障固沙效果的研究。

草方格是如何降服“沙魔”的？

草方格的原理和制作极为简单：将麦草或其他植物死亡后留下的秸秆对折插入沙地，一点点铺成 1 米乘 1 米的网格状。如此制作而成的草方格看似微不足道，实则蕴藏着大智慧。

我们知道，治沙的第一步应该是阻止沙的移动。而沙的移动，其实是风吹动沙丘表面的沙粒，并在背风面沉降的过程。

这一微小的过程在日积月累后，便能造成巨大沙山的位移。而草方格就从这里入手——麦草的存在增加了地表粗糙度，改变了其上的风速轮廓线，从而减弱贴地面层的风速，增加了风阻，降低实际风力作用的有效性，控制风蚀。

草方格沙障区域，水平方向上沙子的质量通量（a）和颗粒状态（b）（来源：参考文献3）

由于风阻的增大，地面风速大大降低，从而减少了扬沙量，削弱风动沙活动强度，使得沙粒无法快速移动，并沉降在网格的中间位置。

慢慢地，网格中央的沙粒在少量水和微生物作用下形成一层“结皮”（这是沙地向土壤转变的关键一步）。随后通过栽植灌木，进一步改造沙地，实现固沙的目标。

通过不断地试验，科学家们发现 1 米×1 米的草方格固沙效果最佳，因为该规格的草方格能够形成光滑的凹曲面（形如浅底锅）。规格大的草方格中心掏蚀深，不利于固沙植物的存活；规格小的草方格形不成凹曲面，容易被风吹毁。这些研究为草方格降服“沙魔”提供了理论根据。

草方格的发展与创新

最初，在沙漠中扎制草方格还是一个纯人力的活儿，治沙先辈们所能依靠的只有双手双脚和一把把铁锹。但今天的草方格固沙技术早已更新换代。

治沙先辈们依靠双手双脚和一把把铁锹扎制草方格

首先是机械化，例如一种多功能立体固沙车，每小时可铺设 8.5 亩草方格，每天可铺设草方格约 50 亩，效率可达到人工治沙的 50～80 倍，大幅节省了人力、减少了人工成本、提高了草方格铺设的效率。

多功能立体固沙车（来源：参考文献1）

其次，草方格本身也在“进化”。比如研究人员研究出了一种组合沙障——羽翼袋沙障，这种沙障在底部的袋子上插上了两列带有空隙的透风羽翼袋。下面的袋具有良好的固沙作用，上方的羽翼片可以通过摆动来削减风的动能，进而达到降低风能与提高地表粗糙度的组合效果。

羽翼袋沙障示意图（来源：参考文献2）

草方格作为一种简单而有效的治沙方法，在我国的沙漠化治理中发挥了重要作用。它不仅能够固沙防风，还能够促进植被恢复和生态环境的改善。

当然，草方格只是众多治沙方法中的一种，针对不同的沙漠化问题，我们需要综合考虑地理、气候、水资源等多种因素，采取最合适的治沙策略。通过科学的方法和持续的努力，我们完全有能力降伏“沙魔”，保护我们共同的家园。

参考文献

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[4]https://mp.weixin.qq.com/s/XJkdA6sLIzuH3IJjcxLnDw