沙障治沙是通過設(shè)置物理屏障改變地表粗糙度,降低風(fēng)速以固定流沙的防沙治沙核心技術(shù),在高考地理中主要考查其原理、類型、應(yīng)用及效果評價(jià)。
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一、沙障治沙的基本原理
1.核心機(jī)制:沙障通過增加地表粗糙度,改變近地面氣流結(jié)構(gòu),使風(fēng)速降低30%-40%,從而削弱風(fēng)的輸沙能力,達(dá)到"風(fēng)雖過而沙不起"的效果。
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2.主要作用機(jī)理
(1)降低風(fēng)速:沙障改變了近地面的氣流結(jié)構(gòu),其粗糙表面產(chǎn)生摩擦阻力,使風(fēng)在經(jīng)過時(shí)能量損耗,風(fēng)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(nèi),減少流失,使沙層含水量增加,為植物種子萌發(fā)提供必要水分。
(3)促進(jìn)植被恢復(fù):降低的風(fēng)速和增加的水分有利于植物種子在沙障內(nèi)停留和發(fā)芽,同時(shí)沙障還能阻擋陽光直射,降低沙地溫度,減少水分蒸發(fā)。
(4)改變沙粒運(yùn)動(dòng)軌跡:風(fēng)沙在經(jīng)過沙障時(shí),沙粒因風(fēng)速減弱而沉降在沙障附近,而不是被風(fēng)吹走,從而有效遏制沙丘移動(dòng)。
二、沙障的主要類型及特點(diǎn) ![]()
1. 按設(shè)置形式分類
(1)平鋪式沙障:直接在沙面上鋪設(shè)材料,形成覆蓋層
(2)草方格沙障:用麥草、稻草、蘆葦?shù)炔牧显?米×1米方格,最常見且應(yīng)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(yīng)惡劣環(huán)境。
(4)PLA沙障:使用可降解的生物聚乳酸纖維,在高溫高濕環(huán)境下快速降解,提高沙地深層含水量。
(5)直立式沙障:設(shè)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(wǎng)沙障、蘆葦沙障等,防風(fēng)效能更強(qiáng)。
(7)半隱蔽式沙障:部分埋入沙中,如網(wǎng)膜沙障,既能降低風(fēng)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(jī)材料沙障:石塊、礫石等,耐久性強(qiáng)但施工難度大。
(3)高分子材料沙障:尼龍網(wǎng)、PLA纖維、聚乙烯等,抗老化性能強(qiáng),壽命可達(dá)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(fēng)沙危害嚴(yán)重,包蘭鐵路常被風(fēng)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(hù)了包蘭鐵路60余年安全運(yùn)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(dòng)沙漠,面積大、風(fēng)力大、水資源缺口大。
(2)措施:采用"沙障+造林"新型治沙技術(shù)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(gòu)建起3000多公里的綠色走廊,有效阻擋了沙漠?dāng)U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(fā)現(xiàn):1米×1米規(guī)格的沙柳再生沙障降低近地表風(fēng)速效能最大,可達(dá)80.29%,阻沙效果最穩(wěn)定。
四、沙障治沙的最新技術(shù)發(fā)展 ![]()
1. 機(jī)械化治沙裝備
(1)網(wǎng)膜沙障鋪設(shè)機(jī):由甘肅省治沙研究所研發(fā),壓沙效率是人工的4-6倍,大大節(jié)約治沙成本。
(2)連續(xù)自動(dòng)化沙障鋪設(shè)裝備:在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下,一氣呵成完成劃線、鋪設(shè)、覆沙壓實(shí),作業(yè)效率是人工作業(yè)的數(shù)十倍。
(3)多功能立體固沙車:每小時(shí)可鋪設(shè)5000-6000平方米的草方格,適用于大面積鋪設(shè)。
2. 新型沙障材料
(1)刷狀網(wǎng)繩草方格:2019年起在寧夏中衛(wèi)應(yīng)用,鋪設(shè)效率比傳統(tǒng)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(dòng)風(fēng)流,防風(fēng)效果平均增加48%,區(qū)域輸沙量減少80%以上。
(3)尼龍網(wǎng)沙障:采用可降解混紡尼龍復(fù)合材料,防護(hù)壽命達(dá)15-20年,抗老化性能強(qiáng),施工便利。
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3. 沙障與生物措施結(jié)合
(1)"沙障+造林"模式:先鋪設(shè)沙障固定流沙,再在板結(jié)的網(wǎng)格里種上沙生植物,形成穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)。
(2)"機(jī)械沙障+生物治沙+封禁保護(hù)"體系:在三江源地區(qū)形成協(xié)同防治體系,累計(jì)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(diǎn) ![]()
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(fēng)沙危害
(2)答題要點(diǎn):從增加地表粗糙度、降低風(fēng)速、截留水分、促進(jìn)植被恢復(fù)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(yōu)缺點(diǎn)
(2)答題要點(diǎn):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(shè)置的因地制宜原則
(1)典型問題:說明不同地區(qū)應(yīng)選擇何種沙障類型
(2)答題要點(diǎn):根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件(風(fēng)力、降水、溫度)、材料獲取難易程度、經(jīng)濟(jì)條件等選擇適合的沙障類型
4. 沙障治沙效果評價(jià)
(1)典型問題:評價(jià)某地沙障治沙工程的成效
(2)答題要點(diǎn):從風(fēng)速降低率、植被恢復(fù)情況、土壤含水量變化、經(jīng)濟(jì)效益等多維度評價(jià)
六、沙障治沙的綜合效益 ![]()
1. 生態(tài)效益
(1)遏制沙漠?dāng)U張:有效固定流沙,保護(hù)周邊生態(tài)系統(tǒng)
(2)改善局部氣候:降低風(fēng)速,調(diào)節(jié)氣溫與濕度,增加空氣濕度
(3)促進(jìn)生物多樣性:為小型動(dòng)物提供棲息地,增加生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性
2. 經(jīng)濟(jì)效益
(1)保障農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn):減少風(fēng)沙對農(nóng)田、牧場的破壞,穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
(2)降低治沙成本:機(jī)械化沙障鋪設(shè)大幅提高效率,降低人工成本
(3)促進(jìn)沙產(chǎn)業(yè)發(fā)展:如沙生植物加工、肉蓯蓉種植等帶來經(jīng)濟(jì)收益
3. 社會(huì)效益
(1)保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施:減少風(fēng)沙對交通、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的破壞
(2)改善居民生活:減少風(fēng)沙危害,提升生活質(zhì)量
(3)提供就業(yè)機(jī)會(huì):治沙工程創(chuàng)造大量就業(yè)崗位,促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐用裨鍪?/p>
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在高考答題中,應(yīng)結(jié)合具體區(qū)域特點(diǎn)分析沙障治沙的應(yīng)用,注意區(qū)分不同沙障類型的適用條件和效果,同時(shí)考慮沙障治沙的短期效果與長期效益,以及生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的平衡,這樣能使答案更加全面、深入。
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