浅析草方格沙障在防风固沙中的应用

Journal of Agricultural Catastropholgy 2020，Vol 10，No 9:126-127，129
浅析草方格沙障在防风固沙中的应用
蒋仁山
凉州区林业技术推广中心，甘肃武威 733000
摘要 目前，对生态环境的治理方式越来越多样化，防止土地荒漠化是沙漠治理工作中应用较为广泛的方式之一，设置草方格沙障是防风固沙非常重要的一种工程技术手段。

在流动沙漠地带设置草方格沙障，可以有效增加地表摩擦力，降低或缓解地表风速，从而抑制沙丘流动，起到固定沙丘的作用。

应用草方格沙障压沙具有环保、施工技术要求不高、便于操作等诸多优点，受到沙区群众或林业部门的广泛应用。

主要分析了草方格沙障在防风固沙中的优势，阐述了设置草方格沙障的工艺流程，以期为相关技术人员和从业者提供技术参考。

关键词 草方格沙障；防风固沙；应用
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：2095–3305(2020)09–126–02
DOI:10.19383/ki.nyzhyj.2020.09.051
1 草方格沙障在防风固沙中的作用1.1 改良和提高土壤养分
在草方格沙障应用中，设置1～2年时间内的沙障，每一个草方格内会形成比较稳定的凹面，除了部分处于迎风坡区域的沙障外，大部分区域设置的草方格沙障可以有效避免地表被风沙侵蚀。

但是，裸露在外部的草方格沙障经过长时间的风吹、日晒、雨淋会逐渐被腐蚀。

一般情况下，草方格沙障可维持4～5年的时间，超过这个时间，对部分已经被风沙侵蚀的沙障要及时给予修复，保障草方格沙障作用的可持续性。

在此期间，埋在沙土中的麦草会随着长期风蚀雨侵而逐渐腐烂，转化为营养丰富的有机物，促进流沙中一些微生物的生长、繁衍。

随着微生物群落的增加，可促进土壤中有机物的分解，让沙土中的各种植物得到较多的营养物质，有效促进沙生植物的生长，逐步形成较完整的生态系统，使防风固沙作用更加明显。

1.2 对土壤有固水保湿的作用
利用草方格沙障，既可以起到防风固沙的作用，也能有效保持沙土中的水分含量，减少沙土中水分的流失。

通过对沙区不同区域浅层土壤水分含量的测定，发现在流动沙丘上埋设草方格沙障后，能够有效增加沙土中的湿度，在深度1.5 m的范围内湿度可提升25%～30%。

在设置的草方格内栽植梭梭、花棒、柠条等沙生苗木，成活率明显高于无沙障区域栽植苗木的成活率。

1.3 保护土壤
设置草方格沙障可以增加沙丘地表的粗糙度，有效降低贴近地表的空气流动速度，大大削弱大风对地表的冲刷，减少因大风天气吹走沙土。

实验表明，在1 m2范围内的草方格沙障内的粗糙度是未设置草方格沙障中的200～300倍，沙土流失率明显减少，仅为流沙区域的0.2%～1%，其中的风速也比流沙区域减少20%～30%。

2 草方格沙障对植物生长的作用在设置了草方格沙障的沙区地带，一些被风沙吹袭的细粒物质会掩埋落在沙土表面的植物种子，后期在适宜的条件下，种子会发芽出土，为沙土地带增添植被。

随着草方格中一些细小粒子不断积累起来，沙土表面更
作者简介 蒋仁山（1977–），男，甘肃武威人，林业工程师，主要从事林业技术推广与服务工作。

收稿日期 2020–10–19Application of Grass Checkerboard Sand Barrier in Windbreak and Sand Fixation
JIANG Ren-shan (Forestry Technology Extension Center of Liangzhou District, Wuwei, Gansu 733000）
Abstract At present, the ways of ecological environment control are more and more diversified, preventing land desertification is one of the more widely used ways in desert control work, and setting grass checkerboard sand barrier is a very important engineering technology means in wind prevention and sand fixation. Setting grass checkerboard sand barrier in the mobile desert can effectively increase the surface friction, reduce or alleviate the surface wind speed, so as to inhibit the flow of sand dunes and play the role of fixing sand dunes. The application of grass square sand barrier for sand control has many advantages, such as environmental protection, low construction technology requirements, easy operation and so on. Therefore, it is widely used by people in sand areas or forestry departments. Analyzes the advantages of grass checkered sand barrier in wind prevention and sand fixation, and expounds the process of setting grass checkered sand barrier, hoping to provide technical reference for relevant technical personnel and practitioners.
Key words Grass square sand barrier; Windbreak and sand fixation; Application
农业灾害研究2020，10（9）：126-127，129
加紧实，在夜间能使空气中凝结的水分和一些降水聚集在沙土表面，使水分不易流失，一些干旱地区的土壤能够得到宝贵的水分滋养，还可让一些植株汲取到水分，保证植物存活率。

此外，细粒中含有丰富的营养物质，如碳酸钙、花粉、木屑、纤维和许多微生物等有机物质和可溶性盐，这些营养物质与水融合后会往下渗漏，最后与沙土表面形成紧密的胶结颗粒，硬化后会变成一种较为结实的地面表皮，可发挥明显的防风防侵蚀作用。

在地面表层各种有机物质和微生物的作用下，沙土表面会形式较为稳定的凹面，这对地面结皮有着非常关键的作用。

在新设置的草方格沙障中，结皮首先会在迎风坡面形成。

在风蚀较大的区域，结皮形成的速度也会较快。

如土壤周围的颗粒在适宜的条件下，一个季节中就会在迎风坡面形成一层非常紧实的灰白结皮。

用草方格沙障固定沙丘后，可在草方格内种植一些如梭梭、沙枣、锦鸡儿等沙生植物，随着生态系统的慢慢恢复，沙丘表面的土质也会有所改善，进而循序渐进地改进该区域的生态环境[1]。

3 草方格沙障在防风固沙中的应用3.1 草方格沙障的制作流程
在设置草方格沙障时，要提前准备好相关的施工工具，如皮尺、石灰粉、铁锹、稻草、芦苇等，事先在沙地中划好便于施工的正方形网格线，把准备好的优质长稻草或芦苇进行充分碾压，然后将稻草或芦苇沿网格线垂直方向平铺摆放好。

使用的稻草或芦苇量应为1.2～1.5 kg。

在设置草方格沙障时没有严格按照所需的用量标准进行制作，会大大降低草方格沙障的应用效果。

用量过多会使稻草或芦苇发生倾倒现象，不能直立，严重影响防风固沙效果。

用铁锹等工具踩压稻草或芦苇中间位置，让稻草或芦苇的中间按压到沙土中，两头翘起，形成一道竖直的屏障，这样就完成了沙障的设置。

草方格沙障两边的淤沙要用铁锹拨到沙障底部，让草方格沙障能够比较紧固地直立在沙土中，进而发挥良好的防风固沙效果[2]。

3.2 草方格沙障施工的工艺流程
3.2.1 修整沙丘边坡在设置草方格沙
障时，必须对坡度大于30°的沙丘边坡
进行合理的刷坡，保证边坡坡率符合沙
障设置要求。

修整完沙丘边坡后还要对
施工地进行放样，保证施工过程符合设
计要求。

3.2.2 规划方格网并挖槽根据预先设
计的草方格铺设方案，先要在沙丘迎风
坡面脚线和坡面选择控点，然后在迎风
坡面上拉线并用石灰撒线，形成形状为
边长1 m的正方形网格，保持边线与主
风向一致或垂直，网格与坡脚线之间的
夹角为45°或135°，最后用铁锹沿着
地面上画好的石灰线挖出宽15 cm、深
20 cm的沟槽待用。

3.2.3 加工稻草在草方格沙障设置
中采用的原料很多，如麦草、稻草或芦
苇等。

制作草方格时，先要对稻草或
芦苇进行加工。

甘肃省河西地区主要
采用稻草作为原材料设置沙障。

以稻
草为例说明加工流程，选择当年生稻
草，保证无变色、无发霉、具有一定弹
性；先把稻草切割成70 cm长，在稻草
表面洒上水，保持湿润，提高稻草柔韧
性，避免制作草方格时稻草断裂；将稻
草按每25 kg为1捆轧制成捆，码放整
齐待用[3]。

3.2.4 铺设稻草稻草准备好以后，
开始沿着草方格的网线槽均匀无间断
地铺设，按照垂直方向把稻草中间点放
置在槽中间，1个方格内稻草的用量保
持在1.2～1.5 kg，随后将沙压在稻草
中间，再用一种不会将稻草切断的平板
工具对准稻草中间点，用力将稻草对折
并压紧，压到槽内20 cm深的位置，再
用沙土将稻草扶正，压好的稻草横竖成
行，规格整齐。

稻草最终露出沙面的高
度要保持在15 cm左右，保证顶部宽度
在5～6 cm。

最后用脚踩的方式把稻草
两边的沙土压紧，将稻草固定。

3.2.5 检查验收以每个沙丘坡面为1
个施工小班，草方格沙障设置完成后，
采用人工对线性进行初步调整，相关工
程专业技术人员进行检查验收，合格后
才能进入下一个施工小班。

设置草方格
沙障时，每2 km需要设置2 m左右宽的
隔离带作为防火工程建设用地，保证隔
离带位置处于沙丘凹陷处。

4 设置草方格沙障的注意事项
在流动沙丘地带设置草方格沙障
时最重要的是注意设置方向和规格。

草方格沙障是一种较为低矮的立式沙
障，设置的位置优先选择风速较快且方
向较为复杂的地段。

草方格沙障是由与
主风向垂直设置的主带和与主风向平
行设置的副带进行交叉互相组合而形
成的一种沙障形式，受周围风沙侵蚀地
表的程度、保护沙土地的目的、植物覆
盖率等诸多因素影响。

在规格选择上，
可设置边长为1 m或2 m的正方形格
子。

实践表明，1 m宽的草方格沙障防
风固沙效果最佳。

主带设置完成以后再
进行副带设置，副带可以比主带稍微薄
一些，但要与主带保持结实的连接，连
接不结实，风大时副带会产生缺口，降
低防风固沙效果。

一般情况下，草方格沙障设置在
沙丘迎风面的下半部分，如果在沙丘
迎风面上半部分设置，长期应用后会
被风吹平，但进行第二轮铺设后固沙
效果会更好。

遇到一些有特殊要求的
流动沙丘时，就要对其进行全面设置。

固定落沙坡也是一项非常重要的工
作，加固时要预先在顶部做一行一行
方格形状的草方格沙障，再依次往下
铺设；或先做好落沙坡副带，再从上至
下做好水平方向的主带。

设置草方格
沙障时，必须先要在固定沙带的外部
边缘，尤其是迎风面方向进行设置，这
是保护整个沙丘区域草方格正常应用
的关键。

如果固定沙带的外部边缘被
大风猛烈吹袭，设置的草方格沙障遭
受破坏后，该区域设置的全部草方格
沙障很容易被掩埋或被风侵蚀。

5 结语
草方格沙障的应用可以有效对沙
区起到防风固沙作用，并能保持土壤水
分，减少土壤水分蒸发，为沙土补充养
分，在土地荒漠化治理中有着不可忽视
的作用。

在实践中，虽然草方格沙障的
成本相对较高，消耗的时间也较长，但
产生的效果非常好。

草方格沙障的应用
能够为沙区群众战胜土地荒漠化和土
地沙化提供有效的技术支持，也能增强
人们对治理土地荒漠化的信心。

（下转第129页）
农业灾害研究2020，10（9）：128-129
放专家评议调查问卷20份，成功回收
16份，回收率80%。

表1 生态系统服务综合评价指标
目标层（A ）
要素层（B ）指标评价层（C ）生态服务定义
生态系统服务综
合评价指标
供给服务（B1）
食物生产（C1）获得食用植物与动物原材料生产（C2）获取可以利用的生物能调节服务（B2）
气体调节（C3）
保持大气气体组成平衡气候调节（C4）
降水、降温等区域气候调
节作用
水文调节（C5）水资源储存、利用
废物处理（C6）
植被和生物在处理利用后
养分的作用
支持服务（B3）保持土壤（C7）
土壤营养物质的积累及养
分循环
维持生物多样性（C8）
野生动植物基因来源和进
化、提供栖息地
文化服务（B4）
提供美学景观（C9）提供文化、景观、艺术价值2.2.2 一致性检验 为检验判断矩阵的合理性，需要进行一致性检验。

一致性的检验是通过计算一致性比例CR来进行的。

I
R I
C R C =
其中，CI 为一致性指标，计算公式为：
()()
1-n /max λ=I C 其中λmax 为判断矩阵的最大特征值，
n 为判断矩阵的纬度。

RI 为平均随机移植性指标，CR 为
一致性比例，当CR ≤0.1时，认为判断矩阵的已执行是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。

2.2.3 生态系统服务评价指标的权重和排序 若判断矩阵通过了一致性检验，
则可以用于计算最后的各个指标层的权重，计算方法为：
)
9,...,4,3,2,1(,,i ,i Z =×=i W W W i Y i Z X Y X 其中，
X Z W ,i 为指标Zi 相对于目标X 的权重，
X Y W ,i 为要素Yi 相对于目标X 的权重，
i ,i Y Z W 为指标Zi 相对于目标Yi 的权重（表2）。

表2 各评价指标的权重和排序
B 层
B1B2B3B4
C 层排序C 层0.164 70.710 8
0.063 2
0.061 3
C10.041 20.041 28C20.123 5
0.123 53C30.197 30.197 32C40.394 70.394 71C50.073 70.073 74C60.047 4
0.047 47C70.012 60.012 69C80.050 6
0.050 66C9
0.061 3
0.061 3
5
由表2可知，龙口市泳汶河生态湿地的气候调节、气体调节、水文调节、原材料生产提供的权重较高。

泳汶河湿地为非城区段流域湿地，该湿地以处理
流域污水尾水以及总体提升流域水生态平衡为主要目标，该湿地对泳汶河流域的水质净化、水生态平衡起到了至关重要的作用，由于处于非城区段，所以
提供的文化服务较低，同时，因为是人工湿地，所以维持物种多样性平衡的价值排位较靠后。

3 结论
从上述得到的生态系统服务价值权重排序结果来看，该项目组专家对于龙口市泳汶河人工生态湿地所能提供的生态系统服务中认为占比较多的是气候调节、气体调节、原材料生产、水文调节功能，而文化服务功能、维持生物多样性、废物处理、食物生产、土壤保持功能相对较弱。

4 结语
本研究所采用的层次分析法是一种依据专家主观因素进行判断的分析方法，受主观因素相对较明显，专家会考虑人工湿地的特点而对本项目进行打分。

生态系统服务指标可能更适用于自然湿地情况，针对人工湿地需要更多考虑净化水质的指标，此方面有待进一步研究。

参考文献
[1] 谢高地,甄霖,鲁春霞,等.一个基于专
家知识的生态系统服务价值化方法[J]. 自然资源学报,2008(5):911–919.[2] 庄慧君.基于层次分析法的生态系统服
务价值评估——以苏州湿地为例[J].农村经济与科技,2020(31):49–50.[3] 贺锋,董金凯,谢小龙,等.北京奥林匹
克森林公园人工湿地生态系统服务非使用价值的评估[J].长江流域资源与环境,2010(7):782–789.
[4] 孔晓霞,李国庆,陈丙寅,等.山东半岛东
部湿地生态系统服务评价及比较研究[J].湿地科学与管理,2016,12(3):23–27.
责任编辑：黄艳飞
（上接第127页）参考文献
[1] 周兰萍,张德魁,马全林,等.金塔县不
同固沙模式的防风效益观测研究[J].西
北林学院学报,2020,35(2):186–189,217.[2] 李红悦,哈斯额尔敦.机械沙障固沙效应
及生态效应的研究综述[J].北京师范大学学报(自然科学版),2020,56(1):63–67.
[3] 魏翔鸿,左合君,闫敏,等.尼龙网方格
沙障防风效应复变规律[J].干旱区研究,2019,36(6):1584–1591.
责任编辑：黄艳飞。