为响应暑期实践团队特色建设的号召,思跃行者团队于7月2日晚从西安站乘坐火车前往内蒙古阿拉善右旗展开环境调研活动,李秀炳同学作为队长,带领团队成员到沙漠等地展开采样调查。
思跃行者团队采访了阿拉善右旗各个部门后,前往巴丹吉林沙漠实地考察。在当地相关部门的强力支持与配合之下,获得了大量宝贵而又真实的数据,为后期试验的进行打下了坚实的基础。
当地地理位置及环境状况
阿拉善右旗隶属于内蒙古自治区阿拉善盟,位于内蒙古自治区西部,龙首山与合黎山褶皱带北麓。全旗东西长415公里,南北宽375公里,总面积73443平方千米。
阿拉善右旗卫星图
巴丹吉林沙漠是中国八大沙漠之一,是阿拉善沙漠的主体,位于内蒙古自治区西部银额盆地底部,总面积4.92万平方公里。虽然巴丹吉林沙漠年降水量不足40毫米,但孕育着将近100多个湖泊。高耸入云的沙山,神秘莫测的鸣沙,静谧的湖泊、湿地,构成了巴丹吉林沙漠独特的迷人景观。
思跃行者团队在巴丹吉林沙漠所见星空美景
实地调研
为进一步了解当地情况,获取相关数据,7月6日至7月8日,团队成员采访了阿拉善右旗林业治沙局与气象局。
思跃行者团队向当地林业局了解情况
在林业治沙局,通过与张习仁局长的深入交谈,团队了解到包括巴丹吉林沙漠“南扩东移”的严峻问题,政府治沙的成果以及未来开展工作的方向三个问题的具体内容。
局长给予团队开展相关环境调研的数据与方向的支持,并且对交大学子寄予厚望,期望我们能够为沙漠治理,尤其是固沙方面,提供新的方案。例如,团队通过多方打听、搜集资料等多种方式,选择化学以及微生物固沙剂的研制作为固沙可以研究的小方向。据了解,当地有以下两种主要的固沙方式。
(1)梭梭林
思跃行者在沙漠中实拍梭梭树
梭梭是藜科梭梭属植物,树皮灰白色,木材坚而脆。花期5-7月,果期9-10月,生长周期短。它生长于沙丘上、盐碱土荒漠、河边沙地等处,在沙漠地区常形成大面积纯林,可以用于固定沙丘。由于它根系发达,主根弯曲下伸,具有耐旱、耐高温、耐盐碱、耐风蚀、耐寒等多种特性,因此是一种极其重要的防风固沙植物,具有“沙漠卫士”的称号。
(2)草方格固沙
思跃行者在沙漠中实拍草方格固沙
草方格是新中国60年代发明的一种防风固沙、涵养水分的治沙方法,网状的草方格如同无生命的沙漠微型防护带环环相扣,连成一片,蔚为状观。
数据采集
为了进一步展开阿拉善右旗沙漠固沙方式的研究,了解当地的气候因素对沙漠化的影响,团队通过采访当地气象部门,收集了阿拉善右旗年平均气温,日最高气温,日最低气温以及降水量等气候变量近三十年来的具体数据,运用数学建模与分析的方法,总结气候因素对阿拉善右旗沙漠化的影响以及对合适固沙方式运用的方向,并运用数学模型对未来相关气候因素进行预测,对未来运用何种固沙方式以及如何通过将何种固沙方式结合以达到最好的固沙效益给予指引。
通过数学建模,团队得到了大概的预测结果:
R-K法求解沙漠面积结果表
通过查询资料,找到2000年实际的沙漠面积=47800,而利用R-K法求出的2000年沙漠面积=47793.594360352,误差为0.0134%,该误差完全可以接受,因此系数拟合较好,模型建立也比较准确。
现在利用建立的模型,对2020年之后的沙漠面积进行预测,预测结果如下表:
沙漠面积预测表
由上表可知,在没有人为进行环境改善的条件下,沙漠面积会不断增加,会在2030年达到55755.021。
由此可见:采取措施减少沙漠面积的扩大尤为重要。
7月9日,团队前往巴丹吉林沙漠进行当地的实际调查。结合地形地貌,采用科学取样法,选取了50×50m的沙漠土壤样品采集地。为了保证采集土壤样品的普遍性和有效性,在选择三个样方的同时,在每个样方内按照随机取样原则选取五个采样点,按照土壤深度分层次取样——分别采集了0~2cm的表层土壤、2~4cm的中层土壤以及4~6cm的深层土壤共1kg。最后,将各个土壤样本分别装入对应的聚丙乙烯保鲜袋中,以此保证土壤水分有效性以及样品pH值等数据的准确性。
思跃行者进行沙漠实地采样
通过土壤成分分析:团队发现在纯沙子的条件下,含水量、有机质、有效的氮磷钠含量均少于沙漠中的结皮土壤与植被。因此,团队建议在新的固沙剂中添加适当的有机质以及无机元素,会使沙丘更容易形成结皮。在这种条件下,更容易增加植物根部的附着率,增大植物根系的生长可能,起到更好的沙漠固沙效果。
土壤成分分析图
在本次沙漠土壤采样之行中,团队成员深刻认识到防风固沙行动的迫在眉睫以及当下生态文明建设的任重道远,更加坚定了知跃行者们践行西迁精神,改善生态环境的美好意愿。
活动总结
通过三天的政府部门走访以及实地采样考察,团队掌握了当地的环境以及气象信息,并且采集了足够的土壤样本。
通过建立合适的数学演化模型以预测沙漠面积的变化,团队成员对沙漠的变化有了更深刻的认识。倘若在不采取措施的情况下,沙漠面积将会持续扩大,在2030年沙漠面积将会扩大到55755.021。而在上个世纪80年代,沙漠面积为44300,由此可见采取措施减缓沙漠面积的扩大刻不容缓。
通过土壤分析,团队建议在固沙剂的组成成分中添加适当的有机质以及无机元素氮磷钠等,使沙丘更容易形成物理结皮,增大植物根系的生长可能,起到更好的沙漠固沙效果。