中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

　　2000 年，我国北方地区连续出现 10 余次沙尘暴、扬沙和浮尘天气，给交通运输、人民生活环境带来了不利的影响。世纪之交（去年 12 月 31 日和今年元月 1 日），甘肃省河西走廊又出现强沙尘暴，兰州市出现浮尘。今年 3 月底以前，甘肃河西走廊和内蒙西部已出现沙尘天气 9 次之多。3 月中旬，南京市也出现沙尘天气，引起人们的恐慌。为此，国家环境保护总局委托中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、植物研究所派出专家，并与中央电视台记者合作，分兵两路，分别对甘肃河西走廊、阿拉善高原强沙尘暴区和内蒙古中部北京沙尘天气的尘源区作“探索沙尘暴”科学考察。本次考察的目的是探索近期我国沙尘暴频频发生的原因，追寻沙尘暴的源区，提出减轻沙尘暴危害的对策。

我国沙尘暴出现的特征

　　根据沙尘暴发生频率、强度、沙尘物质组成与分布、生态现状、土壤水分含量、水土利用方式和强度，结合区域环境背景将中国北方划分出 4 个主要沙尘暴中心和源区：1）甘肃河西走廊及内蒙古阿拉善盟；2）南疆塔克拉玛干沙漠周边地区；3）内蒙古阴山北坡及浑善达克沙地毗邻地区；4）蒙陕宁长城沿线。上述沙尘暴多发地区的沙尘也常随西风和西北气流输送到华北及长江中下游，形成沙尘天气。

　　沙尘暴的发生一般需要强劲的风力、丰富的沙尘源和不稳定的空气层结 3 个条件。裸露地表富有松散、干燥的沙尘是沙尘暴形成的物质基础；足够强劲持久的风力和不稳定的空气层结是沙尘暴形成的必要气象动力和热力条件。

　　沙尘暴多发生在春季的 3～5 月，以午后为多，其伸展高度一般为 1000～2500 米，严重时可达 2500～3200 米。

　　上述源区是生态保护、防沙治沙、沙尘暴监测和预测的重点地区。春季和午后应是监测和预测的重点季节和时段。

沙尘暴发展的趋势

　　总体说来，我国沙尘暴从 50 年代以来呈波动减少之势，其中 60 年代和 70 年代略有上升，80～90 年代在减少中有回升；2000 年更是急剧增加，强或特强沙尘暴达到 9 次之多，为近 50 年之最；截止 3 月底，2001 年已出现两次强沙尘暴过程。这些现象可能预示着新一轮沙尘暴活跃期已经开始，这种趋势值得我们严加注意。

　　上述变化趋势可以从生态环境和气象条件的变化找到初步的解释。

　　沙尘暴频频发生是生态环境恶化的标志之一。我国沙漠、戈壁和沙漠化土地面积已达 165.3 万平方公里，并正以每年 2460 平方公里的速度发展。土地沙漠化东西部有很大的差别。以贺兰山为界，以西受西北干旱气候控制，缺少降雨，土地利用为绿洲灌溉农业区。沙漠化的因素和表现形式主要是水资源调配不当，下游农耕地因缺水撂荒或沙漠与绿洲过渡带的盲目开垦、樵采及过牧引起，或草场因地表水枯竭、地下水位下降导致天然植被死亡，风蚀量增大。东部受东亚季风的影响，夏秋有一定量的降水，沙漠化主要发生在农牧交错带，冬春干旱季节，由滥垦、草场严重超载或过牧退化、樵采引起，以农耕地土壤沙化、砾质化、灌丛沙漠化和沙地活化为主要形式。

　　从气象条件看，70 年代末期后，冬季东亚大气环流出现突变，高空东亚大槽偏东偏弱，致使沙尘暴源区冬春风速减小，再加上 80 年代中期后厄尔尼诺事件盛行，所以 80～90 年代沙尘暴次数偏少；以后因东亚大槽逐渐回复到它的正常偏强状态，使风速加强，同时 1999～2000 年已转为拉尼娜年，因此 2000 年沙尘暴急剧增加，另外内蒙古、南疆及河西走廊等地沙尘暴年代际频数的增减和雨量减增也有较好联系。

　　综合考虑到中国北方近期生态环境恶化的势头还未得到遏制；全球增温会使地表解冻期提前；内蒙古中部及西北区东部的干旱还无明显减缓迹象，但河西西部及南疆前 10 年偏湿的势头倒有减弱之势；再考虑到目前已经出现新一轮沙尘暴活跃的迹象，所以未来沙尘暴可能将处于活跃期。

北京沙尘天气

　　近年北京出现的沙尘天气多为扬沙和浮尘，少见的沙尘暴强度也较弱，例如，2000 年 4 月 6 日出现的当年最强沙尘天气，最大风速 14 米/秒，最低能见度 500 米，属一般性弱沙尘暴。

　　据统计，1971～1998 年，出现扬沙次数 355 次、浮尘 111 次、沙尘暴 25 次，分别占 74%、21%、5%。解放后，从 50 年代到 90 年代中前期北京的沙尘天气在波动中逐年减少，大风较多的 70 年代也是如此，出现了“有风无沙”现象。但从 1998 年起，沙尘天气明显回升，2000 年出现 12 次，接近 60 年代（1995 年 12 次、1966 年 20 次）水平。

　　应用各县沙尘天气统计资料，把北京的沙尘天气划分为扬沙、浮尘、扬沙——浮尘、大风——浮尘、沙尘暴 5 种类型。类型分异与台站所处地理位置息息相关。综合各台站风沙天气类型，地球化学、重矿物等分析追踪结果和典型沙尘天气过程气象云图显示，得出沙尘物质来源的结论：扬沙为就地起沙，永定、潮白、御栖河古沙土沉积和城市建设弃土为主要沙尘来源；沙尘暴及浮尘物质主要来自上风向沙尘暴多发区，内蒙古高原阴山北坡及浑善达克沙地南缘农牧交错带旱作农耕地和退化草原是沙尘物质的最主要提供者。

　　受地理位置和地形制约，上风向沙尘进入北京有 3 个主要通道，俗称“风口”，它们是关沟、潮白河和永定河河谷（或谷地）。

　　历史上北京也曾出现过强沙尘暴肆虐的天气，最早的沙尘暴记录出现在公元 440 年（北魏太平真君元年），15 世纪中叶到 17 世纪中后期（明代中后期到清代前期）是北京平原沙尘暴最多发、强度最大的时期，并且，沙尘暴和持续的旱灾加速了明王朝的灭亡。从北京沙尘暴发展历史可以总结出两条结论：1）北京沙尘暴出现在周围大规模开垦土地后若干年（约 30 年左右）；2）沙尘暴在干冷的气候条件下最为猖獗。

减轻沙尘暴的策略和措施

　　20 世纪初美国大规模开发西部土地，导致 30 年代震惊世界的“黑风暴”；60 年代，前苏联开垦哈萨克斯坦卡拉库姆荒漠周围土地同样出现强烈的沙尘暴。美国 30 年代以后，对西部的建设和改造中大力调整农业种植结构，采取不同成熟期和不同播种期作物间作、套种和作物留茬，大力推行免耕法及改革农机具等一套行之有效的方法；前苏联 60 年代以后，对中亚的建设和改造中重视兴修水利工程、大力建设农田防护林网都收到了比较好的效果。为世界提供了两种不同的防治沙尘暴技术模式——简称农业措施（美国）和林业措施（前苏联）。我们应汲取世界其他沙尘暴多发地区的成功经验，制订适合我国国情的恢复生态策略和方针。

　　尘暴是由天气过程和地面过程共同作用的产物。但是目前人类控制天气的能力还很有限，减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设。坚持“预防为主、保护优先、防治并重”的生态保护与建设方针；建立和完善生态保护的法规和政策体系，停止导致生态环境继续恶化的一切生产活动，对于超出生态承载能力的地区要采取一定的生态移民措施。

　　1）尽快确定旱作农业区的北界，作为实施“退耕”的标准。

　　2）尽快编制各地区的“退耕还林还草”规划，科学实施退耕还林还草举措。

　　3）合理调配流域水资源，利用经济杠杆，在上中游强制性推行节水灌溉，提高水资源的利用率，保护和恢复内陆河下游生态环境。

　　4）善待沙漠、慎重移民。严格控制沙漠开发；尽快在沙漠边缘过渡带、干湖盆、内陆河下游建立封育区和省级、国家级自然保护区。

　　5）保护、完善、巩固、提高绿洲防护林体系。在防沙阻沙林外缘划定 300～500 米宽的封沙育草带，严禁放牧樵采。每年适当引洪灌溉丘间低地以促进自然植被的恢复。

　　另外，绿洲防护林多为过熟林，应经严格审批和在有效监督下，有计划有步骤地进行更新。

　　6）改革耕作制度，提高冬春季农田覆被率，革新农机具，发展阳光大棚、温室等高科技农业。

　　7）强化沙尘暴的科学研究，加强沙尘暴源区监测网的建设，掌握沙尘暴发生发展的机制和规律，做到对沙尘暴的预警预报。减轻沙尘暴灾害的损失。

　　中央提出的天保、退耕还林还草、防沙治沙工程就是减缓沙尘暴的重大决策。

　　充分利用风能、太阳能，解决农村、牧区薪柴燃料，发挥农牧民积极性和中央政策扶持结合，发展经济，提高沙区群众生活是停止生态破坏的关键。

　　大力提倡舍饲和棚圈牧业，围封草场和加快飞播治沙，限制牲畜数量，使草原得到休生养息，并辅以抚育措施，恢复草原生态环境。