绪论
【内容提要】沙漠是在纯自然因素的作用下，形成于地质历史时期的产物。当进入人类历史时期之后，沙漠的演变与发展就成为自然和人为双重因素作用下的复杂过程，并逐渐对人类的生产、生活等活动产生直接或间接的深刻影响。土地荒漠化是人类面临的全球性重大环境问题之一，被称为“地球癌症”，威胁着全球 2/3的国家和地区、 1/5人口的生存和发展，已引起国际社会的广泛关注。应对荒漠化挑战是人类共同的责任，需要国际社会的共同努力。当前，中国虽然初步遏制了荒漠化的扩展趋势，沙区经济发展和民生改善都取得了显著成效，但由于荒漠化地区生态系统脆弱的问题仍然存在，防治荒漠化依然面临艰巨的挑战。中国荒漠化和沙化土地面积大，探索治沙理念，发展治沙新材料、新技术、新装备已成为必然趋势，并具深远意义。
“治沙原理与技术”是一门专门研究治理流沙的原理和技术的新兴学科，它的产生与新中国成立 70多年来治沙事业的飞速发展和治沙任务的迫切需求紧密相连，也是中国高等农林院校水土保持与荒漠化防治专业的主要专业课程，以植物学、植物分类学、植物生理学、生态学、地学（地质学、地貌学、自然地理学）、风沙物理学、沙漠学、干旱区造林学等为基础，与水土保持工程学、荒漠化防治工程学、林业生态工程学、环境保护与评价等课程密切相关。
0.1 治沙原理与技术的研究现状及其发展过程
0.1.1 国际防沙治沙发展简史
荒漠化防治由来已久，昀初是从治理沙漠开始的，所以有学者称为沙漠治理，简称治沙。据资料记载，世界各国的治沙工作至今已有 600多年历史。荒漠化防治的发展可分为 4个阶段，即海岸沙地造林阶段、植物治沙阶段、综合治沙阶段、大规模治理与开发相结合的新阶段。
1．海岸沙地造林阶段 14世纪初至 18世纪末，此为海岸沙地造林阶段。欧洲中部沿海国家，如德国（ 1361年）、丹麦（ 1660年）、匈牙利（ 1709年）、奥地利（ 1770年）、法国（ 1779年）等先后开展了海岸固沙造林，提出了采用造林恢复植被、治理流沙的理论；创造了沙丘造林的特有方式——配置沙障；筛选出了对沙地适应性较好的树种（松树）。这三项成果至今仍有重要的应用价值。
2．植物治沙阶段 19世纪至 20世纪中期，由过去单一栽植乔木的沙地造林，逐渐发展为乔、灌、草结合的植物治沙阶段，治沙中心已由中欧移到沙俄，在此阶段，沙障、地造林技术得到进一步发展，成为半荒漠和荒漠地区的主要措施。 1808年，沙俄在欧洲草原地带的河岸沙地开始固沙造林，并向草原区沙地、荒漠地带推广。 19世纪以后，沙俄的治沙工作向荒漠、非荒漠地带发展。 1880年，沙俄修筑里海铁路通过中亚沙漠，因线路常遭沙埋而开始了治沙工作，栽植梭梭、沙拐枣、细枝盐爪爪等灌木获得了一定成效。 1904年，开始在阿斯特拉罕等半荒漠地带的沙地上栽植尖叶柳。 20世纪 30年代，布哈拉固沙队设置了平铺式沙障，扦插了沙拐枣和细枝盐爪爪插条。 1931年，苏联开始了飞播治沙试验， 1934年开始化学治沙试验。
3．综合治沙阶段 20世纪 50年代至 70年代中期为综合治沙阶段。治沙工作从欧美向亚洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲的国家发展，沙障技术也得到了进一步的应用与发展，国际交往增多，学术活动频繁。苏联在草原地区的沙地上营造大规模以松树为主的人工林，成活率达到了 93%以上。在荒漠地区营造黑梭梭牧场防护林也获得了很大成功。美国通过大量的乔、灌木造林试验，掌握了不同树种的造林季节，提高了造林成活率。印度采用立式沙障或活沙障固沙，通过直播和容器苗植苗造林方式，带状配置，带间种草或灌木，营造乔、灌或乔、灌、草结合的防护体系，并设围栏防止人畜破坏获得成功。利比亚、埃及、也门、以色列、阿尔及利亚、澳大利亚、突尼斯、沙特阿拉伯等国家在利用各种沙障及植物进行固沙的同时，利用淀粉、水泥、沥青、石油合成橡胶等材料积极地开展了化学固沙试验。在此期间，沙漠化问题引起了全世界的广泛关注，防沙治沙工作也逐渐由个别国家、地区的单一方式转变为多国家、地区合作的综合治沙措施。
4．大规模治理与开发相结合的新阶段 20世纪 70年代以来，荒漠化防治事业进入有计划、有步骤、大规模治理与开发相结合的新阶段。治理内容更加丰富，而且不再局限于某一个国家或地区，而是成了全球性行动。治沙措施也不单是植物治沙、工程治沙和化学治沙技术的综合运用，还包括了多学科、全方位从技术措施到政策措施的综合防治。 1975年，联合国大会决议，开展向荒漠化斗争的行动计划（ plan of action to combat desertification，PACD），1977年，在内罗毕召开首次联合国荒漠化会议（ UNCOD），对荒漠化的认识突破了原来的狭义概念，进一步把人类活动与各种营力过程造成的土地生产力下降的环境联系起来，从而明确“荒漠化乃是土地生产潜力衰退与破坏，昀终导致出现类似荒漠景观的生态系统退化过程”。由联合国环境规划署（ UNEP），联合国教育、科学及文化组织（简称教科文组织），联合国粮食及农业组织（简称世界粮农组织）与世界气象组织共同编制 1∶2500万比例尺的荒漠化地图，把流沙移动、风蚀和水蚀形成的石质地表，流水冲刷形成的侵蚀劣地及盐渍化、水渍化等都纳入范围。1992年，联合国环境与发展会议首次把荒漠化防治确定为全球环境治理的优先领域，并列入《21世纪议程》的第 12章。1994年 10月，《联合国关于在发生严重干旱和（或）荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约》（以下简称《联合国防治荒漠化公约》）在巴黎签署，于 1996年 12月 26日生效，并且《联合国防治荒漠化公约》成为《 21世纪议程》下的重要公约之一，截至 2005年 4月 26日，该公约共有 191个缔约方。 1997年 9月，《联合国防治荒漠化公约》第一届缔约国大会在意大利罗马召开，标志着全球荒漠化防治进入了一个新纪元。
进入 21世纪后，为了防治荒漠化，保护土地资源和生态环境，各个国家从政策制度、管理体制、发展策略和科学规划等方面进行创新，积极研究、不断探讨荒漠化防治的对策和措施。美国及欧盟等将政策性的补偿退耕休耕等措施同农业立法相结合，一同运用到荒漠化的治理中。 21世纪初，以色列已建成全国输水网络和现代化管理系统，在年均降水量仅为 300多毫米的恶劣环境下，成功地在荒漠中发展了技术密集型的现代产业，成为治理荒漠化昀成功的国家之一。 2001年 6月，由 90个国家 1360位学者共同完成的“千年生态系统评估”项目中将荒漠化列为专题评估内容。“千年生态系统评估”中准确、中肯地指出当前全球荒漠化发展趋势、引发因素，对防治荒漠化策略的创新认知达到了新的高度。为防止沙漠化造成更大的危害，巴基斯坦环境部在 2006年 7月宣布了一项新的环境保护计划，在原本要求各级政府将防沙治沙工作列入责任范围的基础上，出资 1700万美元与联合国共同在巴基斯坦建立数十座培训中心，推广种植新型、耗水量少的经济型农作物，从而达到保护土地和防治沙漠化的目的。在 2006年成功组织国际沙漠和荒漠化年会的基础上， 2007年针对全球范围内日趋扩大的土地劣化和退化问题，联合国大会宣布 2010年到 2020年为联合国荒漠与防治荒漠化十年，以推动旱地保护行动。该项活动的目的在于促进联合国防治荒漠化公约的实施。
目前，国际上荒漠化防治研究的总趋势是将土地荒漠化问题看作一个严重的环境与社会经济问题，从自然、社会、经济方面进行全方位综合性研究。一是在宏观尺度上，更大范围地研究荒漠化生态系统空间格局、动态过程及其系统功能，探讨荒漠化生态系统重建的生态、经济和社会效应，分析其对全球变化的影响及对发展中国家国民经济增长和社会进步的促进作用；二是在微观尺度上，进一步研究荒漠化生态系统中物种之间、生物与环境之间的作用机制，分析主要生态过程和生态效应，以期为荒漠化生态系统的重建提供科学依据。
0.1.2国际防沙治沙实践总结
国际上防治荒漠化的成功模式有 3种：一是政府主导型，典型国家有美国、加拿大、德国和罗马尼亚；二是科技主导型，典型国家有以色列、阿拉伯联合酋长国和印度；三是产业主导型，典型国家有澳大利亚、埃及和伊朗。
政府主导型：荒漠化治理是宏观性问题，单靠某些个人、企业、组织不可能解决好。美国政府在防治荒漠化过程中充分发挥了主导作用，宏观上控制生产，对土地进行保护。联邦政府颁布了一系列政策法令，各州也制定了具有可操作性的土地开发和荒漠治理法，如 1933年的《麻梭浅滩和田纳西河流域开发法》、1961年的《地区再开发法》。这些法律不仅完善了美国的法律体系，更重要的是为美国西部开发和荒漠治理战略的顺利实施提供了有力的政策法规保障。同时，美国政府还成立了土壤保持局，鼓励各州实施土壤保护措施，并昀终取得了比较理想的成效。
科技主导型：先进、适用的科学技术与荒漠化防治措施相结合，能够加快防治荒漠化速度，获得多方面效益。有不少国家充分发挥了科学技术在荒漠化防治中的作用。以色列斯旦伯克荒漠研究所不仅研究与荒漠化直接有关的项目，还研究许多间接的项目，涉及太阳能与风能的开发利用、污水处理与利用、荒漠建筑、城市降尘、地热及微咸水利用、节水与水资源管理、生物技术、设施农业等 20多个专业领域。
产业主导型：在大多数国家，荒漠化防治不仅仅是为了改善生存与生态环境，还为了发展生产，促进经济发展。澳大利亚充分利用荒漠化地区的资源，大力支持新能源、生态旅游、医用植物的开发利用等，加快了高新技术成果的转化应用，使荒漠化防治的过程成为新兴产业、特色产业发展和农牧民脱贫致富的有效途径，真正实现了三大效益的有机统一。
0.1.3中国治沙研究工作简史
1949年之后，党中央、国务院十分重视沙化治理问题，逐步完善了荒漠化防治法律体系、政策体系，实施了荒漠化防治重点生态工程，探索出了一条生态保护修复与沙区经济发展和民生改善共赢的中国特色荒漠化防治道路。
中国土地荒漠化进程是中华民族历史的一个重要篇章，在不同历史时期，荒漠化土地分布范围的大小及地表特征存在差异。回顾中国 70多年来的荒漠化治理工作，结合改革开放以来我国防沙治沙工作的进展及现状，中国近代防沙治沙事业大致可划分为 4个阶段，即防沙治沙工作全民动员、进军沙漠的萌芽和起步探索阶段，国家意志与工程带动的防沙治沙推进阶段，以外促内与增速提效稳步推进阶段，全面推进新时代防沙治沙工作阶段。
自 20世纪 50年代以来，中国荒漠化治理工作从国家高度重视和部署荒漠化防治工作，到全民参与并积极采用现代科学技术手段监测和治理荒漠化。中国政府先后制定了《 1991—2000年全国防沙治沙规划纲要》《中国 21世纪议程林业行动计划》《中国环境保护 21世纪议程》《中国履行〈联合国防治荒漠化公约〉国家报告》等文件，并颁布了《中华人民共和国防沙治沙法》《中华人民共和国森林法》《中华人民共和国草原法》《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国矿产资源法》《中华人民共和国土地管理法》等系列法律法规，加大执行力度，使荒漠化防治逐渐走向法治轨道。先后启动实施了全国防沙治沙工程、三北防护林工程、天然林保护工程、退耕还林（草）工程、山川秀美工程等一系列大规模跨地域、跨流域的生态建设工程，从而有效地控制或减缓了荒漠化的发展。
1．1949～1977年：防沙治沙工作全民动员，进军沙漠的萌芽和起步探索阶段风沙侵占耕地、损害禾苗，大片的良田变成沙漠，农业生产受到极大威胁。新中国成立初期，百废待兴，在制定国民经济发展计划时，中央政府已经注意到荒漠化危害问题，并着手治理风沙。 1949年 2月，华北人民政府农业部在河北正定县设立冀西沙荒造林局，会同当地政府领导农民造林。 1949年 10月，中央人民政府林垦部成立，冀西沙荒造林局划归该部领导。 1950年政务院正式成立治沙领导小组，林垦部召开第一次全国林业业务会议，并在中国陕西榆林地区成立陕北防沙林场。梁希部长指出，“冀西沙荒造林局正在和风沙顽强斗争，并且取得了相当的效果。别的地方可以继
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