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沙尘暴迷思:为什么防风林没有起作用?

来源:绿色和平行动派 作者: 人气: 发布时间:2021-03-16 20:21:33

3月15日,在植树节刚刚过去的第三天,中国北方便遭遇了近10年来最强的沙尘暴天气, 多地黄沙漫天,寒风阵阵。在本次沙尘起源的蒙古国,强沙尘暴和暴风雪已导致10人死亡,10余人失踪[1]。

在中国北方地区,强沙尘暴不仅带来严重的空气污染,更引发公众出行不便等日常窘况。中国天气网消息显示,15日,沙尘天气的影响范围西起新疆吐鲁番,东至黑龙江大庆、吉林长春,沙尘带长达近3000公里[2]。甘肃的嘉峪关12时PM10浓度达到9985微克/立方米,北京城区PM10浓度一度超过8000微克/立方米[3]。 

社交媒体上更是热闹,网友们纷纷晒出自己拍摄的“沙尘天气大片”,仿佛自带滤镜的照片被广泛调侃为现实版的电影《银翼杀手》或是穿越回北宋。打趣之外,也不少人表示困惑:为什么在西北种了大片梭梭树、毛乌素沙漠都被改造成绿洲了,但还会偶发沙尘暴?为什么防风林抵挡不住邻国飘来的大规模风沙?

要回答这个问题,我们就需要先简单了解一下沙尘暴到底是怎么形成的。

为什么会有沙尘暴?

简单来说,沙尘暴的形成需要三大必要条件:充足的沙源、将沙尘卷扬到空中的大气层结条件,以及将沙尘传输到远方的强风系统。 

以本次强沙尘事件为例,在沙源方面,因为前期蒙古国气温普遍较常年同期偏高5-8摄氏度,且大部分地区近期降水比较稀少,地表条件非常有利于沙尘的产生。 

另一方面,受较强的蒙古气旋影响,新疆北部到甘肃中西部、内蒙古大部、华北北部等地区先后出现6到8级阵风,为这次沙尘天气提供了非常好的热力和动力条件[5]。可以说,本次事件是同时具备了沙尘卷扬与传输两个条件的小概率事件。

沙尘暴背后的推手

研究表明,在气候变化的背景下蒙古国正在经历高温热浪和干旱的恶性循环,近二十年来创纪录的高温和干旱,是250多年间所未有的[6]。另一项针对草原生态系统的研究结果表明,蒙古国1996-2015年间的草原生态系统分别经历了快速升温和降水量减少,经受旱灾的频率增加。退化的植被和暖干化的气候,使土壤沙化,形成潜在的沙源[7]。在1960年,该国沙尘日数仅为18天,而这一数字到2007年则增长了两倍,达到57天[8]。

不仅是蒙古国,内蒙古部分地区也出现了暖干化的情况。1961年来全区平均增温达到每十年0.36摄氏度,明显高于同期全球(每10年上升0.12摄氏度)和全国(每10年上升0.23摄氏度)增温幅度。表现为极端高温事件增多,降水波动性增大,气候干旱日数年际波动加剧,水资源总量减少。气温升高,降水量减少,使内蒙古地区气候向暖干化发展[9]。作为中国境内的主要沙源地,西北地区虽然有暖湿化的趋势,但由于降水时空分布不均,部分地区仍有冬、春旱发生,容易造成春季的沙尘现象。 

沙源地的异常快速升温,不仅仅加重了当地的干旱程度。局地的异常增暖容易导致当地的热力不稳定,发展成垂直环流,造成扬沙的后果。在全球变暖的背景下,包括大风在内的极端天气均呈多发、频发趋势[10]。

为什么说植树造林不是万能的?

防风林主要是近地面地表植被, 高度通常在20-30米左右, 其作用是通过植被根系的固沙、蓄水功能,从而抑制、改善局地的起沙条件,减少近地面扬沙. 而不适宜造林的沙漠、戈壁等,仍然有可能成为沙尘暴的沙源[11]。强沙尘暴的扬沙高度可达1000-3000米[12],因此防风林对沙尘暴的阻挡效果不强。

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蒙古沙尘暴高度可达100米(图片来源: CGTN视频截图) 

从长期趋势来看, 数据显示在1980年代和2000年代,北京年沙尘日数较高,而2010年后,已经很少出现沙尘日。 

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1951-2020年3月份北京观象台沙尘日数(单位:天)[13]

在此次事件的起源地蒙古国, 近30年来对草牧场的不合理利用、无序的矿产开发以及气候变化等多种因素导致土地持续退化和荒漠化, 是亚洲荒漠化现象最严重的国家之一, 而且荒漠化仍以较快速度向该国各地区蔓延。因此, 相比起植树造林, 从根本上改变过度放牧和野蛮的采矿模式是遏制生态系统恶化的重要措施。 

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1982-2015年蒙古国归一化植被指数NDVI,主要反映植被生长状态和植被覆盖度: 黄色到红棕色表示NDVI随着时间推移降低,植被退化[14]。

植被作为碳汇资源, 吸收并封存二氧化碳的优势也不断被提及。然而, “碳汇”的吸碳潜力在一定条件下会减弱, 也可以变为“碳源”。比如在内蒙古,当春夏季的干旱程度超过一定水平,原本起到固碳作用的草原生态系统反而会将更多二氧化碳重新释放回到大气[15]。类似地,被称为地球之肺的亚马逊热带雨林在越发频繁的山火燃烧下成为巨大的碳源,进一步加剧了温室效应[16]。

同时我们不能忽略的是,沙漠是地球自然环境的重要组成部分,其本身是一种复杂的生态系统。所谓“防沙治沙”,并不是要“消灭”沙漠,而是在尊重自然、因地制宜的前提下,科学治理人为造成的沙化土地。若忽略自然生态的独特性而盲目推进绿化,治沙效果反而会事倍功半。比如,不充分考虑荒漠地区降水少的气候特点就一味植树,不但树难存活,还有可能进一步加剧水资源短缺的情况。

寻找简单答案是人类本能,但是,现实中一个环境事件的影响因素是复杂的。沙尘暴的问题关乎到气候(及其变化)、气象条件、植被状况,那么解决它的方案必定不是单一的。沙尘暴迫使不同国家,不同地区的人,暴露在同一污染物下;让我们意识到人终究生活在自然中而不是自然旁边;那么沙尘暴应该也可以促进系统性思维,和协作共赢的思考。

参考资料:

[1] 人民日报,蒙古国强沙尘暴和暴风雪已致10人死亡. http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2021-03/16/nw.D110000renmrb_20210316_5-17.htm

[2] 新华网, 近十年来最强沙尘暴来袭因何而起?是否会成为常态?http://www.xinhuanet.com/2021-03/15/c_1211066818.htm

[3] 新华网, 北方沙尘天继续!17省份受影响 19日或杀回马枪. http://www.xinhuanet.com/politics/2021-03/16/c_1127214807.htm

[4] 新华网, 毛乌素沙漠即将从陕西版图“消失”. http://www.sn.xinhuanet.com/2020-04/23/c_1125894037.htm

[5] 新华网, 近十年来最强沙尘暴来袭 因何而起?是否会成为常态?http://www.xinhuanet.com/2021-03/15/c_1211066818.htm

[6] Zhang, P., Jeong, J., Yoon, J., et al., 2020,Abrupt shift to hotter and drier climate over inner East Asia beyond thetipping point, Science, Vol. 370(6520): pp. 1095-1099

[7] Nandintsetseg, B., Boldgiv, B., Chang, J.,Ciais, P., Enkhbaatar, D., Altangerel, B., ... & Stenseth, N. C. (2021). Risk and vulnerability of Mongolian grasslands under climate change. Environmental Research Letters.

[8] Ministry of the Environment, Japan, ClimateChange in Mongolia, Outputs from GCM. https://www.env.go.jp/earth/ondanka/pamph_gcm/gcm_mongolia_en.pdf

[9] 李虹雨,马龙,刘廷玺,杜艳霞,刘明,2017,1951-2014年内蒙古地区气温、降水变化及其关系,冰川冻土,39(5):1098-1112

[10] 中国气象,解决沙尘暴?先来“解决”科学误区吧 | 时评. https://mp.weixin.qq.com/s/t5HwRlwbOITxIitFn_zIdA 

[11] 新浪科技,三大气象条件造就十年最强沙尘暴. https://finance.sina.com.cn/tech/2021-03-16/doc-ikknscsi5859122.shtml

[12] 卢琦,杨有林. 全球沙尘暴警世录. https://catalogue.unccd.int/827_Sand_and_Dust_storms_Chi.pdf

[13] 新华网, 近十年来最强沙尘暴来袭 因何而起?是否会成为常态?http://www.xinhuanet.com/2021-03/15/c_1211066818.htm

[14] Meng, X., Gao, X., Li, S., et al, 2020,Spatial and temporal characteristics of vegetation NDVI changes and the drivingforces in Mongolia during 1982-2015, Remote Sensing, Vol.12: 603doi:10.3390/rs12040603

[15] Zhang, R., Zhao, X., Zuo, X., et al, 2020, Drought-induced shift from a carbon sink to a carbon source in the grasslands of InnerMongolia, China, Catena, Vol. 195: 104845

[16] 綠色和平,亞馬遜雨林持續大火,與港人吃巴西牛有關?https://www.greenpeace.org/hongkong/issues/forests/update/9866/%E4%BA%9E%E9%A6%AC%E9%81%9C%E9%9B%A8%E6%9E%97%E6%8C%81%E7%BA%8C%E5%A4%A7%E7%81%AB%EF%BC%8C%E8%88%87%E6%B8%AF%E4%BA%BA%E5%90%83%E5%B7%B4%E8%A5%BF%E7%89%9B%E6%9C%89%E9%97%9C%EF%BC%9F/

(编辑:逍遥客)

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