本发明属于水土保持及荒漠化防治技术领域，具体涉及一种砒砂岩沙障固沙方法。
背景技术：
鄂尔多斯高原砒砂岩区地处毛乌素沙漠南缘的农牧交错带，是鄂尔多斯台地与黄土高原的过渡带，已经成为水沙和风沙的起源带。该区域土壤主要是砒砂岩土、黄绵土、风沙土和冲积土。砒砂岩是一种松散岩层，陆相碎屑岩系，具有无水坚硬如顽石，遇水则松软如泥，遇风则风化剥蚀等特点，被称为“世界水土流失之最”和“环境癌症”。砒砂岩的结构松散、漏水漏肥，不能形成土壤团粒结构，土地资源生态退化。这些特性导致该地区水土流失面积占全区土地面积的95％，其中，轻度侵蚀面积28.9％，中度侵蚀面积51％，强度侵蚀面积20.1％。该区域属于土壤水蚀与风蚀强烈复合侵蚀，土地荒漠化和水土流失严重，造成土地资源贫瘠、草原和森林退缩、生物多样性锐减，农牧业经济贫困，生态环境亟待恢复和重建。
现有的固沙有利用沙蒿、沙棘等植物作为活沙障，但在风沙区的条件下一般不利于植物生长，因此固沙效果周期较短，恰恰在冬春季风沙盛行期，而这些植物因为干枯未发芽，不具有明显的防风效果。另外是利用植物秸秆、沙袋、尼龙网等作为沙障，作物秸秆具有区域限制，沙袋、尼龙网的投资较大、不易降解等，因此这种沙障的固沙成本较高、环境威胁较大。另外若采用化学固沙剂固沙，材料对环境的污染较大且难于恢复。因此，急需一种适用于砒砂岩区的固沙方法，既能起到很好的固沙效果，又能降低成本，减少对环境的污染，同时促进土壤改良，提高保水保肥、防风固沙、有利于植被恢复等。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种砒砂岩沙障固沙方法，以解决现有技术固沙沙障固沙效果差、固沙面积小、沙障成本高、环境污染大及不利于植物生长的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种砒砂岩沙障固沙方法，包括以下步骤：
(1)砒砂岩选择及制备：在砒砂岩区就地选择大块砒砂岩，将所述的大块砒砂岩粉碎至直径为0.05m～0.08m块状颗粒；
(2)砒砂岩沙障单元设计：在选择需要铺设的区域，铺设步骤(1)中粉碎后的砒砂岩块状颗粒，形成边沿覆盖宽度为0.7m～0.9m，铺设高度h为0.1m～0.15m，中间包围该区域沙土的闭合砒砂岩沙障单元，覆盖完毕后，将砒砂岩块状颗粒压实；
(3)砒砂岩沙障布设：根据需要的布设面积，将步骤(2)中所述的砒砂岩沙障单元连续布设。
进一步地，上述步骤(1)中，所述的粉碎后的砒砂岩块状颗粒，其直径为0.08m。
进一步地，上述步骤(2)中，所述的砒砂岩沙障单元的边沿覆盖宽度为0.9m。
进一步地，上述步骤(2)中，所述的砒砂岩沙障单元的铺设高度h为0.1m。
进一步地，上述步骤(2)中，所述的砒砂岩沙障单元为正方形。
进一步地，上述的正方形砒砂岩沙障单元边长为8m～12m。
进一步地，上述的正方形砒砂岩沙障单元边长为10m。
进一步地，上述的正方形砒砂岩沙障布设呈品字形分布。
进一步地，上述的砒砂岩沙障单元边沿覆盖的砒砂岩块状颗粒，其外层包裹有单层可降解的聚乳酸pla网。
进一步地，上述的可降解的聚乳酸pla网，其网目边长小于上述的砒砂岩块状颗粒的直径。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的砒砂岩沙障就地取材，节约成本，与传统的砒砂岩与沙混合后改良沙地相比，通过风力，自然混合，减少了人工混合工序，降低了混合所需要的工程成本。
2、本发明在砒砂岩沙障实施前期，具有封闭式沙障的特点，起到防风固沙的效果；在砒砂岩方格沙障实施中期，砒砂岩方格沙障在风力作用下与沙的混合更加充分与均匀，因此随着时间的推荐，固沙效果会进一步增强，并且为沙地植物生长创造了良好的条件；在砒砂岩方格沙障实施后期，结合砒砂岩的性质特点，遇水后松软如泥，胶结力增加，一方面砒砂岩沙障受到水力侵蚀时，其固沙效果也会进一步增强，另一方面可以起到改良沙地的作用。
3、本发明的砒砂岩沙障对环境友好，无污染。
4、本发明可以根据需要布设，简单易行，可操作性强，可大面积实施。
附图说明
图1为砒砂岩方格沙障单元俯视图；
图2为砒砂岩方格沙障截面图；
图3为砒砂岩方格沙障布置图；
1—砒砂岩块状颗粒、2—该区域沙土。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种砒砂岩沙障固沙方法，包括以下步骤：
(1)砒砂岩选择及制备：在砒砂岩区就地选择大块砒砂岩，利用粉碎机将所述的大块砒砂岩粉碎至直径为0.05m～0.08m块状颗粒；
(2)砒砂岩沙障单元设计：在选择需要铺设的区域，铺设步骤(1)中粉碎后的砒砂岩块状颗粒，形成边沿覆盖宽度为0.7m～0.9m，铺设高度h为0.1m～0.15m，中间包围该区域沙土的闭合砒砂岩沙障单元，覆盖完毕后，将砒砂岩块状颗粒压实；
(3)砒砂岩沙障布设：根据需要的布设面积，将步骤(2)中所述的砒砂岩沙障单元连续布设。
优选地，粉碎的砒砂岩块状颗粒的直径为0.08m，覆盖宽度为0.9m，砒砂岩块状颗粒高出地面的高度h为0.1m，砒砂岩沙障单元铺设为正方形，边长为10m，将沙土包围一周，正方形砒砂岩沙障布设呈品字形。
砒砂岩沙障单元在铺设过程中，粉碎颗粒直径过小时，一方面，在风力的作用下，容易吹落，与沙土混合更均匀，但混合颗粒较小，固沙效果差，砒砂岩覆盖条带也容易随风流失，遇水易结块，起不到固沙的作用，另一方面，粉粹颗粒直径过小，成本高；粉碎颗粒直径过大时，不易吹落，同时不能与沙土均匀混合，不能达到固沙效果。
如图1所示：正方形沙障单元设置，比较规范，方便种植植物，沙障边长可以设置为8m～10m，覆盖宽度为0.7m～0.9m时，在风力条件下，沙障条带中粉碎的砒砂岩块状颗粒既能较好的与包围的沙土的混合，又能节约成本，同时可以大面积种植植物，当正方形沙障单元的边长为10m，覆盖宽度为0.9m时，效果最佳。砒砂岩沙障单元除了正方形封闭形状以外，也可以根据地形铺设为其他封闭形状，如圆形，六边形等。
如图2所示，步骤(2)中，砒砂岩方格沙障单元布设的砒砂岩块状颗粒高出地面的高度h为0.1m时，沙障的防护距离为：20×0.1m＝2m，沙障布设初期，沙障边沿条带左右2m内，风力作用下，起沙较少，起到一定固沙作用，砒砂岩沙障实施中期，随着吹落的砒砂岩块状颗粒的增多，与包围的沙土均匀地混合，固沙效果更好，实施后期时，结合砒砂岩遇水后松软如泥的特点，胶结力增加，固沙效果进一步增强，改良了沙地。
其中，布设的砒砂岩沙障单元边沿铺设条带不宜过高，多个砒砂岩沙障单元连续布设时，砒砂岩沙障单元布设高度过高，虽然对周边沙土起到一定的挡风固沙作用，但是整块沙土地间，形成多个较高的屏障，种植植物时，不方便机械化操作，给种植带来众多不便。
如图3所示，正方形砒砂岩沙障布设呈品字形，在风力作用下，这种布设，使每一个砒砂岩沙障单元所包围的沙土，其周围存在较多的砒砂岩沙障条带，能保证粉碎的砒砂岩块状颗粒，更多更均匀地与所包围的沙土混合，固沙效果更好。
砒砂岩沙障单元边沿覆盖的砒砂岩块状颗粒外层可以包裹单层可降解的聚乳酸(pla)网，可降解的聚乳酸(pla)网的网目边长略小于砒砂岩块状颗粒的直径。目的是为了保证沙障布设前期不论风速大小粉碎后砒砂岩块状颗粒均可匀速均匀地分布在所包围的沙土中，形成混合物，而不会快速地被风吹走，使砒砂岩沙障的使用更长久。
实施例：
在榆林市榆阳区大纪汗村毛乌素南缘区域，选取200m2面积的2块土地，进行砒砂岩沙障固沙试验，首先在其中一块砒砂岩区域，就地选择大块砒砂岩，用旋耕机(型号：1gkn-250；功率：58.8～73.5kw；生产厂家：连云港双亚机械有限公司)，粉碎成直径为0.08m的砒砂岩块状颗粒，铺设的砒砂岩沙障单元为正方形，边长10m，边沿条带覆盖宽度为0.9m，铺设高度为0.1m，沙土被包围在其中间，最后，将砒砂岩沙障单元连续布设，呈品字形。在另外一块砒砂岩土地上，未布设砒砂岩沙障，分别测定布设和未布设砒砂岩方格沙障沙地的起沙风速及不同风速沙土的侵蚀量。其中铺设砒砂岩方格沙障后的起沙风速为6.3m/s，未铺设砒砂岩方格沙障起沙风速为6.1m/s。在7m/s的风速下，铺设砒砂岩方格沙障的侵蚀量为0.49g/1.25m2/5min，比未铺设砒砂岩方格沙障的风蚀侵蚀量减少了96.38％，在9m/s、11m/s风速下，铺设砒砂岩方格沙障分别比未铺设砒砂岩方格沙障风蚀侵蚀量减少了98.11％、97.45％。因此砒砂岩方格沙障的固沙效果非常明显。
表1毛乌素南缘区域砒砂岩方格沙障效果