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沙漠里到底适宜种树还是种草?

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新浪微博达人勋

发表于 2012-11-3 16:55:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 zhouqiang15898 于 2012-11-3 16:57 编辑

沙漠里到底适宜种树还是种草?



周强



1。为什么树能从空中吸收水汽的微观依据

  这就要从水汽水分子结合和降雨来研究。因为水汽结合的质量m只有大于他的饱和质量M在某个点达到饱和时所凝结的水汽质量)才能降落,或者说当凝结的重力大于他自身的流动力时,水汽就会降落!

  而正常情况,一般水汽是很难达到饱和质量的,只有当二股冷热水汽交汇(冷空气降低了饱和质量,暖湿气流提供了足够的水汽,这时暖湿气流所凝结的水汽很容易大于饱和质量)就会降雨以及水汽大量被阻如沿海,在压力下大量水汽所凝结的质量也很容易大于饱和质量)也容易降雨。

  大量水汽被阻的降雨只出现在水汽输送的沿海(暴雨)或台风所经过的地方,大部分内陆地区是很难享受到这种降雨方式的!

  而冷热交汇降雨虽然大部分地区都能享受到,但越内陆的地区,享受的降雨季节越晚越短(要等冷空气退去,暖湿气流跟上,所以很多西北地区只在678几个月才会降雨),这种降雨方式也经常被老百姓称为“老天爷”降雨。

  除了这二种降雨方式,其实降雨还有另一种,那就是凝结核降雨,我们经常采用的人工降雨(碘化银或者干冰(二氧化碳)都属于凝结核降雨,因为碘化银很容易挥发或分解,1g碘化银可以形成几十万亿个凝结核微粒,而1立方厘米水汽只需 500多个凝结核就能形成降雨!(某些专家说干冰和碘化银是冷却,其实是误解,因为他们的热容比跟水汽相比是非常小的,几发碘化银炮弹能冷却多少公斤水汽?)。



  那么为什么有凝结核很容易形成降雨呢?

  这就要从水汽水分子结合来讨论!

  我们假设没有凝结核的水汽凝结的水汽是m,从我的《水汽的水分子是如何结合的》知道,有凝结核的水汽所凝结的质量要大于m几倍,最大可以达到6m,而6m很容易大于饱和质量M而形成降雨,这也是为什么人工可以降雨的原因。

   而森林可以释放大量的凝结核,即臭氧离子凝结核(光合作用的副产物)!这些臭氧不仅给我们带来氧气的同时,也给我们形成了降雨,这也是空气里有臭氧层的原因!随着森林的减少,地球的臭氧层也在减少,人类要多享受“紫外线”的照射,癌变就不可避免!这也是有茂盛森林的地区从来不缺水的根本原因!



2.沙漠里到底要种树还是种草?

  沙漠究竟种树还是种草比较好?这是科学界一直在争论的问题!

  主流观念一般认为沙漠种草较好,他们通常认为沙漠缺水,种树会大量蒸腾,沙漠更容易缺水!事实果真如此吗?

   我们知道地球是一个开放的环境,即使沙漠也不缺水汽!我在乌兰布和沙漠里测量了大量的数据。在白天即使距离很近隔着一块不大石碑),二个仪器同时测量(一个测阴面,一个测阳面)测的数据也相差很大,1017日大概1641左右测的数据:测得阴面相对湿度是32(温度9),而阳面湿度是5(温度19),而在早上336测的湿度48(温度零下5),早上733测的湿度55(温度零下6),而在晚上2319测的湿度是66(温度7)。我们可以看到沙漠里湿度也不是很低的,只有在裸露地表阳光下,温度升高,湿度才会变得非常低(湿度为5),而在背阳处(阴面)湿度也不是很低(湿度为32

   湿度达到30以上就有可能形成降雨(只要有凝结核),因为6m除以3,也能达到2m,而2m也容易大于饱和质量M而形成降雨。从测量数据我们知道,裸露的地表很容易在阳光下温度升高而导致湿度降低,从而导致沙漠更干旱!所以裸露的地表是不行的,必须要种植绿色植物才能改变沙漠的地表!

   那么种草行不行呢?我们先回顾一下历史。



   其实植被破坏有一个顺序,一旦森林被破坏,只要有水那就会生成灌木,如果灌木被破坏,只要有水那就会生成草被。而草被是最可怕的,因为一旦没有水,草被的必然结果就是沙尘!



  这个最明显的就是黄河流域。黄河最早并不叫黄河,很早的黄河流域也是原始森林密布的,《诗经》“坎坎伐檀兮,置之河之干兮,河水清且涟猗描写的就是春秋战国时魏国黄河一带的砍伐原始森林中的檀木的情况,那时的河流清的都可以看到河底!经过周朝,秦朝,汉朝直到唐朝几个朝代的砍伐,黄河流域的原始森林切底被破坏了!要不是长江流域的原始森林,黄河流域早就变黄了,长江流域给黄河流域输送了大量的水汽,黄河流域虽然森林被砍没了,还会长出灌木,实在不行,还有草被覆盖在泥土上,黄河还没有大量变黄!就是在唐朝黄河也是叫长河的,王维的“大漠孤烟直,长河落日圆”这里的长河指的就是黄河。

   黄河真正开始变黄的是从宋朝开始,大量人口的南迁,长江流域原始森林开始大量被砍伐,特别有了金属工具,破坏的速度比过去快速多了。李白的“二岸猿声啼不住”,杜甫的“窗含西岭千秋雪”猿声和雪山都是有原始森林的象征,唐朝的长江流域原始森林还是很好的啊!宋朝南迁的大量人口(砍森林空地种粮食)(住房建筑和家具)(车马和兵器)(烧火煮饭以及取暖),长江流域森林开始被大量砍伐,替代森林的灌木很难输送大量的水汽了,大量水汽被阻长江流域,黄河流域大量的灌木和草被开始出现死亡而露出黄土和荒漠,一旦暴雨来了,黄土和水而去,长河终于在宋朝开始变成了真正的黄河,洪水也接叠而来,开封成了水淹城!



   所以沙漠种草起不到长期固沙的作用!因为一旦没有水,灌木和草很容易死掉,沙化又开始出现!所以沙漠恢复成草原成本是相当的高,而且起不了很长时间的作用,甚至年年种草年年死,固沙需要年年投入,而荒漠化不断扩大,出现一个死循环的死结!

   而沙漠种树却完全不同,一旦树成活了,只要人类不破坏,树有办法从空中吸收水汽,特别是通过释放的大量凝结核来凝结空中的水汽,因为空中并不缺水汽!一旦凝结多余的水就会顺着树叶树干到树地下,地下一旦有水,就会大量自己长出灌木和草,从而形成一个新的生态系统!这样沙漠就会切底被压制住。易解放女士的科尔沁库伦段沙漠恢复成绿洲,这次在乌兰布和沙漠小马妹妹张家的一万多亩沙地(从82年开始植树)恢复成绿洲都是成功的案例!

   3. 沙漠要恢复多少森林(小乔木以上)比较适宜?

  按照降雨的条件,只要所凝结的质量大于饱和质量M就会降雨!我们知道凝结核所凝结的质量一般是6m,只要有2m就能实现大于饱和质量M而降雨,因此6m/2m=3,也就是森林覆盖达到三分之一以上就能满足最低的降雨条件,大致30%以上的森林覆盖就能满足(如榆树和胡杨等),再种植20%以上的经济林(梭梭和水果树等),剩下50%空地随便种什么都可以!

  所以国家只要激励和扶植农民种植30%以上的森林,剩下70%的地方由农民支配(最好规定有20%以上的经济林),这样国家即恢复了沙漠,同时通过70%的利益来调动了农民的积极性。



   沙漠一旦恢复成绿洲,全国的水汽输送就会顺畅,那么所有的自然灾害问题就可以得到解决!因为大量的沿海水汽通过森林输送到内陆,那么内陆就不会干旱,自然就没有了沙尘和沙尘暴!沿海大量水汽被输送走,沿海就不会积聚大量的水汽而形成台风和暴雨!



  所以恢复沿海森林也非常重要,直接关系到大量水汽的输送,特别是山东!以及沿海的浙江,福建,广东,广西,海南,江苏和辽宁都需要恢复乔木以上达到50%。还有水汽输送的沿途省份,特别是云南,以及湖南,江西,安徽,湖北,河南,河北,吉林,山西等必须30%-50%以上的乔木才能满足沿海大量水汽的输送。只有恢复了这些地区,让这些地区成为真正的空中的“南水北调”利国利民的可持续的非常环保的空中“调水” 森林工程

                                                                                                                              2012-11-2

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发表于 2012-11-3 17:38:19 | 显示全部楼层
又见周博士的帖子
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发表于 2012-12-20 09:00:01 | 显示全部楼层
沙漠里本身水分不足,树木成活要消耗大量的水分,如何在沙漠中给树木供以源源不断的水分呢?
生态群落的演替应该是一个渐进的过程,森林不可能一夜之间拔地而起,从一些原生植物慢慢演替为复杂的森林系统需要很多年,而且必须是一步步地成长发展起来的。
在西北地区好多地方都有种树的历程,但是真正成活,称得上森林树木的几乎没有,可见,在极端缺水的沙漠地区,种树几乎是天方夜谭。
从一些对水分消耗并不大的沙生草类慢慢发展沙漠绿洲,我想才是解决问题的根本,急功近利想在沙漠里出现树木森林的做法,估计在现实中在目前人类的认识中,应该不会实现的。
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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:41:42 | 显示全部楼层

为什么花费那么大的植树运动不成功?

答:
种树是长期效益,人们没有耐心,特别是一切向钱看的社会心态,更是如此!而且很多种树存在下列问题:
1。面积不够大(干旱沙漠达不到200平方公里面积),形成不了独立局部气候,容易干旱而死
2。不适合当地的树种(没有按照当地自然保护区的树来恢复),成活低
3。没人管理(没有责任到人,个人和当地负责想的都是国家补贴)
4。不知道沙漠到底要种多少树,无法把恢复树和当地人的经济利益挂钩!(以200平方公里为单位,30%大乔木或乔木(由国家所有,任何人和任何单位不得砍伐),20%经济林或灌木(在保证20%的前提下可以支配或种植任何经济林作物如适合当地的各种水果树),其余50%由受益人支配,也就是受益人可以支配70%以及全部的林下的经济如养鸡种蘑菇等)


所以年年种树年年拿补贴,树死活没人管!甚至当地人有恶劣的就拿树枝种植骗取补贴,你想怎么活?

  其实北京的三北防护林已经长大,起到很大的作用!你没发现北京08年后北京沙尘少了很多?雨水逐年增加?希望辛苦建立的三北防护林不要再被破坏啊!

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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:44:02 | 显示全部楼层
碧海凌波 发表于 2012-12-20 09:00
沙漠里本身水分不足,树木成活要消耗大量的水分,如何在沙漠中给树木供以源源不断的水分呢?
生态群落的演 ...

   降水除了降雨,还有每天的冷却水和凝结水,而我们通常只计算降水只计算降雨的量,实际上是冷却水和凝结水远远大于降雨的量,而这往往是被科学界忽略的,因为这部分很少,我们看不到或视而不见,但要知道,这个量虽少,但是365每天的时时刻刻都有!一杯水我们可以忽略,365杯水能忽略吗?一毫米降水我们可以忽略(沙漠虽然白天蒸发了,那只是没有森林来留住它而已),365毫米降水我们可以忽略吗?
   但是怎么留住这些水?沙漠能吗?


    地表缺水,不等于空中缺水汽!降水不是单单指降雨,而是所有降落到地表的水!所以大家下次讨论,不要再提什么降水量,会闹笑话的!洗脑虽然可怜,但永远被被洗脑,那就是悲哀!

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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:45:15 | 显示全部楼层
碧海凌波 发表于 2012-12-20 09:00
沙漠里本身水分不足,树木成活要消耗大量的水分,如何在沙漠中给树木供以源源不断的水分呢?
生态群落的演 ...

   我们种树的根本目的不完全是固沙,最根本是改变当地的气候,让他不在干旱!只要有树(榆树和胡杨等适应的乔木),就会从空中留住水汽,地表有水什么都可以长!所以种树了,就有水了,有水了草类和灌木自己就长了,固沙就不是问题了!

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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:45:48 | 显示全部楼层
其实国家只要制定相应的政策就行:只要是中国公民谁恢复乔木达到30%以上,经济林达20%,那片沙漠土地就归他七十年!除30%乔木归国家支配(任何人不得砍伐,违者直接进监狱,没收所有财产!)其他除保证20%的经济林,一切由他自己使用七十年)


   我想国家不出一分钱就能把沙漠恢复成绿洲!
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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:50:05 | 显示全部楼层
回 12楼(holywood) 的帖子


我在科尔沁万平那边听到的总体意见是反对种白杨树的,因为蒸发量大于当地降水量。
    
    我不知道阁下所说的万平跟我了解的万平是否同一个人?据我所知他恢复的大部分(85%以上)是小灌木和草类,而且以经济作物为主,很少的乔木,根本无法改变当地的气候!当地很适合种榆树,其实他所在的地方就叫通榆,哪个地方有很多叫榆树相关的名字,可以想象当地当年榆树是多么的丰富!  
     一个地方必须恢复到乔木30%以上,再配上20%的经济林(跟灌木差不多)才能改变当地干旱的气候!
    “因为蒸发量大于当地降水量”这句话通常是气象专家的话,也是一句祸国殃民的话!这句话是否定干旱地区种树的尚方宝剑,所以才会导致沙化越来越严重!
    其实他们根本就不了解植物,更不了解地球是一个开放的环境!地球空中根本就不缺水汽(地表缺水,不等于空中缺水汽),这些专家总是凭空想象,沙漠嘛,肯定就是干旱,就连空中也很干旱的!事实果真如此?

    却却相反,我不管在科尔沁沙漠测的数据,还是乌兰布和测的数据,都不是我们想象的那么干旱:1017日大概1641左右测的数据:测得阴面相对湿度是32(温度9),而阳面湿度是5(温度19),而在早上336测的湿度48(温度零下5),早上733测的湿度55(温度零下6),而在晚上2319测的湿度是66(温度7)。只有裸露的阳面湿度才真正的“干旱”(湿度为5)!

                               
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在太阳底下隔着这么大的一块石碑,测出16:41左右的数据:测得阴面相对湿度是32(温度9),而阳面湿度是5(温度19

这也是为什么热空气会阻碍水汽的原因!在一个很小的空间,他们的流动力是接近相等的,压强也基本相等!从流动力F= k Tρg / P 知道,只有T和ρ发生变化,T增大,ρ就减少,T减少,ρ就会增大


   而湿度达到30%以上,植物很容易通过冷凝和臭氧离子凝结核从空中获得水汽,我叫这部分水汽为森林雨,而我们气象专家往往就忽略这部分雨水(当然气象专家不是植物学家,所以不懂)!只要森林有一定面积(通常200平方公里以上)就能形成独立的气候环境,大部分自然保护区就是靠森林雨活下来的,就是再干旱的新疆,新疆的天池自然保护区的森林一样活的很好!


要是按照气象专家的“蒸发量大于当地降水量”是不是我们愚蠢到要把自然保护区的森林全砍了种草?


万平的观点,一是封育自然恢复,二是种植当地土生的比如榆树,小叶的榆树蒸发量小于降水量
   自然恢复是可以的,但需要漫长的时间!东北就封关了几百年(满清进关后就不准汉人出关一步电视剧《闯关东》就描写了这件事)才恢复到解放后有三百万林业工人在东北生活!但人类破坏速度远远超过恢复速度,况且您后面还没自然恢复,前面已经破坏了,前面没有大量水汽输送来,我们谈什么自然恢复,那万先生以为沙漠是沿海啊,有源源不断的水汽啊!黄河流域不就因为长江流域原始森林的破坏,没有恢复过来(连灌木和草也死了),我们才终于看到长河变黄河的悲剧!万平那里再不恢复森林,下场比黄河还要惨!因为那里都是人工灌溉,只有灌,没有排,已经开始严重的盐碱化的土地,比沙漠更可怕,更难恢复!
    沙漠只要有水,什么植物都可以生长,而盐碱地不排碱不沉碱,没有多少植物能活下来!
    种榆树,万先生唯一说对了这句话!可惜他不种到处都有榆树啊!
成林改变气候,很多东西都是耳听为虚眼见为实啊,哪个大学生绿色营去看看
  
   自然保护区就是事实,有哪个人没去自然保护区旅游过的?那我们恢复森林就按当地的自然保护区来恢复,有什么不可以的?难道我们非要愚蠢到自己想一个“科学”的方法?


                               
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盐碱化的土地!再不恢复森林,没有降雨来形成灌溉水循环,可怕的盐碱地不断增多,那才是真正的危险,到那时想种树也种不了,比沙漠更可怕!

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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:50:49 | 显示全部楼层
碧海凌波 发表于 2012-12-20 09:00
沙漠里本身水分不足,树木成活要消耗大量的水分,如何在沙漠中给树木供以源源不断的水分呢?
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因为蒸发量大于当地降水量”这句话通常是气象专家的话,也是一句祸国殃民的话!这句话是否定干旱地区种树的尚方宝剑,所以才会导致沙化越来越严重!


  要是按照气象专家的“蒸发量大于当地降水量”是不是要把自然保护区的森林全砍了种草?


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 楼主| 发表于 2012-12-25 17:51:37 | 显示全部楼层
碧海凌波 发表于 2012-12-20 09:00
沙漠里本身水分不足,树木成活要消耗大量的水分,如何在沙漠中给树木供以源源不断的水分呢?
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因为沙漠地表太干燥,只有改变这个干燥的条件,才能从根本上解决沙漠问题!虽然种草可以短期固沙,但不能改变沙漠干燥的地表!一旦没有水,固沙的草又的死去 ,我们前期的所有工作又的白做!我不知道我现在讲明白了没有?

    所以我们还不如一开始就种树(种适合当地的树种,任何干旱的地区一般当地都有一些自然保护区给我们做样板),从根本上解决沙漠问题和干旱问题,同时有树也改变了沙漠地表的干燥和沙漠的土质(烂叶),而且树也留住了空中的水汽,也改变了当地干旱的气候!

   

每棵独立的树到了晚上都是雾水和凝结水的收集器,每颗独立的树遇到了强风天都是强风减速器
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