科技防沙治沙路

沈臻懿

堪稱地球“癌癥”的土地荒漠化

提及荒漠化治理，大家首先想到的可能就是植樹種草。但無論是栽種樹苗，抑或扦插枝條，其成活率往往都較低。即便是栽種當時成活了，也會因地下水源或者降雨不足而難以支撐樹苗的后續(xù)生長。對于飛播或撒播草種來說，種子的發(fā)芽率相對較低，且容易被流沙所掩埋，其荒漠化治理成效同樣有限。防沙治沙中的重要一環(huán)，即是如何有效固定流沙。但頗為遺憾的是，植樹栽苗在固定流沙方面的效果不甚理想。在風力作用下，苗木間的沙粒會被掏蝕，并裸露出地表下的樹根，進而導致苗木死亡。

面對栽種樹苗等傳統(tǒng)荒漠化治理方式的效能短板，需要有更好更多的防沙治沙新科技“挺身而出”！所幸，源源不斷問世的防沙治沙新手段，或?qū)⒂行Ц纳仆恋鼗哪@一嚴峻的生態(tài)問題。

令流沙穩(wěn)穩(wěn)“扎根”的人工生物結(jié)皮技術(shù)

由于荒漠、沙地表面的流動性，只要有大風刮來，肆虐的沙塵暴就會對人類的生態(tài)環(huán)境造成極大的影響?？茖W家經(jīng)過長期野外觀測與試驗發(fā)現(xiàn)，在沙漠綠洲的沙土表面、荒漠固定沙丘之上，有時會出現(xiàn)一層不同于沙粒顏色的表層物質(zhì)。這種生物土壤結(jié)皮能夠?qū)⒘魃忱喂獭版i定”，具有極為神奇的固沙特效。令人遺憾的是，這種生物土壤結(jié)皮在野外自然環(huán)境下形成的周期時間極長，至少需要經(jīng)歷二十年以上時間。

那么，有沒有一種技術(shù)，能夠加速這種土壤結(jié)皮過程，從而達到“鎖定”流沙的目的呢？科學家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，能夠讓沙化土壤結(jié)皮的“核心”，是沙漠藻類與各類微生物。為了破解土壤結(jié)皮背后的秘密，科學家在實驗室條件下用液體培養(yǎng)基對藻類結(jié)皮進行培養(yǎng)，待藻類大量繁殖后，再對其中的優(yōu)勢藻類進行分離和純化。

通過人為干預方式獲得的藻類微生物釋劑，需要以噴灑形式融于荒漠沙土中，從而有助于在沙粒表面形成土壤結(jié)皮。這一人工生物結(jié)皮技術(shù)的應用，就如同給荒漠沙地鋪上了一層綠色的“毛毯”，能夠?qū)⒘魃忱卫蔚亟d于地面。相對于自然環(huán)境來說，人工生物干預技術(shù)僅僅只需要三年左右時間，就可以形成土壤結(jié)皮。

藻類雖然看似毫不起眼，我們甚至還需要借助光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡才可觀清其全貌，但其在固定流沙、減少風蝕方面的成效堪稱“一枝獨秀”。以藻類為基礎的人工生物結(jié)皮技術(shù)，可以稱得上是完全無污染、無公害的新型環(huán)保技術(shù)，其不僅可以阻斷土壤的進一步荒漠化，藻細胞代謝的糖類分泌物還可以令土壤中的有機物含量提升，從而令沙漠土壤具有了高等植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。如果這一新技術(shù)得以成熟發(fā)展，不失為一種固定荒漠沙土、改善沙化土質(zhì)進而綠化地表土壤的重要“良方”。

化沙為土的神奇黏合劑

試想一下，如果我們同時用左右手分別去抓取一把土壤和一把沙子，最終會有什么結(jié)果呢？答案無疑是極為明顯的，抓取到的土壤將會被我們穩(wěn)穩(wěn)捏在手上，但抓在手心里的沙子卻會散開，并從手指間的縫隙不斷流逝。千萬不要小看這一簡單的實驗，這其中便能夠引出沙子與土壤之間的核心差異。

現(xiàn)代力學研究表明，沙子顆粒之間極為松散，并無作用力存在。而土壤微粒之間存在著作用力，能夠在力的作用下形成一個整體架構(gòu)。簡單來說，土壤的這一力學特性，能夠使土壤微粒之間存在一種名為“萬向結(jié)合約束”的特定約束。從某種意義而言，沙子其實也是一種土壤，只不過其受到了不同程度的破壞。為此，有科學家大膽設想，如果也賦予沙子顆粒這種“萬向結(jié)合約束”的作用力，是否就可以把沙化土地重新變成具有調(diào)節(jié)與修復能力的土壤，并在沙地上打造出全新的綠洲呢？最終，有研究團隊從自然界中，提取了一種植物纖維黏合劑，從而開啟了一段“化沙為土”的神奇之旅。

在利用這種神奇的黏合劑進行防沙治沙的過程中，人們只需要將沙子與黏合劑相互混合，再灌入一定量的水，沙子旋即便擁有了“萬向結(jié)合約束”的作用力，僅僅數(shù)分鐘后，原本黃色的沙子就會在黏合劑的作用下逐漸變?yōu)樯詈稚?。其外觀非但與自然土壤無異，還同時具備了類似于土壤的養(yǎng)分和水分涵養(yǎng)性。此時，再抓取一把混合了黏合劑的沙子，手上的沙子就不再會松散垮塌。

化沙為土的神奇黏合劑目前尚處于實驗階段，如果最終技術(shù)得以成熟，無疑將可推動荒漠、沙地化為綠洲良田。不過，這一新技術(shù)同樣還面臨著諸多有待解決的現(xiàn)實難題。譬如，在化沙為土的過程中，需要將特定厚度的沙層與黏合劑均勻攪拌。這一過程不僅工作量巨大，且尚未得以規(guī)?；\作。此外，由于目前該種黏合劑系從自然界的植物纖維中提取，其原料來源相對有限，如果需要進一步普及，還需要以人工合成或其他方式來替代現(xiàn)有的植物纖維原料。

令沙地重現(xiàn)綠色的人工植被鋪設技術(shù)

通過防沙治沙，讓沙地、荒漠得以綠意盎然的關(guān)鍵，是要有綠色植物的存在。但在不毛之地的沙地、荒漠環(huán)境下，幾乎不存在能讓植物生根發(fā)芽的空間條件。為了能夠讓綠色植物在沙地、荒漠中發(fā)芽、生根和存活，有研究團隊發(fā)明了一種簡稱為AVT（Artificial Vegetation Technology，人工植被技術(shù)）的綠化治沙技術(shù)。

簡單來說，人工植被，就是一種通過工業(yè)化加工生產(chǎn)出的用以種植植物的基質(zhì)材料。該技術(shù)的一大優(yōu)勢，在于其環(huán)保能力，主要以城鎮(zhèn)生活垃圾，農(nóng)牧業(yè)廢棄物，植物莖、葉、根等生物有機物，輔以其他材料，最終生產(chǎn)出人工植被這一復合了固沙、保水、綠化多重效能的營養(yǎng)基質(zhì)。

有了人工植被鋪設技術(shù)的介入，綠色植物在沙地上的栽種方式也得以發(fā)生顛覆性的改變。待栽種的植物種子只需要混夾在人工植被中，并通過專門的植被建造設備即可直接鋪設在沙化土地上。由于該過程無須耕種，也不需要對地表進行挖埋，因此可大大減少傳統(tǒng)栽種方式中的人力勞動。當然，人工植物鋪設新技術(shù)的好處還遠遠不止這些。該技術(shù)所采用的原材料均為生物有機物，本身就是一種良好的肥料來源，能夠有效保障植物在生長過程中所需的養(yǎng)分。此外，植物在人工植被上生長的同時，也會不斷有落葉產(chǎn)生。這一過程既可以源源不斷地為植物生長提供腐殖質(zhì)，亦可以滿足其營養(yǎng)所需。

我們都知道，在沙地、荒漠中種植植物來防沙治沙的一大現(xiàn)實難題，就是植物所需水源與荒漠極端缺水之間的巨大矛盾。不過，人工植被鋪設技術(shù)自身所具備的特殊性質(zhì)，使之能夠充分吸收所處環(huán)境中的自然降水與地下蒸發(fā)水。同時，由于其鋪設在沙地表面，還可阻斷地下水的蒸發(fā)，從而最大限度地實現(xiàn)水分間的不斷循環(huán)。在此情形下，即使是不借助外部澆灌與補水，仍能夠保障人工植被上的植物生長所需要的水分。

編輯：黃靈? yeshzhwu@foxmail.com