漫漫沙漠 綠色工程

文/朱永杰

沙漠綠化是人為開墾沙漠及其周邊交錯區的過程，也是近年來在中東出現的一個熱詞。沙漠綠化，特指人們出于生態（生物多樣性）、農業耕作和牧業與林業經營的目的，通過工程措施開墾沙漠土地資源。

在干旱和半干旱區域，水資源的科學分配和使用具有特別重要的意義。根據管理和使用水資源的方式，沙漠綠化工程也分為傳統與可持續兩種。前一種是為了獲得糧食和蔬菜供應、城市建設和政治目的，人們或開鑿運河，或打深水井，獲得額外的水資源，實現工程目標。

20世紀后期，北非一些國家出于政治宣傳目的，在綠洲開鑿深井，提取地下水，發展農業的做法曾經受到國際社會的廣泛關注，并為此而感到憂慮。因為地下水是綠洲的生命源泉，打深水井，用于農業經營活動，在獲得一定農作物的同時，也相當于將深藏的地下水放到太陽照耀的酷熱沙地上蒸發掉，提水強度增大的時候，會嚴重影響綠洲的地下水水位，長此以往會導致綠洲消失。

建立在可持續發展理念上的沙漠綠化工程則不同，它不影響沙區原來的水資源分布狀況，采取現代節水技術和系統性管理手段，提高沙區生態承載力，在盡可能減少對生態系統產生負面影響的前提下，獲得農業經濟收益?？沙掷m性沙漠綠化工程具有緩解水、能源和糧食危機的潛力。而不考慮水資源供給條件，在干旱和半干旱的沙區，片面強調農牧業GDP的做法往往造成環境破壞。

干旱和半干旱區域的生態環境和可持續發展是地理、農業、生態等科學研究的重要領域。目前在技術上將太陽能、海水淡化、節水農業和設施農業結合在一起的生態技術整合系統，已經開始在中東地區進行試驗，用于農業生產，這個系統當前的問題是成本較高。這樣的系統實際上就是在沙區荒漠化治理的過程中采用跨界的思路，用沿海海水淡化的思路，發展節水型現代農業，只是結合沙區的實際，增加了水循環利用的技術。

2007年，聯合國在“有機農業和糧食安全”報告中指出，在不擴大土地使用和減少環境影響的情況下，利用有機和可持續農業可以作為實現全球糧食安全的途徑?？沙掷m農業講求種什么、在哪里種以及如何種等問題的科學合理解決。

在干旱和半干旱區域，采用多樣化種植方式，用特色和優質作物經營活動獲得超值特色農產品的增值作用更加有效；在近水的濕潤區域與高寒的干旱區域，種植的作物一定是不一樣的；在耕作方式上，輪作、留茬和土壤改良等措施是十分必要的。盡管這些知識和技術對于干旱和半干旱環境下的農業科學工作者幾乎就如同學外語中ABC等字母那樣簡單，但在實踐中，要想獲得滿意的經濟收益并不是都能做得很好，因為這樣的工作環境條件艱苦，還要懂得產品經營和會與當地老百姓打交道。

在沙區，由于干旱和氣候不穩定，單一農作物大面積經營活動的風險較大，從這一點來考慮，混作和輪作的可持續性效果會好一些。在干旱、半干旱的沙區，要特別注意單一作物的長期大面積種植方式帶來的風險，在平原和水資源較豐富區域實行的很多農業經營方式方法并不適宜。

沙區邊緣的綠化林帶

從目前的技術來看，固定土壤成本最低和最為有效的方法還是營造防護林帶、林地和草地。一般沙區防風林要用耐旱喬木和灌木與草地結合構成，用來減少土壤侵蝕和土壤失墑。

干旱、氣候變化、農業耕作、過度放牧和砍伐森林是沙區生態環境惡化的根本原因。研究表明，植被在決定土壤的生物組成方面發揮著重要作用。在許多環境中，隨著植被覆蓋面積的增加，土壤侵蝕和徑流的速度呈指數式下降。讓沙區的邊緣生長耗水較少的植被，是荒漠化治理的基本措施。特別是在這些地區出于較濕潤的氣候周期的時候，加強這樣的綠化工作特別關鍵。

從20世紀30年代，美國實施北美大平原防護林帶工程開始，在荒漠化區域實施防護林帶建設工程就被認為是抵抗荒漠化的重要手段之一。世界曾經進行過蘇聯斯大林防護林工程，中國三北防護林、沿海防護林、平原防護林等國家工程。目前，非洲的薩赫勒地區正在聯合國的領導下實施非洲綠色長城工程，這項工程對改善當地的生態環境產生了積極影響。

這些防護林帶建設和其他許多區域性防護林林帶建設積累了豐富的經驗，這些經驗包括：第一是實行節水措施，第二是適地適樹，第三是實行喬灌草結合，第四是因地制宜，第五是技術與管理相結合。這些經驗看上去似乎不那么“高大上”，有些“老土”，但絕對是世界公認的基本原則。

森林經營活動不能不顧及木材生產這個林業經營活動的基本目的，但在沙漠邊緣區域的森林經營活動的產出結果一定是生態環境為主，木材生產一定是農牧交錯區林業的輔助產品。在非洲薩赫勒防護林帶建設中，鎖住風沙是首要目的，提供薪柴是輔助性目的。

聯合國糧食與農業組織推薦的可持續發展方式主要有：進行整體化管理，制定可持續發展的規劃；通過實行林業生態工程，提高承載力；通過技術措施減鹽，提高土壤透氣性，增加自然植被；在重點地區建設防洪與保水設施，發展節水型設施農業；采用雨水收集和水循環實用技術；實行輪牧，減少土地的過度放牧；加強可持續農業和牧業經營活動的培訓，提高經營能力等。

帝王谷沙漠農業經營系統

美國加州的帝王谷，處于加州的帝王縣，位于南加州的東南部，是一個主要以埃爾森特羅為中心的區域。那里的溫度很高，平均年降雨量只有76毫米，環境干旱而高溫。帝王谷的土壤深厚而肥沃，是河流泛濫平原的一部分，由于河流改道，再加上降水減少，那里早已開始向荒漠轉變。

帝王谷的東邊與科羅拉多河接壤，西邊是薩爾頓海，臨圣地亞哥邊界，北邊是河邊縣的柯切拉山谷地區，它與帝王谷一起構成卡韋拉盆地。山谷由進行土地經營活動的帝國土地經營公司命名，該地區的文化融合了美國和墨西哥的文化，在這里進行的農業活動也可以吸引移民，依靠廉價勞動力發展農業經濟。

為了開發帝王谷，1928年的博爾德峽谷工程法案獲聯邦政府授權，20世紀30年代由美國土地墾務局（也被翻譯為墾殖局）和六家公司開始建造，包括全美運河和胡佛大壩、帝國大壩等，一起并入工程，于1942年完成。這條名為全美的運河全長130公里，將科羅拉多河的水輸送到帝王谷和周邊的9個城市。大壩和運河由聯邦墾務局擁有，但由帝王谷灌溉區管理。

帝國大壩位于亞利桑那州尤馬東北約48公里的科羅拉多河上，它將水引入全美運河。這條運河在加州卡爾西科以西，向北進入帝國山谷。這條運河是帝國山谷的唯一水源，取代了阿拉莫運河，成為加州南部到墨西哥邊境的唯一水源供給。美國運河旁的5條較小的運河把水運進了帝王谷。這些運河系統灌溉了25萬公頃的土地，使這個地區的農作物產量大大提高。

根據美國中部沙地農業集約經營的經驗，集約化的農業經營活動可以使用的技術包括滴灌、使用有機殘渣或動物糞便作為肥料和土壤改良措施、其他傳統的農業經營管理措施。在現代集約經營措施下的高效農業生產使土壤不受風和其他因素的侵蝕?？茖W研究發現，植物生長提高了土壤細菌活力，并提高植物對壓力條件的抵抗力，緩解沙地荒漠化。

來自全美運河的灌溉系統將科羅拉多河水經阿拉莫河和新河，引入了薩爾頓海。歷史上，薩爾頓海曾是科羅拉多河的泄洪湖，在洪水到來的時候，這個湖就被淹沒，存放多余的河水。薩爾頓海周期性地被科羅拉多河的洪水淹沒，而一般會在科羅拉多河重新注入洪水之前就干涸了。運河系統將淤泥、硒和鹽從科羅拉多河運輸到薩爾頓海。因為沒有通往海洋的出口，這些鹽和礦物通過蒸發濃縮，導致土壤中鹽度增加。

由于沙漠地區的空氣缺少水分，光照充足，使太陽能利用變成可能。在美國加州的這個帝王谷，經過一系列的引水和集約經營措施，呈現一派現代農業的景象，多種生物技術措施都在此地發揮作用，太陽能的利用，也讓這個區域的農業發展染上綠色，為世界樹立了沙漠窮困區變農業富裕區的“光輝形象”，令很多中東國家艷羨不已。目前很多世界大財團都在覬覦中東沙漠的太陽能資源，試圖學習美國帝王谷的“綠色發展”經驗。專家估計，撒哈拉沙漠利用太陽能的潛力是巨大的，是全球最高的，如果能夠利用撒哈拉沙漠太陽能的10%就可以提供世界上所有的電力需求。

綜合生物技術系統

在干旱和半干旱區域實施設施工程可以利用沙區充足的太陽能資源，水、土、太陽能和電力協調使用，有利于水的循環利用。

2011年，埃及的“沙漠生活”公司在海邊建設了綜合生物技術系統的實驗項目，這個系統是埃及大規模沙漠開墾計劃的一部分，主要解決植樹造林和農業問題。

綜合生物技術系統基于炎熱干旱沙漠環境，通過整體性技術設計的整體概念，用溫室建筑、海水淡化、太陽能技術和自然元素等集成新的系統。該系統根據炎熱沙漠環境的特點，采用了封閉式水循環的建設理念。基本原理是利用太陽集中照射，讓海水蒸發，利用設置的裝置收集冷凝的蒸餾水。再用蒸餾水做節水型設施農業經營項目。根據現在的技術，淡化每立方米海水需要1.8度電，這些電全部來自太陽能和風能。當前的實驗基地核心面積為1公頃（15畝），是一個基本上自給自足的生產模塊。根據相關的報道，這樣一個模塊不斷繁殖，可以發展到10公頃或更大。當前的這個試驗基地是為熱沙漠類型環境量身訂制的，這種基于太陽能的集約型沙區農業系統對于冷沙漠環境是否可使用，目前還不清楚。

國際上對于這項技術褒貶不一，有一些人把這個系統與著名生物圈2號作比較，認為是其翻版。實際上在世界荒漠地區還進行了很多其他的實驗項目，例如“溫室村”試圖實現水的一次性投入，通過建設水循環體系，達到水循環利用，減少其蒸發損失的目的。這些技術能否實現徹底的荒漠化治理，目前還不清楚，一些技術人員堅信技術能夠改變生活，也能改變沙漠。