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生長。對于飛播或撒播草種來說，種子的發芽率相對較低，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，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，或將有效改善土地荒漠化這一嚴峻的生態問題。

令流沙穩穩“扎根”的人工生物結皮技術

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環境造成極大的影響。科學家經過長期野外觀測與試驗發現，在沙漠綠洲的沙土表面、荒漠固定沙丘之上，有時會出現一層不同于沙粒顏色的表層物質。這種生物土壤結皮能夠將流沙牢固“鎖定”，具有極為神奇的固沙特效。令人遺憾的是，這種生物土壤結皮在野外自然環境下形成的周期時間極長，至少需要經歷二十年以上時間。

那么，有沒有一種技術，能夠加速這種土壤結皮過程，從而達到“鎖定”流沙的目的呢？科學家經研究發現，能夠讓沙化土壤結皮的“核心”，是沙漠藻類與各類微生物。為了破解土壤結皮背后的秘密，科學家在實驗室條件下用液體培養基對藻類結皮進行培養，待藻類大量繁殖后，再對其中的優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皮。這一人工生物結皮技術的應用，就如同給荒漠沙地鋪上了一層綠色的“毛毯”，能夠將流沙牢牢地禁錮于地面。相對于自然環境來說，人工生物干預技術僅僅只需要三年左右時間，就可以形成土壤結皮。

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皮技術，可以稱得上是完全無污染、無公害的新型環保技術，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物質。如果這一新技術得以成熟發展，不失為一種固定荒漠沙土、改善沙化土質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，最終會有什么結果呢？答案無疑是極為明顯的，抓取到的土壤將會被我們穩穩捏在手上，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。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“萬向結合約束”的作用力，是否就可以把沙化土地重新變成具有調節與修復能力的土壤，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“萬向結合約束”的作用力，僅僅數分鐘后，原本黃色的沙子就會在黏合劑的作用下逐漸變為深褐色。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分和水分涵養性。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，這一新技術同樣還面臨著諸多有待解決的現實難題。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，且尚未得以規模化運作。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有的植物纖維原料。

令沙地重現綠色的人工植被鋪設技術

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

簡單來說，人工植被，就是一種通過工業化加工生產出的用以種植植物的基質材料。該技術的一大優勢，在于其環保能力，主要以城鎮生活垃圾，農牧業廢棄物，植物莖、葉、根等生物有機物，輔以其他材料，最終生產出人工植被這一復合了固沙、保水、綠化多重效能的營養基質。

有了人工植被鋪設技術的介入，綠色植物在沙地上的栽種方式也得以發生顛覆性的改變。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栽種方式中的人力勞動。當然，人工植物鋪設新技術的好處還遠遠不止這些。該技術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分。此外，植物在人工植被上生長的同時，也會不斷有落葉產生。這一過程既可以源源不斷地為植物生長提供腐殖質，亦可以滿足其營養所需。

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，人工植被鋪設技術自身所具備的特殊性質，使之能夠充分吸收所處環境中的自然降水與地下蒸發水。同時，由于其鋪設在沙地表面，還可阻斷地下水的蒸發，從而最大限度地實現水分間的不斷循環。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