传统的沙漠改造方式可不好走,不过人们还是总结出了三种方法。
第一种是工程方法,最著名和常用的是“草方格沙障”,也就是用正方形的麦草墙来固定沙土,通常用于沙漠公路两旁,缺点是在风沙过大的地方收效甚微。
第二种是化学方法,即在沙表面喷洒固沙剂,将沙体表面固化来防止沙子流动。
第三种则是大家熟知的植物方法,例如种植沙生植物,并采用滴灌技术来保持土地水分,这对沙化治理有一定的效果,但由于沙体中植物难以生长,其成本极高,难以大规模推广。
想要治理沙漠,那么最大的问题就是沙子的分散性和流动性,于是人们想着,要是能“点沙成土”就好了。
你还别说,前些年还真有人实现了。
国内的一个研究团队仔细地分析了土壤的力学特性,发现土壤具有两种力学状态。
分别是干时的固体状态和湿时的流变状态。
并且这两种状态能够相互转化。
由于土壤的这两种特性,使得土壤有自修复和自调节两种功能。
其中自修复就是土壤在干时的固体状态下开裂破坏,吸收水分后能够变为流变状态,从而可以修复破坏的土壤。
它是稳定、持久的,是使土壤生生不息的前提。
自调节即土壤颗粒排列的改变不会破坏土壤的性质,也就是土壤随便怎么捏合,其性质不变,只有这样土壤才能让植物生长在其中。
并以“温柔”的力保住植物,成为植物的理想载体。
接着,他们探讨了土壤出现这种形式的原因。
他们认为这是因为土壤有“万象结合约束”的特性,即土壤中任何两个颗粒从任何方向都能够结合,从而使得土壤拥有自修复和自调节的生态力学特性。
正是这种约束使土壤施以温和的力“抱住”植物根系,维持植物稳定,并且能够保水、保肥和透气。
但是沙粒间不具备这种约束,所以表现为一盘散沙。
如果能让沙粒间出现这种“万象结合约束”,那么“沙漠土壤化”就有可能实现。
在此理论基础上,它们首次提出“沙变土”的原理。
要想将沙变成土壤,就需要给沙子“万象结合约束”。
最终,经过反复实验,他们从植物中提取了一种植物纤维黏合剂。
将一桶水浇到普通沙地上后,水会迅速下渗。
而将这种黏合剂混合到沙子中,再加入同样规模的水,分钟左右,原先金黄色的沙子就变成了深褐色,摸上去很有黏性,手握住并不会散掉。
混合好的“土”围成一个凹坑倒入水后,水也不流失。
甚至他们还在实验室开展了为期年的种植试验。
首先他们在阳台、屋顶进行了小范围的试验,初见成效后开始了更大规模的试验。
他们找来一块地,先在地面上铺厘米厚的碎石,再在碎石上铺厘米左右的建筑沙,然后覆盖~厘米、加入不同黏合剂形成的土壤化沙子,在上面种植了玉米、红薯、萝卜、油菜。
结果是成效显著,植物长势喜人。
经过几年试验,该团队觉得技术已经基本成熟,决定进行实地沙漠土壤化生态恢复试验。
他们在沙漠里搞了一个亩的试验田,这里因年均降雨量很少,而且风蚀严重,是繁星最难治理的沙漠之一。
既然要搞,那就最困难的开始,如果这里都能成功,那么所有的地方都是小意思。
当他们将植物纤维黏合剂加入沙体中后,沙子当即固定,并表现出持久的抗风蚀能力,这跟之前的试验数据非常匹配。
试验地种植了玉米、小麦、向日葵、观赏草等多种植物,结果长势旺盛,并开花结果。
蛙类、鸟类和许多昆虫在两个足球场大的沙漠绿洲中安了家,狐狸、獾、野猫也不时光顾其中,沙漠实地试验取得成功。
这里成功之后,研究团队搞了一个更大的,足足亩的种植试验!
最初的时候这里荒凉得连一株枯死的植物也没有,除了沙还是沙。
科研团队在这里采用了大规模机械化的种植方法,将约束材料撒布在沙漠表面,加入适量的水,用旋耕机进行旋耕,多旋耕几遍,使其均匀,几天后就开始种植。
但是,工作不是一帆风顺的。
他们最初进行的次大规模播种试验都以失败告终,不是大风将刚出生的幼苗连腰吹断,就是沙子把幼苗全部淹没。
后来,科研人员发明了一床“小被子”,用薄薄的一层谷草盖在小苗上,既透气又防风沙,小苗们才得以成长。
这样果然好多了。
当试验成功的时候,试验基地长成一片宽约米、绵延近千米的绿洲。
大约多种植物长势良好,高粱、苜蓿等作物丰收,西瓜、茄子、西红柿等瓜果蔬菜产量高、口感好。
由于植物长势太好,结出很多瓜果,吸引了狐狸、兔子、老鼠来基地觅食,工作人员不得不想尽办法灭鼠。
更厉害的是,科研团队专门留下了一块无灌溉的试验地,他们在这里种植的沙蒿、沙打旺都顺利发芽存活。
这意味着基地的生态得到了有效恢复,在没有人工灌溉的条件下,耐旱的植物仍然能够存活。
通过试验,试验区的经济性得到验证,与常规沙漠治理方法相比,该技术具有成本低廉、节水明显、环保安全、推广快的特点,离水源较近或有充足地下水的沙漠都可以实现“沙变土”。
而且,一次添加长久有效,这是因为黏合剂本身就有耐久性,且长出的植物根系腐烂了之后,又成为新的约束,形成生态的良性循环。
只是这么好的技术依然没有改变现有的沙漠格局,甚至大多数治理荒漠化的手段依然是传统手段。
为什么?
有不少问题需要解决。
首先的是这项技术可以改变沙土的物理黏合力,但是却无法改变沙土本身的肥力,也就是它短时间内变不成可以耕种的“土壤”。
它需要在前几次耕作的时候人工施加水肥,持续几次,加上植物生生灭灭几次,变成腐殖质跟沙土混合到一块了才可以。
第二个问题是缺水。