重慶交通大學烏蘭布和“沙漠土壤化”生態修復項目中試基地農作物長勢良好。新華網 彭博 攝

    新華網重慶9月13日電（邵以南）從銀川河東機場到內蒙古自治區阿拉善盟，大約2個半小時車程。越接近目的地，荒漠戈壁，滿眼黃沙。

    進入烏蘭布和沙漠，第一個説上話的是薛飛斌。“沙就是沙，怎麼可能變成土呢？”置身一片葵花田，莖稈足有一人多高，他用手貼著頭頂來回比劃。不遠處，綠草叢生，鮮花盛開，陽光下，結滿穗子的高粱桿迎風擺蕩。

    目前播種面積4200畝，種植各類作物近百種，雜草全部存活，青蛙、蝴蝶、麻雀等鳥蟲也在此落腳，深吸一口氣，泥土清香竄入鼻孔——這是一片名副其實的“人工綠洲”。

    一路走，一路嚼，西瓜、番茄、大蔥、苜蓿、紅薯、蕎麥、玉米……寸草不生的沙漠，一旦開長，便植被葳蕤，生機盎然。

    “現在正刮著5級風，但站在田地裏，風小了，沙子也進不來。”他告訴新華網，“要不是親眼見著這些苗子長大，説什麼我也不會相信。”

烏蘭布和沙漠沙丘流動活躍。新華網 彭博 攝

    治沙，大漠人受夠了失望。

    烏蘭布和沙漠位于內蒙古西部，總面積約1萬平方公里，地處自治區巴彥淖爾市和阿拉善盟境內，是我國西北荒漠和半荒漠的前沿地帶，也是京津冀地區風沙源頭之一。黃河阿拉善段85公里西岸緊靠烏蘭布和沙漠，水漠相連，水土流失嚴重，水蝕面積近1210平方公里。據統計，烏蘭布和沙漠每年直接輸入黃河的泥沙約有1億噸，且近年每年以8-10米的速度東侵。薛飛斌居住的烏海市烏達區烏蘭鄉就深受其害。

    有效治理荒漠化一直是世界性難題。有鑒于沙的流動性，應對風害成為難中之難。在目前主要的固沙技術中，工程固沙採用人工設置沙障等工程手段，如草方格、石方格來阻止沙子移動；化學固沙通過噴灑化學固沙劑，如乳化瀝青、聚合物樹脂等；植物固沙則是透過種植沙生植物的手段來穩定和阻絕沙體，以達到固沙目的。

    2010年以來，黃河海勃灣水利樞紐及科布爾防汛分洪兩大工程相繼實施，讓阿拉善盟嗅到了新一輪契機。2013年，該盟在黃河西岸巴彥木仁蘇木（蘇木：內蒙古自治區鄉級行政單位）區域規劃了1000平方公里生態沙産業示范區，佔烏蘭布和沙漠總面積十分之一，現已入駐各類企業及科研機構31家，在不同地段，依托自有技術推進沙漠生態治理。

    “我今年56歲，在這邊住了20多年，傳統的法子都見過，也用過。都沒有改變沙子本身的屬性，實施起來要麼難度大，成本高，要麼難以確保後續效果。”如此科學的判斷出自一位農民之口，的確令人頗感訝異。薛飛斌如今每天都要驅車半小時來到田地，查看作物生長情況，防蟲、防鼠、鋤草、守田、提點子。事實上，他的身份，既是重慶交通大學烏蘭布和“沙漠土壤化”生態修復項目中試基地工人，也是這裏的“農業顧問”。

成熟的西瓜。新華網 彭博 攝

    “把項目落在這裏也算機緣巧合。當初其實比較傾向騰格裏沙漠，但幾經考量，我們發現烏蘭布和更加‘典型’：終年盛行西南風，主要風害是西北風，年均風速達4.1米每秒，沙丘漂移活躍。盟政府和示范區詢問需要哪些方面支援，我説我什麼都不要，只要一片地和水源，他們也半信半疑。”

    易志堅，54歲，重慶人，重慶交通大學副校長、博士生導師，長期從事力學、道路、橋梁、材料等學科的教學科研工作。“所以，如果能把這片‘典型’的沙漠治理下來，其他地方也就找到突破口，相對容易了。”易志堅告訴新華網，相較于公職，他更喜歡被人稱呼“易教授”。

    從力學、橋隧工程，到荒漠化治理乃至生態農業，研究領域跨度之大，猶如沙漠變良田般難以逾越。

    土壤，是砸落易志堅頭上的那顆“蘋果”。

    在對斷裂與損傷力學進行研究時，易志堅發現了“物質的顆粒約束決定物質的狀態”這一原理，而對此最神奇的體現就是土壤。

    “在研究材料的過程中，我發現土壤是一種很特別的材料。”易志堅説，土壤在含水時處于流變狀態，而幹燥的時候處于固體狀態，這兩種力學狀態之間能夠相互穩定轉換。無論是在流變狀態還是固體狀態下，土壤顆粒之間都存在約束，能夠結合成團，與離散沙子形成鮮明對比。

    土壤的力學特性，賦予了土壤兩大生態力學屬性：“自修復”和“自調節”。“自修復”是指土壤在固體狀態下發生破壞後，能夠轉換到流變狀態下修復；“自調節”則指土壤顆粒排列無論怎麼改變，土壤顆粒之間結合力始終存在。

    “我們都説大地像母親，其實就是因為土壤擁有這兩種特性。”易志堅進一步解釋説，因為自修復性，土壤在固體狀態下發生破壞、斷裂等任何破壞，均能在流變狀態下得到修復，才能生生不息、年復一年的長植物；因為有了自調節屬性，才能讓植物根系進入自身讓其生長。如果土壤自修復屬性喪失，往往就出現兩個極端的退化形式——土壤板結和土壤沙化。如果沒有自調節屬性，土壤就不能成為植物載體。

    在易志堅看來，土壤能夠在流變和固體兩種狀態之間轉換的“密秘”就是：土壤顆粒之間存在萬向結合約束（簡稱“ODI約束”）並能夠轉換為團結約束。土壤沙化，根本原因就是失去了ODI約束，處于一種離散狀態，喪失了自修復和自調節的能力，若要將沙子變成土壤，就需要重新賦予其ODI約束。易志堅團隊就是從這個原理上來研究並實現“沙變土”的。

農作物既是“試驗品”，也是科研團隊和工人的盤中餐。新華網 彭博 攝

    攻關從2009年開始。團隊從植物中提取了一種纖維粘合劑，只要把這種粘合劑放到沙裏，再添加適量的水，沙子就可以變成擁有生態力學屬性、具有“萬向結合約束”的土壤。而約束屬性和孔隙結構，則保證了“沙變土”具有存儲水分、養分和空氣的功能，同時能滋生微生物。

    “沙漠的沙其實也是土壤的一種，只是因為顆粒粗糙，滲水快，流動性大，保水性能差，所以不容易種植植物，如果能夠解決沙的固水問題，確實可以讓植物生長。”團隊技術骨幹、重慶交通大學橋梁與隧道工程博士谷建義告訴新華網，“不過這種粘合劑持久性如何，能否永久的改變沙的特性，是這項技術的關鍵點。”

    對此，團隊最初1年多的時間就研究出了粘合劑，不過為了能讓效力達到持續性、耐久性，實際種植勢在必行。“我們也就此變成‘農民’了。”谷建義笑道。2013年起，團隊在重慶交通大學校園內辟出2畝地，栽種玉米、茄子等作物，為了模擬沙漠不保水的特點，他們又在10-20釐米厚、由沙改良成的土上，墊了20釐米石子和20釐米沙。

    “雨水一下來就滲走，看看還能否保水保肥。最初時效比較短，但隨著持續研究改良，已經能夠實現一次性加入粘合劑，後續不用再添加。”谷建義説，“2年下來，作物長勢都很不錯！青苔，蟲鳥也開始生存繁衍，越來越接近普通耕地。但重慶相對濕潤，雨水較多，也沒有大風，針對沙漠生態條件，可行性還有待驗證。是時候走出去了。”

在幼苗上覆蓋草墊能有效地阻隔風沙。新華網 彭博 攝

    近年往來穿梭于示范區幫工的薛飛斌，結識易志堅團隊是在2016年5月。項目選擇距離中試基地10公里開外的25畝沙地率先開展初試，完成平場及管網鋪設等前期工作已是月末。

    談起這群遠道而來的重慶人的治沙手段，薛飛斌第一印象是“偽科學、造典型”。

    經土壤化作業的沙地，摸上去又濕又粘。“開始播種時，我就發現他們種得不對，土層太淺，風一打就完蛋，苗子活不了。”

    對人生地不熟的易志堅團隊來説，這是極其寶貴的意見。5-8月的烏蘭布和沙漠風沙漫天，但較之其他月份，已是不可多得的“好時節”，9月一便過氣溫驟降，直至次年開春，熬不過嚴寒的作物都得凍死。這塊25畝的初試沙地正處風口。“播三次種，三次都被沙埋了。”為了阻擋狂沙入侵，薛飛斌提議先在週邊栽種長勢快、近一人高的狼尾草。6月中旬，地裏種子頑強發芽、生長，進入8月，40余種作物鬱鬱蔥蔥。

    而到今年春天，團隊高興地發現，那些多年生的植物又發芽生長了，植物腐爛在土地裏變為了腐殖質，極好地改良了沙質土的成分，使其更具有肥力。照此反覆，經過年年的生生不息，沙就能變成適合長期種植的熟土。

    早上7點上班，下午3點復工，晚上7點回家。薛飛斌想，跟著這幫人走，如果整個烏蘭布和1萬平方公里都鋪開來，那可不得了！

機械化耕作是項目的一大特點。新華網 彭博 攝

    擴展試驗面積，驗證大規模機械化播種和管理可行性，的確是易志堅團隊的下一個目標。2016年底，他們找到示范區管委會，一口氣拿下了14500畝沙地作為項目中試基地。

    “沙漠土壤化生態修復，工程是基礎。要搶在4、5月春耕時節播下種，動作就得快！”項目工程總指揮嚴官成也是地道重慶人。在同新華網交談中，他承認，團隊曾把一切都想得太過簡單。

    2017年2月5日，烏蘭布和沙漠天寒地凍，氣溫最低時降至零下25度。工程人員依照測量規劃展開平場。“從阿拉善和烏海調來機器，機油、冷卻液全都結成了冰。我們也凍壞了。”大家把機器開進廠房加溫，再重新注油。有鑒于沙的外運成本，推沙丘必須考慮到填方、挖方平衡，最多時有80多臺推土機開足馬力同時作業。大漠嫋嫋，熱火朝天。短短2個月，6000畝沙丘平整完成。

    4月20日，沙漠土壤化改造和旋耕作業啟動，工程部門借由當地政府提供的6口深水井，一邊蓄水、鋪設管網和灌溉設備，一邊向沙裏加入土壤化粘合劑。事實上，粘合劑加入的量並不大，與土壤重量比只有不到千分之三，充分混合後加入水就行。今年，25畝初試地未再加入粘合劑，土壤已經實現了自然生長。據測算，運用這種技術對沙漠進行大規模沙改土的一次性成本約為每畝2000元至5000元，加上基礎設施建設費用不到1萬元一畝。如果經過水資源評估，在離水源比較近或有充足地下水的沙漠，都可以通過沙漠土壤化方法恢復生態，改善氣候、環境，優化土地利用條件。

    5月22日，團隊搶抓時間，開始小范圍試播300畝。“最大的問題就是風和沙。剛來時考慮過，但沒料到惡劣程度遠超過想像。”嚴官成回憶説，初試基地小，週邊種植狼尾草還能擋一擋，但換在如此大面積的空曠土地周圍栽種防風喬灌木，根本來不及。“只需一夜，田地就被沙掩埋，最厚處有10釐米，苗苗全被打死，試驗田又變回了沙地。團隊裏有好幾個研究生娃兒，見這一幕他們著了急，跪在地上雙手不停刨沙，弄得滿嘴都是。”

    “這可是剛剛出芽的嫩綠啊！”大家都流了淚，心氣也沒當初那麼高了。

    易志堅幾晚都沒合眼。一天夜裏風沙大作，吹得板房宿舍嘩嘩作響。易志堅穿上衝鋒衣，帶著手電筒，決定獨自前往試驗田一探究竟。1米68的個頭還算結實，行走在風裏卻也搖搖欲倒。

    “我發現風向是不定的，裹著從遠處沙丘襲來的沙子並非四處飄揚，而是貼地席卷，勁道特別大。”他右掌垂直貼地，左手橫放在右肘處，“吹沙大概有這麼高，風吹過後，不遠處堆起2、3米高的小沙丘。”

    基于這個判斷，團隊想到把稻草墊鋪在幼苗上，並在試驗田周圍逐步搭建草墊圍擋的做法，風沙越過圍擋，不再于耕地堆積。一招制勝。6月29日，播種重新開始，草墊不僅阻絕了風沙對幼苗的打擊，也起到了很好的保水保濕作用。如今，4200畝試驗地縱深6.8公里，3200畝各類作物長勢良好，另有1000畝沙地前不久完成改造，本月初秋播種下苜蓿，順利完成年內目標。

剛剛完成秋播的1000畝苜蓿正在實施噴灌。新華網 彭博 攝

    “這種成就感，在內地耕作是找不到的。”在沙漠深處呆了大半年，易志堅嘴唇發幹，皮膚黝黑。他告訴新華網，灌溉中，團隊在不同區域，分別採用了卷盤式、平移式灌溉機，還有滴灌和小型噴灌，管網連接各灌溉區和灌溉設備。

    差異化作業，旨在驗證了“沙變土”栽培農作物可行性後，對土壤力學性能展開持續研究。“不同作物，不同土壤厚度，用水量都不一樣；‘沙變土’粘合劑在不同土壤厚度下的抗壓性、流變性、保水性也有區別。”易志堅説，“我們把每一根水管都裝上水表，以測定澆灌周期變化規律，最終總結出不同的水土生態不同的植物生長特點。特別是耗水量較少的植物，在明年、後年還能否在少水條件下生長，構築起荒漠生態值得關注。”

    植物生長研究方面，透過觀察發芽、出穗、結果全周期指標，研究“沙變土”和普通耕地的性能差異。

    種植作物亦為驗證土壤安全性。易志堅説，種植成功的蔬果雖然沒有上市，卻已成了大家的盤中餐。“不知是不是心理作用，在沙漠中種出來的蔬果特別好吃。”他笑道。易志堅最不喜歡生吃番茄，但在烏蘭布和沙漠中種出的番茄，他摘下直接當水果生吃，“説不上特別甜，但就是覺得美味。”

    據了解，團隊還請來了第三方機構對粘合劑及“沙變土”土壤進行檢測。易志堅拿出西安國聯品質檢測技術有限公司對粘合劑的檢測報告。土壤檢測顯示，微生物從零到出現微生物，還有氮、磷、鉀等微量元素，且11項檢測指標全部達標，沒有重金屬污染。

中試基地吸引不少周邊的農牧民在此務工。新華網 彭博 攝

    “沙變土”的科學新發現讓易志堅深深著迷，他放棄了其他項目，專注研究于此。目前他的團隊30多人，由重慶交通大學土木學院、河海學院的教授、博士、研究生組成，涵蓋力學、環境生態、農業等多個學科。

    據悉，這項技術現已獲得了16項發明專利授權，研究成果分別在中國科學院《中國科學》和中國工程院院刊《工程》發表。

    對于未來的研究，易志堅説，他們的目標是依托政府出讓的14500畝沙地，打造萬畝基地。“不能再沙進人退，我們要轉守為攻！實驗要做30年、40年。沙漠土壤化並不是説就要把沙漠全都變成田，該項技術只是目前眾多治沙方法中的一種，重點在于遏制沙漠化的趨勢，改善沙漠化的土壤，它的推廣應用還要在經濟條件、水資源狀況、生態平衡等多方面進行實驗，我們將繼續研究下去，盡全力修復荒漠生態，讓沙區群眾的生産生活條件不斷得到改善。”

    薛飛斌之于項目的貢獻，除了時間、體力和經驗，還有從家裏帶來的一只貓。“放進田裏抓老鼠特別有用。”他告訴新華網，短短半年多，這裏的變化非常大，重慶交通大學科研團隊的新技術，在示范區周邊許多嘎查（嘎查：內蒙古自治區村級行政單位）傳得家喻戶曉，沙漠變良田是件大好事，男女老幼都特別歡迎，巴不得速度更快一點，綠色更多一點。

    據不完全統計，在重慶交通大學烏蘭布和“沙漠土壤化”生態修復項目中試基地務工的周邊農牧民，高峰時有近80人。

    “你以為咱們只是為了這每月的工錢？”薛飛斌放開手裏的麻布口袋，一只奶牛色的貓探出頭來，片刻後飛快竄了出去。（完）