【科學家探索故事】沙粒「抱團」成土 「綠洲良田」誕生

從「沙進人退」到「沙土共生」 易志堅探索沙漠生態整治

從中國西北沙漠到非洲乾旱地區，一場「沙改土」的奇跡正在發生：原本寸草不生的沙地，經過重慶交通大學易志堅教授團隊的特殊改造，竟能像普通土壤一樣種出莊稼、長出樹林。這項技術通過一種植物纖維黏合劑讓鬆散的沙粒「抱團」，形成適合植物生長的結構。「沙漠土壤化研究」從理論到實踐歷經十餘年，從「沙進人退」到「沙土共生」，人類與沙漠的關係正被這項技術悄然改寫。

從2016年至今，「沙漠土壤化」技術在國內外20多個點、多種嚴酷自然條件下進行實地試驗，總面積達到5萬畝，驗證了技術上的科學性和有效性，以及應用上的可行性和經濟性。 ●文：香港文匯報記者 孟冰、張蕊 重慶報道　圖：香港文匯報重慶傳真

1963年出生的易志堅研究方向是斷裂力學。上世紀八十年代，他來到重慶交通大學任教，開始接觸混凝土等材料。

跨界治沙 力學破解沙漠化難題

「2000年以後，我把力學研究重點放到混凝土結構、材料上面。在研究一種新型聚合物水泥混凝土路面時，發現顆粒物質加了材料後，出現流變狀態。」易志堅腦海中靈光一閃，如果能讓沙漠裏的散沙形成穩定的力學結構，或許也能成為植物生長的載體。

「土壤有兩個生態力學屬性，一是自修復，二是自調節。所謂自修復，就是固體狀態下的土壤被破壞後，通過吸收足夠的水分，變成流變狀態，並恢復如初；而自調節屬性，說明土壤能夠自調節顆粒排列，可以調節自己的體積、形狀讓植物根系扎入自身，這是保證植物在土壤中生長的關鍵。沙子雖然能夠調節，但是它是離散的，沙子顆粒間沒有黏結力，不像土壤，可以像一位懷抱着小孩的母親那樣，用一種溫柔的力擁抱和保護植物根系，不懼風沙影響，同時具有保水保肥等特性，能夠呵護植物成長。這些實際上就是我們沙漠土壤化項目的思路原理支撐。」

研黏合劑 流變固體狀態自由轉換

2013年，易志堅帶領團隊研發出一種植物纖維素黏合劑，只要在沙中加入這種黏合劑，就能改變其力學狀態，讓沙擁有土壤一樣的萬象約束關係—在濕潤時呈現稀泥般的流變狀態，水分蒸發後結成像土疙瘩一樣的固體狀態，且在兩種狀態之間可自由轉換，並具有較強的存儲水分、養分和空氣的能力，成為適宜植物生長的載體。

為驗證自己的研究，易志堅團隊在重慶交通大學實驗室開啟了為期3年的種植試驗，陽台、屋頂、戶外種植地到處都可以看到他們的身影。為了模擬沙漠沙層滲透條件，他們在實驗地面依次鋪設了20-30厘米厚的碎石層、15-25厘米厚的未作任何處理的普通河沙以及經過10-20厘米厚的「土壤化」改性土。「沙漠裏沙子有粗有細，我們的實驗證明，這項技術對沙子粒徑沒有特殊要求，適用範圍廣。」

治沙終歸需要大規模實踐來檢驗，學校中用以模擬沙漠的一方土地較之萬餘平方公里的蒼茫大漠不過是方寸之間。不久後，易志堅的團隊北上前往茫茫沙漠。

多地試驗 進行規模化沙改土作業

內蒙古烏蘭布和沙漠是中國八大沙漠之一，在蒙古語裏，「烏蘭布和」是「紅色公牛」的意思—高溫、熾熱，沙漠化速度極快，令人難以接近。這是易志堅為「沙改土」尋找的第一塊沙漠試驗田，因為這裏符合他對試驗田的要求—環境惡劣、寸草不生。

在「沙深三尺、馬不能行」的烏蘭布和沙漠，易志堅和團隊一起忙碌着。不久後，喜報頻頻傳來：2016年，25畝沙漠「土壤化」改造並試種成功。次年2月，「萬畝」中試基地前期勘測；3月，大型機械開進沙漠，蓄水池、公路等基礎設施建好；4月，進入萬畝中試基地一期工程的「土壤化」施工階段，研究團隊進行機械化、規模化沙改土作業，隨後進行播種；6月，近百種植物鬱鬱蔥蔥，試驗大獲成功……

不到一年的時間，這片浩瀚的黃沙中就誕生了「綠洲奇跡」—團隊憑借「沙漠土壤化」技術開拓出綠洲—在一片鬱鬱蔥蔥與瓜果飄香中，這頭桀驁不馴的「紅色公牛」第一次在人類面前表現出臣服的姿態。

隨後幾年，試驗面積迅速擴大，並在新疆塔克拉瑪干沙漠、四川若爾蓋沙化草地等地也開展了試驗。其中內蒙古庫布齊沙漠的項目基地，土壤化改造面積達到了2萬畝，成為該技術推廣面積最大的項目基地。