“力学治沙”，让位于内蒙古阿拉善盟的乌兰布和沙漠开始呈现出乡村生态图景：连片的格桑花摇曳生姿，如茵碧草在风中翻起波浪，熟透的番茄泛着诱人的红润，游客们挥舞着五颜六色的纱巾，摆出各种造型拍照，临走前还不忘采摘些新鲜的蔬菜瓜果……
“乌兰布和”，在蒙语里是“红色公牛”的意思，由此可知乌兰布和沙漠曾经多么桀骜不驯。2016年，一个来自重庆的科学家团队走进这片沙漠，试图用他们最新的科研成果驯服这头暴虐的“红色公牛”，让它成为人类的朋友。
“力学治沙”沙漠变沃土
55岁的张国富家住内蒙古自治区阿拉善左旗巴彦木仁苏木乌兰素海嘎查，2017年春节期间，重庆的科研团队来到嘎查并在此租房，说是要在当地进行治沙试验。曾经在林业部门治沙站工作20多年的张国富对此特别感兴趣，“想看看科学家们到底有啥治沙的新方法。”
“治沙是个体力活，无论是打草方格固沙，还是在沙地种树，都很耗时耗力。”张国富说起在沙漠里摸爬滚打多年的经验，“沙漠就像一个大筛子，你往上面浇水，很快就渗下去了，种些耐旱的植物还行，种庄稼根本不可能。”
重庆交通大学教授、力学专家易志坚却说“可能”。他带领团队在乌兰布和生态沙产业示范区里进行的一项“力学治沙”试验，刷新了张国富的认知。
走进试验基地，在四周金黄色沙地沙山衬托下，一大片绿洲仿佛一块镶嵌在沙漠中的翡翠。生机勃勃的冰草、沙蒿密密地织出绿色地毯，与零星长着植物的示范区原始区域形成鲜明对比。试验基地不仅种植了狼尾草、苏丹草、苜蓿、沙打旺等优质牧草，西红柿、大葱、萝卜、茄子、土豆、西瓜等蔬菜瓜果，还种植了高粱、花生、黄豆、荞麦、枸杞等经济作物。近100种植物分布在生态农业示范区、荒漠草原区、多样性示范区、精细化试验区等10个区域内，还有几十只绵羊和鸡、鹅等饲养在其间。
恢复了生态活力的试验地也吸引了多种昆虫、鸟类在此“安家”，野兔、狐狸、獾、野猫和青蛙等动物也经常“光顾”。沙漠绿洲景观更成为一个新晋旅游景点。据试验基地工作人员李泉介绍，游客主要来自距离该地半小时车程的乌海市。李泉说，这周边原本没有生态旅游项目，附近群众前来游览，既是好奇，更是在看“人进沙退”的希望。
“人进沙退”是张国富努力了大半辈子的目标，亲眼见到时，他不免感叹新技术的神奇。因为与传统治沙方法相比，不仅沙生植物的长势更茂密，就连庄稼也能种出来了。随着儿子去试验基地打工，张国富也渐渐搞清楚了易志坚科研团队治沙的奥秘。“他们是向沙子中加了一种新发明的材料，能让沙子像土壤一样团聚，并且保水保肥。”张国富说，内蒙古有很多从草原退化成沙地的地方，这个技术一旦试验成熟了，“治沙就不再是难题了！”
事实上，今年已是该科研团队进驻乌兰布和沙漠的第三个年头。最初试验地只有25亩，随着试验顺利推进，目前改造种植面积已达6000亩。
在内蒙古阿拉善乌兰布和沙漠取得初试成功后，该团队相继在新疆和田塔克拉玛干沙漠、四川阿坝州若尔盖草原退化沙地进行试验。至今，三处试验基地总面积已达10000亩。该团队还对从岛礁运回的海砂成功进行了土壤化改造和种植试验。
易志坚告诉《瞭望》新闻周刊记者，“力学治沙”技术不仅能固沙，还能通过种植荒漠植物，逐步改善当地生态环境，比传统治沙方法省时省力；可为拓展草业和粮食生产提供技术储备，还可以把水资源条件适当的沙地沙漠地区改造成为草场农田。
据自治区阿拉善盟乌兰布和生态沙产业示范区党工委副书记、管委会副主任田学文介绍，该示范区主要目的就是吸引全国的治沙科技、治沙产业企业来此试验孵化，易志坚团队的项目是30多个孵化项目中进展比较顺利的一个。“在目前我们接触的治沙技术中，易志坚团队的‘力学治沙’理论和技术是一种全新的视角和实践，很独特、很独到，我们愿意为这样的创新团队提供试验的平台和空间。”田学文说。
创新“力学治沙”理论
“力学治沙”是易志坚团队跨学科创新的重大成果。他们在对颗粒物质力学状态变化进行研究时发现，土壤颗粒间存在万向结合约束关系，而沙粒间不具备这种约束，这导致植物在两种载体上的生长状态截然不同。
万向结合约束既有一定的柔性，又有一定的刚性。柔性特征使土壤保水、保肥和透气，并为植物根系生长提供弹性空间；刚性特征则使之能够“抱住”植物根系，维持植物稳定。易志坚团队首次在土壤的力学特性与生态属性之间建立起联系，从力学角度解释了土壤能够“生生不息”之谜。易志坚说：“如能给沙粒施加这种约束关系，沙漠即可具有土壤的生态力学属性，在适当水肥条件下就能实现‘点沙成土’。”
2009年，易志坚科研团队开始对这项发现进行技术试验，研发出一种有效的万向约束引入方式——向沙中添加一种改性植物纤维素黏合剂，加水后混入沙子中，以此创造沙粒间的约束关系。经过改造，“一盘散沙”就能获得与自然土壤一样的生态-力学属性：在湿润时呈现稀泥般的流变状态，水分蒸发后结成固体状态，两种状态之间可自由转换，并具有较强的存储水分、养分和空气的能力，成为适宜植物生长的载体。
易志坚说：“这项技术可以改良甚至‘人造’土壤，有望实现土壤沙漠化的逆过程，将沙漠‘土壤化’。”该技术现已获得17项国家发明专利和2项国际专利。
最初的小面积试验就在重庆交通大学实验室和校园附近房前屋顶进行，之后通过3年小规模田间连续试验，技术趋于成熟。2016年，易志坚团队走出校园，开始在内蒙古自治区阿拉善盟乌兰布和沙漠进行沙漠改造和持续种植试验，解决了应用中的环保性和耐久性两个重要问题。
随着黏合剂的不断改良，效果越发显著。试验地中，原本的流动沙丘已具有自然土壤特性，瓜果、蔬菜、牧草、树木长势旺盛。
2017年的数据表明，与当地农田中传统种植相比，试验地多数作物根系更发达，茎叶生物量更多。试验地的高粱、麻子，其根系生物量比普通地发达６倍以上，部分农作物增产效果明显。试验地番茄亩产达到1.4万斤，高粱亩产达到1200斤，西瓜亩产达到8000斤。试验地还探索出了适宜的规模化灌溉方法，大多数植物种类亩均用水不到400吨，低于当地节水灌溉定额550吨，更低于当地农田亩均超过800吨的用水量。更为可喜的是，科研团队专门留下的一块无灌溉试验地中，2017年8月栽种的沙蒿、沙打旺等今年顺利发芽，生长良好。
当地有关部门高度重视并持续对黏合剂的环保性问题进行关注。田学文说：“从目前的土壤监测报告来看，被改造后的沙漠没有发现异常。我们会对土壤环境、农业种植耗水量，以及‘力学治沙’成本控制等问题进行跟踪关注。”
记者采访发现，易志坚科研团队把土壤力学特征应用于治沙实践，属全球首创，是治沙思路的重大创新。目前，部分专家学者有一些不同声音，但三年上万亩沙漠实地试验正在持续验证“力学治沙”的有效性、安全性和稳定性。
易志坚表示，“力学治沙”是从跨学科的视角对土壤进行认识和利用的一项原创性成果，“我们会广泛听取意见，继续以严谨的态度进行科学试验，让科学原理和事实说话。” 沙漠地区国家的期盼
“力学治沙”消息一经传出，就受到沙漠地区国家广泛关注。阿联酋、沙特阿拉伯、巴基斯坦、澳大利亚等20多个国家纷纷与易志坚团队联系，希望开展合作。
上世纪50年代以来，海湾地区的阿拉伯各国一直把农业产业化作为追求目标，但进展缓慢。当了解到“力学治沙”技术后，阿联酋高级官员多次到重庆商谈合作事宜，希望用这项技术把该国沙漠改造为沃土，实现农业生产自给自足，并改善生态环境。
几经谈判协商，2018年７月３日，易志坚团队受邀与阿联酋一家公司合作。根据协议，科研团队在该国首都阿布扎比10平方千米的沙漠上进行土壤化试验，并试种各种草类、蔬菜和灌木。
阿联酋气候变化与环境部部长萨尼·泽尤迪在接受媒体采访时表示，非常期待这项技术能够在阿联酋的土地上取得成功，项目的应用将对提升阿联酋粮食安全产生积极影响，成为阿联酋未来发展的重要选择之一。
易志坚说：“我们计划2020年在阿布扎比试验达到10平方千米，然后再针对阿布扎比的生态修复和农产品市场需求，进行规模化推广应用。”
阿联酋国土面积8.36万平方千米，其中阿布扎比面积6.73万平方千米，阿布扎比85%的土地为沙漠、超过80%的农产品需要进口。
“这种能够将大片沙漠改造成沃土和绿洲的技术是我们梦寐以求的，我们期待在阿联酋采用这样的技术。”萨尼·泽尤迪说。
路透社、阿联酋通讯社、《阿拉伯商业周刊》《中东信息》等媒体对双方的合作给予了积极评价。路透社评论说，这是中国“一带一路”倡议下中阿政府间经济合作的重要项目，“此次双方合作将使阿联酋在沙漠化防治和农产品生产中受益匪浅。”
重庆交通大学党委书记李天安表示，阿布扎比的项目将进一步验证“力学治沙”技术在极端气候条件下是否有助于农牧业发展，如果试验成功，将探索出一条服务“一带一路”的绿色发展之路，共同推进人类生态文明建设。
记者了解到，易志坚科研团队下一步攻坚重点是试验种植更多种类的植物，对耗水量耗肥量进行精细测定和科学修正，进一步摸清沙漠土壤化改造的科学规律。
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