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(wú)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(dāng)時(shí)成活了，也會(huì)因地下水源或者降雨不足而難以支撐樹苗的后續(xù)生長(zhǎng)。對(duì)于飛播或撒播草種來(lái)說(shuō)，種子的發(fā)芽率相對(duì)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(huán)，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(fēng)力作用下，苗木間的沙粒會(huì)被掏蝕，并裸露出地表下的樹根，進(jìn)而導(dǎo)致苗木死亡。

面對(duì)栽種樹苗等傳統(tǒng)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(wèn)世的防沙治沙新手段，或?qū)⒂行Ц纳仆恋鼗哪@一嚴(yán)峻的生態(tài)問(wèn)題。

令流沙穩(wěn)穩(wěn)“扎根”的人工生物結(jié)皮技術(shù)

由于荒漠、沙地表面的流動(dòng)性，只要有大風(fēng)刮來(lái)，肆虐的沙塵暴就會(huì)對(duì)人類的生態(tài)環(huán)境造成極大的影響?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期野外觀測(cè)與試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在沙漠綠洲的沙土表面、荒漠固定沙丘之上，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層不同于沙粒顏色的表層物質(zhì)。這種生物土壤結(jié)皮能夠?qū)⒘魃忱喂獭版i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(jié)皮在野外自然環(huán)境下形成的周期時(shí)間極長(zhǎng)，至少需要經(jīng)歷二十年以上時(shí)間。

那么，有沒有一種技術(shù)，能夠加速這種土壤結(jié)皮過(guò)程，從而達(dá)到“鎖定”流沙的目的呢？科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，能夠讓沙化土壤結(jié)皮的“核心”，是沙漠藻類與各類微生物。為了破解土壤結(jié)皮背后的秘密，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室條件下用液體培養(yǎng)基對(duì)藻類結(jié)皮進(jìn)行培養(yǎng)，待藻類大量繁殖后，再對(duì)其中的優(yōu)勢(shì)藻類進(jìn)行分離和純化。

通過(guò)人為干預(yù)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(jié)皮。這一人工生物結(jié)皮技術(shù)的應(yīng)用，就如同給荒漠沙地鋪上了一層綠色的“毛毯”，能夠?qū)⒘魃忱卫蔚亟d于地面。相對(duì)于自然環(huán)境來(lái)說(shuō)，人工生物干預(yù)技術(shù)僅僅只需要三年左右時(shí)間，就可以形成土壤結(jié)皮。

藻類雖然看似毫不起眼，我們甚至還需要借助光學(xué)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(fēng)蝕方面的成效堪稱“一枝獨(dú)秀”。以藻類為基礎(chǔ)的人工生物結(jié)皮技術(shù)，可以稱得上是完全無(wú)污染、無(wú)公害的新型環(huán)保技術(shù)，其不僅可以阻斷土壤的進(jìn)一步荒漠化，藻細(xì)胞代謝的糖類分泌物還可以令土壤中的有機(jī)物含量提升，從而令沙漠土壤具有了高等植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。如果這一新技術(shù)得以成熟發(fā)展，不失為一種固定荒漠沙土、改善沙化土質(zhì)進(jìn)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(shí)用左右手分別去抓取一把土壤和一把沙子，最終會(huì)有什么結(jié)果呢？答案無(wú)疑是極為明顯的，抓取到的土壤將會(huì)被我們穩(wěn)穩(wěn)捏在手上，但抓在手心里的沙子卻會(huì)散開，并從手指間的縫隙不斷流逝。千萬(wàn)不要小看這一簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，這其中便能夠引出沙子與土壤之間的核心差異。

現(xiàn)代力學(xué)研究表明，沙子顆粒之間極為松散，并無(wú)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(gè)整體架構(gòu)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，土壤的這一力學(xué)特性，能夠使土壤微粒之間存在一種名為“萬(wàn)向結(jié)合約束”的特定約束。從某種意義而言，沙子其實(shí)也是一種土壤，只不過(guò)其受到了不同程度的破壞。為此，有科學(xué)家大膽設(shè)想，如果也賦予沙子顆粒這種“萬(wàn)向結(jié)合約束”的作用力，是否就可以把沙化土地重新變成具有調(diào)節(jié)與修復(fù)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(tuán)隊(duì)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(jìn)行防沙治沙的過(guò)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(wàn)向結(jié)合約束”的作用力，僅僅數(shù)分鐘后，原本黃色的沙子就會(huì)在黏合劑的作用下逐漸變?yōu)樯詈稚?。其外觀非但與自然土壤無(wú)異，還同時(shí)具備了類似于土壤的養(yǎng)分和水分涵養(yǎng)性。此時(shí)，再抓取一把混合了黏合劑的沙子，手上的沙子就不再會(huì)松散垮塌。

化沙為土的神奇黏合劑目前尚處于實(shí)驗(yàn)階段，如果最終技術(shù)得以成熟，無(wú)疑將可推動(dòng)荒漠、沙地化為綠洲良田。不過(guò)，這一新技術(shù)同樣還面臨著諸多有待解決的現(xiàn)實(shí)難題。譬如，在化沙為土的過(guò)程中，需要將特定厚度的沙層與黏合劑均勻攪拌。這一過(guò)程不僅工作量巨大，且尚未得以規(guī)?；\(yùn)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(lái)源相對(duì)有限，如果需要進(jìn)一步普及，還需要以人工合成或其他方式來(lái)替代現(xiàn)有的植物纖維原料。

令沙地重現(xiàn)綠色的人工植被鋪設(shè)技術(shù)

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

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，人工植被，就是一種通過(guò)工業(yè)化加工生產(chǎn)出的用以種植植物的基質(zhì)材料。該技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)，在于其環(huán)保能力，主要以城鎮(zhèn)生活垃圾，農(nóng)牧業(yè)廢棄物，植物莖、葉、根等生物有機(jī)物，輔以其他材料，最終生產(chǎn)出人工植被這一復(fù)合了固沙、保水、綠化多重效能的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。

有了人工植被鋪設(shè)技術(shù)的介入，綠色植物在沙地上的栽種方式也得以發(fā)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(guò)專門的植被建造設(shè)備即可直接鋪設(shè)在沙化土地上。由于該過(guò)程無(wú)須耕種，也不需要對(duì)地表進(jìn)行挖埋，因此可大大減少傳統(tǒng)栽種方式中的人力勞動(dòng)。當(dāng)然，人工植物鋪設(shè)新技術(shù)的好處還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。該技術(shù)所采用的原材料均為生物有機(jī)物，本身就是一種良好的肥料來(lái)源，能夠有效保障植物在生長(zhǎng)過(guò)程中所需的養(yǎng)分。此外，植物在人工植被上生長(zhǎng)的同時(shí)，也會(huì)不斷有落葉產(chǎn)生。這一過(guò)程既可以源源不斷地為植物生長(zhǎng)提供腐殖質(zhì)，亦可以滿足其營(yíng)養(yǎng)所需。

我們都知道，在沙地、荒漠中種植植物來(lái)防沙治沙的一大現(xiàn)實(shí)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(guò)，人工植被鋪設(shè)技術(shù)自身所具備的特殊性質(zhì)，使之能夠充分吸收所處環(huán)境中的自然降水與地下蒸發(fā)水。同時(shí)，由于其鋪設(shè)在沙地表面，還可阻斷地下水的蒸發(fā)，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)水分間的不斷循環(huán)。在此情形下，即使是不借助外部澆灌與補(bǔ)水，仍能夠保障人工植被上的植物生長(zhǎng)所需要的水分。

編輯：黃靈? yeshzhwu@foxmail.com