文｜《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)記者 劉彥華

勛章 科技改變世界，烏蘭布和沙漠中盎然的生機(jī)，是這個(gè)綠色神話(huà)的締造者、“2021最美科技工作者”重慶交通大學(xué)副校長(zhǎng)易志堅(jiān)及其科研團(tuán)隊(duì)最美的勛章。攝影/寧穎

8月的陽(yáng)光分外刺眼，從烏海市區(qū)出發(fā)，駛過(guò)黃河浮橋，一路向西，穿越破敗的村莊、起伏連綿的沙丘，行至穿沙公路盡頭，眼前豁然開(kāi)朗，漫天黃沙中忽現(xiàn)一片綠洲。

金燦燦的向日葵，豐茂的綠色牧草，累累碩果掛滿(mǎn)枝頭的茄子、辣椒，宛若長(zhǎng)龍的大型平移式噴灌機(jī)……一座望不到邊的現(xiàn)代化農(nóng)場(chǎng)映入眼簾，令人驚喜。

北緯39°36′32′′、東經(jīng)106°39′02′′，烏蘭布和“沙漠土壤化”中試科研基地，這里在百度地圖上沒(méi)有名字，但它短短幾年時(shí)間沙漠變良田的生態(tài)奇跡卻驚艷了整個(gè)世界。

科技改變世界，沙漠中盎然的生機(jī)，是這個(gè)綠色神話(huà)的締造者、“2021最美科技工作者”重慶交通大學(xué)副校長(zhǎng)易志堅(jiān)及其科研團(tuán)隊(duì)最美的勛章。

另辟蹊徑，開(kāi)啟跨界治沙冒險(xiǎn)之旅

土地沙漠化治理，一直是世界級(jí)難題。有數(shù)據(jù)顯示，目前，遭受全球沙漠化威脅的沙漠面積和其他干旱地區(qū)的土地面積已達(dá)地球陸地面積的41.3%，并且正在以每年5萬(wàn)～7萬(wàn)平方公里的速度擴(kuò)張。我國(guó)辛苦治沙幾十年，沙漠化擴(kuò)展勢(shì)頭雖然得到抑制，但沙漠化土地的面積已達(dá)173萬(wàn)平方公里，占國(guó)土總面積的18.03%，并且另有31萬(wàn)平方公里的土地呈現(xiàn)出明顯沙漠化的趨勢(shì)。

現(xiàn)行的沙漠治理方法主要有三類(lèi)：工程治沙、化學(xué)治沙和植物治沙。工程治沙是通過(guò)建立草方格沙障和沙柵欄等障礙物來(lái)阻止沙子的移動(dòng)；化學(xué)治沙是通過(guò)向沙漠表面噴灑乳化瀝青或聚合物乳膠等來(lái)固化沙子表層；植物治沙是通過(guò)種植沙生植物來(lái)修復(fù)沙漠。

這些治沙方法，有利有弊，對(duì)沙化治理有一定效果，但很難大規(guī)模推廣。

易志堅(jiān)，我國(guó)著名的力學(xué)專(zhuān)家，長(zhǎng)期從事力學(xué)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究，2009年，在研究顆粒物質(zhì)力學(xué)的過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)，顆粒物質(zhì)從離散狀態(tài)向流變狀態(tài)、固體狀態(tài)轉(zhuǎn)換，依靠的是一種萬(wàn)向約束關(guān)系。

“土壤在濕時(shí)為流變狀態(tài)，在干時(shí)為固體狀態(tài)，并且可以在這兩種狀態(tài)之間穩(wěn)定轉(zhuǎn)換。土壤的這種力學(xué)特性賦予了其自修復(fù)和自調(diào)節(jié)這兩大生態(tài)力學(xué)屬性，使其能夠保持生生不息的生態(tài)循環(huán)并成為植物理想載體。而沙子和土壤的區(qū)別在于，沙子通常處于離散狀態(tài)，其顆粒之間的約束為接觸約束?！蓖ㄟ^(guò)進(jìn)一步研究，易志堅(jiān)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在沙子顆粒中加入適當(dāng)黏度的水溶性物質(zhì)并均勻混合后，沙子顆粒間將形成具有“萬(wàn)向性”和“可恢復(fù)性”的萬(wàn)向結(jié)合約束（ODI）約束，沙子也將從離散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱髯儬顟B(tài)，類(lèi)似濕土。當(dāng)添加的水溶性物質(zhì)中的水分蒸發(fā)后，ODI約束將轉(zhuǎn)化為固結(jié)約束，沙子將轉(zhuǎn)變成固體狀態(tài)，類(lèi)似干土。

在此理論基礎(chǔ)上，易志堅(jiān)首創(chuàng)提出沙漠“土壤化”的技術(shù)路徑，通過(guò)在土壤的力學(xué)特性與生態(tài)屬性之間建立起聯(lián)系，從力學(xué)角度解釋了土壤“生生不息”之謎。

“土壤的功能是作為植物生長(zhǎng)的載體，沙子‘土壤化’的性質(zhì)可以通過(guò)種植植物來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?！本o接著，為驗(yàn)證自己的研究，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)在重慶交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)啟了為期3年的種植試驗(yàn)，陽(yáng)臺(tái)、屋頂、戶(hù)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?cè)谠囼?yàn)地面依次鋪設(shè)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10～20厘米厚的“土壤化”改性土。

玉米、紅薯、土豆、蘿卜各種植物輪作，長(zhǎng)勢(shì)喜人。易志堅(jiān)信心倍增，“種植試驗(yàn)充分驗(yàn)證了‘土壤化’的沙子是植物生長(zhǎng)的理想載體，且其生態(tài)力學(xué)屬性能夠長(zhǎng)期保持”。

不懈奮戰(zhàn)，站上產(chǎn)業(yè)化新起點(diǎn)

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“沙漠‘土壤化’就是使沙漠表層的沙子‘土壤化’，其科學(xué)實(shí)質(zhì)是使沙漠表層的沙子獲得土壤的力學(xué)特性和生態(tài)屬性。從原理上講，沙漠‘土壤化’是沙漠化的逆過(guò)程，具有實(shí)現(xiàn)人類(lèi)沙漠變綠洲夢(mèng)想、改善沙漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境、最終造福人類(lèi)的潛力?！弊鳛橐粋€(gè)科學(xué)命題，沙漠“土壤化”可行性必須經(jīng)過(guò)沙漠實(shí)地實(shí)踐檢驗(yàn)。

易志堅(jiān)，我國(guó)著名力學(xué)專(zhuān)家，首創(chuàng)提出沙漠“土壤化”的技術(shù)路徑，通過(guò)在土壤的力學(xué)特性與生態(tài)屬性之間建立起聯(lián)系，從力學(xué)角度解釋了土壤“生生不息”之謎。

2016年，易志堅(jiān)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)走出實(shí)驗(yàn)室，在蒼茫大漠里開(kāi)啟了新一輪的戰(zhàn)斗。

易志堅(jiān)一開(kāi)始就將目標(biāo)定在最難治理的沙漠上，在選址時(shí)便提出了三條要求：要寸草不生；要有適當(dāng)?shù)乃Y源；不要有人干擾。

于是，風(fēng)沙肆虐、桀驁不馴的烏蘭布和沙漠成為了他們的試驗(yàn)場(chǎng)。

2016年25畝沙漠“土壤化”改造并試種成功。2017年2月，“一萬(wàn)畝”試驗(yàn)地前期勘測(cè)；3月，大型機(jī)械開(kāi)進(jìn)沙漠，蓄水池、公路等基礎(chǔ)設(shè)施建好；4月，進(jìn)入萬(wàn)畝試驗(yàn)地“土壤化”施工階段，研究團(tuán)隊(duì)在數(shù)千畝的沙漠上鋪設(shè)混合材料；6月，第四次試種取得成功；2018年，科研團(tuán)隊(duì)在內(nèi)蒙古、新疆、四川若爾蓋、廈門(mén)海島等地同時(shí)開(kāi)展試驗(yàn)示范……

“現(xiàn)在的情況就是，團(tuán)隊(duì)已在烏蘭布和沙漠等多地試驗(yàn)成功，種植出蘿卜、高粱、狼尾草、番茄、茄子等20多種作物。其中，烏蘭布和沙漠種植的蘿卜畝產(chǎn)達(dá)到1.3萬(wàn)多公斤，高粱畝產(chǎn)789公斤，均高出全國(guó)平均水平?！?/p>

作為一項(xiàng)“從0到1”的原創(chuàng)性突破性成果，力學(xué)治沙從理論提出到實(shí)踐驗(yàn)證，一路走來(lái)，常伴隨著質(zhì)疑。不過(guò)，易志堅(jiān)及其團(tuán)隊(duì)從未動(dòng)搖，一心用實(shí)際效果證明自己。也正是這份強(qiáng)大的精神力量和科學(xué)理念，引導(dǎo)著他們?cè)诳蒲蓄I(lǐng)域取得巨大突破。據(jù)易志堅(jiān)介紹，與常規(guī)沙漠治理方法相比，沙漠“土壤化”技術(shù)具有成本低廉、節(jié)水明顯、環(huán)保安全、推廣快的特點(diǎn)，離水源較近或有充足地下水的沙漠都可以實(shí)現(xiàn)“土壤化”。“土壤化”成本每畝不高于5000元，遠(yuǎn)低于內(nèi)地土壤復(fù)墾動(dòng)輒數(shù)萬(wàn)元的成本。而且，一次添加長(zhǎng)久有效，長(zhǎng)出的植物根系腐爛了之后，又會(huì)成為新的約束，形成生態(tài)的良性循環(huán)。

事實(shí)勝于雄辯，試驗(yàn)結(jié)果有力地打破了質(zhì)疑聲。

2021年9月18日，中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會(huì)組織評(píng)價(jià)委員會(huì)在內(nèi)蒙古烏海市召開(kāi)“沙漠土壤化關(guān)鍵技術(shù)與生態(tài)治理示范工程”成果評(píng)價(jià)會(huì)。經(jīng)過(guò)3個(gè)多小時(shí)的質(zhì)詢(xún)和討論，最后，評(píng)價(jià)委員會(huì)的專(zhuān)家們一致認(rèn)為：“‘沙漠土壤化’是一項(xiàng)原創(chuàng)性、突破性成果，其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益明顯，對(duì)國(guó)家生態(tài)安全、糧食安全等具有重要意義，為全球沙漠治理提供了借鑒，成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平?！?/p>

同年，易志堅(jiān)也因此被中央宣傳部、中國(guó)科協(xié)、科技部、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院、國(guó)防科工局6部門(mén)共同授予了2021年“最美科技工作者”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。

產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是科研發(fā)展的落腳點(diǎn)。2022年，易志堅(jiān)及其團(tuán)隊(duì)站在了新的起點(diǎn)—走向產(chǎn)業(yè)化?！敖?jīng)過(guò)6年中試試驗(yàn)，技術(shù)已經(jīng)較為成熟。在前期打造‘沙之約’產(chǎn)業(yè)化探索的基礎(chǔ)上，今年我們項(xiàng)目將正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，不僅防沙治沙恢復(fù)生態(tài)，而且要為當(dāng)?shù)貛?lái)經(jīng)濟(jì)效益。”易志堅(jiān)介紹稱(chēng)，目前新簽項(xiàng)目覆蓋內(nèi)蒙古和新疆等地的沙漠和戈壁共計(jì)13萬(wàn)畝。今年團(tuán)隊(duì)已在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市杭錦旗庫(kù)布其沙漠、新疆若羌等地的沙漠和戈壁改造了約3000畝，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)。