“大漠孤烟直,长河落日圆。”这是一种美好的意境。可真要在这意境里生活,你又能坚持多久,一星期?一个月?还是一年?初来时,每一丛梭梭、每一枝沙柳,在你眼里都是天堂一般的风景,然而看久了,会陷入无限的绝望。因为每天早上,你要用力推开被沙掩住的门。你要走出几十里地,才能拉来饮水,你要和无尽的风沙抗争。

荒漠化被称为“地球癌症”,目前全球167个国家和地区的20多亿人口受到荒漠化的威胁。中国有三分之一的贫困县、三分之一的贫困人口就生活在西北沙区。
土地的健康,决定着水、粮食和气候的安全,关系到人类的未来。山水林田湖草是生命共同体,防沙治沙就是对整个生态系统的保护和修复。因此治沙技术的发展受到了人们的广泛关注。
近日,央视新媒体对“沙漠变良田”的“神奇技术”进行了直播,并使用了更加“震惊”的标题——《厉害了!揭秘“点沙成土”黑科技》。直播中,重庆交通大学副校长易志坚的团队在内蒙古阿拉善盟乌兰布和沙漠现场展示了“沙漠土壤化”的技术操作和成果。这种技术的核心是一种从植物中提取的纤维黏合剂CMC,视频中,一位老师将CMC的粉末洒在沙子表面,随后用手均匀搅拌,数瓢水不断加入沙子中,老师手中的沙子已经粘结,状态发生了变化。老师一边搅拌,一边介绍说:“在实际操作过程中是机械进行搅拌,黏合剂和沙土的比例一般不会超过千分之三,而整个过程中必须有水。”
羧甲基纤维素(CMC)是纤维素醚类中产量最大的、用途最广、使用最为方便的产品,俗称为"工业味精"。CMC是一种重要的纤维素醚,是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物,易溶于冷热水。它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐蚀、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质,是一种用途广泛的天然高分子衍生物。
CMC的重要特性是形成高粘度的胶体、溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、保水、保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊等特性,且生理无害,因此在食品、医药、日化、石油、造纸、纺织、建筑等领域生产中得到广泛应用。
易教授在“沙漠土壤化”中使用的是一种改性羧甲基纤维钠。根据易教授介绍,在沙子颗粒中加入适当黏度的水溶性物质并均匀混合后,沙子颗粒间就将形成具有“万向性”和 “可恢复性”的ODI约束,此时,沙体将从离散状态 转变为流变状态( 像“湿土”一样) 。当添加的水溶性物质中的水分蒸发后,ODI约束将转化为固结约束,沙体会转变成固体状态( 像“干土”一样) 。“土壤化”后的沙子具有自然土壤的力学特性,可以在流变状态和固体状态之间稳定转换,沙子一旦获得了土壤的这种力学特性,就将具有与土壤相同的生态—力学属性——自修复性和自调节性 。
直播镜头中,乌兰布和沙漠中4000亩的试验田上,长满了一人高的牧草,记者介绍说,已经有沙漠中的动物来到植物中安家,易志坚教授今年已经领导完成了中试基地内约4000亩沙漠的土壤化和绿化,明年还将完成一万亩的试验。
但或许是由于近年来,被冠以“神奇”的发明实在太多,巴铁不也上过央视嘛!如今,公众对于“神奇”已是望而却步,生怕这是个“水变油”的伪科学。其实这个并不是科技骗局,只是并非如“点沙成土”这般神奇。
1、沙子颗粒在CMC和水的混合搅拌之后,沙粒结构的确会得到改变,使沙土具备防止风蚀能力,这有利于培养植物时,植物根系的固定,这是事实。
2、易教授的技术想要大规模应用在沙漠治理中,且对其抱有能使沙漠变绿洲的期待是不现实的,原因有三。首先,就是上文提到的水的问题,在央视直播中,可以直观地看到,混合沙土时需要大量的水,这意味着,技术实施的范围是有限的,沙漠下有丰富地下水或者临近居民区,具备灌溉条件;其次,CMC的制作和成本问题。论文中,易教授并未解释CMC具体是什么,如何制造,且实验中添加CMC的成本是4500美元到6500美元一公顷,成本偏高。第三,沙漠化是自然形成的,荒漠化是人为形成的,沙漠的形成与环境、气候相关,想要改变,得改变整个生态,而这是不可能的。
3. 易教授的技术没有解决治沙的核心问题。还是说水,易教授通过黏合剂改变沙土结果,最明显的效果是抵抗风力,但抵抗风力并非治沙关键,关键是水,有水,沙子本身也可以长出植物,而没水,即使沙土变成了土壤也无法长出植物。根据易教授的论文,在乌兰布和沙漠,试验地采用了雾化喷灌系统 ,用于沙子“土壤化”和植物灌溉的水均来自于地下水,为维持沙土中植物的生存,地下水将一直消耗,长此以往会造成地下水位下降,沙漠更加缺水。
因此,易教授的技术在科学原理上是成立的,但是,对于现实中的大规模沙漠治理,效果是初级和理想化的。
那么另一种近期备受关注治理沙漠化的新技术-藻类治沙固沙技术,利用一棵小小的绿藻就能使沙漠复活,这又是真的吗?
据极科网了解,该技术提供了一种利用荒漠藻类快速固定流沙的方法,具有快速、高效、持久的固沙成土和增肥效果,适宜于全球干旱、半干旱地区流动和半流动沙丘的固定和成土过程。
在荒漠土壤表面人工形成一层或几层藻类土壤结皮,从而改变荒漠土壤营养成分、微生物群落及微生态循环系统、最终达到改善荒漠土壤、固定荒漠土壤、绿化土壤的一种新型无污染、无公害的全新环保技术。
科学研究证明,藻类作为一类在生物进化史上具有特别意义的生物类群,在荒漠化综合治理方面具有特殊的作用。藻类作为拓殖生物,不仅能在多数生命形式无法生存的严酷环境中生长与繁殖,而且还以其特有的生活、代谢方式影响并改善着自然环境。藻类生物结皮在防风固沙、防止土壤侵蚀和改变水分分布状况等方面,扮演着重要的角色。
从2009 年开始,全国唯一的藻类生物治沙研究所----叶希丽生物治沙研究所对塔克拉玛干沙漠土壤进行了系统的生物学研究并发现,沙漠土壤中仍然存在着具有丰富生物多样性的沙漠绿藻细胞。到目前为止,公司研发人员从塔克拉玛干沙漠沙土样品中成功分离、纯化得到了1000 多种藻类品系,已顺利完成了9 个采样点中7 个采样点的沙土样品收集与GPS 定位工作,期间几乎饶了塔克拉玛干沙漠2 圈。
对沙漠绿藻细胞的生物学及营养学研究发现,该类细胞不仅具有独特的营养特性,而且其生物学进化地位也处于很古老的发育阶段,充分说明塔克拉玛干大沙漠曾经是一片辽阔的海洋,当时的海藻随着海洋的消失逐渐进化成为如今的沙漠藻。
沙漠绿藻的生命力比普通淡水绿藻或海藻强很多,是因为极度恶劣的沙漠生存环境使得沙漠绿藻细胞具有了很特异的成分及其功能。
①沙漠环境自然缺水、沙漠绿藻细胞必须要积累高活性的CGF 才能生存;
②沙漠中阳光照射很强烈,沙漠绿藻细胞必须积累大量的不饱和脂肪酸才能避免被辐射氧化;
③沙漠中降水量很低,沙漠绿藻细胞需要积累大量的胞外多糖(含有丰富的碱性多糖)才能有水的时候吸收尽可能多的水分而延续其生长繁殖;
④沙漠的温度高、沙漠绿藻细胞壁(纤维素成分)必须要厚,才能有效预防过多的失水,恶劣的生存环境成就了神奇的沙漠绿藻。
总体来看,藻类生物治沙在沙漠化治理中的作用主要体现于:①快速形成土壤结皮(Soil Crust),从而遏制土壤进一步沙漠化 ②沙漠藻细胞代谢糖类分泌物可以使土壤有机物含量增加、沙漠固氮藻使得沙漠土壤的氮元素急剧上升,经过藻类生物治沙的沙漠土壤将具备高等植物生长的营养条件。
以魏江春院士为组长的鉴定专家组一致认为藻类治沙固沙技术能够有效固定流沙,并创造性地将藻-草-灌-乔相结合,以修复、重建荒漠生态系统为目的,开辟了沙漠化治理的新途径,具有重大的科学意义和实用价值。这标志着藻类治沙固沙技术的正式形成。藻类治沙固沙技术与传统生物固沙措施相结合,具有互相促进和互相弥补的作用,可以大大提高固沙效果,是一种有效的治沙新技术。
相对于第一个“点沙成土”的“沙漠变良田”的“神奇”技术,藻类治沙固沙技术采用分离自塔克拉玛干沙漠的沙漠绿藻,这种易于生长,能够在土壤贫瘠,严重缺水,温度变化幅度较大,紫外辐射严重,不适合生物生存的地方也能生存繁殖。可以将沙漠中的“死土”改善成“活土”。可有效控制风沙,缓解自然灾害,提高土地利用率,改善环境。藻类治沙固沙技术没有多夸大其词的宣传,却显得更真实可信,你觉得哪种技术最靠谱呢?


