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6月的新疆和田地區(qū)天氣炎熱，重慶交通大學(xué)研究人員王祉翔走在位于和田縣城外的“沙漠土壤化”基地里，眼前這片苜蓿在5月底收割了今年的第一茬，如今又長起來30多厘米，他期待著一個(gè)月以后收割第二茬。

6月17日是世界防治荒漠化和干旱日，沙漠生態(tài)修復(fù)是很多國家共同面臨的世界級(jí)難題。在中國的新疆塔克拉瑪干沙漠、內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠中，卻有萬畝連片的農(nóng)田郁郁蔥蔥、瓜果飄香；在四川若爾蓋沙化草原、西藏拉薩市郊沙化帶、西沙島礁，不毛之地也長出植被甚至蔬菜——這是中國科學(xué)家研發(fā)的“沙漠土壤化”生態(tài)恢復(fù)技術(shù)造就的奇景。

(資料圖)

6月初，位于內(nèi)蒙古阿拉善盟的“沙漠土壤化”基地在進(jìn)行旋耕整地作業(yè)，為農(nóng)作物播種做準(zhǔn)備（資料照片）。新華社發(fā)

重慶交通大學(xué)教授易志堅(jiān)是一位力學(xué)家，2009年，他在研究顆粒物質(zhì)力學(xué)的過程中發(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，依靠的是一種萬向結(jié)合約束關(guān)系。

“當(dāng)時(shí)我就聯(lián)想到，土壤和沙子之間的區(qū)別就是有沒有這種約束關(guān)系。”易志堅(jiān)說，“當(dāng)我想到這個(gè)發(fā)現(xiàn)可以把沙改造成土，就激動(dòng)得睡不著覺！”

易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)提出了一項(xiàng)原創(chuàng)力學(xué)原理，土壤顆粒間存在一種萬向結(jié)合約束關(guān)系。萬向結(jié)合約束下的土壤顆粒體，既有一定的柔性，保水、保肥和透氣，并為植物根系生長提供彈性空間，又有一定的剛性，使之能夠“抱住”植物根系，維持植物穩(wěn)定。易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)首次在土壤的力學(xué)特性與生態(tài)屬性之間建立起聯(lián)系。

2013年，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種植物纖維素黏合劑。在沙子中混合適量的黏合劑和水，“一盤散沙”就能獲得與自然土壤一樣的“生態(tài)－力學(xué)”屬性：在濕潤時(shí)呈現(xiàn)稀泥般的流變狀態(tài)，水分蒸發(fā)后結(jié)成固體狀態(tài)，兩種狀態(tài)之間可自由轉(zhuǎn)換，并具有較強(qiáng)的存儲(chǔ)水分、養(yǎng)分和空氣的能力，成為適宜植物生長的載體。

5月下旬，位于新疆和田的“沙漠土壤化”基地在收割今年第一茬苜蓿（資料照片）。新華社發(fā)

從2016年至今，“沙漠土壤化”技術(shù)在國內(nèi)外10多個(gè)點(diǎn)、多種嚴(yán)酷自然條件下進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，總面積超過3萬畝，驗(yàn)證了技術(shù)上的科學(xué)性和有效性，及應(yīng)用上的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

在內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠腹地，實(shí)驗(yàn)基地中的耐旱植物可以在不灌溉的情況下自然生長，形成生態(tài)屏障；農(nóng)作物所需灌溉量遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)取用水限額。粘合劑和“土壤化”后的沙子經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，全部符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，10多種農(nóng)產(chǎn)品獲得國家綠色食品認(rèn)證。

“沙漠土壤化”技術(shù)一次性改造成本2000元至3000元每畝，經(jīng)改造的“土壤”特性持續(xù)變好，微生物種群豐富，生物多樣性和局地氣候改善效果逐漸形成。改造技術(shù)易操作、見效快，粘合劑僅需加入一次，宜大規(guī)模機(jī)械化施工，改造后即刻起到固沙作用，隨即可進(jìn)行種植，具有防沙固沙與生態(tài)恢復(fù)一體功能。

隨著近年來實(shí)地試驗(yàn)連續(xù)開展，這一跨界創(chuàng)新的科技成果受到國內(nèi)外關(guān)注。2022年12月，“沙漠土壤化”項(xiàng)目獲得英國威廉王子發(fā)起的“為地球奮斗獎(jiǎng)”中的“保護(hù)和恢復(fù)自然風(fēng)貌”獎(jiǎng)項(xiàng)，其授獎(jiǎng)名稱為“沙漠農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化”。

今年是中國提出人類命運(yùn)共同體理念10周年，面對(duì)荒漠化這一人類共同難題，中國科學(xué)家正在努力攻關(guān)，中國新科技也正在走出國門，為需要的國家遞上“橄欖枝”。