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“点石成金”是妄念？在沙漠里就行！

来源：科普中国

出品：科普中国

作者：何况

监制：中国科普博览


(相关资料图)

荒芜的沙漠占地面积庞大，站在那里大风一吹满嘴沙，不仅无法被用来种地，还常常得寸进尺，贪婪地“吃掉”无数的良田绿地。

在举世闻名的古丝绸之路上，有一个叫楼兰的国家。它曾经无比繁华，往来的使者、商人不绝于路。而在公元400年左右，楼兰渐渐消失在了史书中。关于楼兰消失的原因，其中一种说法就是它被埋葬于茫茫黄沙之中了。

楼兰古城现在的样子

（图片来源：维基百科）

看起来人畜无害的沙子为何如此残暴，能在悄无声息中抹杀一个盛极一时的国家？面对茫茫沙漠，人类只能步步退却吗？

古国湮灭之谜

楼兰的消失过程，并不像意大利的庞贝古城，在一夜之间被火山灰封印，而是经历了很多年的沙漠侵袭才逐渐衰亡，最终被人们废弃的。这个过程主要与楼兰古城的地理位置、地形地貌以及人类活动有关。

楼兰古城位于新疆的塔里木盆地中，四周都被高耸的山脉所环绕，而其南部的青藏高原更是如同一堵巨墙，阻隔了来自印度洋的水汽，使得这里降水稀少。同时，古代人类的活动大肆破坏了当地的植被和水域，导致湖泊和河流日渐消失，沙漠化加剧。在多方因素的影响下，楼兰古城最终埋没在了满满黄沙之下。

楼兰古城位于远离各大洋的塔里木盆地边缘，降雨稀少

（图片来源：谷歌地球截图）

防沙漠化招数三连

沙漠一旦形成便难以恢复，同时它还会向外扩张，不断吞噬周边尚未沙漠化的土地，楼兰古城的消失就是著名的例子。在古代社会，人们对沙漠化束手无策，即便到了当代，如何阻止沙漠化仍然是一个难题。

中国是世界上沙漠化最严重的国家之一，沙漠化面积占国土面积的18%，比整个伊朗还要大。过去我们说中国地大物博，地大的背后则是大量的高原、山脉和沙漠化土地。山脉无法夷平，沙漠难复绿洲，但至少不能继续任由沙漠扩张，那就得试着打一场防守战役，再伺机反攻。

（图片来源：veer）

传统的沙漠改造主要有三种方法，简单来说就是工程法、化学法和植物法。

这三种方法里面，植物法最容易理解，也就是通过栽种抗旱植物，适当加以补水的方式来延缓沙漠化。化学法，也就是用一种特制的“胶水”喷洒在沙漠表面，来把沙子固定住。

工程法中最著名的是“麦草方格沙障”，也就是用正方形的麦草墙来固定沙土，来阻止沙子流动，远看就像一大片华夫饼。著名的敦煌莫高窟附近，就用这种方式来固沙，专业人员用麦草扎在土里，形成1米见方的方格，四周高、中间低，就跟一个大鸟窝一样，以防止沙漠吞噬这片伟大的世界遗产。

草方格沙障

（图片来源：新华网）

总的来说，防止沙漠化就是一个思路：把容易流动的沙子固定住，不让它乱跑，这样就不会祸害良田耕地了。

但这些方法也各有各的问题，比如植物法成本较高，工程和化学法改变不了小气候。而且，这三种方法都没有改变沙子的特性。有没有一种方法，既能够降低成本，也能真正让沙子很快变得跟土壤一样，有一定的黏性，可以保水呢？

加点黏合剂，“点石成金”！

点石成金的故事想必大家都听过，无非是不劳而获的痴心妄想。但在沙漠化治理的科学探究过程中，学会妄想，往往能打开科学的新思路。

最好的防守便是进攻。重庆交通大学易志坚教授团队换了一个思考角度，如果不从如何固定沙子、适应沙漠去思考，而是从如何改变沙子的特性，让沙漠为我所用出发，是不是可以出奇制胜呢？

他们从植物中提取黏合剂，混到沙子里，再加入水进行搅拌，这样，“一盘散沙”有了一个惊人的改变：可以存水，可以像土壤一样在湿润时被捏成一团，也可以在干燥的时候变成固态，更重要的是它可以在两种状态间切换。

当然，实验归实验，要想改造自然，就得去自然界中去接受“毒打”。他们把这个想法带到了中国沙漠界“八大金刚”之一的乌兰布和沙漠。

在乌兰布和沙漠荒漠生态区，耐旱植物在自然环境下(无人工灌溉)生长，形成生态屏障，与远方的沙漠形成鲜明对比。

（图片来源：重庆交通大学）

首先，对实验地点进行一个小小的改造：在上层20~30厘米的沙子中混入黏合剂，搅拌均匀。这样，这块地就变成了上下两层，上半部分是可以保水的沙漠土壤层，下半部分仍然是沙子。然后就可以在这片土地上开始种植，在含有水分的沙漠土壤层中，植物当然相对容易成活，而可以“抱团”在一起的沙子也不会轻易被风吹跑变成流沙。

植物长大之后，根系又反过来抱住了沙漠土壤层和下面的沙子。随着时间的推移，有些烂掉的根系和掉落的叶子，成为进一步锁住沙漠土壤层的工具。在这种循环下，原先被沙漠化的土地，又“活”过来了。通过调节黏合剂的比例，还可以形成类似泥浆、具备防渗能力的土壤，也就能在沙漠中种起水生植物了。

种下的向日葵迎风摇曳，玉米红薯成了工作人员的餐食，越来越像土壤的地下，还有蚯蚓、蚂蚁等，沙枣树、草丛中的青蛙，甚至还有往来的小狐狸，仿佛让人看到了那片生机盎然的乌兰布和。只不过这一次，不是海市蜃楼。

乌兰布和沙漠土壤化基地郁郁葱葱，充满生机。

(图片来源：重庆交通大学)

百无一用的沙漠，变成蔬果成林的土壤，这不就是现实版的点石成金吗？

结语

楼兰早已消失于沙漠之中，一代又一代的科学家为治沙在沙海边缘苦心研究。“易志坚们”带来的黑科技也不是所向披靡，还有成本、大规模应用以及不同环境下的适应性问题需要深入研究，但他们至少吹响了号角，在沙漠里再造绿洲、复现西域丝绸之路商贾往来的胜景，可能并不遥远。

参考文献：

1.Desert “Soilization”: An Eco-Mechanical Solution to Desertification[J]. Zhijian Yi, Chaohua Zhao. Engineering.2016, 2(3): 270–273

2.沙漠“土壤化”生态恢复理论与实践[J]. 易志坚. 重庆交通大学学报(自然科学).2016.11（35）：27-32

3.试论青藏高原隆升对中国沙漠形成演化的影响[J]. 王跃,李森,王建华,阎满存.干旱区研究.1996.6（13）：20-24

4.植物固沙技术研究进展及展望[J].张钰佳，张克海，方桥.绿色科技.2020.3：123-127

5.易志坚：沙之约[J]. 郭玲. 中国小康网.2022.3

关键词： 楼兰古城 点石成金 重庆交通大学

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