几年前,他提出了沙变土的设想,通过颗粒物质的约束,实现沙子到土的转变,把“沙子土壤化”技术带到乌兰布和,让力学治沙成为现实。随着治沙技术的迭代,新的治沙模式围绕生态修复展开,沙子土壤化技术能够改变沙子的本质,实现生态修复的目的,为生态治沙增汇,其固碳效益很高,具有一定意义。
科技赋能,沙漠变良田。他是重庆交通大学教授易志坚,荣获2021年“全国最美科技工作者”。
专访重庆交通大学副校长易志坚》》》
“沙变土”与碳中和
内蒙古乌兰布和沙漠东缘紧邻黄河,在黄河阿拉善段82公里西岸,曾因水土流失严重,以每年8至10米的速度东侵。2013年,国家林业局公布《全国防沙治沙规划(2011—2020年)》,乌兰布和沙漠被列入重点治理区域。乌兰布和生态沙产业示范区应运而生。
2016年,来自重庆一所高校的教授带领科研团队找到阿拉善发改委,在乌兰布和生态沙产业示范区申请了20亩试验地。科研团队把这里的沙子变成土地,并种上了绿化草、乔木灌木、玉米、小麦以及瓜果蔬菜。2个月后,沙漠变绿洲,“沙子土壤化”生态治理之路由此开启。
这位把“沙子土壤化”技术带到乌兰布和的教授,正是重庆交通大学副校长易志坚——一位力学专家。在接受环球网记者采访时,易志坚坦言这项研究让他与沙漠结下不解之缘,“现在是种植季,几乎每周末我都要去沙漠种植基地去看看。”
如今,乌兰布和沙漠的试验地从20亩扩大到6000亩。同时,“沙子土壤化”项目在新疆塔克拉玛干沙漠、四川若尔盖沙化草地进行治理,完成生态恢复建设17000亩。
力学治沙
从力学跨界治沙,易志坚和团队用了8年的时间,把设想变为现实。他回忆道,“2000年以后,我把力学研究重点放到混凝土结构、材料上面。在研究一种新型聚合物水泥混凝土路面时,发现颗粒物质加了材料后,出现流变状态。于是在2008年,提出了沙变土的设想。”
易志坚进一步解释称,“土壤有两个生态力学属性,一是自修复,二是自调节。所谓自修复,就是固体状态下的土壤被破坏后,通过吸收足够的水分,变成流变状态,并恢复如初。而自调节属性,说明土壤能够自调节颗粒排列,意味着土壤的性质不会随着颗粒排列改变而改变,土壤可以调节自己的体积、形状让植物根系扎入自身,这是保证植物在土壤中生长的关键。”
在此基础上,易志坚想到通过颗粒物质的约束,实现沙子到土的转变。也就是后来他提出的,在沙子中加入一种约束材料,使沙漠具有土壤的力学状态。“这项技术对沙子没有特殊要求,比如沙漠里沙子有粗有细,我们做的试验显示,(沙变土)基本都没有问题。”易志坚表示,团队甚至用河流中的沙子进行试验,同样可以变成土壤。
到这里,沙变土只完成了第一步,接下来易志坚和团队需要进行最关键的一步——种植。
易志坚告诉记者,2017年8月在乌兰布和试验基地种植了耐旱的植被,比如柠条、沙打旺。“一个多月以后就停止浇水了,过了2017年冬天,到2018年春季,我们发现这些植被不仅存活下来,而且长势超出预期。而今已经4年,这些植物完全在无人为灌溉的自然环境中生长,郁郁葱葱。”
“沙变土”试验成功让力学治沙成为现实。
从荒漠化治理到生态修复
“荒漠化治理主要采用防沙固沙的手段,包括工程固沙、化学固沙、植物固沙,本质上不改变沙子的生态属性。”易志坚谈到,通过沙子土壤化,改变沙子的本质,能够达到修复的目的。
实际上,随着治沙技术的迭代,新的治沙模式围绕生态修复展开。从防沙固沙,到生态修复,治沙理念的变化,意味着荒漠化治理进入新阶段后,治沙目标的升级。
国家林业局公布的数据显示,“十三五”期间,我国累计完成防沙治沙任务1000多万公顷,完成石漠化治理面积130万公顷,四大沙地生态整体改善。
去年,各地大力推进沙地(沙漠)生态修复治理。以乌兰布和沙漠为例,截至2020年底,依托乌梁素海流域山水林田湖草生态保护修复工程,已完成乌兰布和沙漠综合治理面积4万余亩,有效遏制沙漠东侵,阻挡泥沙流入黄河侵蚀河套平原。
国家林业局发文指出,下一步,我国荒漠化防治将进入质量提升阶段,坚持科学防治、综合防治、依法防治,全面提升荒漠生态系统质量和稳定性。
在科学绿化方面,我国提出要科学推进荒漠化、石漠化、水土流失综合治理,开展大规模国土绿化行动;既要注重数量更要注重质量,坚持科学绿化、规划引领、因地制宜,走科学、生态、节俭的绿化发展之路,被外界广为关注。
增加生态碳汇助力碳中和
“沙漠综合治理对实现碳中和的意义特别大,生态治沙增汇,最简单的例子就是沙漠变成绿洲,固碳效益很高。”易志坚认为,治沙的目的不只在于治理,更深的一层在于如何用好沙。
国家林业和草原局副局长刘东生曾指出,生态碳汇在应对气候变化、碳达峰、碳中和过程中,扮演着十分重要的战略角色。陆地生态系统能大量吸收二氧化碳,其中,森林大概吸收8%,草原大约是1%,农用地不到1%,湿地大约0.5%。
“从林草系统角度来讲,增加生态碳汇。通过扩大森林面积,提升森林质量,增加碳汇总量,在未来碳达峰或者碳中和过程中发挥更加重要的作用。”刘东生表示。
对于未来治沙与碳中和的结合,业内认为,新出路在于科技创新,比如新材料、新方法、新工艺的研究。
在刚刚闭幕的2021年生态文明贵阳国际论坛上,生态环境部发布了以库布其治沙“双向碳中和模式”为代表的首批《“绿水青山就是金山银山”实践模式与典型案例》,为各地提供了经验。
“我们国家的沙化土地173万平方公里,治理1%,就是2600万亩可利用土地。”易志坚告诉记者,从碳中和的角度来看,生态治沙还有更大的发展空间。