刷狀網繩式草方格的生產效率比過去人工扎設草方格提高了60%以上，能夠有效降低防沙治沙的工程成本；其耐用性也比人工扎設的高，使用壽命由3年延長至6年，且可以重復使用

“以前，熟練的林業工人三四分鐘才能挖出一個樹坑，現在用‘電動植苗器’，不到10秒鐘可以栽下一棵樹。”

固沙效果神奇的生物土壤結皮在自然條件下形成需要10～20年時間，如今，人工生物土壤結皮技術已被“解鎖”，兩三年時間便可形成穩定的藍藻結皮層

文 |《瞭望》新聞周刊記者 何晨陽 蘇醒

荒漠化是全球性生態治理難題。三面環沙的寧夏是我國土地沙化最為嚴重的省份之一，20世紀50年代，被譽為“治沙魔方”的麥草方格在位于騰格里沙漠南緣的寧夏中衛市誕生，鎖住了肆意流動的沙丘，保護中國首條沙漠鐵路——包蘭鐵路的暢通，并成為中國最早向世界輸出的治沙方案。

半個多世紀以來，寧夏完成了對荒漠化的“逆襲”，實現了從“沙進人退”到“綠進沙退”的歷史性轉變。

在漫漫黃沙中謀求綠色生存空間，是堅韌不拔的精神角力，更是智慧的對壘。從麥草方格到“刷狀網繩式草方格沙障”、從一把鐵锨造林到“水分傳導式精準型沙漠植苗工具”、從人拉肩扛到工程化作業，在人與沙的長期較量中，越來越多的治沙“土發明”“黑科技”得以研發應用并不斷迭代升級，提高治沙效率，讓中國的治沙工具箱越來越豐富。

治沙工人在寧夏中衛市境內的騰格里沙漠鋪設刷狀網繩式草方格沙障（2024年5月30日攝） 馮開華攝/本刊

給沙漠穿上“機織格子衫”

地處騰格里沙漠東南緣的沙坡頭，因其曾經沙丘高度超百米而得名，這里是沙漠與黃河“握手”的地方，一側黃河奔涌，一側黃沙高臥。不遠處，綿延的麥草方格匍匐在沙丘上，筑起一道禁錮流沙的草墻，阻擋沙漠侵襲黃河。

草方格治沙法源于包蘭鐵路建設期的探索。上世紀50年代，包蘭鐵路的修建是一項極具挑戰性的工程，鐵路在中衛6次穿越騰格里沙漠，長度達44公里，其中沙坡頭段全為高度達百米的流動沙丘。

為“鎖住”沙丘，保障鐵路行車安全，科研人員、林場工人和當地百姓在實踐中摸索出的草方格沙障成為包蘭鐵路通車初期的主要固沙方式，即在流沙表面用鐵锨將麥草扎進沙里，形成１米見方的格子，半埋半露，使流沙不易被風吹起，達到阻沙、固沙的目的。時至今日，低廉、便捷、環保的麥草方格依然是中國多地治沙的主角。

風吹日曬中，手工草方格的壽命不過3年，有時還需要補扎維護，費時費力。隨著勞動力減少、人力成本上漲，傳統的“人海戰術”已難以滿足防沙治沙需求，機械治沙成為必然趨勢。

2019年，中國科學院西北生態環境資源研究院研究員屈建軍團隊經過反復試驗，研發出了“治沙魔方2.0版”——“刷狀網繩式草方格沙障”，即用機器將麥草編成刷狀草繩，實現關鍵環節的機械化生產，節省人力，便于大面積防沙治沙。

據介紹，刷狀網繩式草方格的生產效率比過去人工扎設草方格提高了60%以上，能夠有效降低防沙治沙的工程成本；其耐用性也比人工扎設的高，使用壽命由3年延長至6年，且可以重復使用，這項技術現已取得國家專利。

如今，“機織”草方格正在取代過去人工扎設的草方格。在中衛市市區西北方向的騰格里沙漠中，工人們正推著一臺臺像拖拉機車頭一樣的“扎草車”鋪設沙障，兩片代替車輪的圓形壓草刀滾過，鋪在沙地上的麥草便被精準“植”入沙地里，“編織”成一條條金黃色的沙障。

在“扎草車”上不去的沙丘，工人們用機器將麥草編成“毛毛蟲”一樣的刷狀網繩，然后將“毛毛蟲草繩”十字交叉鋪在沙地表面，固定草繩交叉處和四周即可。

“難道不怕被風刮走嗎？”面對本刊記者的提問，中衛市國有林業總場總工程師唐希明說，刷狀網繩鋪設后，氣流通過時在格子中間會形成漩渦，使格子內的沙面形成沙漏式的凹面，就像一口大鍋，把網格中央的沙子推到網繩周圍，在固沙的同時也固定住了網繩。

栽一棵樹只需不到10秒鐘

扎草方格是固沙第一步，在草方格里栽苗種草才能形成永久固沙屏障。要在沙漠中把樹種活并非易事，扎根騰格里沙漠34年的資深治沙人唐希明也曾遭遇失敗。

“干沙層平均厚度30～35厘米，夏季地表溫度高達70攝氏度，栽下1000多畝苗子，成活率只有40%多，達不到國家驗收標準?！碧葡Ｃ骰叵肫?013年治理一片沙區的經歷：“那時我愁得晚上睡不著覺，沒人相信我能在這么干旱的地方把樹種活。”

一根順手撿來的木棍，給了唐希明破題的靈感。

“有一天，我干活累得走不動了，就順手找了根木棍拄著，這一拄，拄出了一個好主意。棍子在沙漠里扎出的一個個洞，啟發我設計出‘干’字形鐵制植苗工具。”唐希明說。

唐希明所說的“干”字形鐵制植苗工具，插進沙土就會形成距離沙面50厘米左右的深洞，而工具底端的卡口可以卡住樹苗根部，雙手扶好后拿腳一踩，直接把苗木根系送入45至50厘米深的濕沙層，幾秒鐘就能栽好一棵樹，且無需額外澆水。這把“造林神器”，使得造林成活率對比傳統的鐵锨造林提高了25個百分點，同時造林效率提高了一倍。

2017年，這個“土發明”被命名為“水分傳導式精準型沙漠植苗工具”，并獲得實用新型專利，不僅在當地大面積推廣使用，還被推廣到了內蒙古、陜西、甘肅等地。

2023年起，唐希明又進行了技術升級，發明了“干”字形鐵制植苗工具的升級版——“電動植苗器”，工作效率比第一代又提高25%左右。

沙漠里，工人手里拿著像電鉆一樣的工具，用鉆頭頂端的卡口卡住樹苗根部，垂直對準沙地，按動開關，只需幾秒鐘，樹苗便被插進了50厘米深的濕沙層?！耙郧埃炀毜牧謽I工人三四分鐘才能挖出一個樹坑，現在用‘電動植苗器’，不到10秒鐘可以很輕松地栽下一棵樹。”

治沙技術在進步，治沙人的理念也在不斷革新，給沙漠治理打開新思路。

騰格里沙漠年均降雨量不到200毫米，蒸發量卻達到2000毫米。一般情況下，一畝沙地可以扎667個草方格，但中衛市國有林業總場的治沙人員只選擇其中三分之一的格子進行栽種，為的是最大限度節約用水、保證植物成活率。

“我們在這幾年的試驗中發現，栽多了，水量就不夠用，容易出現短期‘綠’而長期‘黃’的現象?！碧葡Ｃ髡f，固沙植物的種類選擇、種植規模、密度等要根據當地的氣象條件，科學綠化，以水定綠。

生物“面膜”修復沙漠“敏感肌”

草方格和灌草植物屏障阻擋了流沙的移動，真正與沙面“短兵相接”的卻是更小的土壤生物。

在長期野外觀測和試驗中，科研工作者發現，麥草方格沙障里出現的灰黑色、綠色的像殼狀的生物體能夠將流沙牢牢“鎖住”，固沙效果非常神奇，這些殼狀的生物體學名叫做生物土壤結皮。

“生物土壤結皮對沙面固定、沙化土地功能恢復、荒漠生態系統物種多樣性維持等都發揮著重要作用，被譽為‘荒漠生態系統工程師’，它的形成和發育是沙區地表穩定和荒漠生態系統恢復健康的重要標志?！敝袊茖W院西北生態環境資源研究院研究員趙洋說，治沙的“終極目標”，就是形成珍貴的生物土壤結皮。

自然條件下，生物土壤結皮形成需要10～20年時間。能否通過人為干預加速其形成，加快沙漠治理和恢復的進程？

在中國科學院沙坡頭沙漠研究試驗站，人工生物土壤結皮技術已被“解鎖”?？蒲腥藛T經過多年探索實踐，研究出人工藍藻結皮固沙技術。

趙洋介紹，草方格沙障降低了風速，阻止了流沙的移動，一個個小小的“格子間”變成了微生物的“避風港”，通過在草方格里噴灑人工培養的藍藻液，兩三年時間便可形成穩定的藍藻結皮層。

“藍藻是生物土壤結皮形成的先鋒物種，它能夠在高溫、干旱、紫外線輻射強、營養貧瘠等惡劣條件下生長和繁殖。目前我們團隊已經從自然發育的藍藻結皮中分離、純化、篩選出了7種優勢藍藻，這些藻類都取之于沙又用之于沙，對沙漠環境的適應性較好?！壁w洋說。

“干而不死、遇水復生”是生物土壤結皮的神奇之處。在中國科學院沙坡頭沙漠研究試驗站的人工生物土壤結皮晾干室內，科研人員許文文向本刊記者展示了風干后的藍藻：薄薄一層，呈黑褐色，看起來猶如海苔。

“干旱缺水的條件下，藻類會進入休眠狀態，遇水達到理想的生存條件又‘活’過來。我們就用這種方式來儲存培養的藍藻，使用時再次復水后，噴灑到沙面上?！痹S文文說。

液態藍藻需要以水為介質，在沙漠腹地運輸、取水、施工不便，科研人員研發出“固態生物土壤結皮接種體撒播+旱生灌木”的節水型人工生物土壤結皮快速地表穩定技術，將固態的“人工結皮種子”播撒到穩定的沙面上，不需要澆水，即可形成人工藍藻結皮，效率更高，操作也更加簡單。

趙洋告訴《瞭望》新聞周刊記者，經過近二十年研究，人工生物土壤結皮固沙技術已經比較成熟，目前已在黃河“幾字彎”攻堅戰等治沙行動中實現推廣，該技術的大范圍推廣和應用將實現沙漠化土地治理的加速、提質和增效。