荒漠化防治技术「2020年世界防治荒漠化和干旱日」

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荒漠化被称为“地球的癌症”，它威胁着全球三分之二国家和地区、五分之一人口的生存与发展。它就如同一柄锋利的达摩克利斯剑，高悬在地球村的每一名村民头上，成为一个亟待解决的全球性难题。6月17日是“世界防治荒漠化和干旱日”，今年“世界防治荒漠化与干旱日”的全球宣传主题是“恢复生态、保护土地、复苏经济”。

今年以来，北京、河北等多地频现扬沙、浮尘天气，已引起民众及相关部门的广泛关注。那么，如何提升防沙治沙的技术及施工工艺？又如何改善投入成本大而治理效率低等一系列治沙问题呢？

研发新材，多措控沙

甘肃敦煌莫高窟是世界上现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术地，内有洞窟、壁画、泥质彩塑等诸多文物。然而这样珍贵的世界文化遗产，却常年受到风沙灾害的威胁。传统的防沙墙和防沙沟等未能有效防止风沙活动，反而在窟顶崖面附近造成新的沙源，多年来当地只能靠人工清沙。针对这种情况，中国科学院西北环境资源研究院的研究员屈建军带领团队，利用风洞实验、野外观测、数值计算等方法，对草方格、阻沙栅栏、防护林带等防沙措施的空气动力学原理进行了研究，已在防沙、导沙栅栏与高立式大网格阻沙固沙栅栏等方面布局多件专利。

根据窟顶风沙流场特性和风沙运动规律，屈建军团队从沙山至崖面依次布设阻沙带、固沙带、人工植被带、砾石压沙带、空白带和化学固沙带，形成了机械、生物和化学等多项措施综合集成的“六带一体”沙害防护体系，使莫高窟窟前积沙量减少90%以上，有效控制了莫高窟的风沙危害，为世界文化遗产的保护做出了巨大贡献。据悉，该研究成果社会经济效益显著，已获国家科技进步二等奖。

“研发低成本、环保、综合高效的防沙治沙新材料，是应用风沙工程学的重要研究课题之一，也是我们下一步的研发方向。”屈建军介绍，2019年起，团队围绕沙障网绳机械化生产，在中卫市治沙林场开展了一系列实验，研发了由草绳、草帘输入导向装置、转筒装置等多组件组合而成的机械化生产装置，实现了固截草绳、刷状草帘、刷状网绳等关键环节的机械化生产。同时，标准化的流程保证了沙障网绳的质量。

“机扎方格不仅使用寿命长，还节约了劳动成本。”中卫市治沙林场副场长唐希明表示，运用新技术扎设500亩以上草方格，成本比以往降低10%，扎设1000亩以上，成本则降低20%以上。目前，新型草方格沙障治沙技术已提交“一种沙基固沙障及其制备方法”等多件专利申请，并在中卫腾格里沙漠进行了应用示范。

目前，屈建军团队还在制备防腐、环保、高效的草沙障方面继续攻关，形成了“一种植物纤维阻沙固沙网表面抗老化处理剂及其制备方法”等专利，通过喷涂具有疏水、抗菌的表面改性剂，对草沙障进行疏水、抗菌、抗紫外线改性处理，致力于解决材料紧缺的难题，进一步提高治沙水平，改善生态环境。

创新沙障，拦截流沙

内蒙古地区拥有五大沙漠和五大沙地，沙丘高大密集，移动性强，危害大，给当地居民造成困扰。西施生态科技股份有限公司（下称西施生态）为民排忧解难，深耕荒漠化防治，致力于土地荒漠零增长，取得了多项沙漠治理创新成果。

近二十年来，西施生态在内蒙古等地不断探索机械化、绿色化的治沙方法，改进八字形网笼沙障结构，拥有“八字形网笼沙障及其施工结构”等多件专利。西施生态技术专家娄志平提出“构筑坝顶沙障拦沙坝，拦截沙漠流沙”的方案。2013年11月，该方案得到中国治沙暨沙业学会理事郝元才工程师的支持，西施生态在内蒙古临策铁路实施拦沙样板工程示范。

针对铁路流沙浸透问题，西施生态采用新型沙障材料和施工结构技术进行治理。娄志平表示，八字形网笼沙障不仅能将流动沙丘串联成拦沙坝，且施工造价低廉。网笼沙障拦沙坝施工后，没有出现流沙堆埋铁轨的情况，拦沙效果大幅提升。可见，坝顶沙障拦沙坝与沙漠生态恢复相结合，能够减少铁路沙害，使生态系统得到有效恢复。

为进一步提升沙地生态系统的生物资源容量与多样性，西施生态张卫治沙研究团队近几年成功研发出结构性能较好、材料用量较小、削风固沙效果更佳的羽翼袋沙障技术，研究开发了沙漠低覆盖度近自然恢复治理技术，获得了“一种透风的羽翼袋沙障”“一种连续翼翅袋沙障铺设机”等数十件专利，降低了治沙成本，提高了治沙效率。

机械铺设，压草固沙

去年11月，在甘肃省武威市民勤县大井湾压沙点，甘肃省治沙研究所（下称研究所）的研发团队指导压沙队员驾驶手扶式沙障机，进行实地压沙测试。别看手扶式沙障机个头不大，划线、铺草、压草……它样样在行，做得有模有样。“机械压沙质量好, 压得牢实，速度又快，一台机械能代替十几个劳力。”压沙工程队队长邱建玉感慨道。

据了解，本次测试的手扶式沙障机是研究所历时4年研制的创新成果，现已形成“一种手扶式独轮麦草沙障铺设装置”等多件专利。这一装置可代替麦草沙障铺设过程中人工开沟与埋草的工序。与大型固沙车相比，手扶式沙障机操作更加简单，效率更高，价格也更加低廉，可适用于不同地形条件下不同面积沙丘麦草方格的沙障铺设，有利于解决人工铺设草方格费时费力的难题。

回忆起手扶式沙障机的研发过程，研究所所长徐先英表示，得益于甘肃省科技厅重大专项课题和甘肃省林业和草原局相关防沙治沙项目的支持，从第一代到第四代产品，研发团队不畏严寒酷暑，在野外进行了一次次实地测试与改进，攻克了动力不足、压草深度不够、平衡性差等种种技术难题，不断优化沙障机的结构、性能，最终实现了流沙条件下行走与压草功能的有机结合。

目前，第四代手扶式沙障机已在古浪八步沙林场、凉州区头墩营林场、民勤县苏武大景区、高台县等地近5000余亩沙地治理中推广应用，其工作效率是人工的4至6倍，可以有效降低劳动强度，提高铺设速度，取得较好的生态、经济、社会效益。此外，研发团队正在研发微型铺草压沙一体机等技术，致力于将麦草沙障铺设过程中的麦草铺设与压沙耦合一体化，进一步提高草方格沙障的铺设速度和治沙效率。

“绿水青山就是金山银山”，只有更好地认识风沙，才能从根本上治理沙害。多年以来，奋战在治沙一线的广大科技人员深钻治沙理论，坚持自主创新，在专利的加持下，研发出可装配化防沙材料、智能化防沙治沙装备等一批创新成果并将其推广应用，我国风沙防治工程已初见成效。目前，我国的防沙治沙技术仍需继续向机械化、精准化、系统化方向迈进，创造出可供各国借鉴的成功经验和治理模式，为世界荒漠化治理贡献出“中国智慧”。（刘弘一）