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中国神奇科技让“沙漠变良田”?这事争议很大

2017-12-7 21:29 来源:科学加综合

近日,一篇“让沙漠变良田”的新成果在网上广为传播,并引起热议。这是重庆交通大学力学教授易志坚带领研究团队的一项研究成果,他们经过7年的反复试验,研发出一种可以让沙漠变成土壤的黏合剂,点沙成土,并将这一发现运用到"沙漠土壤化"生态恢复技术中,并取得成功,已经将4000亩实验沙漠成功改造成良田。该科研成果已在相关权威刊物上发表。

让我们来看看是什么神奇的科技:

沙漠和土壤的根本性质差异,是力学差异:土壤微粒之间都有作用力,能够构成一个整体,而沙子之间是松散的,没有这种力。易志坚他们要做的,就是用一种粘合剂,赋予沙子颗粒这种力,这样就可以把沙漠变土壤。

只要添加这种植物性纤维黏合剂,再加入水,沙子就能获得与自然土壤一样的力学属性。这种土壤颗粒间存在的特定约束,就是万向结合约束,简称ODI约束。它可以让土壤具备自修复和自调节能力。

只要将沙子混合黏合剂,再添加适量的水,只要两分钟,金黄色的沙子就变成了深褐色的土壤,用手抓起来也不会散掉,把水倒入围起来的凹坑里,水也没有流失。

来看看更详细的视频:

你没有看错,就是这神奇的科技,可以让沙漠瞬间变成良田。

据报道,目前,中国科研团队已将"沙漠土壤化"生态恢复技术用于内蒙古阿拉善盟乌兰布和沙漠25亩试验地中,并取得成功。

经施工改造后的沙体当即固定,并表现出持久的抗风蚀能力。试验地种植了70多种植物,长势旺盛。

成果介绍中表示,这项技术具有成本低、易施工等特点,大规模改造成本约为每亩1500元至2700元。一次改造后即可持续耕种,且后续种植对土质具有提升作用。

然而,针对这项研究,网上出现了质疑的声音,有说这项技术其实就是“水变油”的骗局,也有说这项技术并不能真正解决沙漠治理问题的,等等。那么,这项能“点沙成土”的技术是否真正有那么神奇?是否是能挽救土地荒漠化的有效手段?易志坚教授本人婉拒了记者的采访,不过记者采访到了包括专家评审组组长在内的多位沙漠治理领域业内专家,来听听他们对这项技术的评价。

中国科学院兰州寒区旱区环境与工程研究所风沙物理室主任屈建军:

沙漠缺的是水而不是土

屈建军

中国科学院兰州寒区旱区环境与工程研究所研究员

风沙物理室主任

中国科学院兰州寒区旱区环境与工程研究所研究员、风沙物理室主任屈建军作为专家组组长,在力学治沙专家座谈会上听取了重庆交通大学项目组“沙漠土壤化的原理与实践”成果汇报,在他看来,这项技术还存在许多科学“硬伤”。在评审中,他也代表专家组给出了保留意见。

屈建军总结了技术的三点问题:

问题1:文章中提到通过粘结剂和保水剂快速让沙变土壤不科学。土壤不是土体,土壤是由有机质、微生物、团粒结构和总氮、磷、钾等组成的复合体,土壤形成往往需要上百年甚至千年。而沙漠里沙主要成分是石英(二氧化硅),各沙漠硅的含量在55%-60%范围,土壤硅含量要低得多,一招让沙漠硅元素变成了其它元素,明显误导公众了。要突破物质不灭定律、能量守恒定律及传统化学反应,目前学界认为这是不可能的。

问题2:原生沙漠是地质时期形成的,是荒漠生态系统,是一种一种生态系统,他和湿地生态系统,和森林一样都是生态系统中重要的一环。治沙不是消灭所有沙地,不能把全部沙漠都变绿洲,否则,地表下垫面均匀一致,反而无法形成气压差,不利于形成空气流动,进而影响水分的运移。从另一面可能恶化了区域气候,利弊需要权衡。

问题3:沙漠在土壤分类中也被称为风砂土。流动沙地在某种程度上自身具有保持一定水分的能力,它们中也含有一定的灰分元素和氮素营养物质,并含有参加转变氮的全部主要微生物的细菌,而且,流动沙地乃是不同地表物质被风搬运、分选、堆积的结果,其肥力因素还有着外源性特点,因此,它们具备肥力特征。因此,从土壤肥力和支持植物生长的观点,国内外学者认为流动沙地也应该叫土壤。

“所以,沙漠也是一种土壤,沙漠缺的是水,而不是土。有水就有绿洲,无水就是沙漠。只要有水,以现代微灌(滴灌、微喷灌、涌泉灌)技术为核心的沙漠农业技术,可以使沙漠马上就成为优质高产田。”屈建军说。

应该说,盲目的绿化沙漠是错误的,试图变大面积将沙漠为良田同样是错误的,也是不可能的。

中国林业科学院荒漠化研究所研究员杨文斌:

并非“水变油”式的骗局,但处于非常初级的阶段

杨文斌

中国林业科学院荒漠化研究所研究员

中国治沙暨沙业学会的秘书长

中国林业科学院荒漠化研究所研究员、中国治沙暨沙业学会的秘书长杨文斌认为,这项研究不是“水变油”这种空穴来风的科学成果,但是其研究还处于非常初级的阶段,而且对于这项成果的宣传存在很大问题,沙漠是不可能变成绿洲的。沙漠是自然状态下存在的一种自然形式,人类应该尊重自然、顺应自然,不再是“人有多大胆、地有多大产”的时代,想要把天然的沙漠改成良田也是一种可笑的想法。

对于一项研究来说,需要有实验室的结果,还要有基础性成果,还需要实地的实验结果,也就是大面积的区域实验,区域实验完成之后才能开始推广,即使区域实验有了初步成果,也不能说这是一项可以推广的技术。易教授团队所做的4000亩实验在普通人看来面积广阔,但是对于荒漠化研究来说,4000亩的面积太小了,根本不算什么。这项所谓的成果也到不了大面积推广的阶段。

“我们的一个实验项目累计实验412万公顷,相当于6180万亩,我们这才是一个初步的实验成果。”杨文斌说,“即便随着科学技术的日益发展,人类也不可能把大面积的沙漠变成良田,如果真的让我国大部分沙漠都变为良田和植被,会导致大气环流发生变化,这会造成很大问题的。”

我国塞罕坝是一个成功“变绿洲”的典型事例,但其中一个概念先要搞清楚:塞罕坝所在的半干旱地区是沙地,而不是沙漠,沙地和沙漠属于两种截然不同的生态系统。塞罕坝从本质上来说是一种荒化土地,是因为人为原因而退化成沙地,所以,在人为的努力下可以恢复植被。

而且,沙漠如果有水的话,根本不用治理就会变成农田。杨文斌说:“沙漠是最好的土壤,就是缺水,只要有水就是好土壤。如果沙漠有水,就不用做任何工作,就可以直接种植了。在沙漠上安装上灌溉设备并保持植被一定密度生长,是现在科学家在着力解决的问题。”

因此,1985年杨文斌从进入内蒙古林科院之前久已经开始研究“水”的问题,并提出了治沙的“两行一带”模式。

国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登:

项目有可行性,技术成熟之后可大面积应用

彭应登

国家城市环境污染控制技术研究中心研究员

国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登认为,“让沙漠变良田”技术具有可行性。

彭应登说,沙漠要变成农田需要具备几个特点:首先,要改变沙漠的性状,使其能够保水、保肥。沙子在通过物理性状的改变后是可以实现的,而且不会产生二次污染。第二,这项研究跟“水变油”不一样的是,其有科学理论的支撑。第三,和伪科学和民科不一样的地方在于有实验支撑,至少有实验验证结论,不是像民科的“空穴来风”。因此,彭应登认为应该可以在技术成熟之后大面积应用。

因为易志坚团队所进行的研究是从植物中提取出一种植物纤维黏合剂,将这种黏合剂倒入沙里,加入适量的水搅拌,就可以让沙子像土壤一样具有约束力。这个理论逻辑是可以理解的,也符合土壤对保水保肥的要求,符合土壤的特性。

不过,要大批量的应用在沙漠改良中,先要解决改良后的土壤是否可以长期保持特性,能够禁得起时间的考验。而且目前通过植物来提取成分制成粘合剂成本较高,如何能通过大规模的批量生成降低成本,才有大面积应用的可能。

我国目前的沙漠形成有的是自然条件,而有的是人为因素,特别在靠近河套地区的一些沙漠地带确实是人类破坏植被造成的,所以可以分门别类地对沙丘和沙地进行改造,对于人类过度开采造成的荒漠化地区可以优先修复,这些地区曾经也有绿植生长的基础。所以,沙漠的改造的关键在于应该分类分区,而不能违背自然规律。

中国科学院国家天文台月球与行星地质研究专家郑永春:

作为一种探索未尝不可,但是推广成本太高

郑永春

中国科学院国家天文台研究员

月球与行星地质研究专家

“研发者是交通院校教授,对土壤和种植等农业方面的科学技术了解的不够。在我看来,利用植物纤维黏合剂‘沙漠变农田’的技术,有点像混凝土的技术,就是用纤维锁住砂砾之间的联系。”中国科学院国家天文台研究员、月球与行星地质研究专家郑永春说。

沙漠治理最关键的因素是水,在沙子里加入水,其他什么都不用加就一定会长出作物,因此,研发者在沙子中加入纤维、有机质、水,是一定能够长出东西的,这并不稀奇。正因为有水在其中,才能长出作物,并不是因为其它物质,如果没有水,就算沙子变成土壤也没有用。

郑永春说,这些年,我国的科学家一直在致力于研究治理荒漠化,科学家们开发了各种各样的方法:比如,“麦草方格”固沙法;利用蒿属植物进行沙漠治理;建设穿沙公路;围栏封育,建设“草库仑”等等。在这诸多荒漠改良技术和防止土地沙化技术中,这位研发者的方式成本并不低,效率也不高,只是许多探索中的一次尝试,远远谈不上突破。

郑永春认为,作为一种探索未尝不可,如果按照现有媒体的报道——“中国科学家要发大招”、“中国的沙漠要变良田”就太夸张了,不客观,这种治理方式在实际应用中很可能行不通。而且其中的植物纤维很可能几年之后被风化,被改造的沙漠可能还会再次退化。

而且,根据我国补贴治理沙漠的政策,国家林业局下拨的相应的财政支持大约在300-500元/亩,剩下的部分自筹。据现有报道,易教授试验区“沙改土”成本在2000元/亩至5000元/亩之间,成本已经很高了,如果扩展到万亩级别,成本就更高了,或许不能排除利用项目获取不正当资金的可能。

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