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「传奇私服」點沙成土!力學家勇闖“無人之地”跨界治沙創奇跡

传奇私服审核员 imtoken下载 2022年01月07日

2021年底,58歲的力學家易志堅獲得了一個新的榮譽——“2021最美科技工作者”。一向看淡榮譽的他十分看重這個獎項,他說,這是對他和科研團隊勇闖“無人之地”13年難得的一次公開肯定,是對這一路走來所有質疑和否定的回應,更是對科學家們敢於跨界、勇於創新的鼓勵。

一切,要從2016年悄然誕生的一片沙漠綠洲說起。

“門外漢”跨界治沙創奇跡

“烏蘭布和”,在蒙語裡是“紅色公牛”的意思。這裡在西漢還是沃野千裡,唐宋時期明顯沙化,“沙深三尺、馬不能行”,而今已是一片寸草不生的流動沙漠。2016年4月,重慶交通大學教授易志堅帶領科研團隊走進內蒙古阿拉善盟烏蘭布和沙漠,8月,浩瀚黃沙中出現了一個有兩個足球場大的綠洲,分外耀眼。在一片郁郁蔥蔥、瓜果飄香中,千年來桀驁的“紅色公牛”第一次在人類面前表現出馴服。

然而沒有人想得到,讓沙漠在短時間內變綠洲的,是一群與生態、植物、土壤、治沙等專業毫不沾邊的力學家。

2009年,易志堅在研究顆粒物質力學的過程中發現,顆粒物質從離散狀態向流變狀態、固體狀態轉換,依靠的是一種萬向約束關系。“當時我就聯想到,土壤和沙子之間的區別就是有沒有這種約束關系。”易志堅說,“當我想到這個發現可以把沙改造成土,就激動得睡不著覺!”

在進一步的研究中,易志堅團隊提出了一項原創力學原理,土壤顆粒間存在一種萬向結合約束關系(Omni-directional Integrative約束,簡稱ODI約束)。萬向結合約束下的土壤顆粒體,既有一定的柔性,保水、保肥和透氣,並為植物根系生長提供彈性空間,又有一定的剛性,使之能夠“抱住”植物根系,維持植物穩定。易志堅團隊首次在土壤的力學特性與生態屬性之間建立起聯系,從力學角度解釋了土壤能夠“生生不息”之謎。

手握“點沙成土”的科學理論“密碼”,易志堅放下了他所有的力學研究,一心扑到“沙漠土壤化”試驗上。2013年,科研團隊研發出一種植物纖維素黏合劑。在沙子中混合適量的黏合劑和水,“一盤散沙”就能獲得與自然土壤一樣的生態-力學屬性:在濕潤時呈現稀泥般的流變狀態,水分蒸發后結成固體狀態,兩種狀態之間可自由轉換,並具有較強的存儲水分、養分和空氣的能力,成為適宜植物生長的載體。該技術現已獲得7項國際發明專利和18項國內發明專利。

從2016年起至今,“沙漠土壤化”技術在多種嚴酷自然條件下進行實地試驗。內蒙古阿拉善盟烏蘭布和沙漠、新疆和田塔克拉瑪干沙漠、四川若爾蓋修復沙化草原、西沙島礁、西藏拉薩市郊沙化帶、撒哈拉沙漠中石油尼日爾油田基地,在總面積達17000畝的沙漠沙地上,“沙漠土壤化”技術生態恢復和農業種植試驗都取得了成功。

受質疑,堅持用事實說話

沙漠是無人之地,而易志堅團隊跨界創立的理論和技術也是沒有前人研究過的“無人區”。“一個原創科學成果誕生時,受到人們關注甚至質疑是正常的。”獲得“最美科技工作者”榮譽后,易志堅對媒體記者表示他隻堅持用事實說話。

2016年,易志堅團隊向學術界公開了他們的理論創新和初試成果,引發一些爭議。少數來自沙漠治理、土壤領域的專家表示並不看好該技術。此后兩年,團隊在內蒙古烏蘭布和沙漠和新疆塔克拉瑪干沙漠擴大試驗面積,中試成功。少數專家仍然質疑該技術的真偽、存在價值,甚至懷疑這項技術可能帶來“危害”。

新技術在現行理論中找不到支撐,會不會是“偽科學”?沙漠常年干旱,是不是不需要黏合劑,隻要澆夠水就能長植物?“沙漠土壤化”改造后的土地種植作物仍然需要澆水,是否不適用於本就缺水的沙漠?添加的材料有沒有污染?改造成本會不會很高,是否具備推廣價值?沙漠是地球自然生態的組成部分之一,把沙漠全部變成綠洲會不會是一種破壞生態的行為?

面對相關質疑乃至否定,易志堅始終堅信他們的科研方向是正確的。實地試驗6年來,科研團隊收集了很多數據,用以回應種種質疑。

用水方面,內蒙古和新疆試驗數據表明,“沙漠土壤化”試驗地農作物耗水量低於當地農田節水灌溉定額。若是在沙漠地區種植耐旱植物,或在若爾蓋草原沙化區和拉薩市郊沙化帶等降雨量正常的地區,則隻需在改造后播種時澆水,后期無須灌溉。

環保方面,經權威機構多次檢測表明,添加材料不含任何有毒有害物質﹔“土體”、水體和大氣環境全部符合國家綠色食品產地認証標准﹔農產品安全無污染。