科技治沙的“甘肅名片”:甘肅省治沙研究所60年堅守風沙一線

2019年10月15日 09:05技術專利來源:http://www.xfxsor.live

秋日,站在甘肅民勤縣城西南20多公里處的巴丹吉林沙漠南緣遠眺,這片曾經風沙肆虐的大地,如今已變成一片郁郁蔥蔥的綠洲。成片的沙棗、梭梭等固沙植物交織在一起,頑強地抵抗著百米外的沙丘。

“有了這些防沙植被,眼前的沙丘就很難前進一步。”67歲的薛百鎮茂林村村民馬元成說,“自從治沙隊員們來到這里,一切都變了樣。”

馬元成口中的治沙隊員,正是甘肅省治沙研究所的治沙專家們。1959年,為響應全國治沙會議“向沙漠進軍”的號召,中國科學院治沙隊成立甘肅省民勤治沙綜合試驗站,開展防治河西風沙危害的科學研究。一群戴著眼鏡、扛著塔尺、提著儀器的“書生”走進了民勤沙窩,支起帳篷,安營扎寨,開啟了科學治沙的序幕。

60年滄桑巨變,從“沙逼人退”到“人進沙退”,從“頂著風沙的逃荒者”到“野外試驗站看護員”,馬元成和家人親眼看著這些科研人員走進沙漠、住在沙漠、治理沙漠,與沙區群眾一起造就了這里翻天覆地的變化。

科技治沙|甘肅名片

科考隊夏季野外考察(資料圖,供圖:甘肅省治沙研究所)

沙漠邊緣的“守望者”

“小時候我們這里也有一些防風沙的土辦法,可作用很小,比不上治沙所這些科學家帶來的高科技。”馬元成指著身后一座50米高的鋼架高塔,回頭看了一眼站在身邊的民勤野外試驗站研究員詹科杰博士。

憑借幾十年治沙研究和成果的支撐,民勤縣建起了全國唯一的依托省級研究所建設的“甘肅民勤荒漠草地生態系統國家野外研究站”。

“要想防沙治沙,首先得清楚地了解風沙。”詹科杰告訴記者,眼前這座鋼架塔是試驗站的“沙塵暴3號觀測塔”,它與周圍的19組各類儀器相互協作,形成了一個200米寬的觀測斷面,時刻記錄著對面的巴丹吉林沙漠低空沙塵數據。

詹科杰介紹,2005年,為了分析沙漠輸出沙量和過渡帶防護林體系對沙塵暴的影響,民勤野外試驗站在荒漠邊緣、荒漠至綠洲過渡帶和試驗站綠洲中心地段,分別搭建了3座沙塵暴觀測塔,組成了一套針對低空沙塵暴的科研觀測系統。

“當時,這套觀測系統是國內第一套近地面沙塵觀測系統。”詹科杰自豪地說,塔上收集的數據,成了這些年甘肅乃至西北地區林業防風固沙體系效能評估的重要依據。

“科學研究,必須要有量化的數據來證明。”詹科杰說,“研究證明,綠洲邊緣8.3公里寬的人工固沙林帶能夠消減72%的沙塵。”

60年來,研究所對民勤荒漠綠洲區的水、土、氣、生物等進行了長期不間斷定位觀測,積累了大量的科研數據。探明了地下水動態變化與防風固沙林的關系;研究了沙旱生植物對氣候變化的響應;驗證了防風固沙林對沙塵的強大消減能力;測定了多種沙旱生植物的蒸騰耗水量。

如今,東起景泰縣西至金塔縣,南起祁連山區北至大漠,研究所建立了“七點兩線”的生態觀測網絡。尤其在石羊河流域,建立了森林—綠洲—沙漠三種地貌的生態觀測網絡。這套觀測系統配合新換的自動氣象站,收集的數據更加精確,用途更加廣泛,已經在外省多地推廣建設。


科研人員觀察培養器皿中的沙生植物幼苗(攝影:洪文泉)

沙海深處的“探險家”

甘肅不僅是我國沙漠分布面積大且荒漠化危害嚴重的省份之一,也是我國主要的四大沙塵源區之一。全省有沙化土地面積12.17萬平方公里,占全省土地總面積的28.6%,分屬巴丹吉林、騰格里、庫姆塔格和毛烏素沙地,風沙線長達1600多公里。

“沙漠化長期以來一直是制約甘肅經濟和社會可持續發展最重要的環境問題。”甘肅省治沙研究所科技管理科科長唐進年說,定點監測固然重要,但想要真正地探尋沙漠的奧秘,科研人員必須“主動出擊”,走進沙漠深處進行實地考察。

于是,甘肅省治沙研究所先后組織了25次沙漠、戈壁科學考察。科考人員先后進入巴丹吉林沙漠、河西走廊戈壁地區、庫姆塔格沙漠、黃河首曲高寒草原、烏蘭布和沙漠等地實地考察。

“科學考察能夠讓我們更加了解沙漠、戈壁、沙化土地以及植物資源的面積、數量、類型、分布以及成因和演變趨勢,為我們后期科研積累了大量的基礎數據。”唐進年說。

詳實的科考和觀測數據也被科學地應用于沙漠地帶。迎風佇立的3號塔身后,是民勤野外實驗站近5公里的沙漠至綠洲過渡帶。汽車行駛其間,草方格、玉米秸稈、黏土、尼龍網沙障……道路兩側的流動沙丘上,各種技術的防風固沙試驗田排列整齊。

不多久,我們來到位于緩沖區的民勤沙生植物園。這座建設于1974年的中國最大的沙生植物園占地1500多畝,不僅承擔著沙區野生植物資源、選育良種和繁殖推廣等任務,還先后建起植物標本室、植物生理實驗室、中心化驗室、植物蒸騰耗水量觀測場和氣象觀測站等機構,為發展荒漠地區的林牧農副業提供優良種苗、技術措施和科學依據。

“目前園內共有植物693種,主要以沙旱生植物為主。”植物園副主任唐衛東告訴記者,園內每年都要從各地引進新的防風固沙植物,進行育苗、栽植和馴化,然后再優選出最適合甘肅自然條件的固沙植物。

“以前河西地區防風主要依靠楊樹,但楊樹根系過于發達,導致土壤養分和周邊植物光照很受影響。”唐衛東舉例說,“所以近幾年大面積開展‘楊改松’項目,用更耐旱、蟲害少、不落葉的松樹代替楊樹,防風固沙效果大幅提升。”

防風治沙的“解密人”

如果把民勤野外試驗站比喻成大漠戈壁里的“前線哨所”,研究所位于武威市涼州區的甘肅省荒漠化與風沙災害防治重點國家實驗室培育基地,就是打贏防風固沙戰的“參謀部”。

下午4時,孫濤博士正在培育基地的風沙環境風洞實驗室里,和自己團隊的幾位同事一起討論課題。他面前16米長的玻璃通道里,一場人工模擬的沙塵暴正在喧囂,出風口的一株梭梭迎風搖擺,韌性十足。

“這是西北地區省級科研院所唯一的大型風洞。”孫濤說,“通過模擬不同級別的沙塵暴,我們既可以了解西部不同地形特征下的氣流特性,還可以分析出風沙對植物的影響,篩選出抗逆性更好的防風固沙植物。”

“這里的風洞實驗室是一個開放型實驗平臺,能讓我們在假期有機會利用這樣專業的設備來完成課題研究。”來自蘭州大學生命科學院在讀博士蔣超告訴記者,自己和同學正在通過熒光掃描儀器,對植物葉片受到不同程度風沙的影響進行分析和記錄。

“60年來,甘肅省治沙研究所與76個國家、130多個國內大專院校、科研院所開展了各種形式的學術和科研合作。”實驗室副主任康才周告訴記者。

走進工作區,一樓的X熒光掃描室里,科研人員正在將科考隊從沙漠深處帶來的土壤標本進行磨樣、壓樣和掃描,分析判斷該沙區的沙土構成和來源。二樓有機化合物分析室里,研究人員李金輝正在進行黑果枸杞花青素的結構分析,得出的數據將用于植物資源的保護開發和利用;同位素分析室里,張進虎博士正在利用多通道真空水分抽提系統和水同位素測定儀,分析判斷沙區地下水循環規律。三樓沙生植物培養室里,研究人員王芳玲利用各種沙生植物的根、莖、葉、花等部位進行植物的快速繁殖,通過對比找出最適合沙區生存和繁殖的優質植物品種。四樓的粒度分析室里,郭春秀博士將一勺沙土灌入全自動粒度分析儀,分析獲得不同沙漠的沙體大小、顏色、粒徑和組成百分比數據……

60年來,從這樣的一次次考察和室內外科學實驗中,甘肅省治沙研究所共取得科研成果539項,獲獎96項,申請專利280項,發表論文1664篇、專著22部、制訂標準3項,為甘肅防風固沙提供了堅實的科技保障。


甘肅省治沙研究所舉辦國際治沙技術培訓班(資料圖,供圖:甘肅省治沙研究所)

治沙科技的“推廣者”

科技治沙,離不開學術交流和人才培養。省治沙研究所采取“引進來、送出去”的辦法,共培養博士28人,碩士32人。目前,研究所已經建立省級科技創新團隊和基礎研究創新群體4個,14人進入甘肅省領軍人才和甘肅省優秀專家隊伍,共有研究員25人,副研究員42人,形成了一支特色鮮明、結構合理的治沙專業研究團隊。

“所有的科研,最終的目的都是為了服務大眾。”甘肅省治沙研究所所長徐先英告訴記者,這幾天,位于蘭州市安寧區的甘肅省治沙研究所國際培訓中心里,由科技部主辦、甘肅省治沙所承辦的“中西亞國家荒漠化防治與生態安全評價技術國際培訓班”正在進行。來自蒙古、伊朗、加納、埃及等7個國家的國家森林部、資源保護部、大學和地方管理部門的官員和技術人員參加培訓。

從1993年至今,研究所已連續為發展中國家舉辦了46期國際治沙技術培訓班,共有來自86個國家的1047名官員、學者參加了培訓。

“除了理論知識學習,學員們還將參觀我國防護林體系、干旱區綠洲生態、風沙危害防治經濟和社會發展成果。通過學習、培訓、交流、實地參觀等多種方式,讓學員們體驗中國經濟和社會發展。”徐先英說,隨著甘肅省荒漠化治理水平的不斷進步,特別是加強了同“一帶一路”沿線國家治沙科技合作,不斷地向世界輸出中國治沙技術。

自1987年以來,研究所參與完成了38個國際科技合作項目,在尼日利亞、尼日爾、毛里塔尼亞和埃及分別建成了4個沙障與造林相結合的治沙示范推廣基地,培訓技術人員與當地農民技術員300余人。

經過60年的“風沙”洗禮,甘肅省治沙研究所已經成為甘肅省防沙治沙領域一張響當當的“科技名片”。

【綠色建言】防沙治沙必須提高科技含量

作為全國防沙治沙的前沿陣地,甘肅省防沙治沙如何取得進一步的進展?近日,記者就此采訪了甘肅省治沙研究所研究員常兆豐。

“甘肅沙區主要集中在河西走廊地區,這里自然條件嚴酷,經濟發展水平不高,民間‘插風墻’‘土埋沙丘’等防風固沙的土辦法,治沙效果十分有限。”常兆豐說,“要在這樣的自然條件下加快防沙治沙步伐,達到事半功倍的效果,就必須提高防沙治沙工作的科技含量。”

“首先,科技治沙要注重科學、可持續的發展理念。”常兆豐談到,必須強化科技支撐,正確處理防沙治沙與發展經濟的關系,提高防沙治沙工作的質量和效益,形成防沙治沙促進經濟發展,經濟發展逆向拉動生態建設的良性循環。

“其次,科技治沙也要遵循自然規律,因地制宜,分區施策。”常兆豐說,過去60年甘肅常用的防沙治沙措施主要有三類:一是造林治沙,二是沙障壓沙,三是封沙育林育草。實踐證明,由于植物能夠轉化利用太陽輻射,平衡地表熱力,因此造林治沙仍是甘肅省這些年最有效的治沙措施。

“科技治沙還要抓住重點。對于甘肅大部分沙區而言,水就是治沙的根本問題,水資源的變化決定著沙漠生態環境的變化。”常兆豐說,本世紀以來,由于地下水位普遍下降,造林治沙的規模減小,甘肅治沙工作逐漸轉向以封育保護沙區植被為主。因此,節約用水才是防沙治沙的治本措施。

“防沙治沙,僅僅依靠沙區林場和治沙科研人員是遠遠不夠的,還需要全社會的廣泛參與。”常兆豐說,只有動員全社會的力量,培養節約用水、保護植被、保護沙區生態環境的意識并付諸行動,才能更加有效地防止土地沙化,保護我們賴以生存的綠水青山。

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