因地制宜 持續(xù)探索(科技視點(diǎn)·跟隨科研人員去治沙④)
從烏魯木齊出發(fā),走烏奎高速—呼克公路—甘莫公路,一路向北,3個(gè)多小時(shí)車程后,可抵達(dá)古爾班通古特沙漠腹地,中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所莫索灣沙漠研究站(以下簡(jiǎn)稱莫索灣站)就建在這里。
60多年來,莫索灣站一代代科研人員堅(jiān)守在此,在科學(xué)治沙、荒漠化防治上持續(xù)探索。
根據(jù)降水和土壤水分條件,保持防護(hù)效果好的天然植被
和記者同行前往莫索灣站的,是中國科學(xué)院新疆生地所莫索灣站站長(zhǎng)李生宇和莫索灣站副站長(zhǎng)宋春武。
路上,李生宇給記者講起莫索灣站的歷史。
1956年,中國科學(xué)院組建新疆綜合考察隊(duì),開始對(duì)包括沙漠在內(nèi)的新疆自然條件、自然資源進(jìn)行全面考察,并在1960年設(shè)立莫索灣站。
莫索灣站是我國成立最早的野外觀測(cè)站之一,也是中國科學(xué)院新疆生地所第一個(gè)沙漠研究站。據(jù)李生宇介紹,建站初期,莫索灣站以研究古爾班通古特沙漠自然演變趨勢(shì)和沙漠化防治為主要方向。1979年后,重點(diǎn)開展對(duì)沙漠環(huán)境地面過程的觀測(cè)和生物防沙措施研究。
車駛?cè)肽鳛痴緟^(qū),道路旁的防護(hù)林郁郁蔥蔥。
“站區(qū)周圍的林子日常由我們維護(hù)?!崩钌钫f,“站區(qū)內(nèi)部分道路經(jīng)過硬化改造,比過去好走多了?!?/p>
莫索灣站東、西、北三面環(huán)沙?!澳鳛痴疚挥谖覈娣e最大的固定、半固定沙漠,該區(qū)域生態(tài)較為脆弱,是天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)屏障的重要區(qū)段,地理位置非常重要?!崩钌钫f。
莫索灣站區(qū)主要包括三大區(qū)域,分別是生活區(qū)、集水造林區(qū)和荒漠保育區(qū),后兩個(gè)區(qū)域都位于站區(qū)北部。李生宇告訴記者,站區(qū)地處沙漠—綠洲過渡帶,一邊是綠洲,一邊是荒漠區(qū),站區(qū)本身就是綠洲防護(hù)屏障組成部分,可以阻擋來自西北方向的風(fēng)沙。
記者跟隨李生宇來到荒漠保育區(qū)。跟南邊的滿眼翠綠相比,這里是一片自然荒漠景觀,一個(gè)個(gè)固定、半固定沙丘散布其中,沙丘高度從10米到20米不等。
爬上一個(gè)10多米高的沙丘,站在最高處放眼望去,沙丘和丘間地上長(zhǎng)滿了溫帶荒漠中重要的固沙植物——一簇一簇的梭梭,有白梭梭,也有梭梭柴。
“為何不在這里種喬木、建人工防護(hù)林?”記者問。
李生宇解釋說,古爾班通古特沙漠年降水量為70—150毫米,而梭梭屬植物依靠這些天然降水就可以維持生長(zhǎng)。如果建成人工防護(hù)林(喬木)耗水量要大好多倍,僅靠天然降水遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
“梭梭這些天然植被雖然看上去很稀疏,但在現(xiàn)有的降水和土壤水分條件下,維持這樣的長(zhǎng)勢(shì)和植被蓋度剛好,防護(hù)效果既好又持久?!崩钌钫f。
針對(duì)不同的自然條件,采取適宜的固沙造林技術(shù)措施
古爾班通古特沙漠降水集中在冬春季節(jié),較好的降水條件為沙漠植物生長(zhǎng)提供了條件,使其成為我國最大的固定、半固定沙漠。
“古爾班通古特沙漠固定、半固定的性質(zhì)還得益于沙漠中廣泛存在懸濕沙層?!彼未何湔f,古爾班通古特沙漠沙丘濕沙層為植物根系提供了良好的水分條件,讓植物可以度過酷熱干旱的夏季,“在這里進(jìn)行人工造林固沙的關(guān)鍵,就在于營造適合植物生長(zhǎng)的條件。”
針對(duì)古爾班通古特沙漠的特有條件,科研人員經(jīng)過不斷探索,開發(fā)了客沙、集水、秋灌、懸濕沙層4種固沙造林技術(shù),進(jìn)行了防沙治沙技術(shù)示范。
客沙造林,就是在沙丘濕沙層很薄的地段,將其臨近地段的濕潤沙土填到幼苗種植穴中。這樣就可以補(bǔ)足苗木根層水分,提高苗木成活率,并支撐它們度過夏季。
“在這些地段,栽植苗木根系所在的50—60厘米處是干沙。你看,只需將下面的干沙翻上來,將搬來的濕沙填上,濕沙就‘易客為主’了?!崩钌钜贿呎f,一邊拿過一把鐵鍬,給記者演示。
“被填到下面的濕沙,如果里面的水分很快被蒸發(fā),會(huì)不會(huì)又變成干沙呢?”記者問。
“這個(gè)問題不用擔(dān)心?!闭驹谝慌缘乃未何鋽[擺手,“沙層毛細(xì)管作用很弱,表面形成的干沙層可防止蒸發(fā),所以不用擔(dān)心水分很快被蒸發(fā)掉。植物成活后,根系向下發(fā)育,能延伸到更深處的濕沙層,持續(xù)生長(zhǎng)。”
“由于沙子松軟,挖坑換沙相對(duì)省力,非常有利于固沙植物生長(zhǎng)。”李生宇說。
集水造林,則是利用壤漠滲透性差的特點(diǎn),通過人工創(chuàng)造起伏地形,形成溝坡相間地表,使降雨和地表融化的雪水在重力作用下匯聚到低洼的溝底,保障在這里種植的苗木良好生長(zhǎng)。
李生宇說:“栽植固沙植物,間距通常較大。地表微地形的集水作用非常明顯,一般只需1—3毫米的降雨就能夠形成地表徑流。一個(gè)種植溝的集水坡面約20—50平方米,地表徑流積聚后相當(dāng)于降雨強(qiáng)度增加了數(shù)十倍?!?/p>
到了秋季,農(nóng)業(yè)用水減少,科研人員就調(diào)劑部分河水用于治沙造林,這就是秋灌造林。
李生林告訴記者:“研究站還利用當(dāng)?shù)氐哪昃?00多毫米降水在沙丘中形成的懸濕沙層水分,研發(fā)了懸濕沙層造林技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在古爾班通古特沙漠重大工程防風(fēng)固沙中得到應(yīng)用,防沙效果良好,生態(tài)效益顯著。以100千米長(zhǎng)的沙漠工程建設(shè)計(jì)算,采用植物固沙50年可節(jié)省防沙工程建設(shè)費(fèi)用1800萬元,節(jié)省清沙費(fèi)用超過2億元。”
在李生宇看來,科學(xué)治沙至少包括技術(shù)可靠、因地制宜、因害設(shè)防和建管結(jié)合四個(gè)方面。“要針對(duì)不同的自然條件,采取適宜的防沙治沙技術(shù)措施。要因地制宜、科學(xué)推廣應(yīng)用行之有效的治理模式。對(duì)于一些沙漠地區(qū),可以宜荒則荒、適度保護(hù)。”
持續(xù)探索,在風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)機(jī)理和防沙治沙新技術(shù)上深入研究
風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室是莫索灣站的一大特色。在前往莫索灣站之前,記者就多次聽到科研人員提起。
風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室位于站區(qū)南部的生活區(qū)內(nèi),占地面積大概300平方米。整個(gè)風(fēng)洞長(zhǎng)16.2米,橫截面寬1.3米,高1米。
“這是目前新疆唯一一個(gè)風(fēng)沙環(huán)境風(fēng)洞,是開展風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)、沙丘形成演變模擬,以及風(fēng)沙干擾下的植物生理、生態(tài)變化等方面研究的重要實(shí)驗(yàn)裝置?!崩钌钫f,每年都有全國各地的科研人員來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室,記者遇到了苗佳敏,她是新疆生地所在讀博士生,這次來站里做實(shí)驗(yàn)已快1個(gè)月了。
“我正在做的實(shí)驗(yàn)是關(guān)于風(fēng)速對(duì)土壤水分蒸發(fā)有何影響?!泵缂衙粽f。
“風(fēng)洞給科研人員提供了一個(gè)模擬野外的環(huán)境?!泵缂衙舾嬖V記者,不同的是,野外的很多條件是不可控的。“在風(fēng)洞環(huán)境里,我們可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)需求,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行精準(zhǔn)控制?!?/p>
在進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)前,第一步是先做好實(shí)物模型。比如,公路沙害研究就要做公路路基的縮尺模型。
“現(xiàn)在我的沙盤模型就在風(fēng)洞里面?!泵缂衙糁钢L(fēng)洞對(duì)記者說,“我先設(shè)定了10分鐘,吹10分鐘以后會(huì)把沙盤取出來,通過稱重測(cè)算它的土壤水分損失了多少,然后再把它放進(jìn)去繼續(xù)吹,然后再取出來看隨時(shí)間有何變化?!?/p>
“風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室這些重要的研究裝備,條件可控,得到結(jié)果更快,便于理論研究和技術(shù)驗(yàn)證?!崩钌钫f。
近年來,通過項(xiàng)目合作、人員互訪等形式,莫索灣站已與一些國家的科研機(jī)構(gòu)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系,與國際同行分享防沙治沙經(jīng)驗(yàn)。
據(jù)李生宇介紹,未來,莫索灣站將繼續(xù)探索,在風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)機(jī)理和防沙治沙新技術(shù)方面深入研究,特別是在綠洲防護(hù)林提質(zhì)增效上下功夫,更好保障綠洲生態(tài)安全。
《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2023年08月07日 19 版)
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