易志坚:使沙漠变良田?他做到了
时间:2022-07-06 13:13:43 来源:科普之家 作者:新华科普-科技前沿大师谈 栏目:人物 阅读:84
新华网北京11月5日电 沙漠与良田,很少有人会将两者挂钩,而2021年“最美科技工作者”、重庆交通大学副校长易志坚却克服万难,将沙漠改造成良田。
1963年出生的易志坚长期从事力学、道路、桥梁、材料等领域科研,在弹塑性断裂力学线场分析方法、应力强度因子裂纹线方法等研究中取得系列创新成果。早期研究断裂力学,他提出了弹塑性裂纹线场分析、应力强度因子裂纹线分析等方法,取得不少创新成果,上世纪90年代,他做出一系列高水平成果,发表在国际权威刊物上。从最初完全从事力学理论研究到接触桥梁、道路、钢筋混凝土结构,把力学与实际工作相结合,易志坚在这条路上走了三十多年。
2008年,易志坚发现土壤颗粒间存在一种奇特的万向结合约束,“通俗点说就是一个沙变土的设想,把一盘散沙变成和土壤一样的状态,干的时候像一个干土团,打湿之后就像稀泥巴,干土团就是固态状态,稀泥巴就是流变状态。”带着这样的设想,从2009年开始,易志坚团队从植物中提取了一种纤维黏合剂,只要把这种黏合剂放到沙里,再添加适量的水,沙子就可以变成拥有生态力学属性、具有“万向结合约束”的土壤。约束属性和孔隙结构保证了“沙变土”具有存储水分、养分和空气的功能,同时能滋生微生物。
易志坚组织了跨力学、材料、土壤、植物等多学科的科研队伍,从前期扎根实验室,到后期转战荒芜的沙漠,在提出设想的八年后,2016年,易志坚团队第一次在内蒙古乌兰布和沙漠进行实地试验,实验面积为25亩,仅仅两个多月,70多种植物让贫瘠的沙漠变得生机盎然,这让易志坚团队信心大增。2017年,其团队开始规模化研究,乌兰布和沙漠的试验面积扩展为4000亩;2018年,在乌兰布和沙漠的试验面积扩大为6000亩,同时在新疆塔克拉玛干沙漠、四川若尔盖沙化草地进行了试验,总面积为10000亩。到今年,实验面积已发展为17000亩,范围也拓展到西沙岛礁、非洲撒哈拉沙漠等地。
在多年的实验中,易志坚惊讶地发现,沙漠上实地改造的土壤化的沙土和自然土壤相比是倒装的结构,自然土壤上层疏松,下层紧密,一般植物的根系扎根较浅;而改造后土壤化的沙土,上层由于被约束而相对紧密,下层仍为离散状态的沙子,植物的生长主要靠毛细根吸收养分及水分,这使得植物生长根系发达,根深叶茂并且节水。“约束只需要加入一次,就能让改性后的沙子永久保留‘土壤’特性,实现正常的植物生长。”易志坚说。
易志坚表示,沙漠土壤化有三个特点,第一是保水保肥,可供沙蒿、沙打旺等耐旱植物自然生长,无需人工灌溉,一般植物的灌溉量远低于当地的节水灌溉;第二是植物生长旺盛,根系发达,生物量普遍高于周边农地;第三是沙子增加了约束材料,变为“土壤”,可持续性增强。同时,沙改土可规模化施工、经济性好,仅需一次加入约束材料,“土质”可持续保持,微生物群落和数量构建迅速,沙漠生态恢复显著,植被茂盛,吸引多种飞禽、动物在此安家。易志坚介绍,在广泛试验中,团队发现,植物的根系或者来不及收的作物烂在地里后,又可以形成新的约束材料,“土壤”特性会变得更佳。这样一来,能够实现“土壤化”的沙漠,往往比预期效果更好。
罹患癌症、经费不足都没有阻挡易志坚的脚步,他表示将义无反顾地走在全球沙漠化治理的路上。
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