这项被媒体渲染成“重大突破”的研究,在学术界引发了争论

茆京来

“浩浩乎,平沙无垠,夐不见人。”沙漠留给世人的印象,大多带着些干旱、荒凉的味道。回顾人类历史,沙漠一直在侵蚀绿地,“沙进人退”似乎已成为生态演化的定律。沙漠是地球生态系统的重要组成,有着独特的作用,但对人类来说,荒漠化问题是一种严重的生态危机。目前全球荒漠化面积已占到陆地总面积四分之一,影响到世界五分之一人口,并直接威胁人类粮食安全和生态安全。

这项被媒体渲染成“重大突破”的研究,在学术界引发了争论

我国的荒漠化问题非常严重,面积大、分布广、危害重的三大特征,导致土地生产力锐减、沙尘暴频发、生态环境恶化、自然灾害加剧等问题。截至2014年,我国荒漠化土地高达261.16万平方公里,占国土面积的27.2%;沙化土地172.12万平方公里,占国土面积的17.9%,而今年5月自然资源部公报显示,我国总耕地面积才有135万平方公里。

有效治理荒漠化是世界性难题,由于沙粒具有流动性,使得生物很难应对沙漠中的风害,因此想要治沙,就必须先固沙。现在常用的固沙方法有三种:一是工程固沙,采用人工设置沙障等工程手段来阻止沙子移动,包括使用草方格、石方格等;二是化学固沙,通过化学材料和工艺来建造能够防风蓄水,改良沙地性质的固结层,主要使用沥青乳液、高分子聚合物等;三是植物固沙,通过种植沙生植物来稳定和阻绝沙体。

前段时间,媒体将力学教授易志坚的研究项目喻为“点沙成土”,受到社会热议。这位力学教授的学术生涯始于断裂力学研究,他在研究过程中推测出“物质的颗粒约束决定物质的状态”,并尝试用力学原理把沙子变成土壤。

这项被媒体渲染成“重大突破”的研究,在学术界引发了争论

易志坚认为,沙漠和土壤的根本差异是力学差异。土壤微粒之间有作用力,能够作为整体进行自我修复和自我调节,这种力可以让土壤随意变形,在湿润时成为流变状态,干结时成为固体状态,并在这两种状态间稳定转换;而沙子间是离散的,没有作用力,因此不能像土壤那样“温和地抱住植物根系”,也无法保水保肥。

他在论文中将这种作用力称为“万象结合约束”,而“点沙成土”的原理就是给沙子重新施加“万向结合约束”,只要把沙子拌上他特制的“植物提取纤维黏合剂”,再添水搅和,就能恢复土壤功能,实现“沙漠变良田”的愿景。

易志坚在我国八大沙漠之一的乌兰布和沙漠建立了生态恢复实验基地,4000亩试验田在一望无际的沙海里逐步铺开,取得了较好的实验效果。各路媒体蜂拥而至,在报道中充满了惊叹。

不过,这项被媒体渲染成“重大突破”的研究,在学术界却引发了一些争论。

中科院沙漠研究专家屈建军认为这只是一种化学固沙材料的研究,而“植物提取纤维黏合剂”核心成分是一种常见工业原料,“说不上是什么重大突破,化学固沙的办法百年前就有人研究了”。

中科院院士陈发虎认为,“点沙成土,实际上是有机物质形成固结后,通过固水或吸取空气水汽,然后慢慢形成土壤,主要是防治沙漠化,技术原理上是可行的”。但是,方案是否可行,还需要进一步考证。

这项被媒体渲染成“重大突破”的研究,在学术界引发了争论

在与“点沙成土”有关的多个学术研讨会上,生态专家们一致认为治理沙漠的关键还是要解决沙漠缺水的问题,易志坚团队的研究只是一种固沙材料的应用研究,与“点沙成土”有天壤之别,难以用于大面积治沙,可以算是一次有益尝试,但绝不是重大突破。

综合来看,各方对研究项目本身并没有争议,只是对“重大突破”的说法有不同看法。这是一场与“名”有关的争议。不过,隔行如隔山,不同专业人群持有不同看法也很正常。

对新闻媒体来说,在荒漠中看到生机勃勃的试验田,视觉的反差令人震撼,也超出了多数人的认知;对生态专家来说,化学固沙只是一种常用方法,再好的固沙材料,也无法从根本上解决荒漠化问题;而易志坚本人虽然从未对“重大突破”发表过看法,但也曾多次提到自己发现的“万象结合约束”,力学原理大多发现于人们常见的事物规律中,更何况一种新材料改变全世界的例子也比比皆是。

相对于争议,易志坚的治沙研究确确实实带来了惊喜。一方面,目前的实验效果已经能够满足一些特定条件的治沙需求,如沙漠哨所、救助点或重要设施周边等小规模的营地建设;另一方面,生态环境与每个人都息息相关,也和各个学科有千丝万缕的联系,保护生态环境需要各行各业的有志之士齐心协力。

《中国科学报》 (2018-08-31 第4版 自然)


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