这些年来，中国实施了许多重要的生态环保工程来保护环境和扩大森林面积，例如三北防护林、天然林保护、太行山绿化等，有效地减少了土地沙漠化、降低空气污染以及应对气候变化，

根据科学家的统计，全球从2000年到2017年新增的绿化面积中，25%以上来自中国，中国对全球绿化增量的贡献比居全球首位。 中国在植树植树的过程中，也创新研发了许多植树治沙黑科技，比如说，沙漠土壤化技术。

什么是沙漠土壤化技术

什么是沙漠土壤化技术呢，沙漠“土壤化”就是使沙漠表层的沙子“土壤化”，重庆交通大学研究团队在试验中发现，土壤颗粒之间存在“万向结合约束”。

万向结合约束是什么意思？重庆交通大学的易志坚教授发现，土壤在含水时处于流变状态，而干燥的时候处于固体状态，这两种力学状态之间能够相互稳定转换。无论是在流变状态还是固体状态下，土壤颗粒之间都存在约束，能够结合成团，这样就具备了两种特性，“自修复”和“自调节”。自修复性，土壤在固体状态下发生破坏、断裂等任何破坏，均能在流变状态下得到修复，才能生生不息、年复一年的长植物；因为有了自调节属性，土壤颗粒排列无论怎么改变，土壤颗粒之间的结合力始终存在。这样才能让植物根系进入自身让其生长。如果土壤的自修复属性丧失，往往就出现两个极端的退化形式——土壤板结和土壤沙化。如果没有自调节属性，土壤就不能成为植物载体。

而土壤的这两种状态由土壤颗粒之间的约束决定，这就是“万向结合约束”。易志坚教授的研究团队为此发明了一种植物性纤维黏合材料，给沙子颗粒之间加入改性植物纤维素黏合剂，可以在颗粒之间形成与土壤一样的万向结合( ODI) 约束，使“土壤化”后的沙子具有与自然土壤相同的生态-力学属性，同时具有很强的存储水分、养分和空气的能力，从而赋予沙子较强的存储水分、养分和空气的能力，使用的约束材料为由植物提取，该溶液可被用作食品添加剂，无毒、无害、成本低、掺量低(1%~5%的水溶液就非常黏稠)且适合大规模生产。从原理上讲，沙漠“土壤化”是沙漠化的逆过程。

沙漠土壤化技术在乌兰布和沙漠的运用

为了证明土壤沙漠化技术的有效性，重庆交通大学在中国内蒙古的乌兰布和沙漠进行了大规模的种植试验。乌兰布和沙漠占地面积约10 000 km^ 2，海拔约1100m，降雨量少(年均降雨量仅102.9 mm)且风蚀严重，是中国沙漠化最严重的地区和最难治理的沙漠之一。乌兰布和沙漠每年有数千万吨粗沙直接向黄河倾泻，致使黄河巴彦淖尔市境内河床普遍抬高，给上下游的防凌防汛增加了压力。每年春季，沙尘从内蒙古阿拉善盟的中蒙边境、贺兰山南乘风而起，途经毛乌素沙地、乌兰布和沙漠、呼和浩特、大同、张家口，直入华北，是近年来华北和北京沙尘暴发生的主要策源地之一。

而重庆交通大学实验团队的沙漠实地种植试验证实，“土壤化”的沙子非常适宜植物生长，并且具有很强的防止风蚀的能力。

众所周知，乌兰布和沙漠移动严重，而我们的试验地恰恰位于两个沙丘中间风力较大的风口地带。在周围未改造区域的沙子发生了明显移动的同时，“土壤化”的沙子成功地抵御住了风蚀沙害。“土壤化”的沙子能够抵御风蚀的原因在于，无论是在湿时的流变状态下，还是在干时的固体状态下，其颗粒之间如自然土壤一样被约束成团，不存在散状颗粒。在乌兰布和沙漠的基地有3000亩，其中2000亩种植高粱酿造沙漠高粱酒，另外1000亩种了西红柿、西瓜、萝卜、辣椒、土豆、茄子等10余种果蔬。预计300多亩西红柿的产量可达200万斤以上，80亩西瓜可产50万斤以上，

高产的秘密就在土层下面：底层土壤保持了沙子松散透气的特征，农作物根系因此超常发展，发达的根系成就了高产的奇迹。

沙漠土壤化技术的意义

而这个技术最大的意义是可以改整个生态环境，沙漠土壤化能够让植物生长，植物会留下庞大的根茎系统，蔓延到沙漠地底。然后植物的茂盛生长，阻挡了恶劣的阳光大风，吸引来了动物、昆虫，形成完整的生物链。当一大片地区被完全改造完成后，就会影响到天气系统，降雨量就会逐渐增多，这一点随着绿化面积增多，会逐步上升。

而这一切的源头，仅仅建立在，让植物在沙地上生长，这一简单的要素上。

在经过了几年的发展之后，乌兰布和沙漠的试验地充分说明了这一点，70多种植在试验地中健康且旺盛地生长，其中20多种是由由风或鸟类带来。除此之外，“土壤化”的沙子中还形成了藻类结皮，这就表明，一个新的不同于沙漠的生态系统正在形成。各种动物，如蝴蝶、蚊子、蚂蚁、鸟、老鼠和青蛙等也生活在试验地中，狐狸和獾等动物还会不时光顾其中。

未来，乌兰布和试验基地的面积将继续增加，未来将超过5万亩，种植农作物超过30种，除此之外，重庆交通大学还在在新疆和田地区塔克拉玛干沙漠建立了“沙漠土壤化”实验基地。

为此，大数据工程师专门为沙漠研究定制了T-block设备，借助T-block这种边缘大数据中心的存储和计算能力，与过去相比，数据采集范围扩大20倍以上，而数据的精细程度则可以增加2-3个数量级。从而实现用大量传感器精确监控，获取包括温度、湿度、光照、风向风力、微生物群落、动植物群落等众多数据，从而更加完善发展沙漠土壤化技术。

多国寻求合作

这项技术也让全球许多国家羡慕，纷纷请求合作，像阿联酋提出了合作申请，重庆交通大学的研究者将在阿布扎比荒芜的内陆地区约10平方公里范围内，开展沙漠土壤化和种植试验，试种各种草类、蔬菜和灌木，在未来，再将这将技术推广到阿联酋整个荒芜的内陆地区。

目前，运用这种技术对沙漠进行大规模改造的成本每亩1500元至2700元，成本低、易施工，在离水源比较近或有充足地下水的沙漠，都可以实现沙漠的土壤化。希望这项技术可以尽快推广给全球。最后，让我们向重庆交通大学点赞！