寧夏沙坡頭：沙漠不等于“沙魔”

南方周末記者　楊凱奇發(fā)自寧夏中衛(wèi)

農(nóng)民工正扎設(shè)草方格。中鐵蘭州局集團公司中衛(wèi)工務(wù)段黨委辦供圖

中國北方不同氣候帶沙區(qū)水量平衡自動模擬監(jiān)測系統(tǒng)。

南方周末記者?　楊凱奇　?圖

★“沙坡頭的意義不僅僅是草方格的成功，這里也是新中國沙漠科學(xué)研究的起點。”

作為沙漠生態(tài)研究者，李新榮并不像前人那樣將沙漠視為“沙魔”，反而對沙漠帶有一絲溫情。“沙漠也是一個生態(tài)系統(tǒng)，固沙是為了保障我們的生命財產(chǎn)安全，而非一定要在沙漠里植樹造林。”

得到世界認(rèn)同的中國治沙模式，已不只一個沙坡頭。“中國防沙治沙取得的成果令人矚目，為世界荒漠化防治提供了中國經(jīng)驗、中國技術(shù)、中國模式。”

年降水量只有180mm的寧夏中衛(wèi)市，因毗鄰黃河，孕育了一片綠洲。但在綠洲以西、黃河以北，以流動沙丘聞名于世的騰格里沙漠在虎視眈眈。在中衛(wèi)市民的記憶里，沙漠曾一度逼近中衛(wèi)城區(qū)，風(fēng)沙吹進農(nóng)田、街道乃至居民的家中。人們面對沙害侵襲，似乎只能“沙進人退”，沒有還手之力。

由于黃河的阻攔，騰格里沙漠南緣在黃河北岸聳起一片高達百米的沙丘，當(dāng)?shù)厝税汛说亟凶觥吧称骂^”。1950年代，國家規(guī)劃修建聯(lián)通西北與華北的大干線——包蘭（包頭-蘭州）鐵路時，恰恰選擇經(jīng)過沙坡頭。這是我國第一條穿越沙漠的鐵路，為阻止黃沙掩埋鐵軌，保障交通安全，原鐵道部、原林業(yè)部和中國科學(xué)院聯(lián)手研究治沙方案。

在此之后，沙坡頭的名字與一個治沙措施緊密相連——草方格。用最常見的麥稈扎出1m×1m的方格，再于其上種植沙生植物，這種廉價、便捷的固沙模式，保障包蘭鐵路六十多年來順暢通行。如今，扎設(shè)草方格已經(jīng)成為治沙的經(jīng)驗，被應(yīng)用到甘肅、內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)的沙漠治理中，甚至走出國門，被稱為“中國魔方”。

“沙坡頭的意義不僅僅是草方格的成功，這里也是新中國沙漠科學(xué)研究的起點。”中國科學(xué)院沙坡頭沙漠實驗研究站（以下簡稱中科院沙坡頭站）站長李新榮告訴南方周末記者。繼草方格后，治沙技術(shù)在這里更新，新的治沙思路也在此迭代。

沙坡頭治沙者的耐心和創(chuàng)新阻攔了黃沙，也成為了中國治沙的品格。2004年以來，我國荒漠化和沙化土地面積連續(xù)3個監(jiān)測期均保持縮減態(tài)勢，提前實現(xiàn)了聯(lián)合國提出的到2030年實現(xiàn)土地退化零增長目標(biāo)。

草方格往事

如今站在包蘭鐵路沙坡頭段向兩側(cè)眺望，草方格好似圍棋棋盤縱橫排布，更遠處是灌木、喬木組成的防護林帶。如果從高空俯瞰，沿鐵路種植的植被像一條綠色飄帶，在沙海中蜿蜒前行。這是六十多年積淀而來的治沙成就。

包蘭鐵路是我國國民經(jīng)濟建設(shè)第一個五年計劃規(guī)劃修建的一級鐵路干線。沿著黃河沖積平原前行的鐵路，想要躲開沙坡頭很難——沙坡頭不僅是黃河與沙漠的交匯處，也是自古以來甘肅、寧夏與內(nèi)蒙古間商旅往來的必經(jīng)之路。

線路設(shè)計之初，除了穿過沙坡頭的黃河北岸方案，還有南岸方案。走南岸的蘭州—靖遠—海原—中寧—銀川線可以避開沙坡頭，但需要分別在甘肅靖遠縣和寧夏中寧縣境內(nèi)兩次跨越黃河，還要越過中衛(wèi)市海原縣境內(nèi)的地震斷裂帶。權(quán)衡成本和安全因素，北線被最終確定下來。

如何防范鐵路兩側(cè)的流動沙丘，當(dāng)時世界上尚無太多先例可循。事實上雖然科學(xué)家們于1955年就開始了相關(guān)研究，但直到1958年包蘭鐵路正式通車，流沙掩埋鐵軌問題都沒有得到解決。中衛(wèi)固沙林場的高級工程師郜永貴曾聽老職工說起，當(dāng)時包蘭線時不時就會受流沙影響而中斷，鐵路部門為此組建了三十余人的清沙隊，“夜里搶險是常有的事”。

人們嘗試過種種方法：在鐵路兩側(cè)豎立高大的沙障，以及在沙子上鋪一層麥草，減少沙丘隨風(fēng)移動的頻率。但騰格里的風(fēng)太大了，頭天用樹枝構(gòu)筑的沙障，有時第二天就會被風(fēng)沙掩埋，那些僥幸沒有被掩埋的，沙子會堆積在沙障一側(cè)，逐漸形成更靠近鐵軌的新沙丘，更加危險。“更不用說簡單鋪在沙子上的麥草，風(fēng)一吹就被卷走了。”李新榮說。

草方格的出現(xiàn)，改變了沙坡頭的治沙困局。

草方格究竟是本土發(fā)明還是舶來品，各方說法不一。有的專家認(rèn)為直接引進自蘇聯(lián)，首先在沙坡頭得到應(yīng)用；有的認(rèn)為是中國科學(xué)家在蘇聯(lián)經(jīng)驗上的改進；還有說法是來自一名當(dāng)?shù)氐闹紊趁窆づ既粐L試。

不過沒有爭議的是，草方格在沙坡頭的成效最為矚目。1977年的聯(lián)合國防治荒漠化會議上，中國代表被請上講壇介紹“草方格”固沙法。至少從那時起，中國已成為草方格在全球推廣的代言者。

甘肅民勤的全民節(jié)水、庫布齊的社會力量參與治沙……得到世界認(rèn)同的中國治沙模式，已不只一個沙坡頭。“中國防沙治沙取得的成果令人矚目，為世界荒漠化防治提供了中國經(jīng)驗、中國技術(shù)、中國模式。”在2017年于鄂爾多斯召開的聯(lián)合國防治荒漠化公約第十三次締約方大會上，聯(lián)合國防治荒漠化公約秘書處執(zhí)行秘書莫妮卡·巴布贊嘆道。

“扎格子”

1955年、1956年，中科院沙坡頭站和中衛(wèi)固沙林場相繼成立，各有分工。中科院沙坡頭站是沙漠的研究者，監(jiān)測沙漠里的水、風(fēng)、沙及生物。中衛(wèi)固沙林場則是防沙固沙措施的執(zhí)行者。每年，蘭州鐵路局集團會給林場撥付專項資金，由林場組織沙坡頭周邊的村民扎草方格、種植植被，林場提供技術(shù)指導(dǎo)和負責(zé)最終驗收。

一位中衛(wèi)市民向南方周末記者推薦，迎水橋鎮(zhèn)的黑林村在那個年代是出了名的“扎得快，手藝好”，并且至今仍有村民以扎草方格為生。

在客廳，黑林村主任劉興柱用手勢比劃著扎草方格的過程：首先把麥稈或稻稈在沙漠上鋪成一米見方的方格，用鐵鍬扎向麥稈，麥稈的一部分就會扎入沙子、另一部分支棱起來，高出地面。反復(fù)操作，一個草方格就扎好了。手速快的工人，一天能扎上百個草方格。時值6月，村子里的一些壯勞力已經(jīng)被雇用到內(nèi)蒙古去扎草方格了。

草方格看似簡單，其實究竟選擇哪種形狀，耗費了科研人員和中衛(wèi)固沙林場職工的不少心血。條狀、圓形、菱形……最后驗證，用麥草扎出1m×1m的方格，每根麥草露出地面15cm、陷入沙中15cm，格子里的沙不容易被風(fēng)吹走，是草方格的最佳模式。

草方格開疆拓土的高潮是1957年-1977年，平均每年扎草方格2萬—3萬畝。在那個物質(zhì)基礎(chǔ)尚匱乏的年代，每年7-10月的草方格施工季，每天都有400人以上在治沙前線工作。

“扎格子”是件異常辛苦的事兒。六十多年前，還沒有拖拉機把麥草運進“扎格子”的施工區(qū)。當(dāng)時，麥草用火車運輸?shù)缴称骂^站后，需要村民們一背簍、一背簍地把麥草運進沙漠，裝滿的背簍有上百斤重。“普通人不負重在沙漠里行走就很艱難了，他們當(dāng)年要背著麥草要走兩步、退一步地翻越一座座沙丘，可想而知吃了多少苦。”劉興柱說。

夏季，村民們只能躲著高溫施工，從每天凌晨4點干到中午11點，下午4點繼續(xù)干到太陽落山。在大漠里，施工的村民們搭設(shè)簡易的帳篷，在帳篷外煮水、燒飯。風(fēng)沙一來，有可能吹垮帳篷，村民們吃的饃饃也摻著沙子。當(dāng)時的治沙者中流行一句口號：“男女吃著沙拌面，披風(fēng)戴雨戰(zhàn)沙魔”。

當(dāng)時，參與治沙的村民可以領(lǐng)取鐵路部門發(fā)放的工資，一個草方格一分錢。郜永貴也認(rèn)為，這份工資與勞動強度不相匹配。支撐一代代人為治沙付出汗水的，是“對保障國家交通命脈的樸素責(zé)任感”。

草方格的科技支撐

1955年，來自原鐵道部、原林業(yè)部和中國科學(xué)院的科研與建設(shè)力量在沙坡頭集結(jié)，成立中國科學(xué)院最早建立的長期野外綜合觀察研究站，也就是中科院沙坡頭站。在該站的展廳中，可以看到現(xiàn)在已是著名景區(qū)的沙坡頭，最初的模樣——一個叫“童家園子”的沙漠小村，共20戶、50個村民。

因陋就簡，從中山大學(xué)、南京大學(xué)等知名高校來到寧夏的高材生們就在童家園子安頓下來，喝著簡單沉淀過的黃河水，住在當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)的牛棚里。缺少實驗和測量器材，他們自己動手制作。用簡陋的儀器，測量出當(dāng)?shù)氐慕涤炅俊⑸硨雍穸取⑸城痣S風(fēng)移動的規(guī)律。這些初步的研究不僅為草方格的設(shè)計提供了支撐，也推動了新中國的沙漠科學(xué)研究從無到有。

草方格定型后，中科院沙坡頭站潛心研究草方格防沙固沙的機制。“草方格治沙的簡單有效已經(jīng)成為公論，但還需要科學(xué)地解釋它為什么有效。”李新榮稱，當(dāng)年科學(xué)家研究草方格如何降低風(fēng)沙流速，這需要做風(fēng)洞實驗，但當(dāng)時的西北重鎮(zhèn)蘭州都還沒有風(fēng)洞實驗室。“國家后來動用了給飛機做實驗的風(fēng)洞實驗室，體現(xiàn)了國家對防沙治沙的高度重視。”

給草方格做風(fēng)洞試驗，是中國風(fēng)沙物理研究的先聲。之后，沙漠生態(tài)學(xué)、風(fēng)沙地貌學(xué)也紛紛從沙坡頭起步。現(xiàn)在的中科院沙坡頭站已經(jīng)擁有了自己的風(fēng)洞實驗室，并建有動物標(biāo)本室、沙生植物園區(qū)，宛若一個小型的沙漠博物館。

沙坡頭的治沙模式已經(jīng)為多個“一帶一路”沿線國家借鑒。烏茲別克斯坦的咸海日漸萎縮，干涸的湖盆正面臨沙化的威脅。李新榮團隊在當(dāng)?shù)亟⒘艘粋€治沙示范區(qū)，應(yīng)用了草方格、種植沙生植物等沙坡頭經(jīng)驗。“一些國家的科學(xué)家并非想不到這些辦法，但他們?nèi)鄙僮龃罅炕A(chǔ)研究的經(jīng)濟條件，我們就去協(xié)助他們做基礎(chǔ)研究。”李新榮表示。

在烏茲別克斯坦的治沙示范區(qū)，李新榮團隊還應(yīng)用了一種新版“草方格”實驗——不需要民工在陽光下?lián)]舞鐵鍬，科研人員將生活在水里的藍藻曬干、碾碎，和水混合，用卡車噴灑在沙地上。“藻類是隨水植物，有水就能活，沒有水則進入休眠狀態(tài)。”李新榮介紹，遇到水分“復(fù)活”的藻類會漸漸鉆入沙土里，一年多時間后就能形成結(jié)皮——松散的沙子在微生物和有機質(zhì)作用下聚攏在一起，像被膠水黏住一樣。有了結(jié)皮，沙子就能被固定住，保水性也更好，適宜沙生植物生長。在草方格上種植沙生植物，同樣可能形成結(jié)皮，但形成時間會遠比這種藻類結(jié)皮漫長。

沙漠也是一個生態(tài)系統(tǒng)

在中衛(wèi)火車站西側(cè)有一條人工溝渠，喚作“沙渠”。如今這里深處中衛(wèi)城區(qū)，周圍被住宅、辦公樓環(huán)繞。很少有年輕人知道，1950年代，沙渠之外，就是滾滾黃沙。

郜永貴稱，那時沙漠離中衛(wèi)城只有300米，城外的農(nóng)村更飽受風(fēng)沙之苦，農(nóng)田被侵襲，灌渠被填埋，一些農(nóng)民不得不背井離鄉(xiāng)。現(xiàn)在，有了沙坡頭防護體系的庇佑，中衛(wèi)人在沙漠中開墾了三千多畝農(nóng)田，原來存不住水的沙子在黃河水的持續(xù)灌溉下，已經(jīng)與普通土壤無異。

作為沙漠生態(tài)研究者，李新榮并不像前人那樣將沙漠視為“沙魔”，反而對沙漠帶有一絲溫情。“沙漠也是一個生態(tài)系統(tǒng)，固沙是為了保障我們的生命財產(chǎn)安全，而非一定要在沙漠里植樹造林。”

從1950年代開始，中科院沙坡頭站就在研究如何根據(jù)不同區(qū)域沙漠的水分條件，確定種植哪些種類的沙生植物。“沙坡頭適合種花棒、檸條。在更干旱一些的民勤就可以種梭梭。內(nèi)蒙古東部的科爾沁沙地較為濕潤，原來是草原，只是因為過度放牧才導(dǎo)致土地沙化，所以要做的是退牧還草，讓沙地自然恢復(fù)。”李新榮解釋。

最初，這種對比研究相對簡單。中衛(wèi)固沙林場曾引種了三十多種沙生植物以及喬木，首先要試驗這些植物哪些能在中衛(wèi)活下來，其次才看它們的固沙能力優(yōu)劣。郜永貴回憶，“就是一個一個試種，但成活率很低，尤其是喬木，十株里才能成活一株。”

隨著科技進步，試驗植物的“待遇”得以改善。

在中科院沙坡頭站的試驗場地，有一座特殊的“舞廳”。“舞池”里的“舞者”是來自毛烏素、庫布齊、烏蘭布和等中國大沙漠的沙生植物。“舞廳”的天花板可以來回移動，為這些植物澆水；“舞廳”的地下更暗藏玄機，每株植物下都有一個巨大的罐，罐里填充著從植物原生沙漠取來的沙子，并可以自動模擬那里的地下水位。

“舞廳”的學(xué)名叫“中國北方不同氣候帶沙區(qū)水量平衡自動模擬監(jiān)測系統(tǒng)”，是中國沙漠研究領(lǐng)域最先進的一套設(shè)備。中科院沙坡頭站副研究員黃磊在向南方周末記者介紹時，掩飾不住自豪感。“我們說它可以上管天、下管地，從降水到地下水，全方位模擬不同種類沙生植物的原生環(huán)境，來做集成式的對比研究。”那些看似笨重的罐體，裝置著許多傳感器，可以實時監(jiān)測植物生長和植物的水分利用情況。

“通過這套設(shè)備，我們可以更精細地了解沙漠生態(tài)，并回答不同水分條件的沙漠，能夠承載多少植被。這是我國防沙治沙實踐所面臨的核心科學(xué)問題。”黃磊表示。