城市什么都有,他们却要在沙漠里生活
最初,我不信有什么技术可以让沙子变成土壤,尤其是大西北的沙漠。
在罗布泊,在库木塔格沙漠,我见识过自然的力量——荒野和孤寂中,生命体禁止入内,风沙是唯一流通的语言。
当航班在内蒙古乌海降落以前,舷窗外一片荒凉和萧杀,机长特意说:“乌海机场跑道短,会有较大冲击,请大家一定坐稳并系好安全带。”
舷窗外,乌海附近的矿山。
让沙子变成土壤,这种可以改变地理史的事,我不相信会在这样的小地方发生。
从0到1
讲故事以前,有必要让这座不知名、在大多数人印象里只是个地图上的城市稍显立体。
乌海旧城区,老街道,白夜光。
乌海在内蒙古、黄河流域的河套平原,那个那个巨大的“几”字一撇的中间。过去,这里盛产煤矿、稀土,乌海的名字,寓意于“乌金之海”。
和所有资源型城市一样,乌海同样有资源枯竭、环境破坏这类问题。
雪上加霜的是乌海城西、黄河另一边,是中国第八大沙漠——乌兰布和沙漠,在蒙语里那是“红色公牛”的意思。
流经乌海的黄河。
这大概是指乌兰布和有横冲直撞的暴躁脾气,若不是有一条黄河阻隔,会移动的沙漠或许早已覆灭了乌海城。
乌海就是一座在不断吹高的沙丘和不断深挖的矿井中、夹缝生存的城市。自然条件和环境恶化,是达摩克利斯之剑。
现在回到2018年。
蒋学皎在重庆交通大学(以下简称重庆交大)听说学校有个团队在进行沙漠土壤化改造(“沙改土”)。
在固有的认知中,沙子的主要是成分是二氧化硅,无法储水,不溶于水,因此不具备泥土供养植物的条件。
乌海城边的乌兰布和沙漠。
“沙改土”在蒋学皎的认知里,有一种披着伪科学外衣的既视感。
不过她没想到自己会被课题的发起人注意到。
那是一次电梯里的相遇。易志坚副校长知道她是法国里昂国立应用科学学院的微生物学博士,“你有没有兴趣加入我们团队,在沙漠里做基因组测序?”
对易志坚副校长,人们对他的评价似乎达成了共识:有理想、专注,虽不至才华横溢,但善于发现事物里更深层的逻辑关系,这令他看上去十分睿智,但最难得的是他身上有童真。
和他相处的时间里,他右手腋下的灰色毛衣早就开线,蓝色衬衣从缝隙里调皮地冒出来,他毫不知情。
现在,易志坚“沙改土”团队有20多个人,当易校长在公众场合又出现这种情况的时候,成员们会彼此视线相交以示“羞愧”。
重庆交通大学易志坚副校长。
“不过这次还好,至少他换掉了连续穿了两年的裤子,现在这一条是新的。”重庆交大的王敏专长工程英语,后来读了道路工程硕士,再后来成了易校长的博士生,毕业后留校任教,不过还是要兼顾“沙改土”项目的论文翻译。
究竟是出于对项目本身的好奇,还是被易校长的人格魅力影响,现在讨论已经没有实际意义,电梯相遇后,蒋学皎入伙“沙改土”团队。
后来她发现,“沙改土”这种说法并不十分准确,因为沙还是沙。易校长并没有改变沙子颗粒的物理形态,只是在沙子里,按照千分之三的比例加入了一种约束材料。
简单说就像在沙子里掺了“水泥”,沙子渗水力下降,从而有了储水能力和可塑性,所以直观地说是“沙改土”。
加了约束材料后,沙漠的小洼池可以长时间地掬水。
对于原本就耐旱的自然植物来说,只要播种,帮助植物度过出芽和小苗阶段,它们就能实现自我生长和经年繁殖。
如果一定要用形而上的方式来描述,“沙改土”只是完成了沙漠具备种植条件的从0到1的转变,后续的工作要么交还给大自然实现生态恢复,要么留给人类继续深耕。
2018年是易校长启动这个项目的第9年,蒋学皎要做的是看看长出作物的“沙漠土壤”里,是否真的出现了微生物。
骗局还是革新?
易志坚是这个项目的灵魂人物。十几年前,植物学和沙漠生态学还是他学术中相对空白的领域。
他的专长是“力学”,应用在道路、桥梁、材料等学科中的力学。
2008年,易志坚想到一个大致的逻辑:如果水泥可以让沙子有可塑性,那是否有一种对环境无害的材料,可以让沙漠的沙子也有可塑性。
乌兰布和沙漠的动物脚印。
这个想法驱使易志坚用了4年时间研究材料,2013年,他开始集结同事和朋友,在重庆各自的阳台、楼顶,模拟沙漠(主要是沙子)进行种植,成功了。
在理论和实践都得到验证的基础上,2016年,他开始在乌兰布和沙漠上进行25亩的初试,当年,那片沙漠变成了小绿洲。
实际上在乌兰布和初试之后,易志坚已经开始在不同的沙漠进行实验,包括新疆和田塔克拉玛干沙漠、川西若尔盖沙化草地、西沙岛礁甚至包括中东和撒哈拉沙漠。国内试点改造的面积已经到了17000亩,大约是1700个足球场的面积。
为什么会将乌兰布和作为重点改造对象,大意就是因为这个名字叫“红色公牛”,“这是中国沙漠里环境最恶劣的(别急,会告诉你原因),如果这个地方都能改造好,那就为改造其他沙漠提供了最好的证据” 。
于是在11月10日,大家忙于“剁手”的前一天,我在乌兰布和沙漠里感受到了这个证据的力量。
尽管立冬已经过去两天,在已经改造五六千亩的沙漠上,还有种植好的辣椒、番茄、玉米、萝卜、西瓜和华莱士香瓜等经济作物。
虽然辣椒树苗没长多高,但辣椒个头和产量却不小。
萝卜和西瓜还能吃,番茄未收的部分已经烂在沙地里,至于辣椒,咬一口,虽然很香,但还是用了半瓶矿泉水冲淡辣味。
易志坚的团队没有让这些瓜果蔬菜被采摘一空,一个目的是给参观的人留下沙漠可种植的证据;更重要的是烂掉瓜果落在沙土里,可以改善土地肥力。
烂在沙漠里的西红柿,没关系,来年要拜托它们了。
这是“沙改土”从0到1之后重要思路——用最初种植一年生作物的腐烂根系,让沙子具备类似土壤的肥力。
另一个有趣的发现是,沙漠里种植的作物,甜度或者芬芳度都很高。作为一个力学专家,易志坚现在对农业也有了自己的理解。“因为松散性比土壤高,所以根系生长没有大的阻力,茂盛的根系可以获取更多的养分和水分,加上日照时间长昼夜温差大,作物的产量和质量高于传统农耕地就说得通了。”
一棵白菜的根系。
2019年,阿拉善盟农牧局对团队在乌兰布和沙漠种植的高粱进行测产,最高亩产932公斤,平均亩产789公斤,远高于2017年全国平均亩产324公斤。
在新疆和田沙漠的实验基地,今年高粱测产也达到了平均亩产614公斤。
至于“沙改土”的每亩成本,易志坚私下里聊起过,但出于未来要走出国门的考虑,所以并不愿意公开;他唯一无论如何都不回答的问题是,那4年研发出的材料,主要成分是什么,“只能保证是纯植物提取成分、无任何污染”。
把“改造”和“经济”这样的专业词汇赋予“沙改土”项目,是易志坚和他团队的思维方式,也是在“沙改土”项目中引以为豪的事。
辣椒很本分地很辣很辣,诚不欺我。
这个事还点燃了一股神秘的科学力量。
数据会说话
2018年,易志坚团队的成果被钟远河注意到,和大多数人最初的认知一样, “沙改土”也许是一种类似骗取国家补贴的项目。
但他发现易志坚的做法,在逻辑上完全说得通,一旦推广开,或许是一项改变气候和地理地貌的重要事件。
如果钟远河是其他身份,那“沙改土”不过仍是一群人在一个遥远的地方与己无关的故事,但他是“腾讯云”副总裁,他试图提供一些数字技术,让“沙改土”的科研效率变得更高。
比如蒋学皎除了进行土壤微生物宏基因组测序的研究外,还可以利用高光谱拍摄,在不同的波长下,去“观察”有机质、氮磷钾之内的肥力及分布情况。
搭载高光谱相机的无人机。
不过这样的图片,每一张的大小都在350M左右,目前实验基地每天采集各类数据总量在1T以上,如果用普通电脑进行数据挖掘与建模,要几个月才能运算出初步计算结果。
钟远河的团队恰好可以提供足够的运算能力。
当然,仅仅光谱拍摄和运算并不意味着真正意思上的科技农业。
钟远河实际上派出了20人左右的技术队伍,在乌兰布和6000多亩“沙改土”的实验基地里,协助易志坚团队对土壤干湿度、气候变化、风力变化、植株生长情况进行数据采集。
在生态恢复区,只种植了耐旱植物,度过青苗期后,便无人打理,看上去长势还不错。
同时,还针对沙漠的恶劣环境打造了一个边缘数据中心,解决数据的计算和存储问题。这个数据中心能够在1个小时内,解决原来需要4个月才能完成的科研计算量。
这样表述听起来过于玄幻。但数据会说话,它反映出的另一套逻辑开始让易志坚对传统农业和现代农业有变革性认知。
按照腾讯云数据中心高级架构师刘灵丰的说法,现代农业用数据和事实找证据,并且改良耕种方式,传统农业更多的是依据经验和农谚。“很多几十年前、基于天气条件流传下来的农谚还在用,但实际上气候变化加剧,和几十年前已经完全不一样了。”
简而言之,传统农业依靠经验,看天吃饭。
沙漠萝卜,远方桥梁结构的物体,是灌溉系统。
“我是重庆人,一年到头出不了几次太阳,降水也是一阵一阵的,但在乌兰布和,降水和日照的数据基本稳定,利用传感器提供的数据,反倒可以测算出种植不同的农作物究竟需要多少水和肥料。”彭凯是重庆交大科技处副处长。
他被团队里的其他人称为才子,因为有过目不忘的本事,但最让他人羡慕的是“冻龄术”,没人能真正猜到他的真实年龄,毕竟他看起来才30多岁。
“在一两年的数据收集以后,我们又发现一个非常有趣的现象,在沙漠里种植,实际上需要灌溉的水,比传统耕地要少,目前我们每亩地的年耗水量在370到400方,而当地每亩的节水灌溉定额是550方。”
彭凯停顿了一下,解释说沙漠里植物的“根冠比”非常大,发达的根系对忽然出现的水分和养分十分敏感,所以会尽可能吸收,而传统耕地的根系相对小,很多水分其实流失和蒸发掉了,“沙漠里的生存环境很残酷,所以连植物也非常讲究吸收效率”。
生态修复之后,便会出现各种动物,通过排泄物和尸体,也会改善沙土肥力,进而形成良性循环。
所以彭凯慢慢觉得,在荒漠反倒可以高效地进行大规模的现代农业种植,“这不像西南一带都是山,人们不得不碎片化耕作,但在沙漠,沙子推平,大型农业机械一上,既有助于解决农业现代化、规模化经营问题,也可为建设发展用地腾出空间”。
这当然是个遥远的设想,但并非触不可及。
不过在乌海,人们不会将眼光拉得如此长远,他们更在乎眼前的变化,不管是好的还是坏的。
风起西伯利亚
虽然是地级市,但乌海只有三个区,一旦刮西风,属于阿拉善盟地界、乌兰布和的沙子,就会飞过黄河,笼罩乌海,风再大一点,沙子便继续东去。
黄河边 漫步者 落日独悬
作为“乌金之海”,在采矿业没有集中整治以前,沙子里还伴随着各种粉尘。不过天下熙熙,乌海当时还是人声鼎沸。
“自从很多矿关了,尤其是2013年乌海湖挖出来以后,乌海的环境是好多了。”孙达姆和老公是地道乌海人,十几年来一直换着班开出租车。
现在乌海的常住人口大概在56万左右,但走一圈下来,青壮年面孔寥若晨星(不知道是不是我走的姿势不对),稍加留意,也会发现沿街店铺中药店的比例最高,而小学在这座城市只有24座。
乌海街头随手拍。
“没有大企业,乌海留不住人,你在路边看到的壮年,大部分都是以打零工为生,今年开学的时候,我送很多人到新区的乌海职业技术学院报到,很多学生和学生家长在校门口都快哭了,说这里怎么这么荒凉。”孙达姆心想:现在后悔已经来不及了。后悔药是给小孩子吃的。
乌海小卖部随手拍。
孙达姆不知道易志坚沙改土的工程,也极少去沙漠里游玩,她更不知道那些废弃的矿坑已经被沙填埋并且进行了生态修复。
她以为这一切都是乌海湖的功劳。2013年,乌海把黄河截留,挖出了一座接天映日的人工湖——乌海湖,紧接着对湖边进行景观改造,在城市里的大部分人认为,这个工程让城市变得干净起来。
乌海湖
但实际上,稳住乌兰布和沙漠继续往东扩散,才是真正解决污染的办法。
在乌兰布和沙漠西边,还有腾格里和巴丹吉林沙漠,这些沙漠都属于阿拉善盟,作为内蒙古最大的盟,只有25万人,蒙古各盟中人数最少,原因就是93%的面积被荒漠覆盖,并且在过去几十年中,强风吹拂下,这些沙漠开始移动,并且逐渐开始“握手”。
“我们这里有一句话是‘风起西伯利亚,沙起额济纳’,西伯利亚的强高压是风的故乡,这个好理解,但风吹到内蒙古境内,会先经过额济纳,从那开始一直往东,都是沙漠,快吹到乌海的时候,风力会变强,因为乌海在狼山和贺兰山中间,所以那儿成了一个风口,这些沙一旦被吹起来,粗颗粒的进入黄河,覆盖乌海,细颗粒的会一直随风甚至吹到津京冀。”作为阿拉善盟的发改委主任的罗志铁说,治理阿拉善沙漠,是最近几年全国各个组织和机构都在绞尽脑汁的事。
乌海湖边独钓黄河水。
今年两会上,土生土长的内蒙古人戈明在人大上,提议启动国家“乌贺原”(乌兰布和沙漠、贺兰山和狼山缺口周边、鄂尔多斯高原)生态安全屏障工程。
除了对空气的影响,乌兰布和每年还有一亿吨的沙子会落入黄河,让黄河河床越来越高,形成地上河的隐患也越来越大(实际上在很多河段已经是地上河了)。
这其实也解释了很多企业会在阿拉善进行生态复原的原因,无论是公益的还是商业的。
还没长大就冻僵的华莱士瓜。
这种感受,易志坚也越来越深,他不再将攻克乌兰布和这头“红色公牛”的成绩挂在嘴边,不再将“沙改土”当作一项简单的科研项目,而是将沙漠改造当成了事业,易志坚认为与继续在实验室从事力学研究相比,自己做了正确的选择。
在人的一生中,我们总是会被那些被贴上价格标签的东西左右,但实际上,那些无法定价的东西,比如空气、比如自由、比如自己毕生的心愿和古老的尊严,那些无法标价的东西,恰好才是生活的内核,生活和人生的意义其实是由那些构成的。
为了能亲自看一眼这样的景色,你愿意付出大多代价?
如今,沙漠生态改造有了破解方案,但未来如何,我们谁也不知道,因为在过去的千百年里,大自然教会了我们所有的知识,除了……
答案。