沙林中心科研人員在采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。
沙林中心科研人員對(duì)沙塵觀測(cè)塔進(jìn)行維護(hù)。
俯瞰沙林中心農(nóng)田防護(hù)林。
以上圖片均為中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院沙林中心提供
習(xí)近平總書記在近日召開的全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)上強(qiáng)調(diào)，“綜合運(yùn)用自然恢復(fù)和人工修復(fù)兩種手段，因地因時(shí)制宜、分區(qū)分類施策，努力找到生態(tài)保護(hù)修復(fù)的最佳解決方案”“要加強(qiáng)科技支撐，推進(jìn)綠色低碳科技自立自強(qiáng)，把應(yīng)對(duì)氣候變化、新污染物治理等作為國(guó)家基礎(chǔ)研究和科技創(chuàng)新重點(diǎn)領(lǐng)域，狠抓關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，實(shí)施生態(tài)環(huán)境科技創(chuàng)新重大行動(dòng)，培養(yǎng)造就一支高水平生態(tài)環(huán)境科技人才隊(duì)伍，深化人工智能等數(shù)字技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建美麗中國(guó)數(shù)字化治理體系，建設(shè)綠色智慧的數(shù)字生態(tài)文明”。
烏蘭布和沙漠東北角，黃河“幾字彎”頂端，是“萬里黃河第一閘”——三盛公水利樞紐所在地。滔滔黃河水由此分流，涌入河套7級(jí)灌排體系。
遏制沙漠向河套地區(qū)侵蝕，內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市磴口縣位于這道防線的最前沿。
20世紀(jì)50年代以來，磴口縣森林覆蓋率增長(zhǎng)了900多倍，目前已經(jīng)超過37%，建成了林茂糧豐的“塞上江南”。“綠進(jìn)沙退”的變化背后，扎根磴口的中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心（下稱沙林中心）發(fā)揮了重要作用。
日前，記者跟隨科研人員走進(jìn)一線，看科技如何助力防沙治沙。
科學(xué)設(shè)計(jì)防護(hù)林，為農(nóng)田擋風(fēng)防沙
沙林中心下轄4個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。1979年，國(guó)家劃定47萬畝國(guó)有土地作為實(shí)驗(yàn)區(qū)域，開展防沙治沙研究工作。由東往西，4個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)沿烏蘭布和沙漠邊緣依次而建。
磴口縣城往西不到10公里，便到了沙林中心第一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。這里是圍沙造林的開路先鋒。走進(jìn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)腹地，農(nóng)田連接成片。
從高處遠(yuǎn)眺，隱約可見數(shù)公里外的連綿沙丘。農(nóng)田四周，一排排楊樹高大挺拔，靜靜守護(hù)著這片綠色。
“這是我們?cè)O(shè)計(jì)的農(nóng)田防護(hù)林。”沙林中心教授級(jí)高級(jí)工程師賈玉奎說，“與風(fēng)向垂直的是主林帶，平行的是副林帶，每個(gè)林帶栽兩行楊樹，構(gòu)成了‘兩行一帶’的防護(hù)模式。”
80年代，沙林中心開展造林示范，借鑒了“八行一帶”的防護(hù)模式，當(dāng)時(shí)的寬林帶曾起到較好防沙效果。自90年代開始，沙林中心推廣“兩行一帶”防護(hù)林帶。
“八行一帶”改成“兩行一帶”，看似簡(jiǎn)單，其背后則有沙林中心科研人員周密的測(cè)算，以及多年觀測(cè)研究結(jié)果的支撐。
為何“兩行一帶”防護(hù)效果更好？帶著疑問，記者見到了主導(dǎo)推廣的沙林中心總工程師王志剛。
王志剛娓娓道來：“我們發(fā)現(xiàn)，每年3至5月是農(nóng)田防護(hù)林防風(fēng)效應(yīng)關(guān)鍵期，而主栽樹種尚處于冬季相（無葉期）。經(jīng)測(cè)算，此時(shí)‘兩行一帶’的疏透度與透風(fēng)系數(shù)等比較理想。”
他列舉出更細(xì)致的指標(biāo)：防護(hù)林株距1米，林帶間距為樹高的12至18倍。以5至7年達(dá)到防護(hù)目標(biāo)計(jì)算，樹高可到10—12米，主林帶間距在130至140米之間。“這樣布置防護(hù)林，占地少、林木生長(zhǎng)快，還能減少林地矛盾。”
農(nóng)田四周栽植防護(hù)林，會(huì)與農(nóng)作物爭(zhēng)奪光照和水肥，造成脅地效應(yīng)，影響農(nóng)民種植防護(hù)林的積極性。沙林中心的實(shí)踐證明，相對(duì)于“八行一帶”那種寬林帶、大網(wǎng)格的配置布局，“兩行一帶”這種窄林帶、小網(wǎng)格的綜合防護(hù)效益更好，脅地面積最小。
有農(nóng)田防護(hù)林擋風(fēng)防沙，在曾經(jīng)的沙荒地上，沙林中心開墾出2萬畝灌溉綠洲。更讓他們自豪的是，中心探索的農(nóng)田防護(hù)林模式，已在磴口縣推廣56萬余畝。由此證明：沙漠邊緣也可以種莊稼。
選好樹建好防護(hù)林，許多成熟的治沙研究成果得到應(yīng)用
農(nóng)田防護(hù)林只是磴口縣探索的旱區(qū)防護(hù)林體系的一部分。沿第一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)繼續(xù)往南行駛約10公里，記者見到了與萬頃良田不同的另一番景象：道路北側(cè)數(shù)萬畝黃沙，梭梭、花棒、沙拐棗、檸條等灌木扎根其上，這是防風(fēng)固沙區(qū)；道路南側(cè)不遠(yuǎn)處，裸露的流動(dòng)沙丘連綿不絕，偶爾可見耐旱的白刺，此為封沙育草區(qū)。
“科學(xué)治沙，不是多種樹就好，天然的沙漠戈壁，要保持原有生態(tài)系統(tǒng)的完整性。”指著遠(yuǎn)處的梭梭林，沙林中心資源管護(hù)處處長(zhǎng)張瑞說，堅(jiān)持宜林則林、宜灌則灌、宜草則草、宜荒則荒的總原則，沙林中心與磴口人民共同搭建起封沙育草區(qū)、防風(fēng)固沙區(qū)和農(nóng)田防護(hù)林區(qū)三道防線。
三道防線之外，則是包括哈騰套海國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、納林湖國(guó)家濕地公園在內(nèi)的自然保護(hù)地。“三區(qū)一地”構(gòu)成了完備的防護(hù)林體系，是磴口縣綠洲防護(hù)林體系的全貌。
建好防護(hù)林，關(guān)鍵要選好樹。新疆楊耐旱、耐鹽堿，樹干直、樹冠窄，養(yǎng)護(hù)成本低，是河套平原建設(shè)防護(hù)林的理想樹種。然而，和許多楊樹一樣，新疆楊不抗天牛。西北地區(qū)干旱，缺乏天敵的光肩星天牛繁殖泛濫，對(duì)楊樹危害極大。
王志剛辦公桌上，堆放著他采集的遭受光肩星天牛蟲害的楊樹樹輪截?cái)鄻?biāo)本。這些標(biāo)本外表看似完好無損，樹輪中間卻滿是天牛蛀食留下的孔洞。孔洞阻礙樹木養(yǎng)分的輸送，過不了多久，楊樹枝干便會(huì)干枯，容易風(fēng)折，甚至造成全株死亡。
“我們?cè)谥袊?guó)林科院林業(yè)所研究員韓一凡先生培育出的北抗楊基礎(chǔ)上，選育出了沙林楊。”手拿沙林楊的樹干截?cái)鄻?biāo)本，王志剛說，“光肩星天牛也會(huì)寄生到沙林楊上，但產(chǎn)下的卵很難存活。經(jīng)測(cè)算，沙林楊天牛羽化率僅0.25%，這意味著天牛基本上難以繁衍后代，從而間接殺死了害蟲。”
2019年，王志剛團(tuán)隊(duì)拿到了林木良種證，開始在西北一些地區(qū)推廣沙林楊。
記者在第二、第三實(shí)驗(yàn)場(chǎng)交界處看到一片沙林楊。外觀上，沙林楊與普通楊樹沒什么區(qū)別。因?yàn)椴旁韵聨啄辏瑯涓蛇�不太粗壯。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)研究人員告訴記者，目前沙林楊種得不多，除了人們接受新品種有個(gè)過程外，沙林楊自身也有一些不足。比如，樹冠大、抗旱抗寒性相對(duì)較差，耗水也相對(duì)多。
全部種沙林楊不合適，與新疆楊混交栽種如何？沙林楊的抗天牛特性，引起了林業(yè)專家、河北大學(xué)研究員魏建榮的注意。與沙林中心合作，他發(fā)現(xiàn)：相比新疆楊，光肩星天牛更喜歡在沙林楊上產(chǎn)卵，混交栽種時(shí)，便可以利用沙林楊的誘殺性吸引“火力”，盡可能保護(hù)新疆楊。
正在沙林中心作學(xué)術(shù)交流的魏建榮告訴記者，他計(jì)劃通過雜交或基因技術(shù)等手段，將抗蟲特性“注入”新疆楊或其他性狀優(yōu)良的楊樹。
這是一項(xiàng)非常困難的工作，王志剛團(tuán)隊(duì)也一直在探索。近年來，他選擇了沙林楊的一種同胞無性系作為母本，以新疆楊為父本，雜交出了“沙新楊”，目前正在申報(bào)新品種鑒定。
有沙林中心作為長(zhǎng)期科研基地，包括沙林楊在內(nèi)，沙林中心的許多成果得以較快試驗(yàn)示范和推廣。曾任沙林中心主任的中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院首席科學(xué)家盧琦說，沙林中心一邊做治沙科研，一邊打造荒漠化防治樣板，許多成熟的治沙研究成果從這里走向?yàn)跆m布和沙漠，應(yīng)用到全國(guó)其他適宜沙區(qū)。
建立種質(zhì)資源庫(kù)，促進(jìn)沙旱生植物保護(hù)和可持續(xù)利用
如何幫助百姓在治沙中致富？
在第四實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，記者見到正在試驗(yàn)地查看沙棘果長(zhǎng)勢(shì)的羅紅梅。這位沙林中心高級(jí)工程師，已經(jīng)與沙棘打了近30年交道。
沙棘根系發(fā)達(dá)，水土保持效果好，沙棘果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，是兼顧防沙治沙和經(jīng)濟(jì)效益的理想灌木。
西北并不是沙棘原生地。為選育適應(yīng)西北旱區(qū)的沙棘新品種，早在上世紀(jì)80年代，中國(guó)林科院林業(yè)所原所長(zhǎng)黃銓就來到沙林中心，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始相關(guān)研究。
經(jīng)過30多年努力和堅(jiān)守，如今這里成為全國(guó)沙棘研究重鎮(zhèn)。眼下，在新疆、內(nèi)蒙古等地規(guī)模化種植的沙棘，不少是沙林中心選育出的優(yōu)良品種。
7月是沙棘果生長(zhǎng)關(guān)鍵期，羅紅梅放心不下，隔三差五便要到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)看看。羅紅梅查看的沙棘，是她選育出的新品種——深秋紅沙棘。
距第四實(shí)驗(yàn)場(chǎng)沙棘試驗(yàn)地不遠(yuǎn)，有一個(gè)沙棘育苗大棚。第四實(shí)驗(yàn)場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)李春風(fēng)帶記者走進(jìn)大棚，說起培育沙棘苗的工作：“6月中旬，我們就開始挑選嫩枝，把它們剪下再扦插到大棚苗圃里。兩個(gè)月后，沙棘苗便要移種到大田，等到第二年春天，就可以規(guī)模化種植。”
中國(guó)林科院碩士研究生宋婭婷不久前剛從北京來到沙林中心，她要在第四實(shí)驗(yàn)場(chǎng)住上半個(gè)多月。宋婭婷邊整理剛剪下來的沙棘枝條邊說：“我們正在研究如何提高沙棘果的油脂、類黃酮含量的方法，進(jìn)而幫助培育出更適合深加工、經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的沙棘新品種。”
種質(zhì)資源對(duì)植物繁衍至關(guān)重要。為了更好地開展沙棘種質(zhì)資源保存和選育工作，近年來，國(guó)家啟動(dòng)了沙棘國(guó)家林木種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)，沙林中心是依托單位。
在種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，記者看到，戈壁灘上，一座現(xiàn)代化設(shè)施保存庫(kù)進(jìn)入最后的裝修階段。設(shè)施保存庫(kù)外，一塊新平整出的異地保存區(qū)里，種上了今年新移栽的沙棘。“趁著生長(zhǎng)季，我們科研人員正奔赴四川、陜西、山西等地采集沙棘種質(zhì)資源。”沙林中心工程師李帥說。
不只是沙棘，這里還收集了梭梭、沙冬青、檸條等多種沙生植物種質(zhì)資源，未來還將繼續(xù)收集并向國(guó)內(nèi)研究人員開放共享，共同促進(jìn)沙旱生植物保護(hù)和可持續(xù)利用。
李帥說：“人們對(duì)沙旱生植物特性了解還不夠，把它們的防沙固沙性能和機(jī)理搞清楚后，能夠指導(dǎo)我們?cè)诓煌衬x種更適宜的沙旱生植物。”
挑選適合沙區(qū)生長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)植物時(shí)，沙林中心還把目光投向了歐李。歐李是我國(guó)獨(dú)有的沙生藥用植物，具有較高的食用藥用價(jià)值。前不久，賈玉奎帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)選育的歐李新品種通過了國(guó)家新品種審定。
注重實(shí)踐出真知，持續(xù)40多年進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)
大范圍綠化工程怎樣改變環(huán)境？作為重要的科研工作，沙林中心成立伊始，便開始了相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，至今已持續(xù)了40多年。
依托沙林中心建設(shè)的內(nèi)蒙古磴口荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站位于第二實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，所在區(qū)域是為了科研保留下來的一片原生態(tài)半固定沙丘。
走進(jìn)定位研究站，首先映入眼簾的是一座高高的鐵塔。工作人員劉懷遠(yuǎn)告訴記者，這是近地面沙塵觀測(cè)塔，50米高，塔身上每隔2米便安裝了一臺(tái)采集沙塵的容器。塔上還有監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、輻射等參數(shù)的傳感器。每個(gè)月底，劉懷遠(yuǎn)都要登上鐵塔，取下容器收集到的沙子，稱重并記錄上傳。
為了對(duì)比觀測(cè)，像這樣的觀測(cè)塔，沙林中心一共有4座。另外3座，一座位于兩公里外的綠洲，其他兩座則矗立在上風(fēng)向更遠(yuǎn)的荒野沙漠。通過測(cè)算、分析同一時(shí)間不同區(qū)域的沙塵情況，科研人員就能了解沙塵的遷移規(guī)律，并推算出防護(hù)林在降塵等方面的功能作用。
賈玉奎告訴記者，通過分析大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得知，大范圍綠化工程明顯改善了環(huán)境。比如，太陽(yáng)短波輻射多吸收10%—20%，7月前后可降低蒸發(fā)量30%—40%，林網(wǎng)內(nèi)沙塵轉(zhuǎn)移減少80%，來自遠(yuǎn)方上風(fēng)區(qū)的降塵減少48%，大氣渾濁度降低35%等。
觀測(cè)塔不遠(yuǎn)處，是一個(gè)人工模擬增雨平臺(tái)。在一片長(zhǎng)著白刺的沙丘地上，科研人員安裝了自動(dòng)噴水裝置，通過設(shè)置不同量的“降雨”，來觀察白刺的生長(zhǎng)情況。“全球干濕兩極變化加劇，預(yù)判這一趨勢(shì)下干旱地區(qū)植被生長(zhǎng)的情況，對(duì)未來科學(xué)防沙治沙十分重要。”賈玉奎說。
在觀測(cè)定位站，記者還見到了一項(xiàng)新增添的“黑科技”——水分平衡場(chǎng)。水分平衡場(chǎng)最主要的設(shè)備為蒸滲儀，科研人員在直徑1米多的蒸滲桶內(nèi)裝滿沙土，然后栽上耐旱植物，再將其深埋地下。
負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的沙林中心教授級(jí)高級(jí)工程師劉明虎介紹：“蒸滲桶上有多種傳感器，通過精密測(cè)量，可以推算出維持人工植被生長(zhǎng)的需水量，從而實(shí)現(xiàn)‘水量平衡、以水定綠’。”
注重實(shí)踐出真知是沙林中心的傳統(tǒng)。為收集第一手資料，沙林中心的籌建人、我國(guó)治沙專家高尚武先生走遍了西北大大小小的沙漠，被譽(yù)為沙漠“活字典”。他主持開展“大范圍綠化工程對(duì)環(huán)境質(zhì)量作用的研究”課題時(shí)，在條件艱苦的實(shí)驗(yàn)基地一待就是10多年。
“老一輩治沙專家言傳身教，為沙林中心留下可貴的精神遺產(chǎn)。像賈玉奎、王志剛等那一代大學(xué)生，畢業(yè)后來到這座西北邊陲小城，一干就是一輩子，還有的三代人都在此治沙。”說到這些，盧琦感慨萬千。
位于三盛公水利樞紐庫(kù)區(qū)左岸上游21公里處的劉拐沙頭，是烏蘭布和沙漠與黃河唯一“握手”的地方。極目遠(yuǎn)眺，裸露的流動(dòng)沙丘旁，梭梭已經(jīng)在此“安家”。近些年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，烏蘭布和沙漠段，粗沙入黃量已大幅減少。
面對(duì)治沙成績(jī)，沙林中心人說：“還得繼續(xù)努力。”
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2023年07月24日 19 版）