這項被媒體渲染成「重大突破」的研究,在學術界引發了爭論

茆京來

“浩浩乎,平沙無垠,夐不見人。”沙漠留給世人的印象,大多帶著些乾旱、荒涼的味道。回顧人類歷史,沙漠一直在侵蝕綠地,“沙進人退”似乎已成為生態演化的定律。沙漠是地球生態系統的重要組成,有著獨特的作用,但對人類來說,荒漠化問題是一種嚴重的生態危機。目前全球荒漠化面積已佔到陸地總面積四分之一,影響到世界五分之一人口,並直接威脅人類糧食安全和生態安全。

這項被媒體渲染成“重大突破”的研究,在學術界引發了爭論

我國的荒漠化問題非常嚴重,面積大、分佈廣、危害重的三大特徵,導致土地生產力銳減、沙塵暴頻發、生態環境惡化、自然災害加劇等問題。截至2014年,我國荒漠化土地高達261.16萬平方公里,佔國土面積的27.2%;沙化土地172.12萬平方公里,佔國土面積的17.9%,而今年5月自然資源部公報顯示,我國總耕地面積才有135萬平方公里。

有效治理荒漠化是世界性難題,由於沙粒具有流動性,使得生物很難應對沙漠中的風害,因此想要治沙,就必須先固沙。現在常用的固沙方法有三種:一是工程固沙,採用人工設置沙障等工程手段來阻止沙子移動,包括使用草方格、石方格等;二是化學固沙,通過化學材料和工藝來建造能夠防風蓄水,改良沙地性質的固結層,主要使用瀝青乳液、高分子聚合物等;三是植物固沙,通過種植沙生植物來穩定和阻絕沙體。

前段時間,媒體將力學教授易志堅的研究項目喻為“點沙成土”,受到社會熱議。這位力學教授的學術生涯始於斷裂力學研究,他在研究過程中推測出“物質的顆粒約束決定物質的狀態”,並嘗試用力學原理把沙子變成土壤。

這項被媒體渲染成“重大突破”的研究,在學術界引發了爭論

易志堅認為,沙漠和土壤的根本差異是力學差異。土壤微粒之間有作用力,能夠作為整體進行自我修復和自我調節,這種力可以讓土壤隨意變形,在溼潤時成為流變狀態,乾結時成為固體狀態,並在這兩種狀態間穩定轉換;而沙子間是離散的,沒有作用力,因此不能像土壤那樣“溫和地抱住植物根系”,也無法保水保肥。

他在論文中將這種作用力稱為“萬象結合約束”,而“點沙成土”的原理就是給沙子重新施加“萬向結合約束”,只要把沙子拌上他特製的“植物提取纖維黏合劑”,再添水攪和,就能恢復土壤功能,實現“沙漠變良田”的願景。

易志堅在我國八大沙漠之一的烏蘭布和沙漠建立了生態恢復實驗基地,4000畝試驗田在一望無際的沙海里逐步鋪開,取得了較好的實驗效果。各路媒體蜂擁而至,在報道中充滿了驚歎。

不過,這項被媒體渲染成“重大突破”的研究,在學術界卻引發了一些爭論。

中科院沙漠研究專家屈建軍認為這只是一種化學固沙材料的研究,而“植物提取纖維黏合劑”核心成分是一種常見工業原料,“說不上是什麼重大突破,化學固沙的辦法百年前就有人研究了”。

中科院院士陳發虎認為,“點沙成土,實際上是有機物質形成固結後,通過固水或吸取空氣水汽,然後慢慢形成土壤,主要是防治沙漠化,技術原理上是可行的”。但是,方案是否可行,還需要進一步考證。

這項被媒體渲染成“重大突破”的研究,在學術界引發了爭論

在與“點沙成土”有關的多個學術研討會上,生態專家們一致認為治理沙漠的關鍵還是要解決沙漠缺水的問題,易志堅團隊的研究只是一種固沙材料的應用研究,與“點沙成土”有天壤之別,難以用於大面積治沙,可以算是一次有益嘗試,但絕不是重大突破。

綜合來看,各方對研究項目本身並沒有爭議,只是對“重大突破”的說法有不同看法。這是一場與“名”有關的爭議。不過,隔行如隔山,不同專業人群持有不同看法也很正常。

對新聞媒體來說,在荒漠中看到生機勃勃的試驗田,視覺的反差令人震撼,也超出了多數人的認知;對生態專家來說,化學固沙只是一種常用方法,再好的固沙材料,也無法從根本上解決荒漠化問題;而易志堅本人雖然從未對“重大突破”發表過看法,但也曾多次提到自己發現的“萬象結合約束”,力學原理大多發現於人們常見的事物規律中,更何況一種新材料改變全世界的例子也比比皆是。

相對於爭議,易志堅的治沙研究確確實實帶來了驚喜。一方面,目前的實驗效果已經能夠滿足一些特定條件的治沙需求,如沙漠哨所、救助點或重要設施周邊等小規模的營地建設;另一方面,生態環境與每個人都息息相關,也和各個學科有千絲萬縷的聯繫,保護生態環境需要各行各業的有志之士齊心協力。

《中國科學報》 (2018-08-31 第4版 自然)


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