01
沙漠治理
现行的沙漠治理方法可分为三类：工程治沙、化学治沙、植物治沙。01
工程治沙
工程治沙，采用非生物的工程防治风沙的措施。工程包括沙障、引水拉沙、挡风墙、沥青固沙、导风板等。
01草方格全称半隐蔽式草方格沙障，是新中国成立初期中国科学院在沙坡头腹地设立的沙漠研究站在苏联专家协助下通过数年的试验研究找到的固沙秘笈。
（塔克拉玛干-达里雅布依沙漠公路两旁的草方格，图片来源
星球研究所）▼具体做法为将麦草或其他植物的茎秆对折插入沙漠，半埋半露栽植成一个个1米×1米的方格形成网状。
（宁夏灵武白芨滩治沙草方格，图片来源
视觉中国）▼被风搬运的沙粒在网格中堆积减缓了整个沙丘的移动速率。
（草方格沙障原理，图片来源
星球研究所）▼在草方格内部沙与水更易聚集在微生物的作用下沙丘表面逐渐形成一层“生物结皮”加快了从缺水、缺营养的流沙向固定表面的转变，人工栽植的沙生植物（柽柳、梭梭、沙拐枣等）和随风飘落的草籽开始萌发、生长。
（草方格原理2，图片来源
星球研究所）▼就这样在一个个方格之间不仅沙被固定下来了地表也逐渐出现绿色。
（后期的草方格，图片来源
视觉中国）▼通过数值模拟并结合野外实地观测发现，草方格沙障草头出露高度设置为10～20cm，规格设置为1m×1m最为合理，不仅可以获得良好的固沙效果，同时用料成本较低且易于施工。
草方格材料可使用麦草、稻草、芦苇。据陕西日报报道，扎一个格子的工费是0.22元。
02沙栅栏主要是利用栅栏来对局部范围内的气流速度、气流方向进行改善，让沙粒堆积在栅栏周围。
（沙栅栏，图片来源
宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站）▼（恢复了几年的一片沙地，草本植物已成功占领了这片沙地，图片来源
宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站）▼02
化学治沙
化学治沙是为削弱风沙流活动，使沙丘或沙地表面与风的作用隔绝，在沙面上喷洒乳化沥青等化学固沙材料，达到治沙目的。
中国工程院院刊《Engineering》年第2期刊发重庆交通大学易志坚科研团队的沙漠“土壤化”研究成果。沙漠“土壤化”就是使沙漠表层的沙子“土壤化”，其科学实质是使沙漠表层的沙子获得土壤的力学特性和生态属性。
土壤在湿时为流变状态，在干时为固体状态，并且可以在这两种状态之间稳定转换。土壤的这种力学特性赋予了其自修复和自调节这两大生态力学属性。
沙子通常处于离散状态，当在沙子颗粒中加入适当黏度的水溶性物质并均匀混合后，沙子将从离散状态转变为流变状态(湿土)。当添加的水溶性物质中的水分蒸发后，沙子将转变成固体状态(干土)。“土壤化”后的沙子具有自然土壤的力学性能，可以在流变状态和固体状态之间稳定转换。
为验证沙漠“土壤化”的可行性，年4月，其团队在中国沙漠化最严重的地区和最难治理的沙漠之一的内蒙古的乌兰布和沙漠进行了大规模的种植试验。试验中用于沙子“土壤化”和植物灌溉的水均来自地下水，使用了旋耕机施工，施工面积达㎡。最终，70多种植物(其中20多种可能是由风或鸟类带来)在试验地中健康且旺盛地生长。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。
（试验植物生长情况，图片来源
中国工程院院刊）▼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。
实现沙子“土壤化”的方法是基于颗粒的约束原则。使用的约束材料为由植物提取的改性CMC溶液，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。
沙漠“土壤化”种植的大规模实施，有望重构一个全新、繁荣、稳定的沙漠生态系统，为解决森林退化、生物多样性丧失和气候变化等全球性环境问题提供新的方案。但是，大规模的沙漠治理必须考虑由地下水开采过度或地下水开采不当带来的相关风险。
03
植物治沙
植物治沙是通过种植沙生植物来修复沙漠及戈壁。
利用人工植被防治沙害是国际上公认的沙区生态重建和沙害防治最有效的方法之一。
（塔克拉玛干沙漠中的公路，图片来源
星球研究所）▼在某些水分相对充足的区域，则可以栽种乔木。树种参照三北区防风固沙林，主要适宜树种有：樟子松、油松、侧柏、刺槐、沙枣、尖翅花曲柳、胡杨、白榆、小叶杨、新疆杨、箭杆杨、二白杨、小黑杨、银中杨、中黑发1号与2号、中绥12号与4号、旱柳、旱布柳、垂爆柳、四翅滨藜、山杨、青杨、桦树。
灌木：梭梭、柽柳、驼绒藜、沙拐枣、白刺、沙棘、沙柳、柠条，拥有极度发达的根系，耐旱、耐寒、抗盐，适应能力极强。
此外，很多多浆植物（又称多肉植物）包括仙人掌科，番杏科及景天科，大戟科，萝藦科，百合科也都生长于沙漠环境。
参照塔里木沙漠公路防护林生态工程经验，防护林设计总体宽72m-78m，林带总面积公顷，栽植苗木总量余万株。主要采用了柽柳、梭梭和沙拐枣三个属的植物种作为防护林的造林树种，采用固阻结合的方式，整体采用了带状混交和行间混交相组合的方式，株行距为0.5X1.0m和1.0X1.0m两种。灌溉选用先进的滴灌技术，采用就地采水、分散供水的灌溉模式。工程共打井眼，灌水矿化度从2.6g/L至29.7g/L。该工程总投资2.18亿元，全长km，平均每千米防护林综合造价为50万元。
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文案/李国庆
审核/陆遥、程丽华
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