我国治沙科学上的一个成就 [复制链接]

第7版()
专栏：

我国治沙科学上的一个成就
中国科学院林业土壤研究所所长　朱济凡　副研究员　李鸣岗
连接华北和西北的包兰铁路（包头至兰州）由兰州到银川一段，因黄河南岸水泉至大营一带地震严重，所以取道北线。但要六次跨过腾格里沙漠，延长路线达四十公里，其中以宁夏回族自治区中卫县西部沙坡头一段沙丘起伏最大，长达十六公里。人们称沙坡头为“裸沙丘”。有人称它为“世界沙漠的首都”。过去许多人都认为这是一块天生的不毛之地，非人力所能改造。在这貌似海洋的沙丘上修筑铁路，是难以设想的事。在我国人民掌握了政权的今天，人们不但敢想，而且敢作，包兰铁路终于在这巨大的沙漠上通过了。
在沙漠上修筑铁路在我国还是一个创举。从工程技术来说，当时还没有成熟的经验。1954年铁道科学研究所（现为铁道科学研究院）在沙坡头附近做的路基试验研究结果证明：修筑沙漠路基在工程上不但是可能的，而且还有它独特的优点，如沙质疏松，施工容易，筑路经济，且沙土没有径流不受雨水冲刷，管理方便等等。但如何能使路轨不受沙粒淹没的危险，保证火车安全的行驶，则必须用植物将路基两侧的流沙固定下来。为了承担这一光荣而艰巨的任务，中国科学院林业土壤研究所1956年与铁道部第一设计局（现为第一设计院）、铁道科学研究院在沙坡头成立铁路防沙研究工作站，开展铁路固沙造林研究工作，进行生物固沙与机械固沙试验。为满足社会主义建设需要，限定三年完成研究任务，并提出铁路固沙造林技术设计方案。1957年成立了中卫固沙林场，大规模地开展了固沙造林工作。
几年来由于党和政府的正确领导，群众的积极性与创造性的劳动和工作同志们的共同努力，这项任务已顺利地完成了。火车已能安全地行驶在这大沙漠上。自1958年8月1日通车以来，从未因沙害而发生过停车事故。历来为害人民的“黄龙”（当地居民称流沙为“黄龙”），今日已经驯服，强迫它穿上了绿衣，改变了面貌。1959年铁道部在中卫县召开沙漠铁路现场会议，大家一致地肯定了沙漠中修筑铁路的可能性，承认固沙造林的成功，为铁路建筑史上写下了新的一页。
沙坡头处腾格里沙漠之东，南端面临黄河，一望无际的黄沙，犹如大海中的波浪。平时浮沙没腰，人畜惮行，遇大风时沙粒飞扬，遮蔽天日。沙粒经常移动，地形随时变更，以致沙丘上面几乎没有植物生长。这里属半荒漠地带，环境条件比较恶劣，气候干燥，年平均降水量约一百七十毫米，风大而频繁，气温夏酷热而冬酷冷，尤其是沙面温度最高可达摄氏七十度以上。所有这些气象因素都不是一般植物所能忍受的。沙丘高大，层层相叠，岗峦重重，流沙覆盖在三叠纪的紫红色沙岩夹页岩交互层上，厚达十米至百余米。在这历来就很少生长植物的流沙上，要用植物来固沙，开始时有些人不敢相信，以为是违反自然规律的事情。我们依靠了党的领导，在战略上藐视困难，在战术上重视困难，以实事求是的态度仔细研究了流沙上控制植物生长的主导因子。经过反复的试验和多次的失败，终于摸索出了一条道路，在一定程度上掌握了自然规律。
固定流沙有两种方法：一种是植物固沙，一种是机械固沙。在固沙措施中应以植物固沙为主，机械固沙为辅。
植物固沙是一种最基本最可靠的永久固沙方法。流沙一经生长植物，它的基本性质就要改变，形成固定沙丘。在植物固沙过程中，选择适宜的固沙植物科是关系工作成败的一个关键。荒漠和半荒漠地带环境条件特殊，对植物生长不利。在选择固沙植物时，一方面要研究植物的生物学和生态学特性，凡能耐干旱，耐贫瘠，抗风性能强，生长快，根系发达的多年生植物为最好的固沙植物；另一方面要研究自然固沙过程中植物的演替规律，认清什么是流沙上的先锋植物，即能首先在流沙上生长的植物，什么是继先锋树种而生长的植物种类。植物的种类繁多，沙丘地面情况千变万化，如果不掌握它的规律，抓住主要因子，则难以使植物固沙成功。在沙坡头的流沙上，影响植物成活及生长的因子很多，而主要的有下列几个：1、沙内的水分情况，2、沙的松紧度，3、沙的流动性。
沙漠中能不能生长植物，主要决定于它的水分状况。沙漠中的水分像黄金一样的宝贵。无论是沙漠或是戈壁，那里有水，那里就可以变成绿洲。沙坡头的沙丘高大，沙层深厚，地下水埋藏在深达数十米以下，不能被植物根系利用。在这样干燥条件下，生长植物的水分是否够用成为最重要的问题，所以对水分测定的研究成为重点项目之一。
研究水分的结果表明：一、沙漠水分状态虽差，但也有它的优越性，在干沙之下层有一层稳定的湿沙，干沙还能起到保水作用，阻止湿沙层的水分蒸发。二、沙内的含水量虽少，但有效的水分较多，因为它的雕萎含水量较小。根据测定数字，沙坡头流沙的含水量经常为2％—3％，雕萎含水量为0.7％，可见有效含水量经常有1.3％—2.3％（即含水率减雕萎含水率），可供植物应用，事实证明，在沙坡头所栽植的抗旱性强的固沙植物在最干旱的1957年（降水量为83.3毫米）也没有大量死亡的现象。
沙的松紧度对植物生长的影响也很大。沙丘上生长的固沙植物和乔灌木树种的根系虽有深浅不同，但一般都集中在沙丘的表层，这与沙子的松密度有密切关系。沙坡头历年在流沙上栽种的植物，有的生长旺盛，有的生长不好，这些都与沙的松紧度有关。在沙丘上植物生长情况常依沙丘部位不同而各异，在落沙坡低处生长的植物旺盛，在向风坡中部植物生长极少，在向风坡上部近丘顶处植物生长茁壮。影响植物生长的因素较多，但根据水分、养分、温度、松紧度的调查和测定的结果指出：在上述三种部位上差异最大的是松紧度。
由于沙的流动性，植物无立足之地，种子没有机会发芽，幼苗无法扎根。要克服这个困难，首先就要采取机械固沙的办法。事实表明，凡是作好了机械沙障的地方，许多植物都能生长起来，种子也能顺利地成苗，所以停止流沙移动是保证植物固沙成功的一个主要措施。
经过试验，目前有下列几种植物适于流沙生长：花捧，黄柳，拧条，头状沙杨枣，籽蒿及油蒿。其中花捧和籽蒿是流沙上的良好的乡土树种。它们能在自然状况下稀疏地生长。如经人工栽培，可以形成大片灌丛。上述各种固沙植物，无论栽植或是播种，都要有机械沙障的保护，才能稳定地成活与生长。有了机械沙障的保护，它们的成活率很高，有的达80％以上。因此，沙漠可以生长植物，流沙可以被植物固定，经过几年来的研究和实践，已经完全证实了。
机械固沙是暂时的固沙法，为固定流沙不可缺少的一环，更是植物固沙的一种必要的辅助措施。机械固沙有人工沙障、沥青固沙、粘土固沙、高分子聚合物固沙等。人工沙障为机械固沙中最普遍采用的一种。沙障结合生物固沙，效益很大。自1958年中卫固沙林场大规模地展开固沙造林工作后，路基上从未有过大量积沙现象，也没有因沙害而发生事故。可见流沙貌似强大，并不可怕，只要我们持实事求是的科学态度，顽强的革命精神，就能把它驯服。
今后的固沙研究工作，一方面要巩固以往的成就，即机械固沙和植物固沙所取得的经验；另一方面又要步步深入，使固沙工作得到发展并提高到新的阶段。
在机械固沙方面，格状草沙障是一种繁重而复杂的工作，需要大批的人力，大量的材料，因而限制了推广。应研究简而易行的新的固沙法，如沥青固沙、化学固沙等，为大规模地消灭沙漠开辟途径。对于风沙的移动，我们已初步摸到了一些规律，如起沙风与沙粒大小的关系，沙丘愈高，移动愈慢，低沙丘则移动快，对铁路的危害性更大。我们应该深入开展这方面的研究，达到在沙漠中修筑铁路不使路基积沙的效果，为发展沙漠铁路创造有利条件。
沙漠地区降水量少，气候干燥，限制了植物生长；但据调查资料，沙漠中的地下水量是很丰富的。腾格里沙漠有百余个大小不同的干涸湖泊，一般地下水埋藏不深。塔里木盆地和柴达木盆地都有大量的地下水，埋藏在沙漠里面。如能开发利用，则不但可以供给植物生长、固定流沙，而且还可以发展农垦和畜牧业，综合利用沙漠，在经济上具有重大意义。
风大是沙漠中的特征。风在沙漠中本来是一个有害的气象因子，如果我们能把它驯服起来，利用它作为发电的动能，或为开动机器的动力，则可变有害因素为有利因素。太阳能在沙漠地区比一般地区充沛，有人估计如果把太阳能利用起来，要比世界上煤的能量大五倍。如何控制它，使它为人民服务，是研究工作中尚待解决的问题。
在植物固沙方面，现在可以采用的固沙植物还不多，不能满足较多数地区的固沙要求，因此驯化或引进优良的固沙植物种，或定向地培育新种是一件刻不容缓的工作。固沙植物都具有抗旱性能，一般认为抗旱性能强的植物，用水量少，在生长期间不需要多的水分。根据研究证明，事实上生长在干旱地区的植物，它消耗水分的数量并不比一般地区的植物少。因此植物的抗旱性能要用什么性质来衡量，怎样能提高它的抗旱强度，这些生理现象，都有待于今后深入研究。
沙漠分布的地区较广，自然环境条件各异，社会经济情况亦不相同。在治沙科学研究工作中，我们必须综合开发利用沙漠，认识和掌握自然规律，更好地为社会主义建设服务。
治沙在我国还是一门新的科学，要研究的东西很多。应根据人力物力，衡量轻重缓急，既要符合国家经济的长远利益，又要照顾人民的当前利益；既要完成任务，又要发展科学，丰富治沙学内容。我们相信，在党的领导下，一定能够创造与发展具有中国特色的治沙科学。