::破解兩大「世界難題」的「工業木質素固沙劑」亟待推廣::

2020-12-06 新華網寧夏頻道
  項目實施地的協調領導、前進農場督導員鄧存恆興奮地說,你看這才三年的時間,沙米、沙蒿等沙生草本植物都長滿了沙丘,哪裡能看出這是一片黃沙地。
  鄧存恆站在實驗場地中間,心裡別提多自豪了。

  「九七三」國家重點基礎研究發展規劃治沙項目中,利用1%的木質素固沙劑液體和1%的粘劑,治沙效果特別好。
  利用木質素固沙劑和清水種植沙生植物的效果明顯不同。

  據項目實施地的協調領導、前進農場督導員鄧存恆介紹,這項成果是「中國生存環境演變和北方乾旱化趨勢預測研究」,簡稱「97·3」項目的子課題,由南京林業大學和空軍第七研究所的科學工作者結合國家自然科學基金、國家經貿委高新技術產業化等項目,經多年深入細緻的研究探索,開發了「利用造紙過程產生的製漿廢液——禾草製漿廢液改性製備新型固沙材料的技術」。
  南京林業大學博士生導師李忠正指出,新研製的固沙劑是從造紙製漿廢液中製備的。造紙業是國民經濟發展的支柱產業之一,我國現有禾草類造紙企業2000餘家,由於規模小,技術落後,原材料和能源消耗大,汙染治理困難,大部分企業的造紙廢液未能得到很好的治理和利用,對生態環境造成了嚴重的汙染,是一大世界難題。針對造紙汙染問題,南京林業大學開發出禾草纖維低汙染製漿技術,將製漿廢液中含有較高活性基團的工業木質素進行適當化學改性,製備出可降解植被用固沙材料,又稱固沙劑。這種新型固沙劑的有效成分主要是工業木質素,有機質含量超過80%,並含有可促進植物生長的植物生長調節劑及一定比例的氮、磷和其它微量元素。
  我國是世界上受沙漠化危害最嚴重的國家之一。國家林業總局統計,全國沙化土地面積達174萬平方公裡,佔國土面積的18%。而且土地沙漠化擴展速度每年3436平方公裡,相當於每年損失一個中等縣的土地面積,直接影響到國家可持續發展戰略的實施。國際上對化學固沙做了大量的研究開發工作,但由於成本高、生物降解困難,特別是難以與植被固沙措施相結合,未能大面積推廣應用。目前比較成熟的「草方格」植被固沙措施已應用於西北的治沙工程,其中在寧夏沙坡頭的治理成果被聯合國授予「世界環保500佳」稱號,但此方法工程投資大,周期長,效率低,一般要4——5年才能形成有效「沙結皮」,治理1畝沙漠的投資成本要超過400元,遠高於固沙木質素165元的成本。因此,治沙也是一大世界難題。
  李忠正教授說,在實驗中發現,噴灑過木質素固沙劑後的地方,很快就可形成0.5——1CM厚的沙結皮,當有自然降水時,這些沙結皮逐漸下滲增厚,並可長時間維持,厚度最大可達3——5CM。沙結皮可以有效地防止風蝕,同時起到吸溼和減少土壤水分蒸發的作用。在有降水發生時,固沙劑形成的沙結皮「軟化」,自然降水可迅速滲透到沙層中,供植物種子吸收利用;天晴以後經太陽照射,「軟化」的固沙劑又重新形成「沙結皮」。如此反覆多次,有效地使「沙結皮」維持較好的表面強度。在此期間,沙生植物種籽有充分的水分和時間發芽、生根、成長。一旦植被形成,流動沙丘就可進入"自我恢復"的良性循環階段,植物凋落物增加,沙丘表面小環境改變,各種地衣、真菌、孢子類植物得以繁殖、生長,也吸引了小動物前來「安家落戶」,從而形成「生物沙結皮」,最後達到固定、綠化沙丘,改善生態環境的目的。
  項目組組長、空軍第七研究所、中國科學院應用生態研究所客座研究員王漢傑教授說,課題組從2001年起在寧夏平羅縣、青銅峽市等地進行了一定規模的木質素固沙實驗,將「新固沙劑」和「植被固沙」相結合,積累了寶貴的經驗,收到了良好效果。木質素固沙劑施用的最佳地區是各種風成流動或半流動沙丘,特別是那些由於「沙進人退」而新形成的毗鄰農田、居民點、交通幹線的沙漠邊緣地帶。
  據項目實施地的協調領導、前進農場督導員鄧存恆介紹,前進農場就是在騰格里沙漠邊緣開墾出來的農場,人們在此地已經生活了幾十年。可是,近年來,面對「沙進人退」的局面,當地人一直苦於無好辦法。當「97·3」項目組一提出在當地做固沙實驗時,我們立即給予了大力配合。2001年7月中旬,項目組根據天氣預報,先在沙丘上播撒沙米、沙蒿等沙生草本植物的種子,在沙丘基部栽植沙柳、檸條和紅柳等沙生耐旱小灌木苗,然後噴撒上木質素固沙劑水溶液,很快,當地就下了幾場透雨,這些植物一下子長得鬱鬱蔥蔥,讓眾多科學家興奮不已。
  記者近日到這個沙漠實驗地採訪時看到,因為剛下過雪,沒有進行實驗的沙漠中已經沒有白雪的痕跡了,可是,在實驗場地中,結滿了種子的沙米密密麻麻地鋪滿了一地,其間,芨芨草和沙柳等沙生植物東一簇、西一團,地下覆蓋著白雪,還有野兔和豬獾留下的腳印,甚至還有許多沙米已經「擴張」到了鐵絲網之外的沙漠中去了。就在這片治沙成果的附近,也就是在其他課題的研究項目——溼地保護,有成千上萬隻鳥在這些溼地上棲息,即使到了冬天,還有許多白鶴、灰鶴,數都數不清。

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