文 胡同
圖 胡同
在過去的千百年裡,大自然教會了我們所有的知識,除了…… 答案
最初,我不信有什麼技術可以讓沙子變成土壤,尤其是大西北的沙漠。
在羅布泊,在庫木塔格沙漠,我見識過自然的力量——荒野和孤寂中,生命體禁止入內,風沙是唯一流通的語言。
當航班在內蒙古烏海降落以前,舷窗外一片荒涼和蕭殺,機長特意說:「烏海機場跑道短,會有較大衝擊,請大家一定坐穩並系好安全帶。」
舷窗外,烏海附近的礦山。
讓沙子變成土壤,這種可以改變地理史的事,我不相信會在這樣的小地方發生。
從0到1
講故事以前,有必要讓這座不知名、在大多數人印象裡只是個地圖上的城市稍顯立體。
烏海舊城區,老街道,白夜光。
烏海在內蒙古、黃河流域的河套平原,那個那個巨大的「幾」字一撇的中間。過去,這裡盛產煤礦、稀土,烏海的名字,寓意於「烏金之海」。
和所有資源型城市一樣,烏海同樣有資源枯竭、環境破壞這類問題。
雪上加霜的是烏海城西、黃河另一邊,是中國第八大沙漠——烏蘭布和沙漠,在蒙語裡那是「紅色公牛」的意思。
流經烏海的黃河。
這大概是指烏蘭布和有橫衝直撞的暴躁脾氣,若不是有一條黃河阻隔,會移動的沙漠或許早已覆滅了烏海城。
烏海就是一座在不斷吹高的沙丘和不斷深挖的礦井中、夾縫生存的城市。自然條件和環境惡化,是達摩克利斯之劍。
現在回到2018年。
蔣學皎在重慶交通大學(以下簡稱重慶交大)聽說學校有個團隊在進行沙漠土壤化改造(「沙改土」)。
在固有的認知中,沙子的主要是成分是二氧化矽,無法儲水,不溶於水,因此不具備泥土供養植物的條件。
烏海城邊的烏蘭布和沙漠。
「沙改土」在蔣學皎的認知裡,有一種披著偽科學外衣的既視感。
不過她沒想到自己會被課題的發起人注意到。
那是一次電梯裡的相遇。易志堅副校長知道她是法國裡昂國立應用科學學院的微生物學博士,「你有沒有興趣加入我們團隊,在沙漠裡做基因組測序?」
對易志堅副校長,人們對他的評價似乎達成了共識:有理想、專注,雖不至才華橫溢,但善於發現事物裡更深層的邏輯關係,這令他看上去十分睿智,但最難得的是他身上有童真。
和他相處的時間裡,他右手腋下的灰色毛衣早就開線,藍色襯衣從縫隙裡調皮地冒出來,他毫不知情。
現在,易志堅「沙改土」團隊有20多個人,當易校長在公眾場合又出現這種情況的時候,成員們會彼此視線相交以示「羞愧」。
重慶交通大學易志堅副校長。
「不過這次還好,至少他換掉了連續穿了兩年的褲子,現在這一條是新的。」重慶交大的王敏專長工程英語,後來讀了道路工程碩士,再後來成了易校長的博士生,畢業後留校任教,不過還是要兼顧「沙改土」項目的論文翻譯。
究竟是出於對項目本身的好奇,還是被易校長的人格魅力影響,現在討論已經沒有實際意義,電梯相遇後,蔣學皎入夥「沙改土」團隊。
後來她發現,「沙改土」這種說法並不十分準確,因為沙還是沙。易校長並沒有改變沙子顆粒的物理形態,只是在沙子裡,按照千分之三的比例加入了一種約束材料。
簡單說就像在沙子裡摻了「水泥」,沙子滲水力下降,從而有了儲水能力和可塑性,所以直觀地說是「沙改土」。
加了約束材料後,沙漠的小窪池可以長時間地掬水。
對於原本就耐旱的自然植物來說,只要播種,幫助植物度過出芽和小苗階段,它們就能實現自我生長和經年繁殖。
如果一定要用形而上的方式來描述,「沙改土」只是完成了沙漠具備種植條件的從0到1的轉變,後續的工作要麼交還給大自然實現生態恢復,要麼留給人類繼續深耕。
2018年是易校長啟動這個項目的第9年,蔣學皎要做的是看看長出作物的「沙漠土壤」裡,是否真的出現了微生物。
騙局還是革新?
易志堅是這個項目的靈魂人物。十幾年前,植物學和沙漠生態學還是他學術中相對空白的領域。
他的專長是「力學」,應用在道路、橋梁、材料等學科中的力學。
2008年,易志堅想到一個大致的邏輯:如果水泥可以讓沙子有可塑性,那是否有一種對環境無害的材料,可以讓沙漠的沙子也有可塑性。
烏蘭布和沙漠的動物腳印。
這個想法驅使易志堅用了4年時間研究材料,2013年,他開始集結同事和朋友,在重慶各自的陽臺、樓頂,模擬沙漠(主要是沙子)進行種植,成功了。
在理論和實踐都得到驗證的基礎上,2016年,他開始在烏蘭布和沙漠上進行25畝的初試,當年,那片沙漠變成了小綠洲。
實際上在烏蘭布和初試之後,易志堅已經開始在不同的沙漠進行實驗,包括新疆和田塔克拉瑪幹沙漠、川西若爾蓋沙化草地、西沙島礁甚至包括中東和撒哈拉沙漠。國內試點改造的面積已經到了17000畝,大約是1700個足球場的面積。
為什麼會將烏蘭布和作為重點改造對象,大意就是因為這個名字叫「紅色公牛」,「這是中國沙漠裡環境最惡劣的(別急,會告訴你原因),如果這個地方都能改造好,那就為改造其他沙漠提供了最好的證據」 。
於是在11月10日,大家忙於「剁手」的前一天,我在烏蘭布和沙漠裡感受到了這個證據的力量。
儘管立冬已經過去兩天,在已經改造五六千畝的沙漠上,還有種植好的辣椒、番茄、玉米、蘿蔔、西瓜和華萊士香瓜等經濟作物。
雖然辣椒樹苗沒長多高,但辣椒個頭和產量卻不小。
蘿蔔和西瓜還能吃,番茄未收的部分已經爛在沙地裡,至於辣椒,咬一口,雖然很香,但還是用了半瓶礦泉水衝淡辣味。
易志堅的團隊沒有讓這些瓜果蔬菜被採摘一空,一個目的是給參觀的人留下沙漠可種植的證據;更重要的是爛掉瓜果落在沙土裡,可以改善土地肥力。
爛在沙漠裡的西紅柿,沒關係,來年要拜託它們了。
這是「沙改土」從0到1之後重要思路——用最初種植一年生作物的腐爛根系,讓沙子具備類似土壤的肥力。
另一個有趣的發現是,沙漠裡種植的作物,甜度或者芬芳度都很高。作為一個力學專家,易志堅現在對農業也有了自己的理解。「因為鬆散性比土壤高,所以根系生長沒有大的阻力,茂盛的根系可以獲取更多的養分和水分,加上日照時間長晝夜溫差大,作物的產量和質量高於傳統農耕地就說得通了。」
一棵白菜的根系。
2019年,阿拉善盟農牧局對團隊在烏蘭布和沙漠種植的高粱進行測產,最高畝產932公斤,平均畝產789公斤,遠高於2017年全國平均畝產324公斤。
在新疆和田沙漠的實驗基地,今年高粱測產也達到了平均畝產614公斤。
至於「沙改土」的每畝成本,易志堅私下裡聊起過,但出於未來要走出國門的考慮,所以並不願意公開;他唯一無論如何都不回答的問題是,那4年研發出的材料,主要成分是什麼,「只能保證是純植物提取成分、無任何汙染」。
把「改造」和「經濟」這樣的專業詞彙賦予「沙改土」項目,是易志堅和他團隊的思維方式,也是在「沙改土」項目中引以為豪的事。
辣椒很本分地很辣很辣,誠不欺我。
這個事還點燃了一股神秘的科學力量。
數據會說話
2018年,易志堅團隊的成果被鍾遠河注意到,和大多數人最初的認知一樣, 「沙改土」也許是一種類似騙取國家補貼的項目。
但他發現易志堅的做法,在邏輯上完全說得通,一旦推廣開,或許是一項改變氣候和地理地貌的重要事件。
如果鍾遠河是其他身份,那「沙改土」不過仍是一群人在一個遙遠的地方與己無關的故事,但他是「騰訊雲」副總裁,他試圖提供一些數位技術,讓「沙改土」的科研效率變得更高。
比如蔣學皎除了進行土壤微生物宏基因組測序的研究外,還可以利用高光譜拍攝,在不同的波長下,去「觀察」有機質、氮磷鉀之內的肥力及分布情況。
搭載高光譜相機的無人機。
不過這樣的圖片,每一張的大小都在350M左右,目前實驗基地每天採集各類數據總量在1T以上,如果用普通電腦進行數據挖掘與建模,要幾個月才能運算出初步計算結果。
鍾遠河的團隊恰好可以提供足夠的運算能力。
當然,僅僅光譜拍攝和運算並不意味著真正意思上的科技農業。
鍾遠河實際上派出了20人左右的技術隊伍,在烏蘭布和6000多畝「沙改土」的實驗基地裡,協助易志堅團隊對土壤乾濕度、氣候變化、風力變化、植株生長情況進行數據採集。
在生態恢復區,只種植了耐旱植物,度過青苗期後,便無人打理,看上去長勢還不錯。
同時,還針對沙漠的惡劣環境打造了一個邊緣數據中心,解決數據的計算和存儲問題。這個數據中心能夠在1個小時內,解決原來需要4個月才能完成的科研計算量。
這樣表述聽起來過於玄幻。但數據會說話,它反映出的另一套邏輯開始讓易志堅對傳統農業和現代農業有變革性認知。
按照騰訊雲數據中心高級架構師劉靈豐的說法,現代農業用數據和事實找證據,並且改良耕種方式,傳統農業更多的是依據經驗和農諺。「很多幾十年前、基於天氣條件流傳下來的農諺還在用,但實際上氣候變化加劇,和幾十年前已經完全不一樣了。」
簡而言之,傳統農業依靠經驗,看天吃飯。
沙漠蘿蔔,遠方橋梁結構的物體,是灌溉系統。
「我是重慶人,一年到頭出不了幾次太陽,降水也是一陣一陣的,但在烏蘭布和,降水和日照的數據基本穩定,利用傳感器提供的數據,反倒可以測算出種植不同的農作物究竟需要多少水和肥料。」彭凱是重慶交大科技處副處長。
他被團隊裡的其他人稱為才子,因為有過目不忘的本事,但最讓他人羨慕的是「凍齡術」,沒人能真正猜到他的真實年齡,畢竟他看起來才30多歲。
「在一兩年的數據收集以後,我們又發現一個非常有趣的現象,在沙漠裡種植,實際上需要灌溉的水,比傳統耕地要少,目前我們每畝地的年耗水量在370到400方,而當地每畝的節水灌溉定額是550方。」
彭凱停頓了一下,解釋說沙漠裡植物的「根冠比」非常大,發達的根系對忽然出現的水分和養分十分敏感,所以會儘可能吸收,而傳統耕地的根系相對小,很多水分其實流失和蒸發掉了,「沙漠裡的生存環境很殘酷,所以連植物也非常講究吸收效率」。
生態修復之後,便會出現各種動物,通過排洩物和屍體,也會改善沙土肥力,進而形成良性循環。
所以彭凱慢慢覺得,在荒漠反倒可以高效地進行大規模的現代農業種植,「這不像西南一帶都是山,人們不得不碎片化耕作,但在沙漠,沙子推平,大型農業機械一上,既有助於解決農業現代化、規模化經營問題,也可為建設發展用地騰出空間」。
這當然是個遙遠的設想,但並非觸不可及。
不過在烏海,人們不會將眼光拉得如此長遠,他們更在乎眼前的變化,不管是好的還是壞的。
風起西伯利亞
雖然是地級市,但烏海只有三個區,一旦刮西風,屬於阿拉善盟地界、烏蘭布和的沙子,就會飛過黃河,籠罩烏海,風再大一點,沙子便繼續東去。
黃河邊 漫步者 落日獨懸
作為「烏金之海」,在採礦業沒有集中整治以前,沙子裡還伴隨著各種粉塵。不過天下熙熙,烏海當時還是人聲鼎沸。
「自從很多礦關了,尤其是2013年烏海湖挖出來以後,烏海的環境是好多了。」孫達姆和老公是地道烏海人,十幾年來一直換著班開計程車。
現在烏海的常住人口大概在56萬左右,但走一圈下來,青壯年面孔寥若晨星(不知道是不是我走的姿勢不對),稍加留意,也會發現沿街店鋪中藥店的比例最高,而小學在這座城市只有24座。
烏海街頭隨手拍。
「沒有大企業,烏海留不住人,你在路邊看到的壯年,大部分都是以打零工為生,今年開學的時候,我送很多人到新區的烏海職業技術學院報到,很多學生和學生家長在校門口都快哭了,說這裡怎麼這麼荒涼。」孫達姆心想:現在後悔已經來不及了。後悔藥是給小孩子吃的。
烏海小賣部隨手拍。
孫達姆不知道易志堅沙改土的工程,也極少去沙漠裡遊玩,她更不知道那些廢棄的礦坑已經被沙填埋並且進行了生態修復。
她以為這一切都是烏海湖的功勞。2013年,烏海把黃河截留,挖出了一座接天映日的人工湖——烏海湖,緊接著對湖邊進行景觀改造,在城市裡的大部分人認為,這個工程讓城市變得乾淨起來。
烏海湖
但實際上,穩住烏蘭布和沙漠繼續往東擴散,才是真正解決汙染的辦法。
在烏蘭布和沙漠西邊,還有騰格里和巴丹吉林沙漠,這些沙漠都屬於阿拉善盟,作為內蒙古最大的盟,只有25萬人,蒙古各盟中人數最少,原因就是93%的面積被荒漠覆蓋,並且在過去幾十年中,強風吹拂下,這些沙漠開始移動,並且逐漸開始「握手」。
「我們這裡有一句話是『風起西伯利亞,沙起額濟納』,西伯利亞的強高壓是風的故鄉,這個好理解,但風吹到內蒙古境內,會先經過額濟納,從那開始一直往東,都是沙漠,快吹到烏海的時候,風力會變強,因為烏海在狼山和賀蘭山中間,所以那兒成了一個風口,這些沙一旦被吹起來,粗顆粒的進入黃河,覆蓋烏海,細顆粒的會一直隨風甚至吹到津京冀。」作為阿拉善盟的發改委主任的羅志鐵說,治理阿拉善沙漠,是最近幾年全國各個組織和機構都在絞盡腦汁的事。
烏海湖邊獨釣黃河水。
今年兩會上,土生土長的內蒙古人戈明在人大上,提議啟動國家「烏賀原」(烏蘭布和沙漠、賀蘭山和狼山缺口周邊、鄂爾多斯高原)生態安全屏障工程。
除了對空氣的影響,烏蘭布和每年還有一億噸的沙子會落入黃河,讓黃河河床越來越高,形成地上河的隱患也越來越大(實際上在很多河段已經是地上河了)。
這其實也解釋了很多企業會在阿拉善進行生態復原的原因,無論是公益的還是商業的。
還沒長大就凍僵的華萊士瓜。
這種感受,易志堅也越來越深,他不再將攻克烏蘭布和這頭「紅色公牛」的成績掛在嘴邊,不再將「沙改土」當作一項簡單的科研項目,而是將沙漠改造當成了事業,易志堅認為與繼續在實驗室從事力學研究相比,自己做了正確的選擇。
在人的一生中,我們總是會被那些被貼上價格標籤的東西左右,但實際上,那些無法定價的東西,比如空氣、比如自由、比如自己畢生的心願和古老的尊嚴,那些無法標價的東西,恰好才是生活的內核,生活和人生的意義其實是由那些構成的。
為了能親自看一眼這樣的景色,你願意付出大多代價?
如今,沙漠生態改造有了破解方案,但未來如何,我們誰也不知道,因為在過去的千百年裡,大自然教會了我們所有的知識,除了……
答案。