2021年，重庆交通大学副校长易志坚获得“全国最美科技工作者”称号，至此，他的沙漠土壤化研究走进了更多人的视野，也伴随着不少争议。
什么叫沙漠土壤化？根据易志坚的解释，就是通过力学手段给沙粒之间施加约束，让沙粒改变离散状态，获得自然土壤特有的两种循环力学状态，即在湿时为流变状态，在干时为固体状态。同时，由沙变为的“土壤”还获得了存储水分、养分、空气和滋生微生物的功能。
中国西北沙漠分布图（星球研究院）
根据我国第六次全国荒漠化和沙化调查结果显示，截至2019年，全国荒漠化土地面积257.37万平方公里，其中沙化土地面积168.78万平方公里，占我国土地面积约17.6%，相当于9个广东省大小。
从1952年起，国家就开始了治沙工作，已经与荒漠化抗争了70余年。
目前，沙漠治理方法主要有三种：工程治沙、化学治沙和植物治沙。
工程治沙：通过建立草方格沙障和沙栅栏等障碍物来阻止沙子的移动
化学治沙：通过向沙漠表面喷洒乳化沥青或聚合物乳胶等来固化沙子表层
植物治沙：通过种植沙生植物（如沙蒿、柠条等）来修复沙漠
但是，以上这些方法还不能改变沙子特性，使其获得土壤特性。
易志坚早期并不搞沙漠治理，主要从事力学相关研究，在断裂力学、钢筋混凝土结构、路面材料和结构方面取得不俗的成绩。2009年在研究颗粒物质力学的过程中发现，颗粒物质从离散状态向流变状态、固体状态转换，依靠的是一种万向约束关系。土壤和沙子之间的区别就是有没有这种约束关系。
如果能在沙子之间形成这种约束关系，就能使沙子聚合形成具有和土壤相似的柔性、保水、保肥和透气性，就能使沙漠“土壤化”。
此后十几年间，易志坚开始转变研究方向，专攻沙漠土壤化治理。
添加了植物纤维素黏合剂的沙子加水后表现出流变状态
2013年，易志坚的团队在植物中提取出一种具有无毒、无害、成本低、掺量低的植物纤维素黏合剂。在沙子中混合适量的黏合剂和水，就能获得和自然土壤一样的生态-力学属性，在湿润时呈现稀泥般的流变状态，水分蒸发后结成固体状态，两种状态之间可自由转换，并具有较强的存储水分、养分和空气的能力，成为适宜植物生长的载体。
易志坚团队在沙漠中的试验也确实可以看到，添加了黏合剂的沙地倒入水后具有很好的保水性。
而在自然沙漠中，倒入沙坑中的水很快就渗透消失。
从2016年技术实地应用以来，易志坚团队在内蒙古、新疆、四川、南海岛礁以及中东、非洲等地开展应用研究，实施沙漠土壤化改造的面积已经超过3万亩。
试验中用于沙子“土壤化”和植物灌溉的水取自地下水。沙变土过程中，约束材料的添加量大概占沙子质量的0.1%~0.4%，同时添加了0.3%的氮磷钾复合肥。
在土壤化试验场种植了高粱、花生、西瓜、西红柿、土豆等农作物，长势旺盛，而且由于存在上紧下松的土壤倒装结构，植物根系更加发达，产量和生物量更高。
他们在乌兰布和沙漠中试基地的萝卜亩产达13699公斤，而我国萝卜平均亩产不超过5000公斤。
沙漠农作物巨大的根系
除了沙漠土壤化，他们在戈壁、矿山也进行了土壤化的试验。他们在重庆涪陵的砂石生产基地对尾矿石粉进行废物利用，通过添加研发的黏合剂使其“土壤化”，并进行了种植试验，确实也取得了明显的效果。
重庆涪陵砂石基地土壤化
尽管易志坚团队的试验结果确实说明其技术有明显成效，但也有学者对这个技术提出了质疑。
核心的质疑有2点：
- 一是把沙漠变成绿洲，甚至想要消灭沙漠，这违反了自然规律，可能会引起更大的气候灾难。
- 二是沙漠要解决的不是土壤问题，而是水的问题，只要沙漠有水，植物就能生长。在干旱沙漠中采用传统灌溉方式种植作物，不仅不能节水，还会因为大量使用地下水，导致地下水位下降，造成水资源浪费和生态退化。
对于第一点的质疑，其实要分清自然存在的沙漠和因人类过度开发导致的沙漠化。
自然形成的沙漠，是由气候造成的，本身是整个生态系统的一部分，是一种正常的生态环境，不能过多干预。
但对于人类造成的沙漠化，我们去治理，去改造，让其复绿，肯定是有意义，有价值的。不然国家也不会投入大量人力物力去治理沙漠。当然了，国家有要求，沙漠治理应坚持自然恢复为主及适度的人工干预。
乌兰布和沙漠土壤化治理
通过初期的沙漠土壤化治理，种植耐旱植物，理论上是能逐步改善沙漠化问题。
至于易志坚团队为什么会同步选择在沙漠土壤化试验田种植需要较大灌溉量的农作物，是为了走“沙漠治理 生态产业”的路子，带动当地农民的收入。放在今天，就是乡村振兴了。
至于第二点质疑，该技术会不会因为大量使用地下水，导致地下水位下降，造成水资源浪费和生态退化。
按照易志坚团队的解释，沙漠土壤化技术不是研究沙漠缺水的问题，而是研究沙漠保水保肥的问题。他们的目标是耐旱植物可以一滴水不浇，在自然条件下生长。
他们在内蒙古乌兰布和沙漠做了土壤化试验，当地年降雨量仅为100mm左右，通过土壤化试验，由于保水保肥，种植沙蒿、沙打旺等耐旱植物后，4年间没有再浇过水，植物可以在不浇灌的情况下自然生长。
只要种植的植物能自然存活下来，土壤特性就会越变越好，植物根系腐烂后，还会形成新的约束。土壤中的有机质不断积累，就能形成一种叫腐殖质的东西，就会使土壤更加熟化，更加肥沃。
土壤形成过程
腐殖质是土壤最重要的成分，由碳、氢、氧、氮、硫、磷等营养元素组成，具有适度的黏结性，呈现黑色或暗棕色。东北为什么有肥沃的黑土地，就是因为土壤中积累了大量的腐殖质。
东北黑土地
其实，沙漠“土壤化”会给人一种歧义，按我的理解，沙漠“土壤化”更贴切的意思是加速了沙漠土壤化进度，初期通过人工干预，使沙子之间团聚，表现出保水保肥的特性，植物自然生长，从而加速形成自然稳定的具有肥效的土壤层。
易志坚团队的沙漠土壤化技术，未来如何不用水，或者少用水长出更多植物，是需要研究的核心问题，同时要算好成本经济账，降低改造成本，适合为未来大规模推广。
而对生态的影响，植被恢复后，会不会增加降雨、改善气候，也需要长时间监测证明，还有很长的路要走。
如果证明有效，从改善生态环境角度，将我国1%的沙漠地变成草地林地，就会新增绿地1.68万平方公里，相当于北京市面积大小，每年可以吸收将近1000万吨CO2，将产生可观的碳汇，对我们国家实现碳中和将发挥重要作用。
无论证明大规模推广可不可行，这个技术是一个很好的发现，至少提供了一个新的思路。
科学研究本身就是一个证实与证伪的过程，不管是成功的经验，亦或是失败的经验，都给后人提供了宝贵的，有价值的研究基础。
是真是假交给时间去证明吧。
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