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我国工程科研中有过这样一次颇具戏剧性的“跨界发现”!2009年前后,重庆交通大学

我国工程科研中有过这样一次颇具戏剧性的“跨界发现”!2009年前后,重庆交通大学教授、重庆大学校友易志坚,本来一直琢磨的是颗粒物质力学,没想到研究着研究着,他突然盯上了沙子和土壤之间的差别。一个原本跟治沙关系并不大的力学问题,最后竟把他带进了荒漠化治理这个世界级课题。

这件事真正的起点,还要往前推一点。易志坚长期研究力学、道路、桥梁和材料,在研究颗粒物质不同状态变化时,他注意到一个关键问题:同样都是颗粒,为什么沙子抓起来会从指缝里往下漏,土壤加水以后却能形成具有一定整体性的结构?他后来发现,颗粒之间的约束关系,会直接影响这种材料表现出来的状态。2008年前后,他由此想到,沙子和土壤的差别,也许并不只是人们熟悉的颜色、成分和含水量,还可以从力学角度重新理解。一个新的研究方向,就这样冒了出来。

问题也随之来了:知道原理是一回事,怎么让松散的沙粒获得类似土壤的性质,又是另一回事。2009年起,易志坚和团队开始寻找合适的材料,经过持续试验,后来从植物中提取、研发出纤维素黏合剂。到了2013年,相关技术取得重要进展。把适量黏合剂、水和沙子混合后,原本松散的沙粒能够形成特殊的颗粒约束关系,湿的时候可以呈现类似泥土的流变状态,水分减少后又能形成相对稳定的固体状态,同时具备一定的保水、保肥和透气能力。说得直白一些,他们并不是把沙子的矿物成分“变成”真正的天然土壤,而是通过改变沙粒之间的关系,让沙地获得更接近土壤的生态和力学属性。

实验室里能成功,搬到真正的大沙漠里还能不能行?这才是硬考验。2016年,易志坚团队来到内蒙古乌兰布和沙漠,启动“沙漠土壤化”应用试验,最初面积只有25亩。沙地经过改造后,团队尝试种下玉米、高粱、大豆、苜蓿、西瓜、番茄、辣椒等多种植物。过程也并非一次就顺利,最开始还遇到播种季节不合适的问题,后来在当地人的提醒下调整时间,种植效果才逐渐显现。人民日报报道提到,随后试验面积不断扩大,机械化施工方式也被引入,改造和播种效率明显提高。

更有意思的是,这项技术后来不只留在内蒙古。团队又把试验带到了新疆和田、四川若尔盖、西藏曲水等不同地区,希望看看面对不同气候和沙地条件时,它到底能不能继续发挥作用。到2025年人民日报报道时,相关团队已在20多个点位累计完成约5万亩沙地改造,并获得26项发明专利授权。易志坚本人也在2021年获评“最美科技工作者”。从一个力学问题一路研究到沙漠生态恢复,这条路走了十多年,团队也从单纯的力学研究逐渐扩展到工程、土壤、农业、生物等多个领域。

当然,“让沙子具有土壤属性”并不意味着治沙从此有了一套万能办法。新华社此前也报道过,这项技术在推广过程中面对成本、水资源条件以及长期稳定性等现实问题,也曾受到业内讨论。不同地区的沙漠条件并不一样,生态治理本来也需要根据当地水资源、植被和环境承载能力选择合适方法。易志坚团队真正特别的地方,是从一个过去很少被用于解释土壤生态属性的力学角度,找到了一条新的研究路线,并且一步步把实验室里的设想搬到了真正的沙地上。

从2008年前后的一个力学发现,到2009年开始寻找材料,再到2016年真正走进乌兰布和沙漠,易志坚这项研究并不是突然“灵光一闪”就解决了所有问题。那次偶然联想到沙子与土壤,只是开了一个头,后面真正把这个想法变成大片试验田的,是持续十多年的实验、失败、调整和验证。如今再看,当年那个看似和治沙没有多少关系的力学问题,确实走出了一条让很多人没有想到的路。

(信源:新华网《从力学教授到治沙先锋——记“最美科技工作者”易志坚》)