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荒漠化治理的研究与思考

主办单位: 中国科学院老科协,中科院成都分院
承办单位:中科院成都分院老科协
举办时间:2020-09-03       【字号: 访问量:

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简介
主持人致辞
主旨报告
讨论与交流
主要专家简介:
  1. 赵永涛(主持人) 中科院成都分院老科协会长,研究员,原分院副院长
  2. 刘白玲(主旨报告)中国科学院成都化学有机所研究员,博士生导师,中科院优秀研究生导师。近10多年来致力于生态修复材料与技术的研究,建立了我国第一个“生态固沙材料与技术研究中心”,并带领团队在多个地区进行了规模化野外生态固沙试验并获得成功。
  3. (以下按姓氏笔画为序)
  4. 王  琪 四川大学教授、中国工程院院士
  5. 印开蒲 中科院成都生物所研究员,生物所老科协会长
  6. 朱  波 中科院成都山地所研究员
  7. 刘刚君中科院成都分院分党组副书记
  8. 刘建纪 中科院成都分院原党组书记
  9. 李荣伟 四川省老科协副会长、专家咨询工作委员会主任
  10. 何远光 中科院老科协顾问(原执行理事长),中科院离退休干部工作局原局长
  11. 陈宁生 中科院成都山地所研究员
  12. 陈武勇 四川大学教授
  13. 周  俗 四川省草原科学研究院副院长、研究员
  14. 周祚万 西南交通大学教授,前沿科学技术研究院院长
  15. 胡常伟 四川大学教授,绿色化学与技术教育部重点实验室主任
  16. 蒲自莲  中科院成都生物所研究员,原生物所老科协副主席
  17. 翟占一 四川省老科协会长
  18. 熊成东 中科院成都有机所 研究员
展开

 

【简介】

荒漠化是由于干旱少雨、植被破坏、大风吹蚀、流水侵蚀、土壤盐渍化等因素造成的大片土壤生产力下降或丧失的自然现象,中国是世界上荒漠化严重的国家之一。本次学术沙龙讨论我国的荒漠化现状和荒漠化治理的迫切性;介绍了围绕生态固沙,从土壤学、化学、微生物学、高分子材料学等方面开展的研究以及在内蒙、甘肃、宁夏、新疆等近十个省区开展野外示范的工作;重点讨论我国荒漠化治理中存在问题和治理荒漠化应遵循的一些原则,包括大视野下荒漠化治理、荒漠化治理中的第一性原理、荒漠化治理中使用材料的可生物降解性与生态修复周期的匹配原则,以及荒漠化治理中系统化研究架构与科学管理等问题。

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【主持人致辞】

赵永涛:各位领导、各位专家、各位来宾,中科院老科协2020年度沙龙活动先在开始,这是我们中科院成都分院举行第八次沙龙活动。老科协学术沙龙活动,是为了进一步推动科技创新和促进学科发展,发挥老科协专业优势和技术优势特长,也是老科学家的研究与思想成果的展示。衷心欢迎、感谢今天参加沙龙活动的专家和学者。

今天邀请了刘白玲教授作题为“荒漠化治理的研究与思考”的主旨报告。刘伯玲老师是中国科学院成都化学有机所研究员,博士生导师,中科院优秀研究生导师。近10多年来致力于生态修复材料与技术的研究,建立了我国第一个“生态固沙材料与技术研究中心”,带动了多个大型企业从事生态修复的研究与实践;建立了华北、西北、西南多个地区土壤、沙样的数据库;有针对性地开发了多种可用于不同地域退化草地生态修复、公路防尘、城市空气净化的新型绿色材料,建立了可对生态修复材料进行快速系统检测的评价体系;带领团队在内蒙、甘肃、宁夏、青海、新疆、陕西、四川等多个地区进行了规模化野外生态固沙试验并获得成功。并应邀参加了秦岭生态修复项目、迪拜光热电基地固沙项目、新疆建设兵团11.5万亩退耕还林沙地生态恢复等项目的咨询工作。 下面有请刘伯玲老师。

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【主旨报告】

刘白玲:各位领导、各位老师、年青的朋友们,大家早上好!非常感谢大家来参加这次学术交流,了解我们研究团队十多年来在荒漠化治理领域开展的一些工作。今天我的报告题目是“荒漠化治理的研究与思考”。

在准备这个报告的过程当中,我进一步感到,荒漠化治理是一个非常宏大的课题,远不是我一个人或者我们一个团队可以完成的。我们需要各位专家,特别是在各自领域做出了突出贡献的在座专家,对我们的工作提出批评,给出建议,贡献您们的力量与智慧,这对荒漠化治理这个伟大事业,是极其重要的。所以,我要再次向大家的到来表示衷心的感谢!

今天的报告分为五个部分:一、荒漠化治理的迫切性;二、生态固沙材料研究的重要性;三、生态固沙材料研究进展;四、已实施的野外实验或示范工程;五、对荒漠化治理的思考。

  一、荒漠化治理的迫切性

荒漠化是由于气候变化,或者由于人类活动导致的原来干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土壤土地退化。从本质上说,荒漠化治理,实际上就是怎样防止土地退化,或者修复已经退化了的土地。由于驱动力不同,荒漠化可以分水蚀荒漠化,风蚀荒漠化,冻融荒漠化等等,今天介绍的内容主要针对风蚀荒漠化。

人类导致荒漠化原因是多方面的,第一个方面缘于农业和林业。农业对原生态破坏是比较严重的,因为农业是迄今为止人类土地使用最多的领域,已占地表面积的38%。而且农业用地面积仍在扩大,其大部分以牺牲天然林和草地为代价的。联合国防治荒漠化公约组织做了大量的研究统计工作,在《全球土地展望》一书中指出:因为人口增加,农业和林业也要跟上人口增加的速度,现在全世界人口是76亿,到2050年,世界人口就要增加到100亿,那时所需的土地面积还要增加。第二就是城镇化建设。大量人群进入城市,需要进行城镇化建设。联合国预测,2000年到2030年期间,城市化将导致全球每年主要农业用地损失160至330万公顷。由于建设过程首先破坏了土地原有的生态系统,从而对土地造成难以弥补的损失,同时还会对一个国家的粮食安全性,特别是对象中国这样的人口大国的粮食安全性产生极大的影响。2015年,在第五届库布其国际沙漠论坛期间,澳大利亚的Prof.Victor R.Squires送我一篇他发表的论文《Food security:A multi-faceted and multi-dimensional issue in China》,研究的就是中国的城镇化与粮食安全的内在关系问题。

Prof.Victor R.Squires

第三就是采矿和采石。包括铁路、公路的建设,开山辟地,就已经破坏了自然界原来的生态系统,而且极难得以恢复。 我们国家是荒漠化比较严重的国家,全国受沙化影响的面积达到34.6%。经过社会各界努力,荒漠化的速度在减缓,根据国家的统计数据,已由上世纪90年代的每年增长2460平方公里,下降到现在的每年1717平方公里,但荒漠化的总体面积还是在逐渐增加的。联合国提出到2030年,全球土地退化面积要达到零增长,这是一个非常高的指标。我们一直在说,我国有八大沙漠、四大沙地,实际上还有一些沙漠和沙地没有包括进去,比如四川阿坝地区,沙化已经非常严重,但是并没有被包括进去,下面这张表上给出的沙化面积是低于实际沙化面积的。

长期以来,我们国家在荒漠化治理方面采取了很多措施,比如2012年通过的京津冀风沙治理的二期工程,工程区范围由原来的5省75县,增加到了6省138个县,总投资近900亿元,实际上远远超过这个数字。2013年国家又部署一批重大生态工程。我国在十三五期间,需要治理的沙化土地是十万平方公里,平均每年要治理的沙化土地面积三千万亩,要完成人工造林是一亿亩,而且治理率要达到50%。为了防止土地沙漠化,我们国家也制定了各种法规,比如2013、2015和2017年颁发的国家沙化土地封禁保护区的管理措施,2019年1月1日实施的《中华人民共和国土壤污染防治法》等。

在我国的荒漠化治理过程中,也形成了多种模式与技术,例如:针对半湿润期的荒漠化治理,干旱期的荒漠化治理,极端干旱期的荒漠化治理等,从而产生了相对应的赤峰模式、榆林模式、临泽模式与于田模式等。

荒漠化土地的修复是多种多样的,但固沙是第一位的。其方式有工程固沙、有植物固沙等等。大家去沙漠旅游,常看到公路、铁路两旁的草方格、石方格、沙障等,就属于工程固沙的范畴,其原理是通过增加沙地的粗糙度,减弱风力。植物固沙就是采用种植适合于沙漠地区的沙生植物进行固沙,形成防沙林带、丘间片林、丘表草灌丛固沙的方法,是大家所期望的一种固沙模式。但缺点是,要做成这么一片林,周期是非常长的,而且存活率很低。中国林业科学院研究的结果表明,在一块沙地里,树不能造得很多,因为营养成分就那么多,多了以后反而会加速这块土地的退化。还有就是化学固沙,多采用高分子材料进行固沙,其原理就是通过材料的使用,增加沙粒之间的粘结性。化学固沙材料可分为:无机材料、有机材料、有机和无机复合材料等。

早在2000年,我国关于沙化治理技术的统计就超过一百多项,现在的技术措施早已超过这个统计数据。因为大量人力物力投入,科学界也投入了非常大的精力开展这方面的研究。在座各位有很多是从事材料学研究的,我们下面看看在生态修复当中,材料到底有多么重要。

  二、生态固沙材料研究的重要性

什么是生态固沙呢?生态固沙是化学固沙与生物固沙相结合的产物,必须与植物生长相结合。生态固沙的最终目的,就是改良沙土的结构,使沙土逐渐具有土壤的固有特征和生态修复能力,这是生态固沙非常重要的原则。由此可知,只有生态固沙才能从根本上解决土地荒漠化的问题。同时,生态固沙的内涵,也就决定了对固沙材料更高的选择标准,不是什么材料都可以拿来用的。对开展生态固沙的研究,我们是经过慎重思考的,并于2012年前往新疆、甘肃、宁夏、内蒙四个省进行调研,与12个研究院所、大学的相关领导、老师和科技人员进行了交流。内蒙农业大学胡春元教授反复强调,固沙的地方是人类要利用的区域,所以不能用类似水泥的物质固定沙地。所使用的,是在沙漠表面喷洒后,植物仍能够从里面穿出来的材料,要无污染。正因为这些特征,使我们在进行生态固沙材料研究的时候,形成了自己独特的理念及材料学设计原理。 每一个从事研究工作的人都知道,我们所做的每一项研究,都是针对所存在的问题进行的。那么,我国目前在生态固沙的研究和应用上,存在的问题到底是什么呢?通过广泛的调研,归纳起来有以下几点:

1)为生态固沙所提供的材料不多,没有建立“材料结构与生态固沙效果之间关系”的科学结论,从而导致了材料使用上的盲目性;

2)目前所使用的许多材料存在着二次污染;

3)成本问题。我们国家沙漠面积那么大,如果不能提供价格相对低廉的固沙材料,生态固沙的研究成果将很难推广;

4)到目前为止,国内外还没有建立起较完整的生态固沙材料的使用标准;

5)施工问题,即缺乏在不同需生态固沙地区进行施工的可行性技术、方法与相适应的设备。大家只要到沙漠现场去看一下,就知道这个施工有多么困难!

我们在2012年就和企业共同建立了一个“生态固沙材料研究与技术推广中心”,因为我们那时就感得,通过生态固沙进行荒漠化治理,不是一个课题组或一个研究所能完成的。所以从一开始,我们就注意了两个问题,一是与大型企业合作,二是与国内相关的大专院校、特别是科学院研究所的合作。我们先后与中国科学院新疆生态地理所、兰州分院的寒区和旱区工程研究所,还有甘肃治沙研究所、宁夏治沙研究所、陕西治沙研究所、内蒙治沙研究所、四川维尼纶厂、安徽皖维集团公司、内蒙亿利集团等建立了广泛的合作关系。正因为有了这些合作,借力于他们的野外试验台站,才使我们的工作有了快速突破,也才有了面积高达2000亩的野外生态示范。

我们“生态固沙材料研究与技术推广中心”的任务,第一就是要开发出新的可规模化生产的材料,并且从材料学、土壤学、植物学、微生物学等多个方面,对开发材料进行系统性研究。第二是建立研制材料的评价方法与标准。第三是要完善固沙材料选择和具体实施的配套技术。即,对有着不同治理目的和要求的项目,要有其适宜的针对性材料,这样才能使生态固沙材料的应用科学化、规范化。还有进行生态固沙方面的技术人才培训,使我们的技术能够得以推广。

我们希望经过不懈的努力,达到以下目标,即“中心”应具有承担国家相关的生态固沙项目,并进行有效实施的综合能力;应具有能为国家相关生态固沙项目提供咨询并制定相应方案的技术能力;应成为能对来自国内外的生态固沙材料进行系统检测,并给出应用指导意见的、有资质的权威性咨询、评价部门;也应该成为在国内外具有影响力的生态固沙材料与技术研究推广中心、国内外生态固沙人才的培训中心。现在八年过去了,可以说我们的部分目标已经达到了。

我们的研究包括:固沙材料及应用技术,退化草地生态修复材料及应用技术,草原森林城市生态灭鼠材料及应用技术,土壤恢复材料及应用技术,城市道路、建设施工的应用技术。生态固沙也好,生态修复也好,怎样才能保证成功实施呢?从我们所做的野外试验示范工程来看,确实都是成功的,为什么呢?其原因在于有一系列的保证措施:我们完善了对所使用材料的评价标准;建立了标准化的技术路线;制定有针对性的实施方案。还有基于我们研制的系统性较强的系列生态修复材料,以及进行的大量的野外示范和研究的经验积累。

我们对材料的评价标准,包括化学物理稳定性、固沙性能、抗冻融稳定性、耐热稳定性、对砂土微生物生长的影响,对植物生长的影响,可生物降解性等。建立的技术路线中,包括对接收沙样基本性质的分析,与材料的匹配性固沙测试,以及在已有材料基础上的改进、改性、新材料研制等,以便形成可操作性的实施方案。

 三、生态固沙材料研究进展

我们研制的生态固沙材料,有不同离子型的高分子固沙乳液,包括阳离子型、阴离子型、非离子型以及两性型乳液;有可用于高盐碱地生态固沙的固沙乳液;还有基于生物废弃物的复合生态固沙材料。最常用的是阴离子型与非离子型固沙乳液。这些材料的共同特点,是可以促进牧草和沙漠植物的生长,增加沙土微生物和有机质的数量。野外实验表明,在沙漠上种植农作物,使用了我们研制的材料,不但可以提高粮食产量,而且可以减少浇灌水的次数;价格也比现在的固沙材料低。这些材料还可以用于城市建设施工中的扬尘治理、环境修复,以及公路两侧的路基、坡地的植物种植等。

研制生态固沙材料的技术原理是什么呢?比如,沙漠地区大部分有盐碱性,而绝大多数材料在盐碱地上的固沙效果很差。青海有国内最大的咸水湖青海湖,还有盐湖,所以周边的土壤盐碱度都很高。青海有一个研究所在这个地方进行固沙研究,使用的是从日本进口的聚氨酯,虽然不影响草的生长,但固沙能力很差,维持的时间很短。原因是聚氨酯不耐盐碱,对紫外线的抵抗能力很差,无法与高原地区退化草地的生态恢复相匹配,而且成本非常高。我们在进行固沙材料研究时,抓住了耐盐碱型聚合单体和乳化体系选择这个关键,使制备的固沙材料的在耐盐碱性方面有了很大的提高,并兼具了保水功能。

还有固沙材料使用的长效性问题。在荒漠化治理中,我们不能简单地强调使用材料的快速生物降解,因为生态修复所需要的周期是很长的,所以需要固沙材料的使用寿命与沙地的生态修复周期相匹配。如何实现这一点呢?我们基于风的作用规律与脉冲力在本质上的相似性,在材料的分子结构设计中,引入了阻尼材料的设计思路。这是一个非常大胆的想法,受到的质疑很多。王琪教授今天来了,我非常感谢她,因为她在这个事情上给了我们很大的支持和鼓励。由于我们提出的是一个新的概念,过去没有人这样提过,怎么能把固沙材料和阻尼材料联系在一块呢?我们用这个课题到高分子材料与工程国家重点实验室立项,反对意见是比较多的,但王琪教授、杨柏院士都给了很高的评价,使我们的课题得以立项。我们的研究结果表明,这个概念或是假说是成立的,试验是成功的。我之所以感谢他们,不仅仅是因为得到了一些研究经费与条件,而是因为他们要用自己的学术声誉为这一假说给予支持。

现在简单介绍几种我们研究的生态固沙材料,因为时间关系,只能是归纳性的讲一下。 第一个是阳离子固沙乳液。基于的原理是:沙子是硅酸盐,沙地在阳光直射下,水分子会蒸发的,使硅酸盐带上了负电荷。

 H2SiO4=SiO3-2 + H2O↑(气)

有些地方为什么有沙尘暴?比如甘肃的民勤,沙尘暴非常严重。因为那地方非常干燥、风又大,沙子过于干燥,表面富集负电荷,同电相斥,一起风沙尘暴自然就来了。高分子材料的分子量很大,可在沙地表面形成网状结构,把沙固住。我们对设计合成的两种阳离子乳液,以及阴离子型、非离子型乳液,一起进行风洞试验测定其抗风蚀性能。从试验结果告诉我们,1%浓度的阳离子固沙乳液就已经显示处理很强的抗风蚀性,浓度为2%时,风蚀量已接近零。而阴离子固沙乳液,浓度为1%时,风蚀量近400g/min,差别多大呀!

我们的风洞试验是在沙坡头风洞实验室做的,这个实验室的负责人是中科院寒区旱区环境与工程研究所的赵爱国老师,他给了我们非常宝贵的支持与指导,37天,46个样品,让我们获得不同离子型乳液的抗风蚀结果。我们得出的结论是:阳离子型乳液抗风蚀效果远高于阴离子型乳液,非离子型固沙乳液的风蚀量也很低。还要看看乳液类型对微生物生长影响,从试验验结果可知,非离子型和阴离子型乳液,对土壤微生物生长影响不大,但阳离子型乳液影响就大了,较高浓度的阳离子乳液对沙土微生物的生长会产生抑制作用。这就是说,我们在做阳离子乳液的时候,取其好的固沙性能,但是不能明显影响土壤微生物的数量,以确保固沙的生物安全性。

第二是高含盐量沙地固沙材料。我们设计了三种不同结构的高分子乳液,想搞清楚什么样结构的乳液更适合高含盐量沙地的固沙?三种不同结构高分子乳液的区别是在所使用的功能单体上。第一个乳液中使用了AMPS单体,第二个乳液中使用了SSS单体,第三个乳液中使用的是DMAPS单体。研究结果发现,这些功能单体只要1%的占比,就可使合成乳液具有了耐盐稳定性,在盐碱性比较高的沙漠固沙,是有优势的。这3种耐盐碱性乳液对沙土微生物生长不但没有影响,而且可以促进沙土里微生物的数量,特别是以DMAPS作为功能单体合成的聚合物乳液,对微生物数量的提高最为明显。各自的特点是,加入了AMPS单体的乳液,有利于植物生长的;加入了SSS单体的乳液固沙强度最高;加入了DMAPS单体合成的乳液,兼具了可提高固沙强度和促进植物与微生物生长的两种能力,缺点是成本比较高。

第三是具有阻尼结构的长效固沙材料。因为高分子材料长期暴露在紫外线下,老化得非常快,固沙后一般是第一年抗风蚀效果好,第二年次之,第三年固沙地会出现强风蚀现象。我们想,能不能通过提高材料的使用寿命,使它的生命周期可以和生态修复所需要的修复周期相匹配?前面已经讲过,因为风的作用和阻尼材料受到规律性振荡力的作用实际上有相似之处。合成高分子阻尼材料有多种方法,基于乳液合成,我们再用悬挂链法,研究长侧链和短侧链对制备乳液固沙效果的影响,以及主链上柔性链段的长短对制备乳液固沙效果的影响,以阐明材料的阻尼性能与固沙性能之间的关系,为新型高分子固沙材料的研发提供新理论、新思路、新方法。从这里的试验结果我们可以看到,随着悬挂链增加,阻尼温域拓宽,当悬挂链的碳原子数位12时,阻尼温域可从-45℃一直到100℃,这与跟沙漠里极大温差变化是吻合的。模拟风洞试验证明了一点,材料的阻尼性与抗风蚀性和耐久性呈正相关。

悬挂链结构共聚乳液胶膜的DMA分析(at 1Hz) 

第四是水性聚氨酯固沙材料。为什么要研究聚氨酯固沙材料呢?因为2012年去北方四省考察使用材料固沙的可能性时,无论到那个所,那个大学,大家谈到和使用的固沙材料一是聚氨酯,二是聚乳酸,而且多为日本进口。其理由是聚氨酯能形成泡沫结构,植物可以从中穿出来,聚乳酸可以生物降解。但最后实施有困难,而且因为价格和性能问题,真正用到荒漠化治理上的可能性不大。青海的一个研究所,用日本聚氨酯进行试验,一亩地的材料成本就高达7千块,而且因为青海的紫外线太强,一个星期后就不行了,成了粉末。聚乳酸一般是被做成沙袋,在沙漠里铺成沙方格,2017年在鄂尔多斯开COP13会议期间去现场参观过。聚乳酸的问题是很容易降解粉化,那么高的价格,这么短的使用周期,高的人工成本,不符合中国国情。对于聚氨酯,我们开始时是想用国产产品代替从日本进口,当然首先是要明了其用于生态固沙的可行性及条件问题。

我们做了很多试验,同时与黎明化工研究院合作研究,黎明化工研究院有生产聚氨酯的基础与条件,他们也希望我们来评价一下所提供的聚氨酯材料是否可用于荒漠化治理。于是我们对聚氨酯的固沙强度、耐盐性、保水性、耐热性、抗冻融稳定性、生物降解性等做了全面的评价。聚氨酯是弹性体,固沙强度不好测,因为压不碎,但同时也表明了聚氨酯固沙的一些特点。黎明研究院用合成出的高固含量的聚氨酯固沙的,效果好但成本太高。我们的试验结果表明,固含量在2%或者到2.5%时已经够了,就这一点我们就可以节约很多钱。聚氨酯固沙的另一个显著特点,就是吸水性非常好,在沙漠中的保水效果一定不错。聚氨酯对植物发芽的影响不大,但高于我们合成的乳液,因为我们合成的乳液对植物发芽没有任何影响。还有降解性的问题,聚氨酯的生物降解性很好,不过在细菌和放线菌中的降解速率不一样。通过这样一个全面的评价,所得到的结果是:黎明院提供的具有特殊结构的国产聚氨酯,是可以用于沙地固沙的,就是说,是可以用我们国家自己的材料来代替进口聚氨酯。但将聚氨酯用于沙地治理时,要解决耐盐性差和不抗紫外线两个问题;同时需考虑施工时的时间窗口,因为用水做介质,固化很快,是否可通过施工设备的重新设计解决这一问题?

现在还研究生态灭鼠材料。草原退化和沙地的形成,与草原鼠害是分不开的。大家看看内蒙,在灭鼠上国家一年要投入多少人力、物力、财力!所以我们整合资源,同时也进行了生态控鼠材料的研究。生态控鼠材料是一类有机小分子,可以控制草原鼠的繁殖率,有效降低草原鼠的数量,并能保持草原鼠与其他草原动物数量的理性平衡,不会产生生态伦理问题;而且使用的安全很高,不会导致二次中毒现象;并可降低灭鼠成本最少50%,这将大大降低我国各级政府在草原灭鼠上的经济负担。这种材料与生态固沙材料的配合使用,还可有效加速退化草地的生态修复。

我们研制材料时一直遵循了这几个原则,第一个是科学性, 就是要建立起“材料结构与生态修复性能”之间的对应关系,这样可以避免材料在生态修复中使用的盲目性;第二个就是使用的生物安全性,这是我们最重视和强调的问题,具体体现在材料要有利于土壤结构的改善,肥力的提高,对土壤微生物无毒、无害、无刺激性;第三是成本,要明显减低材料使用的成本,便于施工,从而减轻国家在生态修复上的经济压力。

四、已实施的野外实验或示范工程

下面要讲的,是我们已经实施的野外试验和示范工程。这个过程开始于2012年,到现在一直没有停,几乎每一年都有野外固沙试验。

在这张地图上,凡是有蓝字的地方,我们都直接或间接地做过大大小小的野外生态固沙试验。在进行固沙试验的同时,我们还注意建立了对来自北方地区、南方地区的沙样的数据库,由沙土性质分析,固沙材料匹配性,使用条件等组成。

这是2012年10月带着学生去沙坡头做的风洞试验。我们的研究工作是从挖沙、筛沙、晾沙、运沙开始的,然后探索什么样的砂样固定方法,才适合在风洞中进行固沙材料性能的差异化测定?我们对所带的46个样品进行了测定,过程很艰苦,但是做下来收获很大。在这个基础上,我们做了方法上的转化,现在我们在自己的实验室里就可对研制材料的固沙性能进行及时测试,对提高工作效率,降低试验成本意义重大。

固沙材料抗风蚀性能测试前准备工作(沙坡头,2012.10)

接着2013年3月在内蒙阿拉善左旗巴彦浩特镇做了野外固沙试验。梭梭抗旱、抗寒、耐盐碱,根系发达,防风固沙能力强,是固沙造林的优良树种。南京农业大学的麻浩教授,为了保证梭梭在沙漠里的成活率,采用了将PVC管套在移栽的梭梭育苗上方法。春季风很大的,很容易将PVC管吹起刮跑。麻教授向我提的要求是,用固沙材料将PVC官能固定三个月,度过风期。当时做的非常艰苦,因为试验地没有水,只有雇用摩托车把小桶水运进去,所以只做了三亩地,试验用了四种材料。两个半月后,大家看,有些地方的PVC管还立着的,有些地方没了。这是因为所使用的材料不同,其固沙强度不同所致,这可以看做是我们对固沙材料的第一次筛选。

生态固沙材料使用后的梭梭生长(2013.9)

半年之后的九月份,大家看这里的PVC管还立着,立着的管子里是生长良好的梭梭。这个试验结果也表明,植物的生产需要一个稳定的微环境,给它一个稳定的微环境,它就成长起来了。

接着在同年6-7月份,我们和川维与亿利集团合作,在库布其沙漠做了2000亩的生态示范工程。做之前也不知道会有什么样的结果,但基于我们实验室的研究结果,我觉得应该是可行的。当时我们进行了蓖麻种植、牧草种植试验,结果都成功了。这是蓖麻种植试验地,使用了固沙材料与没有使用固沙材料的,两块地同时铺设了以色列的滴灌管道,但结果差别很大。一边是未固沙地下种后20天的蓖麻出芽率与长势,一边是使用了固沙材料后的蓖麻出芽率与长势。从照片可以看出,两者的差别太大了。


     左:未经固沙                               右:使用了固沙材料

其原因就是,只要在周围30厘米之内沙子吹不起来,打不到蓖麻的嫩叶上,叶子就长得好,苗就长得壮。后面分别是8月2号的蓖麻生长照片和9月26号到了收获季节的蓖麻结耔情况照片,没有进行固沙的,几乎是颗粒无收;固了沙的着了果。当时亿利集团要做生物油,所以种了蓖麻。提供滴管技术和种子的以色列Kaiim公司对我们的试验极为关注,在看到我们的固沙试验结果后,就来讨论与我们的合作,问明年他们在这个地方需要五百吨的固沙材料,我们能不能拿出来?因为我们是和企业合作一起做的,只要提前告知,这不成问题。所以,做荒漠化治理必须要与大企业合作,只在实验室里是做不出来的。我们从事科学研究的,要改变思维模式,特别是象荒漠化治理这样的项目。思维模式改变了,整个运作模式也就改变了,结果也就不同了。

在库布其沙漠和以色列专家讨论高分子材料在固沙中的应用(2013.7)

我们对以色列专家是很尊重的,沙漠干燥缺水、阳光强烈,时而又是风雨交加,条件确实很艰苦,但以色列专家每天都去试验地。他们抓起一把沙,会感慨地说,“这里的沙子多好呀!”以色列是戈壁滩上的农业科技强国,在那么恶劣的地理和气候条件下,生产出农作物出口到世界很多国家和地区。我去英国做高访时,吃的蔬菜全都是从以色列和南非进的。在库布其沙漠上的这些以色列专家,他们的敬业精神给我留下了了很深的印象。 在库布其沙漠,我们还进行了牧草种植试验,亿利集团动用上百辆拖拉机推平了近两千亩的沙漠用于生态固沙条件下的牧草种植。结果怎样呢?这两张图片分别给出了未经固沙和实施固沙的牧草出苗与生长情况。没有经过固沙的,牧草的出苗率低,苗的近根部裸露,苗色未老先衰。

固沙施工现场(2013.7.1) 

未固沙牧草 (2013.8.2)                     固沙牧草(2013.8.2)

为什么呢?因为草种被风吹走了,好不容易出了苗,根部的沙土又被吹走了,没有了依靠和营养来源。大家都知道根际土壤非常重要,因为那里有大量的有机质和微生物种群,它们对植物的生长至关重要。根际土壤被吹走了,苗怎么能长得好,又怎么能生长成健壮得牧草呢?而经过固沙材料处理得沙地,出苗率高,苗色健康。再看看9月底的牧草种植地,未经固沙的和固沙的,牧草的长势完全不同。未固沙地的牧草稀疏,株高低;固沙地上的牧草高度一般为45到60公分,有些牧草可高达90公分。

未固沙牧草 (2013.8.2)        固沙牧草(2013.8.2)

冬季之后的2014年三月,没有经过固沙沙地上草根多裸露在外,而经过固沙的,则完全不同,草根部沙土完整无裸露。到7月份,草长高了,八月份草更绿了。这块沙地上如果没有进行固沙的地方,其风蚀量达到了40公分,临近沙丘处,风蚀量还达到了65公分。

一年后的风蚀量测定(2014.7,拍)

本来我很想去看看到2015年的时候,这些草长的啥样,经固定的沙土表层是否依然存在?但后来有些草因为长得好就被移栽到其他地方了,地也被重新平过去种其它植物了,我们的试验也就被中断了。这是我感到非常遗憾的地方,因为固沙所带来的生态效应需要很长的时间才能得到结果,明了其中的机制,这就需要合作的单位也要有科学思维,否则配合不好,达不到设定研究目标。

2014年我们与安徽皖维合作,在奈曼做固沙示范,分别在流动沙丘、半流动沙丘以及玉米地做了固沙试验,所获得的试验的结果是这样的:经过固沙的流动沙丘和半流动沙丘,沙生植物生长良好,绿油油的一片;没有固沙的,表面长了一些草,基本无沙生植物。我们去试验地时,甚至看到在风口处的沙丘上长出了一棵绿豆,说明我们的固沙材料,能够固定沙丘,使植物茁壮生长。

             在奈曼的生态固沙试验(2014.8拍)

奈曼这个地方,沙地种的是玉米, 在中科院奈曼荒漠化试验站的协调下,我们在一家农户的玉米地里,进行了“固沙材料对沙土农作物生长的影响”的试验。采用固沙材料后,玉米开花比较早,长得也高。这里有一张照片,左边的玉米这比右边的高了很多,为什么呢?因为喷施管的长度只有50米,左边的玉米地理有固沙材料,而右边远处固沙材料喷不到,所以高度上不去。

固沙农田中的玉米长势(2014.8拍)

当时我们用了4种固沙材料,4种材料对玉米都有增产作用,但由于材料的结构不同,对沙地的固定作用不同,所以增产量是不一样,最低的是增产2.5%,最高的增产的32.7%,这个增产量是不得了!这些数据是我的学生从试验地把苞米一个个掰下来,再一称一称称出来的。那是正值国庆期间,奈曼清晨和夜晚的气温已经很低,有个学生刚从广西来,从成都走时没有带在内蒙应穿的衣服,受了不少冻,但他们还是坚持采集了这些数据,为我们的后继研究积累了宝贵的经验。4个材料种有2个是非常适合奈曼沙地的固沙的,从对不同固沙材料固沙地的土壤有机质与微生物生态变化的测试可知,凡是可以增加玉米产量的固沙材料,施用沙地中的有机质含量和微生物数量也是随着增加的,玉米产量越高的固沙地,有机质含量和微生物数量的增加也最高。说明了固沙材料促进了土壤微生物的生长,也促进了有机质的增加,从而促进了植物的生长,这就是生态系统的调节作用。农户还告诉我们,未固沙的玉米沙土需浇八次水,用了你们的材料,只浇六次水就够了。这就是固沙材料对沙地的改良作用。

2015年在四川红原做固沙示范,考察生态固沙材料对不同类型沙地抵抗风蚀、抑制流沙、促进药材生长和植被恢复的作用,以便为改善诺尔盖沙地及退化草原的恢复提供新的解决方案。那里海拔3600米以上,紫外线强烈,取水不便,课题组是在非常艰苦的条件来完成这个任务的。每次看到照片上我的这个身体单薄的学生,要将那么一大桶水抬到700多米以外的试验地,我就想流泪!这也是为什么需要企业配合,解决野外施工问题,共同完成这样项目的原因。固沙两个月以后再取试验地,看到结果挺好,取样分析也表明固沙材料对红原退化草地的生态修复是有促进作用的。

2015年在四川红原的生态固沙试验(2015.5-7)

2016-2018年期间,我们进行了四川宜宾明威乡的生态护坡示范,帮助当地政府解决因劈山修建茶园所造成的非常大的生态问题。结果表明,施用了与当地土质相匹配的固沙材料后,可以防止坡体水土流失,有利于种植植物在高立度坡体上的生长。

四川宜宾明威乡的生态护坡示范(2016.3-6拍)

同时还配合中科院新疆生态与地理研究所在莫索湾实验站区、南疆塔里木河下游及台特玛湖干涸湖盆进行了野外固沙试验。照片上是固沙六个月后的台特玛湖干涸湖盆,固沙面效果挺好。

台特玛湖干涸湖盆固沙试验(2017-2018)

这些试验积累的经验,对后来很多地方的生态修复项目是有借鉴作用的。前几天,就有甘孜久隆水电公司咨询水库河道干涸期扬尘问题的解决办法。 2019年应邀参加了很多项目的咨询及前期试验工作,如地处秦岭的陕西凤县观日台,马头滩风电场项目,一般风机高度70米,风轮叶片直径50多米,要将这些部件运到秦岭的取风山脊,开山修路的面积很大,因而对秦岭的环境和生态造成的破坏非常严重。大家看看这张照片,这个地方的生态修复有多困难!所需要的修复技术也不止一种,路道边裸露岩石需借鉴高速公路的坡面处理方式,风机底座周围修复和水土流失处的修复采用的方法与施用材料都不一样。通过现场考察,对话交流,我从技术和管理层面给出了可供参考的方案。

稍微说一下迪拜700兆瓦的光热电项目,这是全球目前最大的光热电项目,我国是投资方之一,由上海电气工程有限公司总承包。这个工程集成了多个创新目标,有很多亮点,但也面临很多工程难点,其中最大的一个难点,就在移动沙丘场地防风固沙的问题。那个地方有时风速高达每秒35米,沙尘集落在热电板上就会降低吸热效率,因而需要固沙。我们为解决这个问题做了很多工作,包括不同工程点沙土的分析、固沙材料的匹配、具体的固沙技术实施方案等。

关于生态固沙的研究我就先说这么多吧。

我们的生态固沙研究引起了比较大的社会反响,2003年7月30日的中国科学报对我们的工作进行了报导,期间成都分院的彭丽同志给了我们很多帮助。2013年8月初在库布其召开的第四届世界沙漠论坛上,报告了生态固沙材料在库布其沙漠的应用情况,凤凰卫视对我进行了采访。库布其世界沙漠论坛每两年在中国举办一次,会议内容丰富,来自联合国防治荒漠化组织以及世界各地的参会人员和新闻界人士非常多,场面宏大。来自我国外交部的人很多,级别也比较高,汪洋副总理多次到会祝辞,说明了我国政府对荒漠化治理的重视程度。

我也在多个会议上介绍了生态固沙的研究作及野外示范进展,得到很多肯定。2014年11月,李俊贤院士参加了在成都召开的“第七届全国精细化工清洁生产工艺与技术经济发展研讨会”,听了我关于“固沙材料的研究以及在沙漠、沙地生态恢复中的应用效果”的报告后,李俊贤院士说:“这是一个能做大事的集体,但却没有给他们多少机会,我们应该向国家有关部门建议,支持他们!”。李俊贤院士是中国火箭推进剂创始人之一、也是中国聚氨酯材料奠基人之一,他给我们的工作这样高的评价,对我们的鼓励是很大的。

2017年9月,在鄂尔多斯召开了联合国防止荒漠化组织缔约国第13次会议上(COP13),参会的有来自世界100多个国家的近2000名代表,期间我参加了一个有30多个国家代表的非洲与中东地区国家分会场,因为我觉得应该介绍一下我们的研究成果。会议主席给每个国家5分钟的发言时间,但我的发言用了12分钟,并获得了很多的掌声。很多代表都问,“你们的材料能不能用在我们这个国家的沙漠治理呢?”我说可以的!2018-2019年,我们应中科院新疆生态与地理研究所的邀请,参加“一带一路”在非洲的绿色长城建设,表明我们的研究工作受到了越来越多的关注与认可。在库布其国际沙漠论坛上,里约+20峰会前秘书长沙祖康先生、参加世界气候谈判的高峰先生,以及国外专家都对我们的工作都给予了高度评价。高峰先生还说,你们一定要坚持下去,因为你们是中国的脊梁。

五、对荒漠化治理的思考

这是今天的最后一个话题,我觉得这也是最重要的话题。对我国荒漠化治理方面的思考,应该是我们大家一块来思考。今天我只站在自己的角度上,提出几个问题,说说自己的认识,关键是应该怎样来看待这个荒漠化治理,在荒漠化治理中应该坚持的原则是什么?

第一、大视野下的生态修复。我们对土地都重视,每个人站在不同角度就有不同的看法。但“只有肥沃的土地,才是人类永久的财富。”(Joe Nichols《整体性概念》)。在联合国防治荒漠化组织编写的《全球土地展望》(Global Land Outlook)一书中,对土地的特征与价值是这样定义的:土地是一种独特的、宝贵的、不可移动的资源,其数量有限,为社会带来多重利益。土地永远与我们人类的发展息息相关,让土地保持健康状态,对人类安全至关重要重要,因为土地让我们获得粮食和水,稳定了我们的就业与生计。土地具有能应对气候变化和极端天气的恢复能力,可以维持社会与政治的稳定。土地具有多维性的特征,其经济功能只是众多功能之一。所以现在的生态修复也好,退化土地的治理也好,实际上就是土壤修复。

第二、决定生态修复是否成功的因素。我认为需要很多因素,但这些因素可划归在两个层面上,即国家的政策与导向层面和科学/技术层面,而且国家政策导向和决策的科学性起主要作用。我的青少年时光是在青海度过的,那时草原肥美,夏季鲜花遍野,否则怎么会有王洛宾歌曲中的浪漫情怀!但在60年代,让一批批年轻去那里开荒种地,向草地要粮食,不但酿成了一代年轻人的悲凉史,而且让这个地方成了不毛之地,小说《往西是当金山》写的就是这段历史。

前面谈到的秦岭风电站所导致的生态破坏,我认为还是与科学决策有关。去年去秦岭实地考察时,我问过当地林业局的同志:“这个风电站的发电量占宝鸡市用电量的百分比是多少?”回答是不到5%。大家想想,发的电不到用电量的5%,却导致了秦岭56.5公里长的山脊破坏,造成的生态损失是无法估量的,修复又是如此艰难,可见这个决策是多么地得不偿失!

我们要遵循自然规律,无论是草地还是沙漠,都是自然生态系统的组成部分,是一种存在形态,不能任意改动。我们要治理的,主要是逐渐荒漠化的退化土地,以及沙漠中非常小的一部分工程用地。这要分清楚,近些年我国也是这样做的。这两年为什么草地恢复比较快,因为禁牧;或封山禁止乱采乱挖,保护植被。青海牧业区不许牧民把草山包给外来人采集虫草,给牧民的补贴,一座山都是上百万,就是不能再挖虫草,破坏植被。就技术层面而言,要多学科交叉、多技术应用,我们材料学研究所起的作用实际上只是非常小的一部分,决策正确了,才会产生大效应、大效益,我们材料学的研究也才会有明确的方向和更好的发展空间。为什么要多学科交叉呢,因为荒漠化治理涉及面太广,土地荒漠化只是其中的主要内容之一。比如有矿山的修复,就包括采空区的治理、土壤和微生物的修复、土壤边坡治理、重金属治理等等;水体污染和土壤退化的治理就更多,确实是一个非常庞大的系统工程,需要我们进行多学科交叉,克服各自专业的局限性。希望在座各位贡献里智慧,我们合作非常必要。

第三、荒漠化治理中的因地治宜原则。举一个例子,2018年4月,我到内蒙蒙草集团(内蒙古蒙草生态环境(集团)股份有限公司)进行技术交流,蒙草集团的宗旨是:立足“草、草原、草科技”,构建产业生态圈。去他们生态园参观,感觉很好,进入大厅,只见一个大大显示屏幕,无论你点到内蒙地图哪个部位,屏幕上立即就给出这个地方的气候、水质、土壤结构基本参数等,以及进行生态修复时应采用的植物种类。这些植物都是当地优势品种,因为只有当地的植物才能适应当地的生态环境,才能在生态修复方面才能发挥作用。我觉得这个做得挺好,是真正向生态修复的科学化、数字化迈进。回想起2013年去库布其沙漠,为什么有些树种了刚两个月就死了呢?除所说的风大、缺肥之外,最主要的是与这些树来自东北有关,其生物体系还不能有效地利用土著微生物进行生化过程有关。

我们在进行生态固沙时,首先要根据每个地域的水文地质、温度、降水量、地下水位、风力风期、以及固沙的目的来拟定实施方案。比如,是生态园建设、生态修复?还是沙漠工程、小城镇建设、公路与铁路的防护?就象秦岭风电场地,修路、扩路导致那麽大的岩石断面,一定要采取工程法进行修复;平缓坡面的修复,主要是防止水土流失;而电机基座处的植被恢复,就要采用土壤改良,种草植树的方法,繁荣微生物种群。整个生态系统的恢复需要很长时间,植物适应外界的变化也需要很长时间,绝不是简单的、千篇一律的处理可以奏效的。

第四、荒漠化治理中的第一性原理。荒漠化治理中的第一性原理到底是什么?在我们的荒漠化治理中又如何去体现?第一性原理,用英文(First principle thinking)更能直达实质。我想用一个例子来说明“第一性原理”在生态修复中的应用,这就是关于西北农林大学刘存寿教授的“碳基有机肥的研究”,我认为它生动地诠释了这个概念。 1840年,德国化学家李比希,提出了“植物矿质营养学说”的理论,其要点是:1)植物生长发育必须吸收矿物元素;2)植物以无机离子吸收矿物元素;3)各种矿物元素对植物的营养作用同等重要;4)一种元素的营养功能不能被另一种元素所替代;5)植物完成生命过程必须吸收16种元素,分别是:大量营养元素(碳、氢、氧;氮、磷、钾),中量元素(钙、镁、硫)和微量元素(铁、锰、锌、铜、氯、钼、硼)。其结论是:大量元素碳氢氧源于空气和水,中微量元素土壤含量丰富,一般不需要补充,大量元素氮磷钾决定作物产量,通常不足,因而化学肥料仅生产无机氮磷钾盐类。这个“植物矿物营养学说”,具有非常明显的时代特征,而且“非常重要”,为什么呢?正因为这个学说的出现,才有了世界范围内大量地生产化肥、使用化肥。随之而来的问题是什么呢?就是使用化肥以后产生的连锁性副作用,并以相同的出现顺序遍布全球,无一例外:“化肥效益递减→土壤环境恶化→农产品品质下降→作物抗性降低→生态恶化→食品安全问题”。开始使用化肥,粮食增产明显,然后逐渐下降;之后就是使用更多的化肥,土壤板结,农产品品质下降,作物抗性降低;为了提高作物抗性,于是就出现了农药,农药的过量使用,便导致我们人类要承受的粮食安全问题。在这个过程中,不乏化学公司为了商业利益所编造的谎言。

对此,刘存寿教授提出了一个问题,就是为什么只有化肥出现以后就出现这些麻烦?我国几千年农耕历史,没有出现这个问题呀!西北农林大学离秦岭很近,学校的实验教学基地就设在那里。秦岭里谁使用化肥?为什么植物生长哪么好,生生不息,繁衍不断?刘存寿教授说,“原始森林是一种封闭的自然营养循环系统,既不需要施肥,也不需要喷药,病虫害鲜有大规模爆发,原因何在?”这个问题问得好!技术美学的两个基本原则,就是事物的简洁性与对称性。这对我们思考问题,同样是有用的,任何问题想到最简单的时候,结论就出来了。

于是,刘存寿教授开始研究一个封闭体系中的自然营养循环。得到的结论是:自然植物营养,源于土壤微生物将枯枝落叶等有机物降解成小分子水溶物质;只有这种小分子水溶物质才能被植物吸收利用;水溶腐殖酸是营养活性最高部分。自然营养有三个特征,其中有多种有机小分子,有矿物元素38种,矿物元素与有机小分子形成了有机配合物,这种有机配合物既可作为载体,又可作为有机营养,维护生态系统的稳定性。这是刘存寿教授的结论,或者说由他建立的“自然营养学说”,与李比希的“植物矿质营养学说”有根本的差别。关键是刘存寿教授的“自然营养学说”在实践中得到了验证,他将有机质,比如树叶、秸秆、食物垃圾收集起来,用化学与生物结合的办法变成小分子,再作为炭基肥用于土壤施肥,不但大大减少了化肥用量而且大大提高作物产,有些作物的产量增加在50%以上。说明“自然营养学说”比“植物矿质营养学说”更科学。这个例子说明,基于本源的思考,对正确研究思维的形成有多么重要!

第五,荒漠化治理当中系统化研究框架与科学管理。在沙化土地的治理上,我们也参加了一些国家的重大专项项目。研究过程中最大的体会是什么呢?我认为,第一,在组织重大的研究课题时,首先要明确应该解决的问题是什么?这个问题要提的切中要害,抓住实质;然后围绕要解决的问题,形成有逻辑性的研究框架;再决定研究队伍的组成。实际上就是要问题导向,而不是关系导向。第二,就是各研究团队之间的有效衔接与配合,这一点非常重要。项目负责人的主要职责是协调、是调动、是指挥,是对全局的思考与把握,要关注研究的节点和衔接点,这对有多个单位参加的重大项目尤为重要。所以我觉得,在荒漠化治理项目上也要科学的、系统的研究框架,这与该项目的特点与长周期有关。

对项目的管理也非常重要,美国的阿波罗计划动用了多少人力物力,那么多的单位,就有管理系统化的问题,我们在重大项目研究中也应该体现这一点。管理为什么重要呢?我还以秦岭风电站生态修复项目为例,我去秦岭实地考察,风机站周围的树种了不止一次,但成活率很低,多数都死了。我说拔出来给我看看,一看,这个树坑的深度只有十几公分,十几公分还种什么树呢?我问这个项目谁在管?种树的时候看没看?一般说是三分种七分养,树种后是怎么维护的?都没做呀!所以,前面生态修复已经花费了大量的人力、物力、财力,国家投资,没人心疼,心不到位,项目自然做得不到位。荒漠化治理当中,也同样面临这样的问题,是值得我们深思和避免的。 再次感谢与会专家和年轻的朋友们,希望大家提出批评建议。

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【讨论与交流】

蒲自莲:请问现在有几个产品,成本大概多少?希望补充介绍一下。

刘白玲:现在定型的产品有六个。是的,荒漠化治理一定要考虑成本。与日本的聚氨酯固沙材料相比,我们材料的成本只有日本的十分之一到五分之一。治理的地方不一样,需要材料的品种不一样,用量不一样,成本就会有差别。

胡常伟:治沙是我们国家的大事情。在化学固沙领域的整个研究中,对治沙材料本身对生态的影响,需要进一步研究。比如:使用治沙材料后长出来的草,牛吃了以后,是不是与普通草放牧的效果一样?固沙后农作物的产量高了,长得好了,但是不是一样好吃,下一步可以继续研究。还有,如何看待重庆大学易志坚教授发明的生物粘合剂?

周俗:刘老师的报告讲的是荒漠化治理问题,整个研究是围绕治沙材料来集成方法技术,在这个方面做了很深很系统的工作。我听完报告后,感觉还有一个方面需要加强,国家十八大以后提出了山、水、林、田、草这样一个大系统,草和草地。荒漠化分布区域大部分在草原,由于各种原因造成的荒漠化。我想专家应该在这个层面上,从原因和紧迫性上进行考虑,因为生态系统是个有机的整体。借此机会也把四川草原情况简单说一下,四川草原退化达到47%,通过这几年生态治理,已经降到50%左右,这是官方的数字。草原退化的主要原因,是沙化、鼠害、虫害,鼠荒地,这几个方面造成损失,仅鼠害就有一千多万亩,青藏高原黑土带有1.75亿亩,占比非常大。还有沙化草地,四川草地沙化是330多万亩,应在这些方面做一些分析。刚才刘老师也谈到治理模式与治理材料,要具体情况具体分析,黑土带也好,鼠荒地也好,都是鼠害非常严重的区域,是草原沙化的重要原因之一,而且鼠害防治上难度比较大。刚才提到的生态灭鼠材料,我想知道,这个材料的防治原理是什么?是驱还是避,我的专业是草原鼠害防治,因而对这个材料非常感兴趣。我们在高寒草地的鼠害防治上有很多困惑,鼠害防治主要在冬天季节,比较寒冷的季节,因为受温度环境影响比较大,时间上选择的余地比较小。这个技术如果不受环境影响的话,推广前景就更高。

此外,还有生态固沙材料,我们做草这一块,选择的是本土草种,就是针对青藏高原沙化草地,选择了这种草,如果再以固沙结合,就会有比较好的效果。这方面还可以有很好的合作。

为了克服草原上用传统灭鼠的诱饵法,我们正在研究一种气体灭鼠,就是气体在草原上爆炸,产生冲击波和刺激,对鼠害造成死亡的效果。现在鼠害土地达到5000多万亩,如果与草种结合,再加上固沙材料的使用,对改善植被、恢复环境,再这方面有很好的合作预期。

陈宁生:刘老师这个报告我觉得有这么几点,一个是把治沙的模式按照不同的气候分开研究,从半湿润到半干旱到干旱,一直到极干旱,不同的气候环境,对应不同的模型。因为我们讲沙漠化很重要的原因就是缺水,现在很多工程,包括南水北调这些工程,有些院士提出来的把喜马拉雅雅鲁藏布的水拦起来,挖很长的路引到新疆,引到北方去。很多科学家提到,我们在喜马拉雅挖两个隧洞,水就可以通过气流吹到北方。我们的的确发现,喜马拉雅第一个隧洞挖完了以后,冰川熔化速度加快了,泥巴山和二郎山隧洞挖完了,泸定的降水量增加了,大渡河干旱气候好像有所缓解,因为解决沙化的问题主要是靠水。研究沙体的电荷情况,通过不同电荷来治沙,机理非常清楚,应用效果也非常显著。我们九寨沟地震以后也做了很多工程,我想你这种技术能不能改造以后,对这个坡面,特别是对泥石流坡面,有没有进一步推广价值,这个可以进一步研究。九寨沟现在都是用的钢筋混凝土,好多泥石流坝,或者滑坡实体工程,现在正在工程上种上草,用草遮挡住,因为太难看了。我想今后这些技术也可以再研究一下。

朱波:我是做土壤植被的,对刘老师的工作很感兴趣。第一想请教一下,这个生态固沙材料,固沙的机理是什么?因为材料固沙有很多机理,最根本的是把沙固成团聚体。第二是怎么保持它的水分?水分是防止干旱非常重要的一个手段,对沙漠化治理尤其重要,如果这个材料能抗风蚀,还有保水能力,在农业土壤或者半干旱土壤,也非常有用。这个材料是基于抗旱、保水,还是基于团聚体的固定呢?还有,使用周期怎么样?在沙漠里面可作为辅助材料,长期来说,我们要生态固沙,最根本的是从局部固沙到整个区域的或者小范围的植被分布,实现灌木草被比较大面积的覆盖率,这是最根本。

还有,我们做土壤生态修复也做过喀斯特的石漠化,这不是严格意义上的荒漠化。科学院很多专家讨论过,南方叫荒漠,实际上喀斯特石漠化非常突出,想请教刘老师看有没有更好的更合适的材料适用喀斯特地貌。

印开蒲:荒漠化问题表面看起来是生态角度自然方面的,实际上应该是社会学,更多是社会学的问题。因为要是没有政策引导,国家政策的实施的话,生态修复荒漠化恢复是根本不可能的。这里面还有最大的问题,就是在治理过程中,你与社区发展如何结合?搞科研的,往往从本专业角度考虑比较多,而忽略了社区发展问题,没有把自己的专业跟社区发展结合起来,所以往往科学实践推广应用不了,前脚在推广,后面在给你破坏。原来生物所在岷江河谷搞了很多恢复,包括大熊猫走廊带,十多年前在岷江河谷搞大熊猫B种A种恢复,我们刚把树子栽进去,老百姓就把牛羊马放进去啃个精光,所以要跟国家的政策和当地社区发展结合起来。刘老师的报告我也体会到,我们过去还忽略了一个问题,就是材料学的问题,应该把材料学的科学知识应用到岷江上游生态恢复,因为岷江上游很多地区现在也呈现出荒漠化景观,希望刘老师把工作重点能够转到我们四川方面来。我看你在内蒙搞得比较多,新疆搞得比较多,四川还是很需要你这个工作,可能材料学这方面技术,四川还应用得很少,希望今后重点转在我们四川特别是岷江上游地区,也希望今后与你合作。

蒲自莲:我有两个问题。第一,这个材料研究虽然很细,深入做了一些试验,做了一些对比,我还是担心像农药一样,开始农药大家都觉得非常厉害,现在回来反思,农药还不如原始生态用农家肥,这个研究还需要进一步继续,这是第一个体会。你们也做了很多细致的东西。 第二,我想说说我们四川,四川的草原,红原,我们生物所从60年开始就做了大量的工作,现在的同志对草原不熟,原来我们和草原所的同志交流,知道了我们四川的草原实际上有一个很重要的用途,就是作为黄河上游的宝贵水库。很多同志还忽略了草地的泥胎一方可储存八方水,所以红原就有几百个亿的水,是黄河上游的水库。对我们四川草原荒漠化沙漠化研究,我也跑了一些地方,还带了日本专家在草原上去跑了,我发现我们四川草地荒漠化,除了人为和鼠害以外,最根本的原因是高原上的河流改道。长期以来河流改道以后,它的古河床,因为河道本身就少,一改道,这儿沙漠化,那儿又沙漠化了,实际上真正沙化的土地是在古河床,有认识上的误区。我很赞成刘老师刚才说的,荒漠化治理第一是科学决策和科学管理,现在习大大基本上改变了一些旧的观念,这一代是有知识的领导人,他们很重视顶层设计,对所有国家重大事项,习主席天天都在讲,指示各行各业咋个做,这一点非常重要。所以刘老师他们这个研究,实际上在荒漠化里面,只占百分之几,千分之几甚至于万分之几,我就担心什么呢,我问你几个产品,问你的成本,因为2016年我到广东开了一次国际资源和土壤修复的会议,很多院士都参加了,世界各国都来了几十位专家,所以实际上争论不休,争论最大的问题就是,这些产品受利益的驱使,包括现在内蒙,大量的人员都涌起去,那个不是一天两天能够治理,因为开发受利益趋势,所以刚才问刘老师几个问题,有几个定型产品,你要几百块钱一亩甚至上千块钱一亩,大量的荒漠治理是不可能实现,而且新材料在荒漠化改造占的比重要有正确的估计。刚才山地所同志说的,水是第一位的,那个顶层设计,我就不说了,我们研究人员不要走入歧途,不要为利益所驱动,不要为了几百块钱我卖了,带来的后遗症说不清楚,新材料的事情是新生科学。谢谢。

李荣伟:我也说一下,今天听这个讲座很受启发,我觉得刘老师的讲座是高水平的。第一个它意义重大,讲荒漠化治理,从我们国家现在生态治理和环境保护的现状来看,现在我们国家主要的荒漠化治理就是我们最重大的任务,而且也是最难的。我是林业系统出来的,现在我们搞林业,退耕还林,天然林保护,包括土地修复,都纳入了工程范围。荒漠化治理也纳入了工程范围,难度是最大的。第二个,从刘老师讲这个内容,我觉得也是我们荒漠化治理、科学治理今后的突破口。因为现在我们林业上搞的是生物治理修复,说白了就是植树种草,植树种草离不开生态治理的条件,是土壤,就是这个基质。今天刘老师讲改造基质材料的方式和模式,这对我们今后国家也好,我们政府部门也好,和我们当地群众也好,要来搞这个生态治理,荒漠化治理,这个技术上是一个突破,所以我觉得这个很重要。

另外我有两个建议,第一个建议,现在我们要搞的这个,特别是刘老师搞的这个研究,我觉得这个难度很大,今后政府还应该加大支持力度,对你们的科学研究科学试验还应该加大力度。我也是搞林业研究的,像这些东西,如果只是你们系统、只是你们科学院分院的投入是远远不够的。你们应该呼吁,我们也应该呼吁,国家应该加大支持力度。从科学实验和试点示范,这些都需要资金、设备设施,包括人员上。

第二点建议,我很同意刚才蒲老师讲的,我们也是基层搞试点示范,我很关心成本,像你今天提供的讲座内容,我最关心的也最担心的,你说了很多,你的成果到底哪几样材料,建议明确列出来,你刚才也回答了有六个产品。还有最后试验示范成效,你有图片,这些试验结果成效和案例,比如玉米长得很高,长得很好,这个案例,投入是什么,成本是好高,投入产出比是什么,今后建议在这个方面应该明确地展示给我们。最后我们国家的体制机制,所有的研究成果,所有的发明创造专利,最后要落实到荒漠化治理,都是在工程上,都是在政府主导,当然群众参与企业参与,所以政府主导,发改委要立项,或者国家林业局草原局要立项,你就要有这些明确的东西,要有这个方案。我就是这两点建议。

周祚万:我有两个问题与刘老师探讨一下。第一个,听了以后我觉得这个材料非常好,我也是搞材料的,最近正好给科技厅做十四五规划,其中涉及到重大专项规划里面,是要求产品化。我就在想,刘老师你这个东西能不能做成材料去卖?如果能够做成材料去卖,四川有企业支撑你这个事情的话,建议在十四五规划中的新材料板块里面做一些考虑。我在想如果可以的话,刚才跟熊老师也商量这个事情,如果有机所公司愿意把它产业化,或者你有其他的产业化平台,因为最终这些重大的东西要落实到可以销售的产品上。而且我们确实也有这样的需求,像红原、阿坝这边,很多都有需求,更多的应该是西北方向,内蒙、新疆这些地方,如果可以的话,我们的材料能不能去做销售?比如,我们把四川的竹子做成可降解的地膜卖到新疆去,这样的工作也可以在规划里面体现,包括后面的项目指南里面。你看看,如果有的话,我们下来还可以继续联系。

另外一个小的技术问题,想跟刘老师探讨一下,我发现有一个成分是最好的,就是阳离子表面活性剂,这个阳离子有一个作用就是杀菌剂,经常作为抗菌材料用。现在的问题是,我们在做沙漠治理、或者植被恢复的过程当中,是需要大量微生物的,因为根系也好,植物分泌、分解的生物质成分最后腐化变成营养成分,既然这个是抗菌的,会把土壤里面的微生物,因为没有选择性的,有意无意的所有微生物都可以杀死,这样的话,最后是不是不利于我们生物质在土壤里面的循环?在整个生态链里面,微生物发挥了很重要的作用,在这方面是不是有一点不利的因素?

陈武勇:我有一个建议,这是老科协组织的会议,从某种意义上,好像一些边缘化的人还在这个领域进行研究,探索这样的问题,他们是需要进一步得到支持,才可能往下走。我去年才退休的,当然也被边缘化了,毫无疑问要继续做的话困难是比较大的。刘老师这个工作非常好,也起到非常好的成效,里面有科学的问题,有小的标准、测试,也有大的宏观政策,以及具体的技术和材料,并已经到了大规模产业化的阶段。因此,第一个建议就是要给予大力支持,不仅是老科协,还有有机所,以至于国家层面上给予支持。这是一个建议。另外一个是扩大科技合作,尽快实现产业化。 在具体技术上面,有两个小的建议。刘老师做的工作主要还是从高分子固沙材料着手,实际上前面讲到固沙材料时也提到生物质方面的。生物质方面的固沙材料,比较成熟的就是一些胶类的物质,一些动物蛋白质的东西。将固沙材料用到土壤中,就像刚才大家提到的,会不会引起生物以及植物产生变异的问题,如果引入生物质固沙材料,包括动物生物质和植物生物质,在对植物影响方面,可能就不会有这个疑问,这是一个建议。

第二个建议,刚才刘老师在治沙的思考中讲到的第一性原理问题,哪么,在固沙材料当中可否引入有机金属配合物概念?从某种意义上讲,可以引入这么一些概念和相应的技术,以便进一步提高产品性能。总的说来,我觉得刘老师的工作做得非常好,将其作为一个突破点,前景还是非常好的。但治沙是一个长期的、系统的任务,如果想继续进行下去的话,需要国家介入。

王琪:第一,荒漠化治理是非常重要的,尤其是目前国家把青山绿水、生态保护提到了战略的高度,所以我感觉课题组选题非常好,聚焦了国家生态建设中需要解决的问题。刚才已经看到了生态固沙后,粮食作物的增产数据,20%几也好,30%几也好,是令人振奋的。我们国家的沙漠面积还是比较大的,而且土壤退化,荒漠化面积还在增大,对国家的威胁严重。当然,我们也感觉到这个状态逐渐在改变,在向比较好的方面发展。以前我们知道北京的沙尘暴很严重,治沙、治水、治荒有很多办法,国家有很多很多生态环境的重大项目,进行水污染、水失调、气失调、土壤失调的治理,还有很多政策的出台,效果是很明显的。刘白玲教授的研究团队,一直致力于土壤荒漠化治理,采用高分子材料来治理荒漠化,尤其是在荒漠化治理材料学的研究方面作出了非常重要的贡献。他们团队的工作做得很细,研究面很广,工作量很大,一些野外试验非常艰苦。我们刚才也看到,在海拔几千米得高寒地区,看到那个我也很感慨,我国确实需要默默无闻的,真正致力于国家荒漠化治理的这样的一些队伍。我国的面积虽然有960万平方公里,与西方国家相比,好像还可以,但是土壤沙漠化、高原化、山地化,我们可使用的国土面积实际上是不多的。加上我们有近14亿的人口,怎么样把已有土壤的保护好,把没有用的治理好,用起来,这是关系到子孙后代非常重要的事情。

刚才也说了,应用的材料主要是高分子材料,为什么从开始的阳离子型转变为现在的非离子、阴离子型?刘白玲教授已经讲了,都是基于在作用机理方面非常细致的研究工作。讨论中各位老师讲到将来的应用,应用之后后续的影响等,都是要继续研究的问题。另外,我们也看到,荒漠化治理不是哪一家的事,而是全国的事情。走了很多很多地区,都是沙漠化很艰苦的地区,这个国家的支持也是非常的事情,刚才说了治理沙漠化是国家战略,是国家需要投入的,是可以做大事业的一个单位,但是大事业不是哪一个单位可以做,所以在十四五规划当中,不管是国家层面还我们所层面,包括在座的不管是草原上还是科学院的很多很多相关单位,一定要重视,在经费、人员方面的支持。 第二,在治沙治水方面非常非常艰苦,我去过沙坡头,是个风景区,很漂亮,但是在那里做风洞试验,可是个体力话。我们可能觉得沙漠是个很浪漫的地方,但到了那个地方才知道是怎么回事,你都不知道那个风吹草地见牛羊的地方在哪里?完全的荒漠化。兰州铁路当时治沙,我们看到这些工程,就会对中华民族顽强的生命力有深深的感慨,怎么才能把我们有限的国土真正治理好?所以成千上万的工作者,我们真的要对他们艰苦卓绝的努力表示由衷的敬意。刘白玲教授做了十多年,覆盖了那么大的范围。她在成都有机所工作,但是把工作真正写在了中国的大地上,这是很值得敬佩的事情,很艰苦很卓越。成绩大家也看到了,很显著,已经研发了六种产品,只要其中有一两种用起来,就是很厉害的事情。要对这六种它的成本,从它的长期效益,从各方面进行跨学科的研究。固沙是用高分子材料,材料本身的性能,还有周边的环境,水泥固得很好,水泥一固就没有使用价值了。怎么样能够固水,四川的草原是作为水的湿地,保水,真的是一个跨学科的问题。成都分院有很好的资源,有山地所、生物所,如果建立大范围的合作,就能做大工程、大事业,这确实是伟大事业,因为治山治水嘛!我们把要荒芜的土地逐步恢复起来,这确实是伟大工程,不是哪个课题组哪个单位可以做,一定要加入国家规划。高分子材料在荒漠化治理上确实有大的用武之地。

第三,固沙不是实验室的事情,我们以前说纳米材料,已经搞了几十年,真正用起来很困难。所以治沙治水,一定要重视后续的实效。如果有降解,降解产物对土壤有没有二次污染?还有防鼠的事情,如果能够把鼠杀灭,之后还要考虑到对其他生物的影响。我觉得就是这几个品种,现在要考虑它的规模化的应用,要关注成本。治沙治水要有国家的支持,你做得再好,量不够,或者钱花得很多,推广上一定有难度。事情有两个方面,首先把机理搞清楚,结合国家攻关,使它真正用起来。当然他们有学术论文,也申请了很多专利,使我们成都分院、我们有机所在这一领域具有了代表性,在国际上有了显示度,能够受到关注,所以在这个事情的宣传还要加强。我跟白玲可以说是经常联系,她做了这么多工作,很系统的,今天在这儿讲了,我希望除了电视台、电台采访,还可以进行一些专题推介,国家层面要加强这个事情,因为治沙治水,青山绿水,是利在当代,功在千秋,一定要重视。

最后,刘伯玲教授就荒漠化治理提出了很好的建议,我重复一下,一个是要在大视野下来看待荒漠化治理,因为它关注到我们的江山永固,还有人类生存,我们中华民族生生息息的土地资源,要从这个大视野上来看。还有第一性原理,你就把老百姓听得懂的话说出来,实实在在讲是什么原理。还有实际应用中提到的材料的生物降解性与生态恢复周期匹配的问题,需要它的时候还不在,但不能形成二次污染,不要因为治理污染而造成新的污染,这样的教训不少。白玲是我们国家第一个提出生态固沙概念的,我们都退休了,不要因为她退休而把这个就放在那儿了,后面一定要接上,事业一定要继续,人才一定要跟上,钱要跟上,人才待遇要跟上,他们自身也应有相应的回报,这样才能持续发展。

另外,就是荒漠化治理架构的科学管理。我们就是叫做工匠,这些事情比较简单,这个材料行不行,这个材料怎么做,做出来怎么样,试验以后可以再来调整。但科学框架是政府的事情,政府在里面的决策,做得好就是好,所以我觉得要规划先行。我觉得她本身文学很好,会写诗,而且有哲学思维。可以解释她为什么不怕艰苦做这件事情,因为这件事是非常重要的事情。我想说荒漠化治理是国家的重要战略,尤其是现在青山绿水就是金山银山这个理念。十八大以来,国家不断的出文件、出政策,开展对各种污染的治理,这是国家生态文明建设中非常重要的任务。

我觉得刘白玲教授带领她的团队,在成都分院、有机所的长期支持下,做出了非常重要的贡献。我是在一边听、一边非常感叹,艰苦卓绝,到非常艰苦的环境去做试验,这不是一般老师能够完成的事情。所以借这个机会表示致敬。另外建议国家有关部门一定要加强支持,支持钱、人、机制。这个中心现在状况如何,还要后续做,而且要后继有人。我们老科协所联系的科学家、老领导,都是我们国家的宝贵财富,他们的经验、他们的情怀、他们的奋斗,我们力所能及,要让他们取得的成果充分用起来,能够为国家做更大的贡献,这样才能够持续发展,而且一定要从多方面加快应用和成果推广,这对我们国家很重要。这是一个大事,是关系到整个中华民族的生存繁衍,也关系到全地球,所以非常感谢被邀参会。也借这个机会,对科学院有机所和各位老领导长期对我们川大高分子的支持表示感谢!

熊成东:刚才王院士已经总结了,我就说一点,这个项目下一步怎么样推广,怎么样落地?这些年来,刘老师在科学问题和技术问题上面已经做了非常好的探讨,荒漠化治理领域虽然很复杂,但是我们现在已经对此有了较全面的认识与思考。但怎么去推广,涉及到作为一个企业需要考虑的一些实际问题。我们成都有机公司是一个企业,要生存,靠国家一点科研经费或者企业的科研经费支持。之前和刘老师也反复探讨这个问题,做这个事情的资金来源在哪里?最主要的问题是最终落地,我们的产品卖给谁?我们的客户是谁?可能将来最大的客户就是政府,因为土地不是私有化的,是政府的,我们怎么样能让政府作为我们的客户?否则,没有市场化运行,没有客户,企业生产出来以后卖给谁?如果最大的客户是政府,刘老师就一定要加强宣传力度。在座的都是院士、专家、领导,下一步能不能进一步加大宣传,整个国内宣传,整个地球宣传,最好宣传到习总书记那里去。政府买单,产业链就来了,施工队就来了,要找生产厂家,生产厂家在哪里,就找到我们了。将来推广起来一定是这样。一个是要扩大宣传,怎么样推广。另一方面,还是从企业角度,怎样把这个东西,在暂时推广力度还不够的情况下,看看有没有其它的途径。过去不明白,现在知道了,土地的荒漠化,原因一是水土流失,二是化肥过度使用,那我们把成本降低,将来能不能卖给农民,延伸到农田治理上?比如,这块沙地种不出来粮食,使用了我们的材料后,明年一定有收成。将来还可再细分出更多的东西,反正围绕整个土地的改造,这是一个非常有意义的整个生态工程。我就补充这一点。

刘刚君:非常高兴参加今天老科协的学术沙龙,首先代表分院感谢刘白玲教授的精彩报告,今天也是第一次系统的听您的报告,之前听说过您的工作,但是没有系统听。听刘教授的报告真正感受到老科技工作者不仅有丰富的学术积累,更重要的是体现了我们老科技工作者的科学精神,包括科学态度和严谨求真的科学方法。另外,刘老师也说不仅仅是这个项目,而是科学研究越来越需要学科交叉和系统的研究架构,所以也就更体现了我们学术沙龙这种平台的重要性。通过学术沙龙多学科的思想碰撞,更多发挥我们老科技工作者献计献策的作用,为下一步各项工作的开展提供很好的建议。我也希望我们分院老科协今后继续发挥好这个平台作用,围绕现在特别是整个长江上游生态屏障建设,包括下一步成渝双城经济圈的建设,总书记对成渝双城经济圈提出了“两中心、两地”的要求。

最后我代表分院表态,我们会继续支持老科协的工作,包括今天专家提出的很好的意见,下一步我们也会协调有机公司包括分院系统加大科技成果的宣传。感谢我们各位专家、各位老同志大家长期以来的支持,也祝大家身体健康,一切顺利。

翟占一:非常感谢刘教授非常专业、非常系统、非常精彩的报告,也非常感谢王院士和各位专家的真知灼见。同时也借此机会,感谢我们科分院刘书记和中国科学院老科协长期以来对我们四川省老科协工作的支持。收到邀请我感到很兴奋,因为我既是荒漠化的受害者,也是治理荒漠化的建设者。我19岁当兵就在内蒙的阿拉善,沙漠的边缘,贺兰山下。和俄罗斯关系恶化以后,我们部队就在那儿驻扎,修营房。那个地方是干旱半干旱、沙漠半沙漠地区,当时修地窝子,一半在地上,一半在地下,防风防沙。那个时候天上无飞鸟,地上不长草,给我们的训练带来了很大的困扰。我们的训练一个是在贺兰山,另外就是在甘肃、宁夏,在那些地方搞荒漠化环境中的军事演习和做战斗力的提升。那个时候的环境对训练的影响很大,风一吹,瞄准的精确性就受影响。有时候遇到一晚上刮大风,门都推不开,床上都是沙,满脸都是尘土。所以建设者当时去了,一个是打井,另一个栽树,种植沙生植物,慢慢的把大漠军营变成了绿色军营。我们还种菜,还能够自给自足。我们在甘肃、宁夏演习的时候,也参与了当时包兰铁路建设,用废弃的稻草和麦草搞成四方块栽下去来固沙。今天听了很受教育,回想起激情燃烧的岁月,19岁到30岁,当了11年兵,85年百万大裁军才回来。这是一个感受。

我有两个建议,第一个建议,现在沙漠也成了旅游非常热的景点,包括宁夏的沙坡头,包括青海、甘肃、内蒙都有,我觉得还是要做好开发与保护工作,防止二次污染,我觉得我们研究还可以延伸。第二个建议,要高度重视荒漠化地区贫困人口的致贫和返贫问题,包括我们四川阿坝、甘孜、凉山,我在凉山工作六年,那里既是我们长江上游重要的生态屏障,同时这些地方包括凉山,土地少,草原少,因为老百姓过度的土地开发,过度砍伐,造成水土流失,也是他们致贫的原因,一方水土养不起一方人,包括美姑、金阳,县城都在山顶上,谁家的篮球掉到山下了,要背上干粮走两天路才能找得回来。不是开玩笑,对面人看得见,但是要说话要见面还要走上一天。现在我们是小康了,体制内的优势,社会主义的优势,数字扶贫是没有问题的,但是还有返贫的问题,所以我们研究成果怎么转化,也希望高度重视。谢谢大家,我就说这些。

刘建纪:过去化学所的学科方向我基本上是知道的,基本上做高分子化学,搞催化,搞材料等等,但没有想到荒漠化治理还有化学所的领域。今天听了报告,确实使我耳目一新。但是,就像翟主席和其他专家讲的,这个荒漠化也好,沙漠治理也好,都是大面积,要把我们的成果运用到实际当中,如何大规模推广应用,是我们要研究的。刚才听了刘教授的报告,实用性没有问题了,经济性,刚才各位领导和有关专家都提出了,所以科学研究还应该在这些方面深入。如果说在大面积治理上,就更应该运用我们现在的大数据,我们的北斗卫星,我们的无人机。还有后来带来的影响问题,农药发明是现代文明的体现,但是现在我们去看,农药对我们带来的危害很大,我们的高分子固化材料去治理沙漠荒漠化,后来的影响是怎么样的,我觉得应该更进一步研究。

何远光:感谢刘白玲教授给我们做了精彩的报告。有三点我感受很深,第一是了解了我国化学治沙的情况,我非常同意刘建纪书记说的,说实话,以前根本不知道有化学治沙的事儿,只知道用什么草来治沙,真不知道有化学方法。第二,这次报告也给了我们战胜荒漠化的信心,这非常重要。第三,这个报告也是一次落实习近平主席建设生态文明体系的一次教育,是一次爱祖国爱家园的教育,有志的科研人员要实现我们民族振兴的中国梦,我们必须奋战在不同的战线并做出我们的努力。

最后,我要感谢王琪院士,川大、交大、四川草原科学院的同志们,方方面面的领导和教授来参加我们的会议,为我们的工作提出了很多宝贵的意见和建议。

刘白玲:感谢大家对我们研究工作的建议和提出的一些问题。这个研究的确很辛苦,但从获得的结果来看,我们是很高兴的,因为值得去做。现在我用几分钟回答大家共同关心的两件事情。

第一是成本问题。大家提得很对,成本不能高了。这里面有一个误区,就是认为荒漠化治理就是要把现有的沙漠都给治理了,这是错误的,也是不现实的。沙漠是地球生态系统不可分割的一部分,有其存在的自身价值。我们要治理的,应该是正在逐渐退化而趋向荒漠化的土地,比如,退化草地,水土流失的土壤,地下水位比较高的沙地等。这样,治理的面积可大大缩小,而治理成功的可能性也比较大,生态修复的成本就会比较低。

怎么降低治理成本呢?我们现在采取的措施,从大的层面,是“形成生态产业链,减少中间环节”;从材料学研究的层面,是充分利用我国产能过剩的原材料。双管齐下,降低材料成本。我们同时也在研究就地取材与高分子材料结合固沙的问题,也可以降低治理费用。

第二是关于二次污染的问题。我们在进行材料研究的时候有三个原则,第一是科学性,第二是生物安全性,第三是成本。所以我们的固沙材料没有二次污染。大家看,我们做了那么多的野外示范,植物生长那么好,土壤有机质与微生物含量都在增加,已经说明了这个问题。而且,基于对生态修复原理的认识,我们采取的只是表面固沙,施用材料不多。活跃的土壤微生物是有自己净化能力的,可以慢慢将高分子材料分解掉。有人说高分子材料有污染,这里有误区。高分子材料的污染,一是来自单体反应不完全,二是加工过程中添加了塑化剂等小分子助剂,这在我们提供的乳液中是不存在。

大家说得对,因为毕竟关系到粮食的安全性,所以还应该对材料施用后的生物效应做深入的机理研究,要拿出严谨的科学证据。我们也一直是这样期望的,但仅靠有机所的力量不行,我们需要和山地所、生物所,以及其它相关的科研院所合作,大家一起来做才行。

周院长问及的种草与灭鼠问题,朱波老师提到的石漠化治理问题,都是大课题,咱们会后深入交流,合作共进。补充这么几句,谢谢大家。

我要把特别的感谢给我的研究团队,给我亲爱的学生和伙伴们,他们是:孟旭、龚伟、罗荣、陈华林、臧运晓、谢浩、徐前、黄衡恢、杜泽川等,感谢他们在艰苦环境下坚持不懈的努力和一丝不苟的科学态度,以及对我一如既往的支持;我还要把特别的感谢给成都分院的几位老领导,他们是王学定书记、关晓岗副院长、张一红处长。感谢他们对荒漠化治理这个特殊研究领域的深刻认识与关注,是他们的帮助和在院内、院外的引荐,才使我们建立了与该课题研究相适应的合作体系,让我们的工作有了突破和大的进展。

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