问题——荒漠化地区“留不住水、扎不下根”,制约生态修复和产业发展;我国部分沙区土体颗粒分散、黏结力弱,遇水易松散、失水快,作物根系难以形成稳定支撑,导致植被恢复周期长、后期管护成本高。长期以来,草方格、工程固沙及部分化学固结手段一定程度上缓解了流沙危害,但仍存在耐久性不足、适应性不强、易引发局部次生问题等情况,亟需更系统、更可持续的土壤改良路径。 原因——关键矛盾在于沙粒结构缺少稳定“约束”,自然团聚体难以形成。研究团队对比不同土样的力学行为发现,荒漠沙土颗粒间有效黏结弱、孔隙更疏松,水分渗透更快,水肥难以滞留,在风蚀扰动下颗粒迁移也更明显。由于该结构性短板,仅靠外部覆盖或短期固结往往难以打破“松散—失水—再松散”的循环。团队因此将工程力学中的“颗粒约束”思路引入土壤改良:不是简单把沙土“硬化”,而是构建可协同的团聚结构,以提升土体稳定性和生态适配性。 影响——从实验室到沙区应用验证,显示出节水与增产的综合效益。团队提出以植物来源材料为基础的团聚改良方案,通过纤维素等成分增强颗粒间的结合与缠结作用,使沙粒形成相对稳定的团粒结构,从而提升保水保肥能力,改善根系生长环境。试验中,研究人员对渗透与保水等指标进行了多轮测试,部分样地保水能力有所提升。在内蒙古等地早期示范中,团队也遇到风蚀带来的数据波动:强风条件下颗粒迁移加剧,暴露出仅靠材料改良难以应对动态环境。随后配套风障等工程措施后,系统稳定性得到增强。这种“材料—工程—生态”一体化思路,为沙区从“控沙”走向“改土增绿”提供了可复制的经验。 对策——以多学科协同推动技术迭代,用标准化与场景化提升推广质量。业内人士指出,荒漠化治理技术落地,关键在于把“可行”变成“好用、耐用”。一是加强跨学科联合攻关,将土壤物理、微生物过程、植被配置与工程防护纳入同一设计框架,减少模型与现场脱节;二是面向不同沙质、风场与水资源条件,建立材料配比、施工工艺、管护模式的参数化体系,提升适配性与可评估性;三是完善第三方监测评估,围绕保水、抗风蚀、盐分迁移、作物表现及生态效应开展长期跟踪,形成可对比的数据链;四是推动成果转化与产业协同,优先使用易获取的植物来源原料,减少对高成本化学品的依赖,带动地方产业参与和群众增收。 前景——从治沙到拓展农牧业空间,技术有望在“节水型绿洲”建设中发挥更大作用。随着我国“三北”工程等重大生态工程持续推进,治沙正从单一固沙向“生态修复+产业导入”升级。若颗粒约束型土壤改良技术在更大范围内通过长期验证,并形成成熟的施工与评价标准,有望在沙区经济作物种植、饲草基地建设,以及防沙治沙与乡村振兴衔接各上释放综合效益。同时业内也提醒,任何土壤改良措施都应坚持生态优先、风险可控,避免“一招通吃”的简单推广,应因地制宜、分区施策,确保生态安全与资源承载能力相匹配。
荒漠化治理是一场需要耐心和系统方法的长期工作;把实验室的基础研究与风沙一线的真实需求对接,把工程思维与生态规律统筹起来,才能让“治得住”更走向“稳得久、用得好”。颗粒约束技术的探索表明——面向国家重大战略需求——跨学科创新与成果落地同样关键;以可持续方式把沙地变成可恢复、可利用的资源,不仅是生态文明建设的重要内容,也为边疆与沙区高质量发展拓展了空间。