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发布时间:2018-12-12

原标题:沙土里加点胶就能让“沙漠变良田”,这事我该信吗?

沙土里加点胶就能让“沙漠变良田”,这事我该信吗?


重庆交通大学副校长易志坚这几天或许会感到委屈,自己在一年多前已发表在学术期刊上的研究成果,突然在知乎上又被网友挖了出来成了争议话题,让他更不能接受的是,如今自己交出的明明是佐证研究有效的正面实验结果,怎么还有网友和媒体质疑,他的研究是“水变油”的伪科学?

早在一年前,易志坚和他团队关于沙漠土壤化生态恢复技术成果就曾登上媒体版面,彼时易教授的科研成果就被媒体总结为能让“沙漠变良田”的“神奇技术”,但是现在来看,这些报道没有得到足够的传播。直到上个月5号,央视新媒体对此做了一场长达一个小时的直播,使用了更加“震惊”的标题——《厉害了!揭秘“点沙成土”黑科技》,一举引爆了这个话题。

直播中,易教授的团队在内蒙古阿拉善盟乌兰布和沙漠向央视记者现场展示了“沙漠土壤化”的技术操作和成果。这种技术的核心是一种从植物中提取的纤维黏合剂CMC,视频中,一位老师将CMC的粉末洒在沙子表面,随后用手均匀搅拌,数瓢水不断加入沙子中,老师手中的沙子已经粘结,状态发生了变化。老师一边搅拌,一边介绍说:“在实际操作过程中是机械进行搅拌,黏合剂和沙土的比例一般不会超过千分之三,而整个过程中必须有水。”最后这句话非常重要,我们后面会说到。

至于技术核心CMC是什么,百科是这样写的:

羧甲基纤维素(CMC)是纤维素醚类中产量最大的、用途最广、使用最为方便的产品,俗称为"工业味精"。CMC是一种重要的纤维素醚,是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物,易溶于冷热水。它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐蚀、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质,是一种用途广泛的天然高分子衍生物。

CMC的重要特性是形成高粘度的胶体、溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、保水、保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊等特性,且生理无害,因此在食品、医药、日化、石油、造纸、纺织、建筑等领域生产中得到广泛应用。

易教授在“沙漠土壤化”中使用的是一种改性羧甲基纤维钠。

根据易教授团队长达8年的研究,混合了CMC和水的沙土,可以变成拥有生态—力学属性、具有“万向结合约束”的土壤。而约束属性和孔隙结构,则保证了“沙变土”具有存储水分、养分和空气的功能,同时能滋生微生物。

直播镜头中,乌兰布和沙漠中4000亩的试验田上,长满了一人高的牧草,记者介绍说,已经有沙漠中的动物来到植物中安家,易志坚教授今年已经领导完成了中试基地内约4000亩沙漠的土壤化和绿化,明年还将完成一万亩的试验。

根据重庆交通大学官方网站中的领导介绍,易志坚教授长期从事力学、道路、桥梁、材料等学科的教学、科研工作,主讲本科生、研究生《弹性力学》《结构力学》《弹塑性力学》《断裂与损伤力学》等课程。发表论文80多篇,被SCI、EI收录40多篇次,享受国务院特殊津贴。于是我们现在所讨论的这项沙漠土壤化技术,也是他从力学原理出发研究的。

我们翻阅了他于2016年11月份发表的题为《沙漠“土壤化”生态恢复理论与实践》的论文,易教授在论文中这样写:

过去,人们一直没有从土壤的力学特性入手,分析土壤的生态属性。事实上,土壤力学特性与土壤的生态属性之间应该存在关系,土壤的力学特性赋予了土壤的生态属性。笔者首次发现了土壤力学特性与土壤生态属性之间的内在联系,从而使沙子“土壤化”得以实现。

对于沙子“土壤化”的力学原理与方法,他介绍说:

在沙子颗粒中加入适当黏度的水溶性物质并均匀混合后,沙子颗粒间就将形成具有“万向性”和“可恢复性”的ODI约束,此时,沙体将从离散状态转变为流变状态(像“湿土”一样)。当添加的水溶性物质中的水分蒸发后,ODI约束将转化为固结约束,沙体会转变成固体状态(像“干土”一样)。“土壤化”后的沙子具有自然土壤的力学特性,可以在流变状态和固体状态之间稳定转换,沙子一旦获得了土壤的这种力学特性,就将具有与土壤相同的生态—力学属性——自修复性和自调节性。

……

所添加的ODI约束材料为植物提取的改性植物纤维素,可以用作食品添加剂,无毒,无害,成本低,且具备大规模生产条件。

而沙土“土壤化”性质需要种植植物来验证,2009年提出基本理论之后,易志坚分别在重庆的房前屋顶、户外实验地开展种植试验,去年4月起,他和他的团队来到乌兰布和沙漠进行25亩沙漠“土壤化”生态恢复实地试验。

他贴出了几次试验的成果:

但或许是由于近年来,被冠以“神奇”的发明实在太多,巴铁不也上过央视嘛!如今,公众对于“神奇”已是望而却步。所以,虽然易教授的成果有视频佐证,但怕交智商税的网友们还是将信将疑,知乎上“如何看待易志坚教授宣布成功实现「沙漠变土壤」的治沙办法?靠谱吗?”一题已经得到100多个回答,2200多人关注,浏览量已超过100万。另一个讨论相同事件的“如何评价重庆交通大学沙漠“土壤化”生态恢复试验?”一题,浏览量也超过了10万。

总结几位有治沙学术经验的答主的答案:

1.易教授的技术并非骗术,沙子颗粒在CMC和水的混合搅拌之后,沙粒结构的确会得到改变,使沙土具备防止风蚀能力,这有利于培养植物时,植物根系的固定;

2.但易教授的技术想要大规模应用在沙漠治理中,且对其抱有能使沙漠变绿洲的期待是不现实的,原因有三。首先,就是上文提到的水的问题,在央视直播中,可以直观地看到,混合沙土时需要大量的水,这意味着,技术实施的范围是有限的,沙漠下有丰富地下水或者临近居民区,具备灌溉条件;其次,CMC的制作和成本问题。论文中,易教授并未解释CMC具体是什么,如何制造,且实验中添加CMC的成本是4500美元到6500美元一公顷,成本偏高。第三,沙漠化是自然形成的,荒漠化是人为形成的,沙漠的形成与环境、气候相关,想要改变,得改变整个生态,而这是不可能的。

3.易教授的技术没有解决治沙的核心问题。还是说水,易教授通过黏合剂改变沙土结构,最明显的效果是抵抗风力,但抵抗风力并非治沙关键,关键是水,有水,沙子本身也可以长出植物,而没水,即使沙土变成了土壤也无法长出植物。根据易教授的论文,在乌兰布和沙漠,试验地采用了雾化喷灌系统,用于沙子“土壤化”和植物灌溉的水均来自于地下水,为维持沙土中植物的生存,地下水将一直消耗,长此以往会造成地下水位下降,沙漠更加缺水。

也就是说,公众们大可放心,易教授的技术在科学原理上是成立的,但是,对于现实中的大规模沙漠治理,效果是初级和理想化的。

据《科技日报》报道,现在的易教授是非常无奈的,或许是媒体的热情让研究目的偏了道儿,翻阅他的论文,我们并未找到他有关实现“沙漠农业种植”目的的描述,在论文第一部分的引言中,他只提出了固沙和沙漠“土壤化”两个目标。对于争议,他已经不想再解释。

他曾在一月将这份研究递交给了力学治沙专家座谈会的专家们,但当专家组组长、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员、甘肃省风沙灾害防治研究工程中心主任屈建军和其他专家们给出一份持保留意见的意见书时,易志坚已经离场,留下了许多待解答的问题。

“比如,什么是万向力,大家觉得他没有解释清楚,水从哪里来这些问题他也没有介绍。”

但是,易教授表示,明年的实验还将继续。

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责任编辑:安王