漫漫沙漠 綠色工程

文/朱永杰

沙漠綠化是人為開墾沙漠及其周邊交錯區(qū)的過程，也是近年來在中東出現(xiàn)的一個熱詞。沙漠綠化，特指人們出于生態(tài)（生物多樣性）、農(nóng)業(yè)耕作和牧業(yè)與林業(yè)經(jīng)營的目的，通過工程措施開墾沙漠土地資源。

在干旱和半干旱區(qū)域，水資源的科學(xué)分配和使用具有特別重要的意義。根據(jù)管理和使用水資源的方式，沙漠綠化工程也分為傳統(tǒng)與可持續(xù)兩種。前一種是為了獲得糧食和蔬菜供應(yīng)、城市建設(shè)和政治目的，人們或開鑿運(yùn)河，或打深水井，獲得額外的水資源，實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。

20世紀(jì)后期，北非一些國家出于政治宣傳目的，在綠洲開鑿深井，提取地下水，發(fā)展農(nóng)業(yè)的做法曾經(jīng)受到國際社會的廣泛關(guān)注，并為此而感到憂慮。因?yàn)榈叵滤蔷G洲的生命源泉，打深水井，用于農(nóng)業(yè)經(jīng)營活動，在獲得一定農(nóng)作物的同時，也相當(dāng)于將深藏的地下水放到太陽照耀的酷熱沙地上蒸發(fā)掉，提水強(qiáng)度增大的時候，會嚴(yán)重影響綠洲的地下水水位，長此以往會導(dǎo)致綠洲消失。

建立在可持續(xù)發(fā)展理念上的沙漠綠化工程則不同，它不影響沙區(qū)原來的水資源分布狀況，采取現(xiàn)代節(jié)水技術(shù)和系統(tǒng)性管理手段，提高沙區(qū)生態(tài)承載力，在盡可能減少對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響的前提下，獲得農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益?？沙掷m(xù)性沙漠綠化工程具有緩解水、能源和糧食危機(jī)的潛力。而不考慮水資源供給條件，在干旱和半干旱的沙區(qū)，片面強(qiáng)調(diào)農(nóng)牧業(yè)GDP的做法往往造成環(huán)境破壞。

干旱和半干旱區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展是地理、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。目前在技術(shù)上將太陽能、海水淡化、節(jié)水農(nóng)業(yè)和設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié)合在一起的生態(tài)技術(shù)整合系統(tǒng)，已經(jīng)開始在中東地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這個系統(tǒng)當(dāng)前的問題是成本較高。這樣的系統(tǒng)實(shí)際上就是在沙區(qū)荒漠化治理的過程中采用跨界的思路，用沿海海水淡化的思路，發(fā)展節(jié)水型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，只是結(jié)合沙區(qū)的實(shí)際，增加了水循環(huán)利用的技術(shù)。

2007年，聯(lián)合國在“有機(jī)農(nóng)業(yè)和糧食安全”報告中指出，在不擴(kuò)大土地使用和減少環(huán)境影響的情況下，利用有機(jī)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)可以作為實(shí)現(xiàn)全球糧食安全的途徑。可持續(xù)農(nóng)業(yè)講求種什么、在哪里種以及如何種等問題的科學(xué)合理解決。

在干旱和半干旱區(qū)域，采用多樣化種植方式，用特色和優(yōu)質(zhì)作物經(jīng)營活動獲得超值特色農(nóng)產(chǎn)品的增值作用更加有效；在近水的濕潤區(qū)域與高寒的干旱區(qū)域，種植的作物一定是不一樣的；在耕作方式上，輪作、留茬和土壤改良等措施是十分必要的。盡管這些知識和技術(shù)對于干旱和半干旱環(huán)境下的農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者幾乎就如同學(xué)外語中ABC等字母那樣簡單，但在實(shí)踐中，要想獲得滿意的經(jīng)濟(jì)收益并不是都能做得很好，因?yàn)檫@樣的工作環(huán)境條件艱苦，還要懂得產(chǎn)品經(jīng)營和會與當(dāng)?shù)乩习傩沾蚪坏馈?/p>

在沙區(qū)，由于干旱和氣候不穩(wěn)定，單一農(nóng)作物大面積經(jīng)營活動的風(fēng)險較大，從這一點(diǎn)來考慮，混作和輪作的可持續(xù)性效果會好一些。在干旱、半干旱的沙區(qū)，要特別注意單一作物的長期大面積種植方式帶來的風(fēng)險，在平原和水資源較豐富區(qū)域?qū)嵭械暮芏噢r(nóng)業(yè)經(jīng)營方式方法并不適宜。

沙區(qū)邊緣的綠化林帶

從目前的技術(shù)來看，固定土壤成本最低和最為有效的方法還是營造防護(hù)林帶、林地和草地。一般沙區(qū)防風(fēng)林要用耐旱喬木和灌木與草地結(jié)合構(gòu)成，用來減少土壤侵蝕和土壤失墑。

干旱、氣候變化、農(nóng)業(yè)耕作、過度放牧和砍伐森林是沙區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的根本原因。研究表明，植被在決定土壤的生物組成方面發(fā)揮著重要作用。在許多環(huán)境中，隨著植被覆蓋面積的增加，土壤侵蝕和徑流的速度呈指數(shù)式下降。讓沙區(qū)的邊緣生長耗水較少的植被，是荒漠化治理的基本措施。特別是在這些地區(qū)出于較濕潤的氣候周期的時候，加強(qiáng)這樣的綠化工作特別關(guān)鍵。

從20世紀(jì)30年代，美國實(shí)施北美大平原防護(hù)林帶工程開始，在荒漠化區(qū)域?qū)嵤┓雷o(hù)林帶建設(shè)工程就被認(rèn)為是抵抗荒漠化的重要手段之一。世界曾經(jīng)進(jìn)行過蘇聯(lián)斯大林防護(hù)林工程，中國三北防護(hù)林、沿海防護(hù)林、平原防護(hù)林等國家工程。目前，非洲的薩赫勒地區(qū)正在聯(lián)合國的領(lǐng)導(dǎo)下實(shí)施非洲綠色長城工程，這項(xiàng)工程對改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生了積極影響。

這些防護(hù)林帶建設(shè)和其他許多區(qū)域性防護(hù)林林帶建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)包括：第一是實(shí)行節(jié)水措施，第二是適地適樹，第三是實(shí)行喬灌草結(jié)合，第四是因地制宜，第五是技術(shù)與管理相結(jié)合。這些經(jīng)驗(yàn)看上去似乎不那么“高大上”，有些“老土”，但絕對是世界公認(rèn)的基本原則。

森林經(jīng)營活動不能不顧及木材生產(chǎn)這個林業(yè)經(jīng)營活動的基本目的，但在沙漠邊緣區(qū)域的森林經(jīng)營活動的產(chǎn)出結(jié)果一定是生態(tài)環(huán)境為主，木材生產(chǎn)一定是農(nóng)牧交錯區(qū)林業(yè)的輔助產(chǎn)品。在非洲薩赫勒防護(hù)林帶建設(shè)中，鎖住風(fēng)沙是首要目的，提供薪柴是輔助性目的。

聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織推薦的可持續(xù)發(fā)展方式主要有：進(jìn)行整體化管理，制定可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃；通過實(shí)行林業(yè)生態(tài)工程，提高承載力；通過技術(shù)措施減鹽，提高土壤透氣性，增加自然植被；在重點(diǎn)地區(qū)建設(shè)防洪與保水設(shè)施，發(fā)展節(jié)水型設(shè)施農(nóng)業(yè)；采用雨水收集和水循環(huán)實(shí)用技術(shù)；實(shí)行輪牧，減少土地的過度放牧；加強(qiáng)可持續(xù)農(nóng)業(yè)和牧業(yè)經(jīng)營活動的培訓(xùn)，提高經(jīng)營能力等。

帝王谷沙漠農(nóng)業(yè)經(jīng)營系統(tǒng)

美國加州的帝王谷，處于加州的帝王縣，位于南加州的東南部，是一個主要以埃爾森特羅為中心的區(qū)域。那里的溫度很高，平均年降雨量只有76毫米，環(huán)境干旱而高溫。帝王谷的土壤深厚而肥沃，是河流泛濫平原的一部分，由于河流改道，再加上降水減少，那里早已開始向荒漠轉(zhuǎn)變。

帝王谷的東邊與科羅拉多河接壤，西邊是薩爾頓海，臨圣地亞哥邊界，北邊是河邊縣的柯切拉山谷地區(qū)，它與帝王谷一起構(gòu)成卡韋拉盆地。山谷由進(jìn)行土地經(jīng)營活動的帝國土地經(jīng)營公司命名，該地區(qū)的文化融合了美國和墨西哥的文化，在這里進(jìn)行的農(nóng)業(yè)活動也可以吸引移民，依靠廉價勞動力發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

為了開發(fā)帝王谷，1928年的博爾德峽谷工程法案獲聯(lián)邦政府授權(quán)，20世紀(jì)30年代由美國土地墾務(wù)局（也被翻譯為墾殖局）和六家公司開始建造，包括全美運(yùn)河和胡佛大壩、帝國大壩等，一起并入工程，于1942年完成。這條名為全美的運(yùn)河全長130公里，將科羅拉多河的水輸送到帝王谷和周邊的9個城市。大壩和運(yùn)河由聯(lián)邦墾務(wù)局擁有，但由帝王谷灌溉區(qū)管理。

帝國大壩位于亞利桑那州尤馬東北約48公里的科羅拉多河上，它將水引入全美運(yùn)河。這條運(yùn)河在加州卡爾西科以西，向北進(jìn)入帝國山谷。這條運(yùn)河是帝國山谷的唯一水源，取代了阿拉莫運(yùn)河，成為加州南部到墨西哥邊境的唯一水源供給。美國運(yùn)河旁的5條較小的運(yùn)河把水運(yùn)進(jìn)了帝王谷。這些運(yùn)河系統(tǒng)灌溉了25萬公頃的土地，使這個地區(qū)的農(nóng)作物產(chǎn)量大大提高。

根據(jù)美國中部沙地農(nóng)業(yè)集約經(jīng)營的經(jīng)驗(yàn)，集約化的農(nóng)業(yè)經(jīng)營活動可以使用的技術(shù)包括滴灌、使用有機(jī)殘渣或動物糞便作為肥料和土壤改良措施、其他傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理措施。在現(xiàn)代集約經(jīng)營措施下的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使土壤不受風(fēng)和其他因素的侵蝕?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，植物生長提高了土壤細(xì)菌活力，并提高植物對壓力條件的抵抗力，緩解沙地荒漠化。

來自全美運(yùn)河的灌溉系統(tǒng)將科羅拉多河水經(jīng)阿拉莫河和新河，引入了薩爾頓海。歷史上，薩爾頓海曾是科羅拉多河的泄洪湖，在洪水到來的時候，這個湖就被淹沒，存放多余的河水。薩爾頓海周期性地被科羅拉多河的洪水淹沒，而一般會在科羅拉多河重新注入洪水之前就干涸了。運(yùn)河系統(tǒng)將淤泥、硒和鹽從科羅拉多河運(yùn)輸?shù)剿_爾頓海。因?yàn)闆]有通往海洋的出口，這些鹽和礦物通過蒸發(fā)濃縮，導(dǎo)致土壤中鹽度增加。

由于沙漠地區(qū)的空氣缺少水分，光照充足，使太陽能利用變成可能。在美國加州的這個帝王谷，經(jīng)過一系列的引水和集約經(jīng)營措施，呈現(xiàn)一派現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的景象，多種生物技術(shù)措施都在此地發(fā)揮作用，太陽能的利用，也讓這個區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展染上綠色，為世界樹立了沙漠窮困區(qū)變農(nóng)業(yè)富裕區(qū)的“光輝形象”，令很多中東國家艷羨不已。目前很多世界大財團(tuán)都在覬覦中東沙漠的太陽能資源，試圖學(xué)習(xí)美國帝王谷的“綠色發(fā)展”經(jīng)驗(yàn)。專家估計，撒哈拉沙漠利用太陽能的潛力是巨大的，是全球最高的，如果能夠利用撒哈拉沙漠太陽能的10%就可以提供世界上所有的電力需求。

綜合生物技術(shù)系統(tǒng)

在干旱和半干旱區(qū)域?qū)嵤┰O(shè)施工程可以利用沙區(qū)充足的太陽能資源，水、土、太陽能和電力協(xié)調(diào)使用，有利于水的循環(huán)利用。

2011年，埃及的“沙漠生活”公司在海邊建設(shè)了綜合生物技術(shù)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這個系統(tǒng)是埃及大規(guī)模沙漠開墾計劃的一部分，主要解決植樹造林和農(nóng)業(yè)問題。

綜合生物技術(shù)系統(tǒng)基于炎熱干旱沙漠環(huán)境，通過整體性技術(shù)設(shè)計的整體概念，用溫室建筑、海水淡化、太陽能技術(shù)和自然元素等集成新的系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)炎熱沙漠環(huán)境的特點(diǎn)，采用了封閉式水循環(huán)的建設(shè)理念?；驹硎抢锰柤姓丈洌尯Ｋ舭l(fā)，利用設(shè)置的裝置收集冷凝的蒸餾水。再用蒸餾水做節(jié)水型設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)營項(xiàng)目。根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)，淡化每立方米海水需要1.8度電，這些電全部來自太陽能和風(fēng)能。當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)基地核心面積為1公頃（15畝），是一個基本上自給自足的生產(chǎn)模塊。根據(jù)相關(guān)的報道，這樣一個模塊不斷繁殖，可以發(fā)展到10公頃或更大。當(dāng)前的這個試驗(yàn)基地是為熱沙漠類型環(huán)境量身訂制的，這種基于太陽能的集約型沙區(qū)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對于冷沙漠環(huán)境是否可使用，目前還不清楚。

國際上對于這項(xiàng)技術(shù)褒貶不一，有一些人把這個系統(tǒng)與著名生物圈2號作比較，認(rèn)為是其翻版。實(shí)際上在世界荒漠地區(qū)還進(jìn)行了很多其他的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如“溫室村”試圖實(shí)現(xiàn)水的一次性投入，通過建設(shè)水循環(huán)體系，達(dá)到水循環(huán)利用，減少其蒸發(fā)損失的目的。這些技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)徹底的荒漠化治理，目前還不清楚，一些技術(shù)人員堅信技術(shù)能夠改變生活，也能改變沙漠。