沿着定武高速（G2012）一齐向东插死他综合网，当说念路与包兰铁途径平行时，只需再前行几公里，便能远眺望见黄河沿着群山的北面，在沙山下转了个大弯，向东奔流。铁途径两侧的沙漠被条状的绿色长廊休止，像被两条结子的臂膀牢牢保护着。
包兰铁路是我国发展国民经济的第一个五年权术修建的一级铁路主线，亦然中国第一条穿越沙漠的铁路，成为贯穿包头与兰州两大工业城市的大动脉。铁路6次穿越腾格里沙漠，延长线达40多公里，其中宁夏回族自治区中卫市沙坡头区西部的一段沙丘改换最大，尤其是沙坡头地段，全是魁伟的月牙形格状沙丘。“浮沙没胫，东说念主马惮行”是其时沙区交通的确实写真。要在这里修筑铁路，十分艰难。
若何才能使铁路两侧的流沙固定，让走漏不受风蚀和沙埋，列车运行通顺无阻？如何选拔稳健的沙生植物？奈何灵验防治沙害？附庸于中国科学院西北生态环境资源斟酌院（以下简称西北斟酌院）的宁夏沙坡头沙漠生态系统国度荒原科学不雅测斟酌站（以下简称沙坡头站），即是为了贬责这些问题于1955年建立起来的。一代又一代的沙漠科学家在这里耕种，在贬责好多沙漠科学基础问题的同期，为全球干旱区生态环境建设提供“中国决策”，写就了特有的治沙故事。
列车通过沙坡头草方格沙障路段。西北斟酌院供图
1 开路前锋，沙海扎根
1952年，我国已经运行贪图建设一条贯穿包头与兰州的铁路，并权术将其延长至新疆，以鼓励西北地区经济社会发展。为此，铁说念部勘探联想院与中国科学院地舆斟酌所（中国科学院地舆科学与资源斟酌所前身之一）协作，对包兰铁路沿线进行久了覆按，发现黄河北岸的途径自然能躲避严重地质灾害，带来显赫的经济效益，但穿越流沙是一个渊博的难题。
“沙坡头地区沙丘改换，积沙极重，沙害往往发生且强度大、标的多变，对铁路威迫极大。”沙坡头站站长张志山说起那时的自然环境时暗示，用当地东说念主的话说即是“一年一场风，从春刮到冬”，据一些老东说念主回忆，曾有大风将毛驴刮到了黄河里，风的威力十分大。
彼时，在远处的沈阳，中国科学院林业泥土斟酌所（中国科学院沈阳应用生态斟酌所前身，以下简称林土所）党委秘书兼长处朱济凡收到一份铁说念部、林业部和中国科学院长入下发的文献，指定该所参与包兰铁路防沙治害斟酌职业。
经过一系列营救和准备，一支涵盖地舆、泥土、植物、林业等领域、包括12位民众的防沙治沙斟酌军队组建起来了。他们先乘飞机抵达兰州，然后换乘卡车赶赴中卫，终末骑骆驼赶赴沙坡头。
斟酌团队驻地童家园子村紧邻黄河，被沙山三面环绕，环境格外绝交。这里赶赴外界的惟一交通器具是羊皮筏子。每次从沙漠覆按追溯，他们都只可坐在沙地上，算作并用，像坐雪橇雷同顺着斜坡滑下来。
1955年，铁说念科学斟酌院、铁说念部西北联想分院（1956年更名为铁说念部第一勘探联想院）和林土所操办斟酌团队合并，共同组建了铁路防沙斟酌职业站（沙坡头站前身）。
建站当晚，扫数成员皆聚一堂，张开了一场强烈的参谋。人人一致以为应当连接力量，先斟酌铁路两侧植物固沙的可行性。但是，要收场这一目标，必须贬责几个要津问题：一是如安在风沙残酷的环境中，确保植物奏效扎根滋长；二是如何确保沙漠本地的植物获取弥散的水分；三是如何找到合适的固沙植物，并笃定稳健的苗木规格和栽植密度；四是如何判断沙地得到灵验固定。
带着这些问题，林土所时任副长处刘慎谔和沙坡头站首任站长李鸣冈组织东说念主员，赶赴黄河两岸进行实地覆按，探访自然植被并收集种子和苗木。
经过坚苦覆按，团队成员意外发现两处繁茂的油蒿群落和柠条群落。油蒿是一种半灌木，柠条则是灌木。刘慎谔久了分析后指出：“在固沙方面，蒿子只可起到支持作用，必须与灌木搭配栽种才能取得更好的后果。”
在熟谙区，团队成员将不同的固沙植物搭配栽种。为了保护这些植物免受风沙侵害，他们决定竖立沙障。领先的念念法是平铺鹅卵石，但这种方法不仅费工费料，何况材料难以获取。接头到沙坡头区麦草资源丰富，他们改用麦草作为沙障材料。先在沙丘上撒下植物种子，然后笼罩一层麦草，终末压上沙土，这么熟谙区的固沙植物栽种就完成了。
2 收拢麦草，汽笛声起
天有只怕风浪。1957年春夏，沙坡头遭逢了前所未有的炎热、干旱和大风。炙热的沙子名义温度飙升到74摄氏度，暴风以每秒19米的速率侵袭。全年降水量仅有88毫米。
恶劣的环境下，沙坡头站又遭逢了一场荒凉的黑风暴。风暴如猛兽般扑面而来，十一二级的暴风裹带着沙粒，桌子一会儿被厚厚的沙子笼罩，黄河畔碗口粗的树木竟也纷纷撅断。
风暴事后，队员们怀着千里重的感情上沙丘搜检。只见全铺式沙障已被暴风吹得凌乱不胜，用功栽种一年多的树木和草本植物早已不见踪迹。这无疑是一个千里重的打击，扫数东说念主都对收场无灌溉条款下的植物固沙目标产生了深深的怀疑。
紧接着荒凉热浪席卷熟谙区。一日早晨，一位科研东说念主员因急事穿拖鞋上沙丘。太阳起飞，沙面炙热如火。中午时，他难熬难忍，急挖沙坑避热，边挖边跳着走。最终，他跳着复返驻地，共事们见状大笑，戏称他为“沙漠跳鼠”。
科研东说念主员一面笑，一面测量评估热浪严重性。他们诧异地发现，大地温度达到创记载的74摄氏度。这么的高温下，植物难以糊口。中午吃饭时，欢声笑语没了，人人都在接头奈何冲破这个难关。
中国科学院黄河中拍浮土保捏概述覆按队的到来为他们带来了转机。覆按队领队讲演念明和随队民众苏联土库曼科学院院士彼得罗夫不雅察熟谙沙障损毁情况后，建议了改进建议。
讲演念明不雅察发现，全铺的麦草沙障如果压沙薄了易遭风毁，厚了雨水不易下渗、不利幼芽滋长；带状沙障只可挡住垂直标的的风，不适合沙坡头复杂的风向。
彼得罗夫推选了一种在苏联沙漠治理中取得显赫成效的半暗藏式草方格沙障模式。沙坡头站的科研东说念主员受此启发，将现存的麦草铺成符合厚度的方格，用铁锹将麦草踩压到沙里，涌现地表的部分像一把梳子，能够收缩风势，让沙子千里下来，达到“寸草遮丈风”的后果。
这种麦草方格沙障不仅不易被风吹毁，何况能灵验地固定沙丘。“经过不断地熟谙和改进，咱们以为沙坡头的自然条款和苏联不同，半暗藏式格状沙障什么规格合适，还要多试试。”李鸣冈说，随后，团队系统斟酌了不同材料、款式、尺寸机械沙障的固沙后果。
1958年，沙坡头迎来了少有的丰水年。雨季提前驾临，年降水量304毫米，是上一年的3倍多。雨水洒在干渴的沙丘上，使死寂的沙丘重焕祈望。团队栽种在草方格中的固沙植物滋长蓬勃，为沙坡头生态成立奠定了坚实基础。队员们总结出一条固沙训戒：需要将灌木、半灌木搭配栽种。
同庚，团队权术修建驻防带。在整条驻防带中，乔、灌、草3教训物交互混种，选定十几种沙区滋长植物组合搭配，把沙子固定在地表，形成灵验的生态障蔽。
此时，铁路也已修到沙坡头。从中卫滚滚络续运来的麦草，在熟谙站堆成一座座小山包。
时任沙坡头站秘书王康富说：“治沙工程建设最终照旧要依靠当地农民。咱们创造了草方格，农民用20分钟就能学会施工方法。”通过人人的共同勤苦，一幅精采的植被画卷在沙漠上徐徐张开。
1958年八一建军节，包兰铁路证实通车，第一辆列车驶进沙坡头，拉响了长长的汽笛。这不仅是对铁路建设者问候，亦然对那些在沙漠中寡言奉献的科研东说念主员和全球的赞叹。
3 以固为主，固阻蛊卦
20世纪60年代初，沙坡头站科研东说念主员进行荒原测量。西北斟酌院供图
1958年底，中国科学院治沙队成立，沙坡头站划归治沙队经管。科研东说念主员创造性地行使不同尺寸的草方格巩固沙面，并在此基础上教训固沙植物，不仅为铁路安全运营提供了保险，也为沙漠治理开辟了新旅途。
1962年，跟着治沙队改建为中国科学院地舆斟酌所沙漠斟酌室，熟谙条款不断优化和完善，科学家们对草方格的风沙流蚀积旨趣进行了久了探索，发现1米见方的草方格固沙后果最显赫。张志山说：“经过风吹改造，这一规格的草方格能够自然形成光滑的凹曲面，款式宛如浅底锅，灵验遏抑了风沙的流动和侵蚀。规格过大则方格中心掏蚀过深，不利于固沙植物滋长存活；规格过小则无法形成灵验凹曲面，易被强风糟蹋。”
科研东说念主员由此证实创建了适合当地环境的半暗藏式草方格沙障，作为1964年联想决策翻新时的圭表期间决策。这不仅提高了固沙后果，何况为后续的沙漠治理奠定了坚实基础。
但是，科学家昭彰，麦（稻）草容易退让，因此草方格只可作为支持、过渡性机械固沙措施。“其时老一辈科学家就意志到植物固沙才是主要的、永恒的和有人命力的沙障。只消通过科学合理的植物教训和养护，才能着实收场沙漠的可捏续治理和生态环境的改善。”张志山说。
在长达8年的固沙植物熟谙中，刘慎谔最深的体会是“要久了斟酌植被，首先要领路植被与环境条款之间的奥密关系”。他们恰是通过不懈的熟谙与筛选，才发现村生泊长的油蒿，大灌木花棒、柠条，以及引种的两种沙拐枣是优质的固沙植物种类。
植物种类明确了，沙障问题愈加突显。科研东说念主员发现，原有的沙障联想存在好多不及之处，比如驻防带过于广宽、施工量过大，防地结构配置过于松散从而难以形成完好的驻防体系，极易被风沙掩埋。
他们相识到，只消将阻沙与固沙措施相蛊卦，才能收场沙漠治理的目标。于是，在驻防带的最前沿，斟酌东说念主员竖立起一米高的用柴草编织的既能透过气流，又能拘押风中沙粒的疏透型阻沙栅栏，用以禁止流沙。这些栅栏的孔隙经过全心联想行动在30%驾驭，能够禁止90%的沙量，使其在栅栏外堆积成沙堤，灵验造反流沙对固沙带的侵袭、遏抑沙丘出动。他们还在沙堤上教训植物，进一步巩固沙面。
承袭阻固蛊卦的措施，所有这个词固沙体系成效显赫。字据1958年的实测数据，沙坡头地区常见1米~5米高度沙丘年出动距离为2米~4米，推算100年内沙丘出动值不会卓越400米。为确保铁路安全，北侧（优势向）联想驻防带宽度为500米、南侧为200米。这一优化联想在灵验保险铁路行车安全的前提下，显赫减少了工程量和造价。
值得一提的是，领先的沙障工程措檀越要用于巩固流沙床面，为植物的着生提供稳健的生境，待植物滋长到足以固沙的进度后这些措施便不再必要。植物通过不断更新与养殖，冉冉将流沙固定，进而形成有人命的沙障。这也曾过不仅收场了沙害的治理，更在荒凉上孕育出春深似海。
中国沙漠科学斟酌是从流沙固定滥觞的，连带着包兰铁路穿行腾格里沙漠沿线的防沙治沙任务。是以说流沙治理是中国沙漠科学斟酌的起初，沙坡头则是中国沙漠科学的奠基地。
东说念主工扎麦草方格。李子锋/摄
4 再行建站，还原生境
1978年，沙坡头站升格为中国科学院级科学斟酌站，职业不再限于防治铁路沙害，彭胀至沙漠科学斟酌的泛泛领域，包括干旱沙漠地区生态经过斟酌、受损生态系统的还原与重建，以及践诺风沙地貌与沙漠环境的基础表面斟酌。王康富和赵兴梁接踵担任站长，指导共事重整沙坡头站，再行确立其作为科学斟酌站的标的。
1981年，沙害再次残酷熟谙区，掩埋了铁路两侧300米的区域，使灌溉造林带里的东说念主工植被速即退化。科研东说念主员不得不重新运行，重建阻沙栅栏，再行测量沙中水分含量。
“老科学家们发现，灌溉浇水一方面形成无数的资源浪费，另一方面如果灌溉水分不及，容易使乔木冉冉枯萎、沙层越发干燥。植物根系就像一台渊博的抽水机，将沙层深层水分抽干后，植物最终只可寡言故去。”西北斟酌院生态与农业斟酌室主任李新荣说。
铁路林场其时承袭了灌溉造林的方法，无数教训乔木。但是，乔木耗水量大，不但不可普及沙层水分，反而会速即耗干沙层水分，最终沙层水分以致不如露出沙丘的沙层含水量多。在干旱的年份，这种情况尤为凸起。由于水分不及，植物的滋长受到严重影响，最终可能赔本。要念念改善这一现象，改种旱生灌木，并依赖自然降水润泽，八成是一个忠良和灵验的选拔。
与此同期，在探究为何东说念主工植被会结巴雨水下渗而引起沙面径流时，斟酌东说念主员不雅察到一个特有的征象——荒凉结皮。1984年秋，沙坡头站开展了一次大边界探访，实测东说念主工植被区的结皮层厚度。统计数据自大，植被生万古候越长的处所，结皮层厚度越大。通过显微镜不雅察，斟酌东说念主员发现，这其实是微生物作用，将散沙紧密地蛊卦在所有这个词。
更令东说念主惊叹的是，在沙质土中居然发现了地球上最早的绿色植物——蓝藻。只需滴上几滴水，蓝藻玄色的外在就会冉冉变绿。淌若遇到降雨，整片荒凉会被一层茸茸的绿毯笼罩。随后，沙变成土质沙，再变成沙质土，腐殖质冉冉增厚，自然植被上的藜科、禾本科植物不断光顾东说念主工植被区。多样小动物也不断在此安家，种类达30多种。
“泥土生境的还原才是干旱沙区生态还原的根底。”李新荣说。
5 水量均衡，因地制宜
中国朔方沙区面积约170万每每公里，横跨顶点干旱、干旱、半干旱和半湿润繁盛带，年降水量不及400毫米，而新疆塔里木盆地东南部年降水量以致不及25毫米。这片地皮自然环境严酷，是生态环境最为脆弱的区域之一，极易受到繁盛变化和东说念主类举止的冲击。这片沙区濒临诸多挑战。
李新荣说：“沙坡头毗邻黄河，但是其他地区莫得这么的优势。在干旱区和顶点干旱区，有些东说念主工植被在20年后出现大面积退化以致赔本，当地的地下水资源被严重挥霍，导致水量失衡，风沙危害依然严重。这背后，是对沙区生态水花枝招展程斟酌的滞后。”
麻豆 女同水分是沙区植被还原和滋长，以及生态重建中最为要津的截止身分。不同沙区的水量均衡是不雷同的，波及降水入渗、泥土水动态、植物蒸腾、泥土挥发等多个圭表的水量调度。
为了看护植被-泥土系统的可捏续性和巩固性，科学的水资源经管显得尤为蹙迫。但是，不同沙区的植物种类繁密、鉴别呈斑块状、地表露出，这些都给沙漠科学斟酌带来了极大的挑战。
2019年，沙坡头站建成了“中国朔方沙区水量均衡自动模拟监测系统——沙坡头Lysimeter群”。这是现在我国边界最大的水量均衡自动模拟监测系统，如并吞对尖锐的眼睛，紧盯着沙区的每一处眇小变化。
“沙坡头Lysimeter群以36台大型称重式蒸渗仪为中枢，配备了一系列先进的监测开垦，能够模拟降水和地下水，精准监测降水入渗、地下水补给、泥土水动态、蒸泄气、植物滋长等经过。”张志山说，“这个系统的建成，意味着熟谙站能通过万古候不雅测，选拔更得当不同沙区的植物种类，助力生态环境重建。”
6 沙漠科研，走向寰宇
时光流逝，70年急忙而过。
在这片沙漠之中，中国科学院和操办单元的一代代科学祖传承极力于，倾注无数心血，反复熟谙斟酌。他们不断摸索，建议“以固为主、固阻蛊卦”的沙漠铁路驻防体系建设表面与模式，引导和保护包兰铁路在风沙残酷中通顺60余年。
在长久的沙漠科研职业中，治沙东说念主铸就了“不为名利、隐忍零丁、敢于创新、宽宏失败、勇战沙魔”的“沙坡头精神”。
从沙化地皮治理，到植被重建，再到生态还原，治沙东说念主的职业捏续更新，在防治沙害、还原生态环境重建方面，不断探索，创举了我国乃至寰宇沙化地皮治理的先河，为寰宇环保行状作出了超卓孝顺。
现如今，沙坡头站的新一代科学家，基于前几代科学家对荒凉结皮的久了斟酌，奏效研发出了东说念主工生物泥土结皮的固沙期间，这一创新期间将正本需要3年才能还原的结皮，大幅裁减至一年。这彰显了他们在生态环境保护上的决心和不懈追求。
如今的沙坡头。李子锋/摄
（原载于《中国科学报》 2024-05-31 第4版 专题）
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