在寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)黃河北岸，有一個曾經(jīng)名不見經(jīng)傳，后來卻轟動世界的地方，這就是沙坡頭。在這里誕生了人類治沙史上的奇跡，結(jié)束了長久以來“沙逼人退”的困局。而這一奇跡的創(chuàng)造則源于一種簡單到不可思議的東西——麥草方格。“麥草方格”究竟是怎樣發(fā)揮作用的呢？它到底是誰發(fā)明的？對治理沙漠來說它是否是一件攻無不克的利器？

        50多年前火車駛過包蘭鐵路沙坡頭段時，是在一片廣闊無垠的黃沙中穿行，而50多年后的今天，在鐵路兩側(cè)寬達幾公里的黃沙上，卻出現(xiàn)了一條令人欣喜的“綠帶”。這正是沙坡頭治沙工程創(chuàng)造的奇跡。

        1963年9月中旬，中國科學(xué)院部分科學(xué)技術(shù)人員來到寧夏中衛(wèi)縣召開治沙研究工作會議，討論治理騰格里沙漠和有關(guān)鐵路固沙等問題。圖為時任中國科學(xué)院副院長的竺可楨（前排左）、沙坡頭沙漠試驗站首任站長李鳴岡（前排中）、當時的科學(xué)院副秘書長謝鑫鶴（前排右）等在野外考察，他們正在觀察適宜在沙漠里生長的植物沙拐棗。

像許多在沙漠里工作過的人那樣，中衛(wèi)鐵路固沙林場的老專家黃儒信習(xí)慣用“沙龍”來稱呼自己的對手，以形容沙漠的難以約束。50多年前，他和同代人曾試圖馴服這條沙龍，它巨大無比，不可捉摸并且十分兇狠。

“森林全被摧毀，田園全被埋葬，城郭變成丘墟”，當時的中國科學(xué)院副院長竺可楨在《向沙漠進軍》一文里面對沙漠向人們嘆息著，但隨后他又保證：“沙漠是有可能治理的。”這話實現(xiàn)了嗎？

坐飛機飛過騰格里沙漠的人可能會相信這句話，如果天氣晴好，他們會在飛機下方的沙漠中驚喜地看到一條“綠帶”。而乘坐火車行駛在包蘭鐵路上的人，則可以更近地觀察這條“綠帶”了：在鐵路兩側(cè)寬達幾公里的黃沙上，綠色的植被伴隨著鐵路一起連綿延伸，仿佛一條綠飄帶。

        1958年，中國第一條沙漠鐵路包蘭鐵路，在寧夏沙坡頭地區(qū)穿越騰格里沙漠勝利通車。但鐵路的通車并不意味著最后的成功，世界曾有一些沙漠鐵路在通車以后，因為流沙侵襲，無力抗拒，最后被迫改道。為了解決這一問題，麥草方格固沙法在這里得到了廣泛應(yīng)用。在科技工作者和當?shù)厝罕姷墓餐ο拢湶莘礁窬幊傻木蘧W(wǎng)最終成功縛住了“沙龍”。

包蘭鐵路引出的治沙奇跡

從某種程度上來講，黃儒信和他的同事們的確戰(zhàn)勝了沙漠──起碼在沙坡頭是這樣的。在這個位于寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)黃河北岸，曾經(jīng)名不見經(jīng)傳的小地方，在穿過沙漠的包蘭鐵路兩邊，他們捆住了流動的沙丘，并且用幾十年的時間建起了一個綠洲來。綠洲不但保證了包蘭鐵路避免被風沙吞食，也為這個原本荒蕪的地方帶來了好運。在以前只有黃沙的地方，當?shù)厝私ㄆ鸺覉@，開設(shè)飯館兒，甚至，如果你愿意，還可以躺在四星級的假日酒店里享受桑拿。

這一切定會令前人驚訝。最起碼，曾經(jīng)在包蘭鐵路做過養(yǎng)路工的人會感到不可思議。20世紀50年代的這些熱血青年，曾經(jīng)在幾張油跡斑斑的手印小報上記錄下當時的情形：這里風力很大，且十分頻繁，一刮風就是七八天，天昏地暗，對面不見人，風起揚沙，“連我們種的花草有時一起拔走”。在這第一批向沙漠“進軍”的先行者們看來，這個如今已略顯繁華的地方，當年除了零星的幾株花棒樹以外，就只有巨大的流動沙丘了。

騰格里沙漠東南部的這片干旱沙漠，自古就被視作由內(nèi)蒙古高原通涼州地區(qū)的畏途。石英和沙粉混合而成的流沙從祁連山的殘破山脈中被風揭起，沉積成格狀沙丘和新月沙丘，然后連綴成線，再以每年8到10米的速度向前挪移，有些沙丘甚至高達50到100米。

1954年春節(jié)，在其中一個高大的沙山上，一支科研隊伍冒著零下幾十度的嚴寒，踩著快要沒膝的沙子爬到山頂，建起了一個觀察站。彼時包蘭鐵路的雛形已經(jīng)畫在了草圖上，馬上就要開工了。但當時中國最好的專家，也不知道在沙漠上面該怎么建鐵路。

鐵路原本沒想從沙坡頭通過的，因為無論從哪個角度看，在經(jīng)過騰格里沙漠附近時，黃河南岸都是更好的選擇，那里畢竟沒有沙漠和風沙。不過，初步地質(zhì)勘探結(jié)果顯示，黃河南岸的地質(zhì)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，還曾發(fā)生過強烈地震，并不符合修建鐵路的起碼要求。不死心的地質(zhì)勘探者花了很多心思，企圖使鐵路繞開沙漠。為了繞開那些令他們恐懼的沙山，有人甚至提出方案，建議在黃河上修建幾座跨河大橋，火車跨著黃河前進。不過，這個方案的代價在當時看來不大能接受，因為要多花700萬元。

工程隊最終還是走進了這片蒼黃一色、茫茫一片、鏈狀脊線縱橫交錯、迂回宛轉(zhuǎn)的不毛之地，開始考慮在沙漠上修鐵路。沙坡頭就是從這時候開始被記入歷史的。

        麥草方格在扎下4—5年后就會風蝕腐爛，需要重新補扎。生活在附近的農(nóng)民們早已掌握了這門“手藝”，每當有需要的時候，治沙部門就會組織農(nóng)民們來再次扎下麥草方格。

麥草方格誕生記

如今，沙坡頭已經(jīng)成為一條沙漠綠帶的中心，每年，為了旅游和科學(xué)考察來到這里的人絡(luò)繹不絕?！笆澜绺鞯氐挠慰汀焙汀奥?lián)合國專家”成為當?shù)匦麄鲀陨喜豢苫蛉钡囊徊糠帧Ｓ慰蛡兌嗍菫榱嘶郴蚱飨順?，而“?lián)合國專家”則是來看“麥草方格”。

麥草方格就是這片綠洲的奧秘源泉。因為年歲太久，它被沙土和植被遮擋，坐在飛機或火車上欣賞“綠帶”的人們，很容易忽略這種粗糙的防沙結(jié)構(gòu)。不過就算我們靠近了仔細研究，還是會覺得它毫不起眼，實在稱不上什么精妙的設(shè)計。當?shù)刈钇胀ǖ霓r(nóng)民都可以輕易地告訴你如何制作麥草方格。把莊稼人家里隨處可見的麥草在沙地上扎成一個方形，再用鐵鍬把麥草的大半段埋進沙里，只露出十幾厘米的頭來，就完成了一個麥草方格。但事實上，就是靠著麥草方格，靠著這些農(nóng)民們并不精妙的勞作，才成就了沙坡頭的奇跡。

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)上報刊上，流傳著種種關(guān)于麥草方格的離奇故事。其中一個在講述麥草方格的來歷時，還頗有傳奇色彩。故事說，最初人們是用平鋪式沙障即把麥草平鋪在沙丘上來防沙的，但效果很差，總是失敗。后來“工休的時候，一些不安分的年輕人用麥草在沙丘上扎著玩。有的扎‘天’字，有的扎‘地’字，有的扎的是自己單位的名字：中衛(wèi)固沙林場。幾天的大風過后，不少平鋪式沙障被風沙掩埋了，但奇怪的是：那些草墻和幾個橫豎交叉的漢字卻完好無損！”由此，人們發(fā)明了麥草方格。

曾經(jīng)在沙坡頭治沙站工作的老人邸醒民并不愿意反駁這種說法，但他只是簡單地說，蘇聯(lián)專家的經(jīng)驗是治沙成功的關(guān)鍵之一。蘇聯(lián)當時為了修建穿越卡拉庫姆沙漠的鐵路，在防沙工作上下了大工夫，當初的蘇聯(lián)沙漠研究所就是在研究鐵路防沙的過程中發(fā)展起來的。草方格沙障，很早之前就在蘇聯(lián)使用了，甚至在沙皇時期，就出現(xiàn)了雛形。只是后來它在中國的應(yīng)用，超過了它的發(fā)源地蘇聯(lián)。由于材料等問題的限制，蘇聯(lián)并沒有大規(guī)模應(yīng)用這一技術(shù)，相反，中國則為這個技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的空間。

“蘇聯(lián)人搞沙漠鐵路搞得有經(jīng)驗?！边@位退休老人強調(diào)道。在蘇聯(lián)土庫曼科學(xué)院院士彼得洛夫和另一位蘇聯(lián)專家阿阜寧的指導(dǎo)下，草方格開始在沙坡頭地區(qū)大面積推廣了。文革時，有人以批評“崇洋媚外”為理由，反對將麥草方格與蘇聯(lián)人聯(lián)系起來。但事實就是事實，不能將蘇聯(lián)人的經(jīng)驗改寫成我們自己的偉大發(fā)明。

邸醒民的話在黃儒信的著作中也得到了證實，在回憶當時的情景時，黃儒信寫道：“1957年春末，彼得洛夫來到沙坡頭介紹了中亞鐵路治沙的蘆葦草障經(jīng)驗，并指導(dǎo)工人扎下了1.5米×1.5米、2米×2米的麥草方格沙障，當時在現(xiàn)場的有中科院治沙站的研究員李鳴岡和李玉俊工程師以及第一設(shè)計院的趙性存工程師，他們與民工一起扎下了第一片麥草方格”。

        沙坡頭治沙防護體系不只是由麥草方格組成，而是一個包括卵石防火帶、灌溉造林帶、草障植物帶、前沿阻沙帶、封沙育草帶組成的“五帶一體”的治沙防護體系。它們在沙漠鐵路的兩側(cè)次第展開，一條護衛(wèi)著鐵路的綠色長廊出現(xiàn)在騰格里沙漠上。

        為了找出最有效的麥草方格模式，沙坡頭的治沙人做了大量的工作。不僅試驗了不同邊長的麥草方格，還分別嘗試過條形（圖1）、圓形（圖2）、三角形（圖3）等形狀，但最終證明還是最簡單的正方形效果最好。

 圖1

 圖2

圖3

麥草方格，最簡單的就是最有效的

        最初，彼得洛夫按照蘇聯(lián)的慣例，將麥草方格的大小定為邊長1.5米和2米。在后來的實踐中，中國專家們發(fā)現(xiàn)，由于風速和沙地質(zhì)量不同，對沙坡頭來說這樣的草方格太大了，對于固沙效果并不明顯，格子里的沙很容易被風吹走。后來經(jīng)過長期的實驗，工作人員嘗試了多種大小，最后，在靠近鐵路的關(guān)鍵地區(qū)，將草方格的標準規(guī)格確定為邊長1米。而遠離鐵路，重要性次之的地區(qū)，草方格的大小則被適當?shù)卦龃?。此外，為了適應(yīng)不同的地形，人們還分別嘗試過三角形、圓形、弓形等形狀，但最終證明還是最簡單的正方形效果最好。

這個簡單的方形結(jié)構(gòu)，卻異常管用。中衛(wèi)地區(qū)風向多變，然而無論從哪個方向吹來的風，都可以被麥草方格有效阻擋。麥草固定住了地面的沙，也擋住了外來的風，在格子中間，氣流通過時形成漩渦，使格子內(nèi)的沙面形成沙漏式的凹面，沙子不容易被風吹走，還可以在其中種上沙生植物。

中衛(wèi)當?shù)赜蟹N小麥的傳統(tǒng)，因此麥草來源有了保障，而人力則由當?shù)卣丸F道部的鐵路局發(fā)動。那個時代，正是我們國家的整體精神狀態(tài)高漲的時代。當時，中國第一臺蒸汽機車勝利組裝完成，成渝鐵路、寶成鐵路也相繼完工。而隨著《向沙漠進軍》的發(fā)表，一向冷清的西北沙漠里，一下子到處都是人。人們運用著麥草方格這種最樸素的固沙方式，開始了馴服“沙龍”的過程。這個過程并不輕松，甚至也許是艱苦的。也許，如果不是那個年代特有的堅毅品格和精神氣質(zhì)，如果不是那種建立在信念和服從之上的強大動員力，這一切都不會發(fā)生。

但不管怎么說，在斷斷續(xù)續(xù)持續(xù)了幾十年之后，它成功了。蜿蜒在騰格里沙漠中的包蘭鐵路兩側(cè)，可以輕易地看到麥草方格群，宛若一張巨大的網(wǎng)，而躁動不安的沙漠在網(wǎng)下服服帖帖──或者說，暫時停下了它的侵犯姿態(tài)。

隨著麥草方格逐漸蔓延，沙丘被部分地固定下來。隨后，在被固定住的沙丘之上，麥草方格開始為一個新的自然過程提供庇護。這個自然過程就是治沙工作者俗稱的“沙結(jié)皮”，即在沙土表層形成了類似土壤的結(jié)皮。

沙結(jié)皮的主要編結(jié)者是沙土中的微生物，它們在沙土上生長、繁殖，在其新陳代謝的過程中，遺留的殘體與分泌物引起沙土理化性質(zhì)的改變。它們分泌的一些膠狀物質(zhì)，如多膚、多糖等加上真菌、放線菌、藻類的絲狀菌絲體以及植物的根系根毛等，都會與沙土表面的沙粒粘結(jié)，形成足以穩(wěn)定地面的沙結(jié)皮。

流沙貧瘠，環(huán)境惡劣，各種生物在此都無法生存，想要生物在流沙上定居，必須設(shè)法改變環(huán)境，創(chuàng)造有利于生物生存的條件。于是麥草方格開始發(fā)揮作用，它降低了風速，阻止了流沙的移動，改善了沙土中微生物的“居住環(huán)境”，一個個小小的“格子間”就變成了微生物的“避難所”。

另外，在麥草方格扎下四五年后，麥草會在流沙中漸漸腐爛，這就給流沙中注入了豐富的有機物質(zhì)和營養(yǎng)元素。根據(jù)1957年至1985年的不完全統(tǒng)計，在沙坡頭地段共扎麥草方格1.8萬畝，用去麥草3306.2萬公斤，平均每畝沙地上就鋪設(shè)過0.18萬公斤的麥草，這樣多的有機物質(zhì)加入流沙中，改善了流沙的土壤結(jié)構(gòu)，增加了營養(yǎng)物質(zhì)，從而促進了微生物的生長繁殖。而微生物的增加，又可以加速有機物的腐爛分解，為沙生植物和藻類提供更多可利用的營養(yǎng)物質(zhì)。如此往復(fù)，形成了良性循環(huán)。

然后在這個基礎(chǔ)上，先是地衣、蕨類，然后是草本植物、灌木、半灌木開始更替。在埋下麥草方格的土地上，自然慢慢鋪展開了綠色的畫卷。

        沙坡頭治沙的成功，使麥草方格成為了世界著名的固沙方法，在后來它還被廣泛應(yīng)用于其他的地區(qū)，并且演化出了種種不同的面貌。在塔里木沙漠公路兩側(cè)，用蘆葦扎成的草方格正忠實履行著自己固沙護路的職責。

麥草方格，戰(zhàn)勝沙漠的最終武器？

今天的沙坡頭，植物種類由過去的25種旱生植物增長為現(xiàn)在的453種，植被覆蓋率由過去不足1％上升到42.4％，以前這里難得一見的野生動物，如今已有140多種。

“草方格為人類戰(zhàn)勝自然災(zāi)害，戰(zhàn)勝對人類生命安全危脅最大的危害——沙漠化提供了最有力的武器?！蔽以诰W(wǎng)上看到過許多類似的對草方格的贊揚。在某種程度上，沙坡頭和麥草方格，極大地鼓舞了人們將沙漠徹底擊敗的信念。還有一些富于幻想和雄心的人們，站在綠洲上開始討論，麥草方格是不是可以成為我們最終徹底戰(zhàn)勝沙漠的武器。但在邸醒民這位老治沙工作者看來，麥草方格，和其他許多治沙方法一樣，最終也只能算作一種工程措施，而工程措施是要考慮經(jīng)濟效益，考慮投入產(chǎn)出比的。在投入后經(jīng)濟效益比較高的地方，如工礦和鐵路周圍，才有搞麥草方格的意義。但如果硬要為了在沙漠上居住，在居住點周圍鋪設(shè)草方格，則沒什么必要。他的理由很簡單：“太費錢了?！?/span>

而華南師范大學(xué)的吳正教授對“人類是否能戰(zhàn)勝沙漠”則有如下的看法，他認為，我們治理沙漠，主要就是在沙漠邊緣和人類生活密切相關(guān)的地帶，或是像克拉瑪依油田那樣雖然處在沙漠中間但非常重要的地區(qū)。而人跡罕至的沙漠中心，本身對人類沒什么危害，我們也不必去治理。沙漠作為地球上古已有之的自然類型，在維持全球生態(tài)系統(tǒng)平衡上，它一直發(fā)揮著自己獨特的作用。我們不可能，也完全沒必要“徹底戰(zhàn)勝”沙漠。但同時吳正教授也強調(diào)，現(xiàn)在許多人覺得沙漠化形式嚴峻，非?？膳?，人類在沙漠面前很無力，對未來很悲觀，這樣是不對的。實際上人對干旱地區(qū)造成的影響一直都是兩重性的，一方面造成了一些地區(qū)的沙漠化，另一方面人們在沙漠之中也造出了一個個綠洲，實現(xiàn)了綠洲化。比如沙坡頭就是其中的一個典型。所以要說“人沙之戰(zhàn)”的結(jié)局，我們完全不必過分悲觀。

其實，現(xiàn)在人們已經(jīng)遠離了一定要“戰(zhàn)勝沙漠”的年代。更和諧的觀點認為，人在平原要生存，在山地要生存，在沙漠里也要生存，而不一定要改變沙漠。在沙漠地區(qū)如何利用現(xiàn)有自然資源，是當前沙漠科學(xué)中非常重要的問題。否則，一條延續(xù)在沙漠里的綠色長廊，大概頂多只能成為我們精神上的慰藉，而無法提供使我們解決沙漠問題的最終答案。

麥草方格初步解決了固沙問題，在其后的治沙工作中還要實現(xiàn)植被的恢復(fù)、生態(tài)環(huán)境的逆轉(zhuǎn)，最終才能形成綠洲。常用的沙生植物有花棒（圖1）、檸條（圖2）、沙拐棗（圖3）、檉柳（圖4）等。

圖1

圖2

圖3

圖4

背景知識

1.麥草方格的設(shè)置技術(shù)

（1）設(shè)置方向：草方格沙障是固沙型的低立式沙障，適用于風向多變，除有主風外，側(cè)風較強的沙區(qū)。沙障由主帶和副帶縱橫交織而成，主帶與主風方向垂直，副帶與主風方向平行。

（2）沙障規(guī)格：根據(jù)防護目的、風蝕程度和有利于植物成活生長的情況來確定。可設(shè)置成1×1米或2×2米的方格。一般以1×1米規(guī)格的固沙效果最好，方格越大，風蝕越重。

（3）設(shè)置方法：在沙丘迎風坡先鋪設(shè)主帶，即橫對主風方向畫線，沿線平鋪麥秸或稻草，草厚5—6厘米，用鐵鍬將草中部扎入沙內(nèi)深約10—15厘米，地上露出15—20厘米。再用鐵鍬或刮痧板壅沙扶正，加固基部。主帶完成后，再與主帶垂直，畫豎線，鋪設(shè)副帶，副帶草的厚度可稍薄，但一定要與主帶銜接好。以免在缺口處被風掏開，影響固沙效果。一般來說，只在流動沙丘迎風坡的下半部設(shè)置沙障就可以了，讓丘頂被風拉平后，再設(shè)沙障為宜，但重點防護地段，需要一次性固定住流沙，就要對沙丘全面設(shè)置沙障。固定落沙坡時，要先從頂部做成一道道方格，依次向下作業(yè)，或先做上下的副帶，再由上而下做水平的主帶。在施工范圍內(nèi)，沙障必須扎設(shè)到沙丘迎風坡腳處，避免沙障固沙帶外緣暴露在沖風部位遭受風蝕和沙埋。扎設(shè)沙障時，盡可能沿沙丘脊線鋪設(shè)亂草便道，以利施工人員往返運草，縮短運草距離。

2.固沙性能評價

（1）草方格沙障的防護作用，主要是通過增大地表粗糙度，降低近地表層氣流速度，從而降低氣流的輸沙能力，改變風沙流攜沙量隨高度分布的特征。1×1米草方格沙障的粗糙度比流沙區(qū)提高200—400倍，輸沙率僅為流沙區(qū)的0.2％—1.0%，2米高度的風速比流沙降低26%，0.5米高度的風速比流沙區(qū)降低20％—40%。

（2）草方格沙障截留降水和減少沙面水分蒸發(fā)的作用明顯。在流動沙丘上設(shè)草方格沙障后，2米厚沙層的濕度可由原來的1%提高到3%—4%，明顯改善了沙土水分狀況，在草方格沙障上栽植的固沙植物，成活率和生長指標比全面鋪草沙障分別提高19％和31%—35%。所以說，草方格沙障不僅起到固沙作用，保護初期栽植或播種的固沙植物免受風蝕和沙埋，還能促進植物的成活和生長。

（3）草方格沙障扎設(shè)后1—2年，障間即可形成穩(wěn)定的凹曲面，除沖風部分外，一般不會受到風蝕，但由于露出的草障經(jīng)雨淋風化而逐漸發(fā)黑腐朽，一般維持4—5年。局部風蝕嚴重地段需注意及時補設(shè)。