作者：張志山  陳治理（中國科學(xué)院西北研究院）

不過，在隨時都會刮起狂風(fēng)、卷起漫天沙土的沙漠里，小樹苗要面對的敵人太強大了，這時，它們必須和一個有力的幫手——“草方格”聯(lián)手作戰(zhàn)。

草方格，全稱半隱蔽式草方格沙障，是將麥草（或稻草）在流動沙丘表面扎設(shè)成1米×1米方格形狀，扎設(shè)深度10~20厘米、露出沙面10~20厘米，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，連成一片，蔚為壯觀，廣泛應(yīng)用于沙區(qū)流動沙丘的治理。

俯瞰包蘭鐵路（沙坡頭段）

在國內(nèi)，草方格最早應(yīng)用于我國包（頭）蘭（州）鐵路沙坡頭段防護體系的建設(shè)中。因此，沙坡頭被稱為“草方格的故鄉(xiāng)”。

草方格的發(fā)明是不同專業(yè)（氣象學(xué)、自然地理學(xué)、植物學(xué)、工程學(xué)等）的科學(xué)家們歷經(jīng)數(shù)年（1955-1964）研究成果。

新中國成立之初，國家計劃修建聯(lián)接?xùn)|部和西北的主要交通干線—包蘭鐵路，包蘭鐵路自銀川至蘭州先后六次穿越騰格里沙漠，沙漠帶總長46公里。尤其是16公里長的沙坡頭段全為高大的格狀流動沙丘。

為防治鐵路風(fēng)沙危害，1955年，鐵道部委托中國科學(xué)院組織專家研究固沙造林的可行性并設(shè)計造林方案，一批科學(xué)家進駐沙坡頭開始了植物固沙的探索和研究。

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

為了穩(wěn)定沙面、保證固沙植物的成活率，科學(xué)家們首先采用麥（稻）草、粘土等材料全面或帶狀鋪設(shè)沙面，然后栽植或播種植物，發(fā)現(xiàn)帶狀鋪設(shè)的麥草沙障最有利于固沙植物的成活，但容易被風(fēng)吹毀。因此，有科學(xué)家建議將麥草用鐵鍬踩壓到沙中避免被風(fēng)吹毀，同時考慮到沙坡頭地區(qū)多變的風(fēng)向，將帶狀修改為方格狀，達到“寸草遮丈風(fēng)”的目的。隨后，科學(xué)家們開展了不同材料、形狀、尺寸機械沙障固沙效果的研究。

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。為解決流沙侵襲問題，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”。

在沙坡頭段鐵路建成的1958年，鐵路防護體系建設(shè)中采用不同尺寸的草方格穩(wěn)定沙面后栽植固沙植物。之后隨著試驗條件的完善，科學(xué)家們逐步揭示了草方格的風(fēng)沙流蝕積原理，發(fā)現(xiàn)1米×1米草方格固沙效果最佳，因為該規(guī)格的草方格能夠形成光滑的凹曲面（形如淺底鍋）。規(guī)格大的草方格中心掏蝕深，不利于固沙植物的存活；規(guī)格小的草方格形不成凹曲面，容易被風(fēng)吹毀。這些研究為草方格提供了理論根據(jù)，也意味著半隱蔽式草方格沙障的正式發(fā)明。

農(nóng)民在栽植草方格

草方格防風(fēng)固沙技術(shù)的原理和作用是增加地表粗糙度，改變其上風(fēng)速輪廓線，從而減弱貼地面層風(fēng)速，增加風(fēng)阻，降低實際風(fēng)力作用的有效性，控制風(fēng)蝕。草方格主要用于流沙固定，阻滯沙丘前移，由于風(fēng)阻增大，地面風(fēng)速大大降低，從而減少了揚沙量，削弱風(fēng)動沙活動強度，有效地制止沙丘移動。

草方格是一種取材方便、費用低廉、操作簡單、生態(tài)環(huán)保的防風(fēng)固沙方法。

公路兩旁的草方格

盡管草方格具有很多優(yōu)勢，但也有自身的局限性：因為麥（稻）草容易腐爛，固沙效果不能長久維持，所以科學(xué)家們強調(diào)，草方格是輔助的、過度的機械固沙措施，而植物固沙才是主要的、長遠的、有生命的沙障。在1964年的包蘭鐵路防護修改設(shè)計方案中，全部采用1米×1米草方格固定沙面后栽植固沙植物。

草方格近照 一

所以，草方格的應(yīng)用也必須結(jié)合當?shù)氐膶嶋H:

比如，土庫曼斯坦油氣資源十分豐富,但管道建設(shè)對生態(tài)破壞嚴重。經(jīng)過多種方案對比，最終采用草方格防風(fēng)固沙技術(shù)來控制沙丘、保護管道、治理環(huán)境。這是為什么？

土庫曼斯坦地處卡拉庫姆沙漠腹地，80%的領(lǐng)土被卡拉庫姆沙漠覆蓋。境內(nèi)油氣管道所在區(qū)域內(nèi)的卡拉庫姆河及穆爾加布河河灘及兩岸蘆葦叢生，河谷灌溉區(qū)種植有大量小麥，小麥的麥梗和蘆葦為采用草方格防風(fēng)固沙技術(shù)提供了充足的原材料，且這些原材料都是可再生的環(huán)保材料。

草方格近照 二

草方格施工安全、簡易，可就地取材。草方格在土庫曼斯坦管道工程中可以完全替代礫（碎）石覆蓋、化學(xué)固沙、黏土覆蓋等固沙技術(shù)，可大幅度降低工程成本。施工后的草方格防風(fēng)固沙帶可與沙生植物有機結(jié)合，使被破壞的作業(yè)帶達到綠化效果，形成自然生態(tài)帶。其施工的簡便性為土庫曼斯坦增加了大量的勞動就業(yè)機會。

現(xiàn)代沙漠工程要求高效、價廉、快速、方便的固沙手段，面臨不同的防沙治沙環(huán)境，防沙固沙技術(shù)也在不斷進步，出現(xiàn)了各種各樣的防沙固沙措施。除草方格外，還有工程固沙、植物固沙、化學(xué)固沙等方法。那它們各自有什么特點呢，我們來看一看吧！

新疆且末縣固沙工程

左圖為未噴灑生物固沙劑  右圖為噴灑生物固沙劑

草方格：取材方便、費用低廉、操作簡單、生態(tài)環(huán)保。

工程固沙：工程量大、周期長、施工不便。

植物固沙：要求一定水、熱條件。

化學(xué)固沙：施工快捷方便、成本高、生物難降解、易造成環(huán)境污染。

因此，在跟沙漠的戰(zhàn)爭中，人們根據(jù)不同的環(huán)境和客觀條件，往往是一種或多種科學(xué)手段的綜合應(yīng)用，才能起到較為良好的防沙固沙效果。