在『死亡之海』塔克拉瑪干沙漠修一條公路是什麼體驗?

本文來源:SELF格致論道講壇

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作者:徐新文( 中國科學院新疆生態與地理研究所)

「在號稱『死亡之海』的塔克拉瑪干沙漠建立生物防護體系,談何容易!」

「這裡乾旱、少雨,沒有淡水,我國在建設三北防護林的時候,曾將塔克拉瑪干沙漠列為非宜林區,也就是不適合種樹的地方。」

「不過,我們就是要變不可能為可能!」

以下是徐新文演說影片

以下是文字版

新疆有全國最大的沙漠——塔克拉瑪干沙漠,它也是世界上第二大流動沙漠。

這個沙漠不僅沙丘高大,環境條件還比較惡劣,因此被稱為「死亡之海」。

不過就是在這片「死亡之海」裏,卻有一條貫穿其中的「綠絲帶」。

這條「綠絲帶」長436千米,寬80米,為了這條「綠絲帶」的建設,為了保證這條「綠絲帶」永不褪色,我在這片「死亡之海」已經持續工作27年了。

可以說,我見證了這條「綠絲帶」的誕生和它的飄揚。

現在我就給大家介紹這條「綠絲帶」的建設過程。

選線和防沙兩大重任

27年前修這條路時,沒想到它會變成中國十大最美公路之一

▲塔克拉瑪干沙漠腹地油田

首先介紹一下它的建設背景。

20世紀90年代,人們在塔克拉瑪干沙漠腹地發現了油氣資源,國家決定在這里進行油氣資源的勘探與開發。

於是,油田建設大軍來到了塔克拉瑪干沙漠。

不過這里自然環境非常惡劣,沙丘比較高大,在這里進行油氣資源的勘探與開發,遇到的第一個棘手難題就是怎麼將生活物資運進去,怎麼將建設物資運進去,人怎麼出入沙漠。

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▲當時進出沙漠最主要的交通工具是沙漠車。

那時的塔克拉瑪干沙漠就像一個沙漠車博物館,有很多國家的沙漠車,加拿大的福爾摩斯、美國的大老板、日本的五十鈴、德國的奔馳,甚至俄羅斯用來拉炮彈的車都被用在這里進行人員和物資的運輸。

但是沒有路就不能支持油氣資源大規模的開發,因此,國家在「八五」攻關期間提出,要在塔克拉瑪干沙漠修建一條沙漠公路。

在這之前,我們是沒有在沙漠裏修路的相關技術和經驗的。

我國的很多路,包括國道,都是繞著沙漠修建的。

為了修這條沙漠公路,國家將一批從事公路研究的專家學者匯集於塔克拉瑪干沙漠。

當時我們研究所承擔著兩項任務,一是公路的選線,二是公路的防沙,我有幸參加了這兩項工作。

1992年春天,正月十五還沒過,我們就開赴庫爾勒,來到了塔克拉瑪干沙漠腹地。

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▲這張照片反映了當時全國各地的修路、治沙專家在塔克拉瑪干沙漠腹地進行調查研究的工作狀態。

中午的時候,大家就在沙漠里面找一個稍微平緩的地方吃自己帶去的幹糧和鹹菜。

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▲這張照片反映了我們做公路選線時的工作場景。

雖然通過遙感衛星圖和航片的相關數據,我們已經初步確定了沙漠公路的線路走向,但還是要到現場根據沙丘高矮、風向等具體情況來確定公路的具體線路。

比如,怎麼走將來公路受風沙的危害輕一些;

怎麼走將來的防沙難度小一些;

怎麼走工程量會小一些。因此,在公路研究過程中,選線是第一項工作。

除了選線,我們還承擔著另外一項任務——防沙設計。

塔克拉瑪干沙漠的風沙非常強烈,沙子本來是流動的,修了路而不設防沙體系的話,路很快就會被沙子所掩埋。

為了更合理地設計防護體系,當時我們背著測量儀器,沿著公路兩側200米的範圍進行測量,最終繪成了一個寬度接近500米的地形圖。

這個地形圖的數據還是相對精確的,比例是兩千分之一。

也就是說,這個完整的地形圖覆蓋了沙漠公路兩側200米的範圍,而這都是靠我和我的團隊,我們的戰友,背著儀器一步一步測出來,一點一點繪出來的。

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▲這張照片反映了當時推路機在沙漠裏作業以及鋪柏油路時的場景。

當時修這條路確實克服了很多困難。

大家知道,正是因為含水量少,沙子才呈一盤散沙狀,如果有水,它就會瓷實一些。

但是在沙漠里面修路,想通過灑水讓沙子變瓷實,困難很大,最起碼,水的供應就不足。

因此,這條沙漠公路的路基採用的是振動壓實的方式鋪出來的。

從1991年到1995年,我們終於在4年後建成了塔克拉瑪干沙漠公路。

這條沙漠公路全長562千米,北起輪台縣314國道,南接民豐縣315國道,橫穿沙漠的長度是443千米。

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▲當時這條公路是世界上連續穿越流動沙漠最長的等級公路,被收入金氏世界紀錄。

這條公路的架設不僅有效支撐了塔裏木油氣資源的勘探與開發,同時對南疆的經濟發展起到了很大的促進作用。

原來,烏魯木齊到和田的距離約是2000千米,沙漠公路建成通車後,兩地距離約為1500千米,縮短了近500千米。

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▲70~300米的機械防沙體系

在設計防沙體系時,我們參考了地形圖、風沙危害狀況、沙丘高矮及密集程度等多種數據,決定先採用機械防沙體系。

新疆的蘆葦資源豐富,我們就用蘆葦秸稈在公路兩側搭出來了寬度為70 ~ 300米不等的草方格,這些草方格的紮設保證了早期公路的安全建設和運營。

但是這種防護體系不可能無限地擴大,畢竟塔克拉瑪干沙漠有33萬平方千米,快速移動的沙子最終會進到草方格中,一旦這個防沙體系被沙子入侵,就會對公路交通造成很大的危害。

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▲防沙措施

當然,這種結果在立項的時候就已經預見到了,所以實際上我們常用的防沙措施有三種:

一是機械防護,用植物的秸稈和其他建築材料做成方格,放在路兩側用來降低沙子移動的速度;

二是在沙子表面噴一些化學物質,增加薩子的地表強度;

三是生物防護,也就是在道路兩側種樹,樹長起來了,風小了,沙子也就刮不起來了。

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因此在沙漠公路的建設研究過程中,國家防沙治沙專家們制定的策略,就是先以機械防護為主。

先確保公路早期的建設和運營,等到技術成熟的時候,再用生物防護替代機械防護,從而保證公路的永久暢通。

建立生物防護體系

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不過,在號稱「死亡之海」的塔克拉瑪干沙漠建立生物防護體系,談何容易!

這里乾旱、少雨,沒有淡水,我國在建設三北防護林的時候,曾將塔克拉瑪干沙漠列為非宜林區,也就是不適合種樹的地方。

不過,我們就是要變不可能為可能!

我們對沙漠公路沿線的環境進行了詳細的調查和研究。

根據沙丘的高矮和密集程度,根據土壤條件的不同、風向的不同、水質的不同,我們把沙漠公路沿線劃分為6大立地類型區,21個立地類型,共208段來分別進行防護林的設計。

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▲沙漠公路沿線地下水環境特徵

一開始,大家也認為塔克拉瑪干沙漠裏沒有水,但石油勘探工人發現沙丘間兩三米的地下就有水,而且水資源還比較豐富。

隨著研究的深入,目前我們對塔克拉瑪干沙漠水資源的定性是:水資源相對豐富,水質比較差,補給比較弱。

27年前修這條路時,沒想到它會變成中國十大最美公路之一耐鹽耐旱等試驗

塔克拉瑪干沙漠沒有淡水,想在這里建防護體系,就必須引進耐鹽、耐旱、耐風蝕的植物,所以我們開展了植物的引種和耐寒、耐鹽試驗。通過試驗,我們基本上確定了幾種植物。

比如檉柳,它可以耐15克/升的鹽;比如梭梭,它可以耐28克/升的鹽。

也就是說,在沙丘上用濃度為28千克/每立方米的鹽水灌溉梭梭,它仍然可以正常生長。

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當然,在試驗地裏長得好,不意味著在沙漠裏也能長得好。

怎麼育苗、怎麼種植是接下去要解決的難題。

1995年,沙漠公路已經修到沙漠中間了,我們的試驗地也已經搬到了沙漠中間。

我們育下了一些苗子,起初苗子長得非常好,但一場風沙過後,苗子就全被埋掉了,我們這才知道,在沙漠育苗是要有保護的,沒有保護苗子無法生長。

於是,我們在苗圃地周圍設置了一些機械沙障,後來又改為生物防護林。在這樣的保護下,那些種在流沙上的苗子才得以成功育出。

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從1992年開始,我們就持續不斷地進行引種及相關試驗,2002年,引種馴化中心成立,位於現在的塔中四聯合站。

我們在這里建了一個300多畝的沙漠植物園,前前後後共引進植物400多種,並保存下來了200多種。

這里為後來的防護林體系的建設提供了豐富的種源和苗木。

從引進的200多種植物裏,根據耐鹽性、耐旱性和防護效果等,我們最終選擇了三種作為沙漠公路防護林建設的主要植物種,它們是檉柳、沙拐棗和梭梭。

我國有檉柳18種,沙拐棗20多種,梭梭2種(白梭梭和梭梭柴)。

為了解決如何灌溉,林帶怎麼佈局等問題,我們在公路兩側開展了一些試驗種植,2000年前種植了6.3千米的防護林。

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通過這張照片我們就可以看到,植物種植當年就能達到防護效果了。

當然,時間越長,防護效果也越好。

於是2000年的時候,我們上報國家,提出公路全線都可以採用這種生物防護體系。

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但當時領導給我們的回復是,我們試驗的範圍,包括立地類型還比較少,應該繼續開展試驗,擴大試驗面積。

於是,2001~2003年期間,我們在塔中油田基地選了難度較大的立地,又營造了30.8千米的防護林示範工程。

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大家看這張圖,除了防護效果好,景觀效果也非常好。

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我們選擇的這幾種植物都是荒漠植物,沒有直接經濟效益。

不過檉柳和梭梭是肉蓯蓉(可食用,既有較高的藥用價值,被稱為「沙漠人參」)的寄主植物,所以我們開展了肉蓯蓉種植的研究。

這樣一來,既能產生直接經濟效益,還能降低防護林的管護成本,增加防護林的可持續性發展。

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▲小沙丘區林帶佈局示意圖

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▲大沙丘區林帶佈局示意圖

27年前修這條路時,沒想到它會變成中國十大最美公路之一

▲過渡區林帶佈局示意圖

根據沙漠公路沿線不同的立地類型和風沙危害情況,防護林的建設也分為三種。

在壟間小沙丘分佈區,採用在主風方向的上側設置兩條阻沙林帶的方法來阻擋小沙丘靠近公路。

在高大的風沙壟區,採用加寬上風向林帶的措施。

在二者結合部位,採用阻固結合的方式。

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▲水源井佈置圖(部分)

我們還決定沿著沙漠公路每隔4千米就打一口井。之所以這樣做,是因為這里水的補給比較弱,只有分散打井,對地下水的影響才比較小。

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▲雙支管灌溉

而全線採取的是接水滴灌的灌溉方式,同時結合雙支管灌溉技術。

灌溉系統有幹管和支管,一般都是一根管子,而我們採取兩根管子主要是根據植物的生理需求不同來設計的。

比如,檉柳和沙拐棗吸水都比較多,梭梭吸水比較少,所以我們就設計了兩條支管,一條支管給梭梭灌水,另外一條支管給檉柳和沙拐棗灌水。

漫漫黃沙中的「綠絲帶」

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技術終於成熟了。2003年6月17日,國家終於批項了。整個工程是2.18億元,國家投註1億元,中石油自己投註1.18億元。

2003年8月16日,在塔克拉瑪干沙漠腹地的塔中沙漠植物園,我們舉行了開工典禮。

從2003年8月16日開工到2006年10月竣工,這項工程實施3年多的時間,共種植了2000多萬株荒漠植物,防護林寬為72~78米,長為436千米。

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沙漠公路「綠絲帶」的兩邊都是漫漫黃沙,每隔4千米就有一個紅點,每個紅點就是一個取水井。

所以我們經常說,塔克拉瑪干沙漠目前是一片黃沙,一條綠帶,108個紅點。

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塔克拉瑪干沙漠公路的建成被認為是世界交通史上的奇跡,而為了保障這條沙漠公路暢通而修建的長達436千米的防護林帶,也被稱為人類治沙史上的壯舉。

沙漠公路防護林2006年被兩院院士評為十大科技進展新聞。

2008年被評為國家科技技術二等獎。

2008年被評為國家十大環境友好工程。

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▲2017年7月舉辦非洲綠色長城建設技術培訓班

2015年,聯合國環境規劃署執行副主任Ibrahima Thiaw先生來到沙漠公路,參觀後,給出了極高的評價。

這張照片反映了2017年非洲綠色長城建設班的學員前來培訓時的場景。

為了抗擊沙漠化,非洲11個國家聯手,決定在撒哈拉沙漠的南沿建一條非洲綠色長城,建成後的長度將接近7000千米。

走過塔克拉瑪干沙漠的人,或許會在塔中彩門處看到這樣一幅對聯。

上聯是「沒有荒涼的沙漠」,下聯是「沒有荒涼的人生」,橫披是「征戰死亡之海」。

而我在這里要講的是「沒有荒涼的沙漠,更無荒涼的人生」。

塔克拉瑪干沙漠原來被認為是「死亡之海」,但因為沙漠公路的暢通和防護林生態工程的建成,這兒已不再寂寞,塔克拉瑪干沙漠公路也成了中國十大最美公路之一。

為了建設這條公路,為了建立這條防護體系,很多科研工作者、石油工人、築路大軍都付出了辛勤的汗水和智慧。

雖然他們在這里吃了很多的苦,但同時也留下了美好的記憶。

為了讓這條「綠絲帶」永不褪色,為了讓它永遠飄揚在塔克拉瑪干沙漠中,我和我的團隊,包括這兒的守護者,仍將用汗水和智慧書寫我們美麗的人生。

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