漫漫沙漠 绿色工程

文/朱永杰

沙漠绿化是人为开垦沙漠及其周边交错区的过程，也是近年来在中东出现的一个热词。沙漠绿化，特指人们出于生态（生物多样性）、农业耕作和牧业与林业经营的目的，通过工程措施开垦沙漠土地资源。

在干旱和半干旱区域，水资源的科学分配和使用具有特别重要的意义。根据管理和使用水资源的方式，沙漠绿化工程也分为传统与可持续两种。前一种是为了获得粮食和蔬菜供应、城市建设和政治目的，人们或开凿运河，或打深水井，获得额外的水资源，实现工程目标。

20世纪后期，北非一些国家出于政治宣传目的，在绿洲开凿深井，提取地下水，发展农业的做法曾经受到国际社会的广泛关注，并为此而感到忧虑。因为地下水是绿洲的生命源泉，打深水井，用于农业经营活动，在获得一定农作物的同时，也相当于将深藏的地下水放到太阳照耀的酷热沙地上蒸发掉，提水强度增大的时候，会严重影响绿洲的地下水水位，长此以往会导致绿洲消失。

建立在可持续发展理念上的沙漠绿化工程则不同，它不影响沙区原来的水资源分布状况，采取现代节水技术和系统性管理手段，提高沙区生态承载力，在尽可能减少对生态系统产生负面影响的前提下，获得农业经济收益。可持续性沙漠绿化工程具有缓解水、能源和粮食危机的潜力。而不考虑水资源供给条件，在干旱和半干旱的沙区，片面强调农牧业GDP的做法往往造成环境破坏。

干旱和半干旱区域的生态环境和可持续发展是地理、农业、生态等科学研究的重要领域。目前在技术上将太阳能、海水淡化、节水农业和设施农业结合在一起的生态技术整合系统，已经开始在中东地区进行试验，用于农业生产，这个系统当前的问题是成本较高。这样的系统实际上就是在沙区荒漠化治理的过程中采用跨界的思路，用沿海海水淡化的思路，发展节水型现代农业，只是结合沙区的实际，增加了水循环利用的技术。

2007年，联合国在“有机农业和粮食安全”报告中指出，在不扩大土地使用和减少环境影响的情况下，利用有机和可持续农业可以作为实现全球粮食安全的途径。可持续农业讲求种什么、在哪里种以及如何种等问题的科学合理解决。

在干旱和半干旱区域，采用多样化种植方式，用特色和优质作物经营活动获得超值特色农产品的增值作用更加有效；在近水的湿润区域与高寒的干旱区域，种植的作物一定是不一样的；在耕作方式上，轮作、留茬和土壤改良等措施是十分必要的。尽管这些知识和技术对于干旱和半干旱环境下的农业科学工作者几乎就如同学外语中ABC等字母那样简单，但在实践中，要想获得满意的经济收益并不是都能做得很好，因为这样的工作环境条件艰苦，还要懂得产品经营和会与当地老百姓打交道。

在沙区，由于干旱和气候不稳定，单一农作物大面积经营活动的风险较大，从这一点来考虑，混作和轮作的可持续性效果会好一些。在干旱、半干旱的沙区，要特别注意单一作物的长期大面积种植方式带来的风险，在平原和水资源较丰富区域实行的很多农业经营方式方法并不适宜。

沙区边缘的绿化林带

从目前的技术来看，固定土壤成本最低和最为有效的方法还是营造防护林带、林地和草地。一般沙区防风林要用耐旱乔木和灌木与草地结合构成，用来减少土壤侵蚀和土壤失墒。

干旱、气候变化、农业耕作、过度放牧和砍伐森林是沙区生态环境恶化的根本原因。研究表明，植被在决定土壤的生物组成方面发挥着重要作用。在许多环境中，随着植被覆盖面积的增加，土壤侵蚀和径流的速度呈指数式下降。让沙区的边缘生长耗水较少的植被，是荒漠化治理的基本措施。特别是在这些地区出于较湿润的气候周期的时候，加强这样的绿化工作特别关键。

从20世纪30年代，美国实施北美大平原防护林带工程开始，在荒漠化区域实施防护林带建设工程就被认为是抵抗荒漠化的重要手段之一。世界曾经进行过苏联斯大林防护林工程，中国三北防护林、沿海防护林、平原防护林等国家工程。目前，非洲的萨赫勒地区正在联合国的领导下实施非洲绿色长城工程，这项工程对改善当地的生态环境产生了积极影响。

这些防护林带建设和其他许多区域性防护林林带建设积累了丰富的经验，这些经验包括：第一是实行节水措施，第二是适地适树，第三是实行乔灌草结合，第四是因地制宜，第五是技术与管理相结合。这些经验看上去似乎不那么“高大上”，有些“老土”，但绝对是世界公认的基本原则。

森林经营活动不能不顾及木材生产这个林业经营活动的基本目的，但在沙漠边缘区域的森林经营活动的产出结果一定是生态环境为主，木材生产一定是农牧交错区林业的辅助产品。在非洲萨赫勒防护林带建设中，锁住风沙是首要目的，提供薪柴是辅助性目的。

联合国粮食与农业组织推荐的可持续发展方式主要有：进行整体化管理，制定可持续发展的规划；通过实行林业生态工程，提高承载力；通过技术措施减盐，提高土壤透气性，增加自然植被；在重点地区建设防洪与保水设施，发展节水型设施农业；采用雨水收集和水循环实用技术；实行轮牧，减少土地的过度放牧；加强可持续农业和牧业经营活动的培训，提高经营能力等。

帝王谷沙漠农业经营系统

美国加州的帝王谷，处于加州的帝王县，位于南加州的东南部，是一个主要以埃尔森特罗为中心的区域。那里的温度很高，平均年降雨量只有76毫米，环境干旱而高温。帝王谷的土壤深厚而肥沃，是河流泛滥平原的一部分，由于河流改道，再加上降水减少，那里早已开始向荒漠转变。

帝王谷的东边与科罗拉多河接壤，西边是萨尔顿海，临圣地亚哥边界，北边是河边县的柯切拉山谷地区，它与帝王谷一起构成卡韦拉盆地。山谷由进行土地经营活动的帝国土地经营公司命名，该地区的文化融合了美国和墨西哥的文化，在这里进行的农业活动也可以吸引移民，依靠廉价劳动力发展农业经济。

为了开发帝王谷，1928年的博尔德峡谷工程法案获联邦政府授权，20世纪30年代由美国土地垦务局（也被翻译为垦殖局）和六家公司开始建造，包括全美运河和胡佛大坝、帝国大坝等，一起并入工程，于1942年完成。这条名为全美的运河全长130公里，将科罗拉多河的水输送到帝王谷和周边的9个城市。大坝和运河由联邦垦务局拥有，但由帝王谷灌溉区管理。

帝国大坝位于亚利桑那州尤马东北约48公里的科罗拉多河上，它将水引入全美运河。这条运河在加州卡尔西科以西，向北进入帝国山谷。这条运河是帝国山谷的唯一水源，取代了阿拉莫运河，成为加州南部到墨西哥边境的唯一水源供给。美国运河旁的5条较小的运河把水运进了帝王谷。这些运河系统灌溉了25万公顷的土地，使这个地区的农作物产量大大提高。

根据美国中部沙地农业集约经营的经验，集约化的农业经营活动可以使用的技术包括滴灌、使用有机残渣或动物粪便作为肥料和土壤改良措施、其他传统的农业经营管理措施。在现代集约经营措施下的高效农业生产使土壤不受风和其他因素的侵蚀。科学研究发现，植物生长提高了土壤细菌活力，并提高植物对压力条件的抵抗力，缓解沙地荒漠化。

来自全美运河的灌溉系统将科罗拉多河水经阿拉莫河和新河，引入了萨尔顿海。历史上，萨尔顿海曾是科罗拉多河的泄洪湖，在洪水到来的时候，这个湖就被淹没，存放多余的河水。萨尔顿海周期性地被科罗拉多河的洪水淹没，而一般会在科罗拉多河重新注入洪水之前就干涸了。运河系统将淤泥、硒和盐从科罗拉多河运输到萨尔顿海。因为没有通往海洋的出口，这些盐和矿物通过蒸发浓缩，导致土壤中盐度增加。

由于沙漠地区的空气缺少水分，光照充足，使太阳能利用变成可能。在美国加州的这个帝王谷，经过一系列的引水和集约经营措施，呈现一派现代农业的景象，多种生物技术措施都在此地发挥作用，太阳能的利用，也让这个区域的农业发展染上绿色，为世界树立了沙漠穷困区变农业富裕区的“光辉形象”，令很多中东国家艳羡不已。目前很多世界大财团都在觊觎中东沙漠的太阳能资源，试图学习美国帝王谷的“绿色发展”经验。专家估计，撒哈拉沙漠利用太阳能的潜力是巨大的，是全球最高的，如果能够利用撒哈拉沙漠太阳能的10%就可以提供世界上所有的电力需求。

综合生物技术系统

在干旱和半干旱区域实施设施工程可以利用沙区充足的太阳能资源，水、土、太阳能和电力协调使用，有利于水的循环利用。

2011年，埃及的“沙漠生活”公司在海边建设了综合生物技术系统的实验项目，这个系统是埃及大规模沙漠开垦计划的一部分，主要解决植树造林和农业问题。

综合生物技术系统基于炎热干旱沙漠环境，通过整体性技术设计的整体概念，用温室建筑、海水淡化、太阳能技术和自然元素等集成新的系统。该系统根据炎热沙漠环境的特点，采用了封闭式水循环的建设理念。基本原理是利用太阳集中照射，让海水蒸发，利用设置的装置收集冷凝的蒸馏水。再用蒸馏水做节水型设施农业经营项目。根据现在的技术，淡化每立方米海水需要1.8度电，这些电全部来自太阳能和风能。当前的实验基地核心面积为1公顷（15亩），是一个基本上自给自足的生产模块。根据相关的报道，这样一个模块不断繁殖，可以发展到10公顷或更大。当前的这个试验基地是为热沙漠类型环境量身订制的，这种基于太阳能的集约型沙区农业系统对于冷沙漠环境是否可使用，目前还不清楚。

国际上对于这项技术褒贬不一，有一些人把这个系统与著名生物圈2号作比较，认为是其翻版。实际上在世界荒漠地区还进行了很多其他的实验项目，例如“温室村”试图实现水的一次性投入，通过建设水循环体系，达到水循环利用，减少其蒸发损失的目的。这些技术能否实现彻底的荒漠化治理，目前还不清楚，一些技术人员坚信技术能够改变生活，也能改变沙漠。