地球陸地面積約為1.62億平方公里,佔總面積的三分之一,其中又有4800多萬平方公里的陸地,被劃分為荒漠地帶,其中就包括沙漠。
按道理,沙漠地帶往往都位於乾旱及半乾旱地區,很難產生降水,但這種情況也不是萬般沒有可能,比如:
2018年5月,一場被稱為“梅庫納”的氣旋風暴襲擊了阿拉伯半島南部的沙漠地帶並給這裡帶來了久違的降水,當然也導致了蝗災,另外,2021年,我國塔克拉瑪干沙漠部分地區也出現了暴雨。
所以說,沙漠出現降水並不應永遠停留在假設階段,現實也有發生,不過,我們更應該探討的是這種集中性的降雨到底會給沙漠地區帶來何種影響呢?是否會像我們想象的那樣給沙漠重新帶來生機呢?
來幾場降雨就可以讓沙漠變成綠洲?這恐怕是天方夜譚,要不然,沙漠也就不會成為讓人類為之頭疼的重災區了,人類也試圖將地球上的沙漠全部消滅掉,但晃晃千百年來,這種進度實在過於緩慢,曾經還有不少腦洞大開的網友,建議修築偉大的灌水工程引進海水治理沙漠,其實這也是無稽之談罷了。
我們暫且不論修築這種工程將會耗費多大的代價,畢竟集全人類之力,這種代價還是可以忽略不計的,關鍵是,你還得過濾海水中的鹽分,否則,海水引進工程不僅無法有效治理沙漠(灌水量可能比不過這裡的強勁蒸發量),還會導致沙層進一步鹽漬化。
屆時那些即使具有抗旱屬性的植物,如梭梭樹,沙棘等等,面對飽含大量無機鹽的海水滲透,只會消失得更快,之前沙特就這麼做過,當然也付出了沉重的代價,後來也就不了了之了。
導致一個地區沙漠化的原因很多,水資源匱乏確實是其中的一個重要因素,但不是因素中的唯一,所以,如果我們只是單純考慮用海水去治理沙漠化或說是期待透過老天降雨來緩解沙漠化症狀,實際上很難取得真實的效果。
要理解這個層面的內容,首先就應先了解沙漠的成因,清楚之後,你就能明白沙漠地區連降半個月雨水會發生什麼情況了。
沙漠形成過程中必須具備的條件:
首先是缺水。幾乎沒有哪個地方會因為降水或者水資源豐富而變成沙漠,往往具備這兩個條件的地方已經成為了沼澤,綠洲或者湖泊,也就是我們所說的溼地。
而缺水會讓一個地方變得十分乾燥,裸露的地表會出現䀝裂現象,久而久之,這些乾燥的土層就會在外界作用下(如風力搬運和侵蝕)發生物理變化,變成粉塵。
沙漠化通常是“三化一積累”的過程,即漆皮化,龜裂化,礫質化以及碳酸鹽的表聚化,前兩個過程,只要環境乾燥,通常就能完成,而接下來離不開風的作用。
那些被碾成粉碎的土層中,還含有大量的腐殖質以及其他一些可以使土壤固化的微物質,如果沒有恰到好處的風力,同樣也不可能形成沙漠。
如果風力過小甚至無風,土壤中的粘質會儲存下來,只要出現降雨情況,這裡通常會形成平原或者高原地帶,比如陝北黃土高原,如果風力過大,土壤中的粉塵包括粘質都會被風颳走,屆時就會形成戈壁或者雅丹地貌。
其次,就是蒸發量。
事實證明,蒸發量和降水量並沒有所謂的正相關或負相關的關係,有些地方降水量大但蒸發量小,比如我國秦嶺-淮河以南的大部分地區,而有些地方是降水量小但蒸發量也小,如內蒙古東北部,因此這裡也形成了呼倫貝爾和科爾沁草原。
最後,就是氣溫。
氣溫越高的地方通常越容易形成沙漠,如卡拉哈里沙漠和阿塔卡瑪沙漠就是位於赤道附近,這裡常年高溫,降水量稀少。
而氣溫越低的地方往往更具保守性,不易形成沙漠,比如俄羅斯中北部大部分地區幾乎沒有沙漠地形的存在,就是因為這裡常年氣候寒冷,蒸發量小暫且不說,這裡的土壤也會因為低溫而變成凍土,形成凍土或者苔原地貌。
當然,沙漠形成的傳統解釋中還包括兩個重要因素,一個是氣候因素,比如副熱帶氣壓帶控制下的“四歸無風帶”,除了亞歐大陸東部擁有季風氣候之外,其他地區氣候乾燥,降水量稀少,幾乎是沙漠的主要分佈區,比如聞名遐邇的撒哈拉,阿拉伯和北美沙漠就是分佈在這一帶,大陸性氣候也是沙漠形成的重要因素,比如中國的塔克拉瑪干沙漠。
另外,就是人類超規模的戰爭征伐和不合理的開採活動,破壞了當地或附近本來就十分脆弱的生態環境,導致或加劇了當地的沙漠化現象。
除了這些傳統的解釋之外,科學家對沙漠的成因又有了新的解釋。
科學家意外觀察到,沙漠和石油及斑岩銅礦在分佈上出現了驚人的一致性,從北非到阿拉伯半島,再到裡海和鹹海,整個區域構建了世界上最大的沙漠帶,但這裡也是世界上主要的石油儲藏區。
再比如中國的塔克拉瑪干沙漠中有著名的塔北油田,塔里木盆地古爾班通古特沙漠中有著名的克拉瑪依油田,沙漠化已經非常嚴重的柴達木盆地和河西走廊發現了許多儲油量豐富的油田,在鄂爾多斯盆地毛烏素沙漠中也發現了30多個油田。
油田分佈和沙漠分佈表現出的一致性絕非是偶然,石油千百萬年的累積,集聚了大量水質和土壤汙染物,而油氣又分佈於較為封閉的盆地或者海灣之中,這些汙染物相對比較集中,對當地生態環境造成了不可逆轉的破壞,先是植被消失,接著就是河流或湖泊乾涸,再就是氣候乾燥,最終形成了沙漠。
美洲沙漠附近雖沒有豐富的石油,但這裡也被發現有豐富的斑岩銅礦,美洲的兩個主要沙漠區和斑岩銅礦集中地帶也出現了驚人的分佈吻合度,是因為,斑岩銅礦形成了一個範圍寬廣的礦化蝕變帶,附近土壤中含有大量的腐蝕性金屬礦物質,同樣也不適合植物的生長,久而久之,也最終塑造出了沙漠。
假如沙漠連續降雨半個月,會出現什麼情況?
前面我們提到,沙漠的形成過程是非常複雜的,而形成要素也非常繁多,降水只是其中的一個影響因素。
假如沙漠連續降小雨半個月,這種降雨量可能還比不上沙漠自帶的蒸發量,落到地面的雨水還來不及滲透,可能就已經被這裡悶熱乾燥的氣候蒸發殆盡,到頭來也只是給沙漠地帶解解渴罷了。
假如沙漠連續出現半個月暴雨,最直觀的現象就是形成短暫的沙漠洪澇,由於沙漠缺少植被,沙子吸水量又差,雨水會帶著大量的沙子流向海拔較低的地區,如果沙漠面積夠大,則會形成短暫的沙漠徑流或湖泊,如果沙漠面積較小,比如暴雨降在騰格裡沙漠或毛烏素沙漠,這些沙子最終會隨雨水匯入到黃河當中,造成大規模的水土流失。
當然,暴雨經過的沙漠地區,由於有了一定的水源儲備,原先生活在這裡的植被可能會生長得更加茂密,低窪地區也可能會長出少許植物,形成綠洲,但別小瞧了沙漠的蒸發量。
以我國新疆地區為例,新疆地區的年蒸發量是2500~3400毫米,而暴雨的標準是24小時內降水量為100mm,就算暴雨持續半個月,這半個月的降水總量也就在1500~2000毫米左右,如果再減去降雨過程中已經被蒸發的水分,實際能夠留在地表以下的水分會更少。
最多隻需半年時間,暴雨帶來的水分又會被完全蒸發,植被因缺水枯竭,這些地區又會恢復到原來的模樣,況且降水並不能帶來沙質土可重新變成粘質土所必需的各種有機物質,水落到地表之後,水還是之前的水,沙子還是之前的沙子,水分消失之後,沙子又會恢復原樣。
所以,普通的降雨過程並不能起到治理沙漠的作用。
沙漠真的無解了嗎?倒也不是!
過去人們治理沙漠,通常採用的是草方格沙障,植樹再造林的傳統方法,但據最新研究表明,重慶交通大學易志堅教授團隊似乎找到了治理沙漠的更好的辦法,有望實現“點沙成土”的效果。
易志堅教授在實驗中觀察到,吸水的土壤具有流變性,也就擁有自我修復和自我調節兩種功能,因此能夠以較為溫柔的方式抱住植物根莖,使植物正常生長,這也被稱為土壤的“永珍結合約束”特性,由於沙質土壤並不具備這種特性,所以沙粒之間無法結合,也就形成了一盤散沙。
那麼,是否可以發明出一種東西,透過人為干預的方式,使得這種沙質土壤重新具有永珍結合約束特性呢?
有了這個新思路之後,易志堅教授最終帶領自己的團隊從一種植物纖維中提煉出了一種可以發揮土壤“永珍結合約束”作用的粘合劑,經過無數次實驗,這種粘合劑確實能在沙質土壤中發揮良好效果。
隨後易教授又帶領自己的團隊,於2016年來到內蒙古自治區烏蘭布和沙漠包下25畝試驗田,進行更大規模的實驗並最終取得了成功,2018年,科研團隊又來到了被稱為“死亡之海”的塔克拉瑪干沙漠進行了200畝試驗田的試驗,最終這200畝試驗田都變成了綠洲。
這項技術的出現,使更廣闊的沙漠變成綠洲有了最大的可能,而且治理成本也不是特別高,大約是2000~5,000一畝,但這項技術還存在著致命弱點,即它只能起到固化土壤的作用,要想恢復植被,則還需要連帶施肥以及保證充足的水分才能保持植物的茂密生長。
可真實的沙漠並不像試驗田內那樣擁有豐富的水源,同時,那些沙漠地帶的沙質土壤其肥力也是非常低下,因此要推廣這項技術,則需要先解決水源和土壤肥力這兩大問題,這也是這項沙漠治理技術無法大規模推行的現實原因。
但無論如何,此項技術也是人類治理沙漠的一大創新,治理沙漠本來就不是一蹴而就的事情,有了這項技術支援,再配合沙漠時常會有降雨的現象,有效治理沙漠也就有了最新的展望。