沙漠真的无法治理吗？

记得几年前有个老同学给我讲了一个真实故事，说是南方有个老板赚了几亿银子，但是他爱护环境，找到西北农林科技大学专门研究治理沙漠的专家说：你们掏技术，我掏钱咱们治理沙漠。老专家的回答是什么呢？沙漠没有办法治理，钱是白花的，目前的治理方法都是效果低微的。

老专家说得对不对呢？很对。但是也不对。中国建国后治理沙漠的历史大约是50年，六十年代周心澄教授在陕西榆林用造林种草的办法研究治理沙漠，取得了十分巨大的成绩；甘肃民勤县农民采用麦草沙障治理沙漠取得了一定成绩。总之，现在最有效的方法就是种植植物。但是，种植植物最近几年从各个研究角度发现，沙地生态系统是一个循环演替，开始是草本最后依然是草本，木本植物在降雨量少的地区会大量浪费地下水、所以，用植物方法沙漠治理成效最显著的是东部和中部地区的沙地。

所以，专家的话的确没错，人类目前对沙漠还是办法不多。

然而有一个问题我却很感兴趣。就是，东部地区的有水沙地治理以后，它的成土速度为什么那么慢？有没有办法加快？如果在水源丰富的地方不是沙子，而是土壤，那么其生产能力就很大。沙尘暴出现的概率就会减小。工农业就会出现较好的增长。

要解决这个问题就必须从逻辑上明白。首先明白土壤什么？其次明白沙漠化是怎么回事情？

土壤是什么？它的本质是什么？这个问题在以前我是不清楚的，尽管在大学时学过土壤学，但是基本是概念模糊，一塌糊涂，但是看了《自然地理学》之后我是豁然开朗。最简单的话语概括就是：“土壤的本质是有机化的岩石风化物”。

首先，它是岩石风化物，岩石经过太阳、风、雨、化学溶解等手段变为很细小的颗粒物，就是砾石、沙子一类东西，有的沙子可以细小到什么程度呢？可以小到千分之一微米级别，这叫“粘土”。土壤的许多性质实际是由粘粒土形成的。首先粘土的总表面积非常非常大，比肉眼可见的岩石颗粒的表面积大百万倍以上。所以它的表面吸引力（表面张力）比可见颗粒大几十万倍以上。能够把有机胶体颗粒牢牢地吸引住，可以把水分子牢牢地吸引住，可以其它无机分子尤其是带电粒子牢牢吸引住。所以，土壤就是个“大杂烩”，从来没有干净的岩石风化物，总是混入了其它东西，根本区分不开。而且粘土粒子和水分子大小相差不大，吸附力强，所以水几乎不能通过粘土层。

再次，是植物的生长腐化等作用，在有机物的化学作用下，沙子进一步细化，达到纳米级别，形成“土壤胶体”，土壤胶体是由无机胶体和有机胶体两部分形成。无机胶体包括带电的钙离子、铁离子、铜离子以及他们的化合物，有机胶体包括有机酸粒子、尿素尿酸粒子、有机络合物、蛋白质粒子等等、肽粒子等等。还有有机和无机共生的络合物等等。这些粒子吸附在粘土上或者大一点的壤土上。

第三就是，土壤中含有大量碳化物质，含有大量其它不是从土壤中来的物质，例如动物粪便、各种枝叶、人类垃圾、废水废料、人工添加剂等等。要说明的是碳和多价离子也有很强的吸引力。

第四，土壤在水的作用下，在空气的作用下不断地失去东西。在水作用下主要失去的是可溶性东西。例如在南方土壤中失去大量钙离子，铝粒子。北方土壤中失去K、Na、P等离子。所以形成了千奇百怪的土壤。空气中的碳、氮等离子也对土壤成份有影响。

这样就组成了土壤，所以土壤就是以岩石风化物为原料，经过再风化作用，一系列水化学作用、胶体化学过程以及物理混合细化作用等过程形成的土粒、水和空气组成的三相体。土壤中含有大量的空隙，其中有水有空气。土壤因为有大量吸附性很强的粘粒和壤土，所以他们会和胶体一起形成团粒体。团粒体是土壤的显著特征，有了团粒体土壤就有了可塑性。

那么什么是沙漠化呢？我学了这么多，让我总结，沙漠化就是“土壤形成过程的逆过程”，就是“土壤按照土壤形成过程顺序颠倒发生的过程”，它的实质就是清除了土壤中的各种胶体，大大减少了土壤中的粘土粒子和壤土粒子（微米级别的粒子），解体了土壤的团粒体结构。仅仅留下大的颗粒，就是沙粒。而且土壤成土过程因为缺水而停止。这样就形成了沙地或者沙漠。

那么，能否根据这个原理治理沙漠呢？

当我明白这一点的时候我当年立刻就想到了一个治理沙漠的办法。沙子中参加有机胶体。什么有机胶体？就是人粪尿，牲畜的粪尿。通过加入有机胶体，可以很快地对粗质沙粒进行化学分解形成粘粒，可以利用胶体粘附力强的特点保水保肥，从而形成不容易被风吹走的团块结构，这样就从根本上治理了沙漠。

从前人们认为土壤在自然条件下形成至少需要几百年，上千年，甚至上万年。真的需要那么多年吗？如果需要那么多年，沙子中参入有机胶体的办法也是效果不大的，只能起到固定作用。但是通过推理我们明白，人畜粪尿不仅有混合作用，吸引作用，还可以引起化学反应，能够促使土壤早早形成。那么怎么证明呢？有没有实例呢？能不能在人工条件下大大加快土壤形成过程呢？

当我想到这个问题的时候，一时间找不到实例证明。因为这不是一两年能办到的事情。无独有偶，2007年我在榆林做樟子松野外调查实验，在那里住了三个月。住在妻子家里，妻子是榆林人，她的亲戚全是榆林人，许多是农民。三月份到亲戚家帮忙种玉米。我发现这里的土地一块和另一块不一样，有的发黑，有的沙土发黄，发黑的土壤中基本感觉不到沙子，而且有很大的团块，有可逆性；而黄色的土壤没有团块，沙子可以块状拿起，多少有点团块结构，但是一用力就变成了沙子，粘力不大。而沙子就不能形成团块。

后来问亲戚，他说原来这里的田地原来都是沙地，地里面全是沙子，没有土壤，在上世纪五十年代，人民拉沙造地，形成平地，还是沙子。多少年一来只要种地他们就拉进大量的猪粪、鸡粪、人粪尿和牛粪，叫“奶地”，他们一直坚持奶地，到了现在还在奶地，因此形成了这些土壤，有的黑，有的黄。黑的是1950年前后奶地造成的，黄的是1970年以后奶地造成的。

我终于明白了，土壤是可以在人工条件下通过人工胶体化作用缩短形成期限的。而且完全可以用沙子中参入胶体的方法来固定沙漠，治理沙漠，尤其是在有水的东部沙地。

进而我发现，人类犯了生态系统历史上最为致命的错误——环境物质分异。今天造成的许多问题是环境中物质分异造成的。本来应该把生态系统的生物垃圾（即人畜粪便和游击废物）返还给生态系统的生产者——植物，结果呢，我们把他们返还给了河流大海，而河流大海是动物们待的地方，是生态系统中消费者待的地方，他们根本不能消化掉这些生态消费者的废料，所以大海和河流中富养化问题日益突出。如果把这些富养化物质送到森林里，沙漠里，那么结果就完全是另一种情形。沙漠变绿了，森林茂盛了。所以出现了有机物的转移分异。这种分异正好使得沙漠缺乏营养，西部土地贫瘠。

另一方面，沙漠是有机物和细小土粒子分离出来的地方，通过风蚀，沙尘暴，黑风暴等等，把有机物和粉尘吹到几千里外的地方，只在本地留下粗砂粒和不含有机物的沙子，最后形成土壤。

所以，要治理沙漠有一个办法，就是把海洋里大量的富养化物质拉运到沙漠里掩埋，或者把城市里产生的大量人粪尿拉运到沙漠里掩埋，这样就比较而言可以治理沙漠，同时能够治理城市污染。

就这个问题的可行性我曾经和我的同学认真讨论过，他也认为是可能的。对于生化过程我们当然都没有研究。