沙漠上無(wú)法生長(zhǎng)植物最大原因,是沙地不能蓄水。即使降雨,雨水也會(huì)很快滲到地下深處,植物根系無(wú)法吸收到水分。沒(méi)有植物覆蓋,沙礫就會(huì)隨風(fēng)向四面八方飄散。沙粒沉積之處也會(huì)失去蓄水能力,而變成沙漠。這就是沙漠?dāng)U大的原因。
“濕布貼”針織技術(shù)
南非共和國(guó)的主要城市約翰內(nèi)斯堡的郊外,在金礦遺址,散布著由采礦而產(chǎn)生的礦渣堆成的“廢石堆”。礦渣中含有輻射等有害物質(zhì),植物無(wú)法自然生長(zhǎng)。沙粒隨風(fēng)飛散,吹到臨近的住宅區(qū)造成危害,成了嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。
在這片荒蕪之地的一角,有一塊綠草青青的綠洲。而只用2個(gè)月的時(shí)間,就成功培育出這片草坪的,是制造運(yùn)動(dòng)服的針織企業(yè)——MITSUKAWA(福井縣越前市)。MITSUKAWA的社長(zhǎng)松本茂登回憶說(shuō):“看到介紹沙漠綠化的電視節(jié)目,我突然閃現(xiàn)出一個(gè)念頭,我們的針織技術(shù)應(yīng)該能派上用場(chǎng)。”
由松本社長(zhǎng)開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于南非的是被稱為“ROLLPLANTER”的針織產(chǎn)品。用針織材料制作直徑約10cm、長(zhǎng)約1m的管道,里面裝入培養(yǎng)土?;|(zhì)管2~3條為一組,像棋盤(pán)格一樣鋪設(shè)在沙地上,然后在基質(zhì)管之間播種,定期澆水。這樣,植物在沙漠中也能生長(zhǎng)。
重是要像棋盤(pán)格一樣排列?;|(zhì)管圍成的正方形的里面雖然還是沙漠,但是,在基質(zhì)管的環(huán)繞下,蓄水變得容易,從基質(zhì)管中探出的根也會(huì)長(zhǎng)出新芽。因此,鋪設(shè)了基質(zhì)管的區(qū)域能長(zhǎng)滿植物。基質(zhì)管起到了障礙物的作用,不用擔(dān)心種子隨沙粒飛散。
基質(zhì)管的材料采用東麗開(kāi)發(fā)的生物降解性聚乳酸纖維。這種纖維由植物淀粉制成,隨著時(shí)間的推移,會(huì)分解成水和二氧化碳?xì)怏w,給環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)小。
東麗纖維GR及LI事業(yè)推進(jìn)室的佐佐木康次室長(zhǎng)說(shuō):“一般的生物降解性纖維會(huì)因紫外線照射而發(fā)生劣化,我們?yōu)榈钟衬畯?qiáng)烈的日曬而對(duì)纖維作了改進(jìn)。并且對(duì)壽命作了精密設(shè)計(jì),綠化固定大約需要10年,纖維會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)回歸土壤?!?
除了保留需要的水分,另一個(gè)重要因素是“植物可以扎根并自立生長(zhǎng)”。因?yàn)樵谒缮⒌纳车刂校参锖茈y扎根,有風(fēng)就會(huì)被刮倒。
而使用ROLLPLANTER的話,植物的根系會(huì)穿過(guò)針織的網(wǎng)眼,相互牽絆,能夠牢固地扎根。這靠的是針織品的伸縮性。
MITSUKAWA是全世界率先開(kāi)發(fā)出濕布貼基布的企業(yè)。基布必須具備伸縮性,以適應(yīng)關(guān)節(jié)和皮膚的伸縮。利用在基布開(kāi)發(fā)中培育的編織技術(shù),實(shí)現(xiàn)了“不漏土,而且憑根的生長(zhǎng)力能穿過(guò)網(wǎng)眼”(MITSUKAWA的松本社長(zhǎng))的功能。
用紙尿褲的原料保水
受到注目的新技術(shù)不只是纖維和針織。還有紙尿褲上可吸收尿液的高吸水性樹(shù)脂。使用這種樹(shù)脂的保水劑也是備受關(guān)注的熱門(mén)技術(shù)。日本觸媒公司一直在中國(guó)的新疆維吾爾自治區(qū)等地區(qū),運(yùn)用保水劑“ACRYHOPE”開(kāi)展綠化。
ACRYHOPE是直徑約為1~3mm的圓形顆粒的集合體。在接觸到水分的瞬間會(huì)吸水膨脹,直徑增大到約5~7mm。將其適量混入沙地,“可以在降雨時(shí)吸水,在干燥時(shí)放水,以確保植物需要的水分”,日本觸媒的常務(wù)執(zhí)行董事原田信幸介紹道。
改進(jìn)紙尿褲用的樹(shù)脂,而產(chǎn)生了ACRYHOPE。將顆粒的尺寸擴(kuò)大到了紙尿褲用品的2倍以上就是一例。因比沙粒大的體積,埋入地下時(shí)形成了絕妙的“縫隙”。目的是向土壤中通入空氣,以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
另一項(xiàng)改進(jìn)是顆粒的強(qiáng)度。該公司使ACRYHOPE達(dá)到了“埋入地下約30cm也不破碎、變形”的強(qiáng)度。因?yàn)轭w粒變形會(huì)破壞吸水和放水的功能。
但是,如果強(qiáng)度過(guò)高,即使完全不變形,也會(huì)喪失吸水和放水的能力。日本觸媒吸水性樹(shù)脂研究所所長(zhǎng)和田克之解釋說(shuō):“我們利用高分子化學(xué)技術(shù),在顆粒中均勻加入了柱狀構(gòu)造。從而兼顧了強(qiáng)度和保水能力”。在深度約為30cm的地下,1g的ACRYHOPE,可以吸收100g的水,大約是通常保水劑的2倍。
最大課題在于成本
纖維和樹(shù)脂這2項(xiàng)技術(shù),使沙漠綠化向?qū)崿F(xiàn)邁進(jìn)了一步。但課題依然存在。最大的問(wèn)題就是成本。
日本觸媒使用ACRYHOPE的量并不算大,大約為每100g沙0.5~1g。但單價(jià)“略高于紙尿褲用品”。
MITSUKAWA與東麗開(kāi)發(fā)的ROLLPLANTER同樣如此。與鋪設(shè)防沙網(wǎng)相比,成本會(huì)增加至1.5~2倍左右。但東麗的佐佐木室長(zhǎng)強(qiáng)調(diào)說(shuō):“考慮到幾乎不需要人工養(yǎng)護(hù),就能治理?yè)P(yáng)沙并且實(shí)現(xiàn)綠化,總成本會(huì)比較低?!?
沙漠產(chǎn)生的因素紛繁復(fù)雜。除了降水量減少等氣候變化之外,還受到砍伐森林、放牧、農(nóng)田擴(kuò)大等人為因素的影響。在過(guò)度抽取地下水的地方,還發(fā)生了將含鹽地下水抽至地面,導(dǎo)致植物枯死的問(wèn)題。
日本文部科學(xué)省預(yù)測(cè),沙漠綠化技術(shù)的普及要等到2029年。因?yàn)槌梢虿晃ㄒ?,而且需要花費(fèi)一定成本,所以解決問(wèn)題并不容易。
沙漠化可能直接導(dǎo)致全球性的糧食短缺。在這種情況下,要怎樣組合多樣化的技術(shù),拿出可持續(xù)執(zhí)行的措施?“沙漏”中剩下的沙子——時(shí)間已不多了。