在宁夏回族自治区境内黄河北岸，有一个曾经名不见经传，后来却轰动世界的地方，这就是沙坡头。在这里诞生了人类治沙史上的奇迹，结束了长久以来“沙逼人退”的困局。而这一奇迹的创造则源于一种简单到不可思议的东西——麦草方格。“麦草方格”究竟是怎样发挥作用的呢？它到底是谁发明的？对治理沙漠来说它是否是一件攻无不克的利器？
50多年前火车驶过包兰铁路沙坡头段时，是在一片广阔无垠的黄沙中穿行，而50多年后的今天，在铁路两侧宽达几公里的黄沙上，却出现了一条令人欣喜的“绿带”。这正是沙坡头治沙工程创造的奇迹。
1963年9月中旬，中国科学院部分科学技术人员来到宁夏中卫县召开治沙研究工作会议，讨论治理腾格里沙漠和有关铁路固沙等问题。图为时任中国科学院副院长的竺可桢（前排左）、沙坡头沙漠试验站首任站长李鸣冈（前排中）、当时的科学院副秘书长谢鑫鹤（前排右）等在野外考察，他们正在观察适宜在沙漠里生长的植物沙拐枣。
像许多在沙漠里工作过的人那样，中卫铁路固沙林场的老专家黄儒信习惯用“沙龙”来称呼自己的对手，以形容沙漠的难以约束。50多年前，他和同代人曾试图驯服这条沙龙，它巨大无比，不可捉摸并且十分凶狠。
“森林全被摧毁，田园全被埋葬，城郭变成丘墟”，当时的中国科学院副院长竺可桢在《向沙漠进军》一文里面对沙漠向人们叹息着，但随后他又保证：“沙漠是有可能治理的。”这话实现了吗？
坐飞机飞过腾格里沙漠的人可能会相信这句话，如果天气晴好，他们会在飞机下方的沙漠中惊喜地看到一条“绿带”。而乘坐火车行驶在包兰铁路上的人，则可以更近地观察这条“绿带”了：在铁路两侧宽达几公里的黄沙上，绿色的植被伴随着铁路一起连绵延伸，仿佛一条绿飘带。
1958年，中国第一条沙漠铁路包兰铁路，在宁夏沙坡头地区穿越腾格里沙漠胜利通车。但铁路的通车并不意味着最后的成功，世界曾有一些沙漠铁路在通车以后，因为流沙侵袭，无力抗拒，最后被迫改道。为了解决这一问题，麦草方格固沙法在这里得到了广泛应用。在科技工作者和当地群众的共同努力下，麦草方格编成的巨网最终成功缚住了“沙龙”。
从某种程度上来讲，黄儒信和他的同事们的确战胜了沙漠──起码在沙坡头是这样的。在这个位于宁夏回族自治区境内黄河北岸，曾经名不见经传的小地方，在穿过沙漠的包兰铁路两边，他们捆住了流动的沙丘，并且用几十年的时间建起了一个绿洲来。绿洲不但保证了包兰铁路避免被风沙吞食，也为这个原本荒芜的地方带来了好运。在以前只有黄沙的地方，当地人建起家园，开设饭馆儿，甚至，如果你愿意，还可以躺在四星级的假日酒店里享受桑拿。
这一切定会令前人惊讶。最起码，曾经在包兰铁路做过养路工的人会感到不可思议。20世纪50年代的这些热血青年，曾经在几张油迹斑斑的手印小报上记录下当时的情形：这里风力很大，且十分频繁，一刮风就是七八天，天昏地暗，对面不见人，风起扬沙，“连我们种的花草有时一起拔走”。在这第一批向沙漠“进军”的先行者们看来，这个如今已略显繁华的地方，当年除了零星的几株花棒树以外，就只有巨大的流动沙丘了。
腾格里沙漠东南部的这片干旱沙漠，自古就被视作由内蒙古高原通凉州地区的畏途。石英和沙粉混合而成的流沙从祁连山的残破山脉中被风揭起，沉积成格状沙丘和新月沙丘，然后连缀成线，再以每年8到10米的速度向前挪移，有些沙丘甚至高达50到100米。
1954年春节，在其中一个高大的沙山上，一支科研队伍冒着零下几十度的严寒，踩着快要没膝的沙子爬到山顶，建起了一个观察站。彼时包兰铁路的雏形已经画在了草图上，马上就要开工了。但当时中国最好的专家，也不知道在沙漠上面该怎么建铁路。
铁路原本没想从沙坡头通过的，因为无论从哪个角度看，在经过腾格里沙漠附近时，黄河南岸都是更好的选择，那里毕竟没有沙漠和风沙。不过，初步地质勘探结果显示，黄河南岸的地质结构过于复杂，还曾发生过强烈地震，并不符合修建铁路的起码要求。不死心的地质勘探者花了很多心思，企图使铁路绕开沙漠。为了绕开那些令他们恐惧的沙山，有人甚至提出方案，建议在黄河上修建几座跨河大桥，火车跨着黄河前进。不过，这个方案的代价在当时看来不大能接受，因为要多花700万元。
工程队最终还是走进了这片苍黄一色、茫茫一片、链状脊线纵横交错、迂回宛转的不毛之地，开始考虑在沙漠上修铁路。沙坡头就是从这时候开始被记入历史的。
麦草方格在扎下4—5年后就会风蚀腐烂，需要重新补扎。生活在附近的农民们早已掌握了这门“手艺”，每当有需要的时候，治沙部门就会组织农民们来再次扎下麦草方格。
如今，沙坡头已经成为一条沙漠绿带的中心，每年，为了旅游和科学考察来到这里的人络绎不绝。“世界各地的游客”和“联合国专家”成为当地宣传册上不可或缺的一部分。游客们多是为了滑沙或漂流享乐，而“联合国专家”则是来看“麦草方格”。
麦草方格就是这片绿洲的奥秘源泉。因为年岁太久，它被沙土和植被遮挡，坐在飞机或火车上欣赏“绿带”的人们，很容易忽略这种粗糙的防沙结构。不过就算我们靠近了仔细研究，还是会觉得它毫不起眼，实在称不上什么精妙的设计。当地最普通的农民都可以轻易地告诉你如何制作麦草方格。把庄稼人家里随处可见的麦草在沙地上扎成一个方形，再用铁锹把麦草的大半段埋进沙里，只露出十几厘米的头来，就完成了一个麦草方格。但事实上，就是靠着麦草方格，靠着这些农民们并不精妙的劳作，才成就了沙坡头的奇迹。
现在的网络上报刊上，流传着种种关于麦草方格的离奇故事。其中一个在讲述麦草方格的来历时，还颇有传奇色彩。故事说，最初人们是用平铺式沙障即把麦草平铺在沙丘上来防沙的，但效果很差，总是失败。后来“工休的时候，一些不安分的年轻人用麦草在沙丘上扎着玩。有的扎‘天’字，有的扎‘地’字，有的扎的是自己单位的名字：中卫固沙林场。几天的大风过后，不少平铺式沙障被风沙掩埋了，但奇怪的是：那些草墙和几个横竖交叉的汉字却完好无损！”由此，人们发明了麦草方格。
曾经在沙坡头治沙站工作的老人邸醒民并不愿意反驳这种说法，但他只是简单地说，苏联专家的经验是治沙成功的关键之一。苏联当时为了修建穿越卡拉库姆沙漠的铁路，在防沙工作上下了大工夫，当初的苏联沙漠研究所就是在研究铁路防沙的过程中发展起来的。草方格沙障，很早之前就在苏联使用了，甚至在沙皇时期，就出现了雏形。只是后来它在中国的应用，超过了它的发源地苏联。由于材料等问题的限制，苏联并没有大规模应用这一技术，相反，中国则为这个技术的应用提供了广阔的空间。
“苏联人搞沙漠铁路搞得有经验。”这位退休老人强调道。在苏联土库曼科学院院士彼得洛夫和另一位苏联专家阿阜宁的指导下，草方格开始在沙坡头地区大面积推广了。文革时，有人以批评“崇洋媚外”为理由，反对将麦草方格与苏联人联系起来。但事实就是事实，不能将苏联人的经验改写成我们自己的伟大发明。
邸醒民的话在黄儒信的著作中也得到了证实，在回忆当时的情景时，黄儒信写道：“1957年春末，彼得洛夫来到沙坡头介绍了中亚铁路治沙的芦苇草障经验，并指导工人扎下了1.5米×1.5米、2米×2米的麦草方格沙障，当时在现场的有中科院治沙站的研究员李鸣冈和李玉俊工程师以及第一设计院的赵性存工程师，他们与民工一起扎下了第一片麦草方格”。
沙坡头治沙防护体系不只是由麦草方格组成，而是一个包括卵石防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带、封沙育草带组成的“五带一体”的治沙防护体系。它们在沙漠铁路的两侧次第展开，一条护卫着铁路的绿色长廊出现在腾格里沙漠上。
为了找出最有效的麦草方格模式，沙坡头的治沙人做了大量的工作。不仅试验了不同边长的麦草方格，还分别尝试过条形（图1）、圆形（图2）、三角形（图3）等形状，但最终证明还是最简单的正方形效果最好。
图2
这个简单的方形结构，却异常管用。中卫地区风向多变，然而无论从哪个方向吹来的风，都可以被麦草方格有效阻挡。麦草固定住了地面的沙，也挡住了外来的风，在格子中间，气流通过时形成漩涡，使格子内的沙面形成沙漏式的凹面，沙子不容易被风吹走，还可以在其中种上沙生植物。
中卫当地有种小麦的传统，因此麦草来源有了保障，而人力则由当地政府和铁道部的铁路局发动。那个时代，正是我们国家的整体精神状态高涨的时代。当时，中国第一台蒸汽机车胜利组装完成，成渝铁路、宝成铁路也相继完工。而随着《向沙漠进军》的发表，一向冷清的西北沙漠里，一下子到处都是人。人们运用着麦草方格这种最朴素的固沙方式，开始了驯服“沙龙”的过程。这个过程并不轻松，甚至也许是艰苦的。也许，如果不是那个年代特有的坚毅品格和精神气质，如果不是那种建立在信念和服从之上的强大动员力，这一切都不会发生。
但不管怎么说，在断断续续持续了几十年之后，它成功了。蜿蜒在腾格里沙漠中的包兰铁路两侧，可以轻易地看到麦草方格群，宛若一张巨大的网，而躁动不安的沙漠在网下服服帖帖──或者说，暂时停下了它的侵犯姿态。
随着麦草方格逐渐蔓延，沙丘被部分地固定下来。随后，在被固定住的沙丘之上，麦草方格开始为一个新的自然过程提供庇护。这个自然过程就是治沙工作者俗称的“沙结皮”，即在沙土表层形成了类似土壤的结皮。
沙结皮的主要编结者是沙土中的微生物，它们在沙土上生长、繁殖，在其新陈代谢的过程中，遗留的残体与分泌物引起沙土理化性质的改变。它们分泌的一些胶状物质，如多肤、多糖等加上真菌、放线菌、藻类的丝状菌丝体以及植物的根系根毛等，都会与沙土表面的沙粒粘结，形成足以稳定地面的沙结皮。
流沙贫瘠，环境恶劣，各种生物在此都无法生存，想要生物在流沙上定居，必须设法改变环境，创造有利于生物生存的条件。于是麦草方格开始发挥作用，它降低了风速，阻止了流沙的移动，改善了沙土中微生物的“居住环境”，一个个小小的“格子间”就变成了微生物的“避难所”。
另外，在麦草方格扎下四五年后，麦草会在流沙中渐渐腐烂，这就给流沙中注入了丰富的有机物质和营养元素。根据1957年至1985年的不完全统计，在沙坡头地段共扎麦草方格1.8万亩，用去麦草3306.2万公斤，平均每亩沙地上就铺设过0.18万公斤的麦草，这样多的有机物质加入流沙中，改善了流沙的土壤结构，增加了营养物质，从而促进了微生物的生长繁殖。而微生物的增加，又可以加速有机物的腐烂分解，为沙生植物和藻类提供更多可利用的营养物质。如此往复，形成了良性循环。
然后在这个基础上，先是地衣、蕨类，然后是草本植物、灌木、半灌木开始更替。在埋下麦草方格的土地上，自然慢慢铺展开了绿色的画卷。
沙坡头治沙的成功，使麦草方格成为了世界著名的固沙方法，在后来它还被广泛应用于其他的地区，并且演化出了种种不同的面貌。在塔里木沙漠公路两侧，用芦苇扎成的草方格正忠实履行着自己固沙护路的职责。
今天的沙坡头，植物种类由过去的25种旱生植物增长为现在的453种，植被覆盖率由过去不足1％上升到42.4％，以前这里难得一见的野生动物，如今已有140多种。
“草方格为人类战胜自然灾害，战胜对人类生命安全危胁最大的危害——沙漠化提供了最有力的武器。”我在网上看到过许多类似的对草方格的赞扬。在某种程度上，沙坡头和麦草方格，极大地鼓舞了人们将沙漠彻底击败的信念。还有一些富于幻想和雄心的人们，站在绿洲上开始讨论，麦草方格是不是可以成为我们最终彻底战胜沙漠的武器。但在邸醒民这位老治沙工作者看来，麦草方格，和其他许多治沙方法一样，最终也只能算作一种工程措施，而工程措施是要考虑经济效益，考虑投入产出比的。在投入后经济效益比较高的地方，如工矿和铁路周围，才有搞麦草方格的意义。但如果硬要为了在沙漠上居住，在居住点周围铺设草方格，则没什么必要。他的理由很简单：“太费钱了。”
而华南师范大学的吴正教授对“人类是否能战胜沙漠”则有如下的看法，他认为，我们治理沙漠，主要就是在沙漠边缘和人类生活密切相关的地带，或是像克拉玛依油田那样虽然处在沙漠中间但非常重要的地区。而人迹罕至的沙漠中心，本身对人类没什么危害，我们也不必去治理。沙漠作为地球上古已有之的自然类型，在维持全球生态系统平衡上，它一直发挥着自己独特的作用。我们不可能，也完全没必要“彻底战胜”沙漠。但同时吴正教授也强调，现在许多人觉得沙漠化形式严峻，非常可怕，人类在沙漠面前很无力，对未来很悲观，这样是不对的。实际上人对干旱地区造成的影响一直都是两重性的，一方面造成了一些地区的沙漠化，另一方面人们在沙漠之中也造出了一个个绿洲，实现了绿洲化。比如沙坡头就是其中的一个典型。所以要说“人沙之战”的结局，我们完全不必过分悲观。
其实，现在人们已经远离了一定要“战胜沙漠”的年代。更和谐的观点认为，人在平原要生存，在山地要生存，在沙漠里也要生存，而不一定要改变沙漠。在沙漠地区如何利用现有自然资源，是当前沙漠科学中非常重要的问题。否则，一条延续在沙漠里的绿色长廊，大概顶多只能成为我们精神上的慰藉，而无法提供使我们解决沙漠问题的最终答案。
麦草方格初步解决了固沙问题，在其后的治沙工作中还要实现植被的恢复、生态环境的逆转，最终才能形成绿洲。常用的沙生植物有花棒（图1）、柠条（图2）、沙拐枣（图3）、柽柳（图4）等。
图1
图2
图3
图4
背景知识
（1）设置方向：草方格沙障是固沙型的低立式沙障，适用于风向多变，除有主风外，侧风较强的沙区。沙障由主带和副带纵横交织而成，主带与主风方向垂直，副带与主风方向平行。
（2）沙障规格：根据防护目的、风蚀程度和有利于植物成活生长的情况来确定。可设置成1×1米或2×2米的方格。一般以1×1米规格的固沙效果最好，方格越大，风蚀越重。
（3）设置方法：在沙丘迎风坡先铺设主带，即横对主风方向画线，沿线平铺麦秸或稻草，草厚5—6厘米，用铁锹将草中部扎入沙内深约10—15厘米，地上露出15—20厘米。再用铁锹或刮痧板壅沙扶正，加固基部。主带完成后，再与主带垂直，画竖线，铺设副带，副带草的厚度可稍薄，但一定要与主带衔接好。以免在缺口处被风掏开，影响固沙效果。一般来说，只在流动沙丘迎风坡的下半部设置沙障就可以了，让丘顶被风拉平后，再设沙障为宜，但重点防护地段，需要一次性固定住流沙，就要对沙丘全面设置沙障。固定落沙坡时，要先从顶部做成一道道方格，依次向下作业，或先做上下的副带，再由上而下做水平的主带。在施工范围内，沙障必须扎设到沙丘迎风坡脚处，避免沙障固沙带外缘暴露在冲风部位遭受风蚀和沙埋。扎设沙障时，尽可能沿沙丘脊线铺设乱草便道，以利施工人员往返运草，缩短运草距离。
（1）草方格沙障的防护作用，主要是通过增大地表粗糙度，降低近地表层气流速度，从而降低气流的输沙能力，改变风沙流携沙量随高度分布的特征。1×1米草方格沙障的粗糙度比流沙区提高200—400倍，输沙率仅为流沙区的0.2％—1.0%，2米高度的风速比流沙降低26%，0.5米高度的风速比流沙区降低20％—40%。
（2）草方格沙障截留降水和减少沙面水分蒸发的作用明显。在流动沙丘上设草方格沙障后，2米厚沙层的湿度可由原来的1%提高到3%—4%，明显改善了沙土水分状况，在草方格沙障上栽植的固沙植物，成活率和生长指标比全面铺草沙障分别提高19％和31%—35%。所以说，草方格沙障不仅起到固沙作用，保护初期栽植或播种的固沙植物免受风蚀和沙埋，还能促进植物的成活和生长。
（3）草方格沙障扎设后1—2年，障间即可形成稳定的凹曲面，除冲风部分外，一般不会受到风蚀，但由于露出的草障经雨淋风化而逐渐发黑腐朽，一般维持4—5年。局部风蚀严重地段需注意及时补设。
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