沙林中心科研人員在採集土壤水分數據。
沙林中心科研人員對沙塵觀測塔進行維護。
俯瞰沙林中心農田防護林。
以上圖片均為中國林業科學研究院沙林中心提供
習近平總書記在近日召開的全國生態環境保護大會上強調，“綜合運用自然恢復和人工修復兩種手段，因地因時制宜、分區分類施策，努力找到生態保護修復的最佳解決方案”“要加強科技支撐，推進綠色低碳科技自立自強，把應對氣候變化、新污染物治理等作為國家基礎研究和科技創新重點領域，狠抓關鍵核心技術攻關，實施生態環境科技創新重大行動，培養造就一支高水準生態環境科技人才隊伍，深化人工智慧等數位技術應用，構建美麗中國數位化治理體系，建設綠色智慧的數字生態文明”。
烏蘭布和沙漠東北角，黃河“幾字彎”頂端，是“萬里黃河第一閘”——三盛公水利樞紐所在地。滔滔黃河水由此分流，湧入河套7級灌排體系。
遏制沙漠向河套地區侵蝕，內蒙古自治區巴彥淖爾市磴口縣位於這道防線的最前沿。
20世紀50年代以來，磴口縣森林覆蓋率增長了900多倍，目前已經超過37%，建成了林茂糧豐的“塞上江南”。“綠進沙退”的變化背後，紮根磴口的中國林業科學研究院沙漠林業實驗中心（下稱沙林中心）發揮了重要作用。
日前，記者跟隨科研人員走進一線，看科技如何助力防沙治沙。
科學設計防護林，為農田擋風防沙
沙林中心下轄4個實驗場。1979年，國家劃定47萬畝國有土地作為實驗區域，開展防沙治沙研究工作。由東往西，4個實驗場沿烏蘭布和沙漠邊緣依次而建。
磴口縣城往西不到10公里，便到了沙林中心第一實驗場。這裡是圍沙造林的開路先鋒。走進實驗場腹地，農田連接成片。
從高處遠眺，隱約可見數公里外的連綿沙丘。農田四周，一排排楊樹高大挺拔，靜靜守護著這片綠色。
“這是我們設計的農田防護林。”沙林中心教授級高級工程師賈玉奎說，“與風向垂直的是主林帶，平行的是副林帶，每個林帶栽兩行楊樹，構成了‘兩行一帶’的防護模式。”
80年代，沙林中心開展造林示範，借鑒了“八行一帶”的防護模式，當時的寬林帶曾起到較好防沙效果。自90年代開始，沙林中心推廣“兩行一帶”防護林帶。
“八行一帶”改成“兩行一帶”，看似簡單，其背後則有沙林中心科研人員周密的測算，以及多年觀測研究結果的支撐。
為何“兩行一帶”防護效果更好？帶著疑問，記者見到了主導推廣的沙林中心總工程師王志剛。
王志剛娓娓道來：“我們發現，每年3至5月是農田防護林防風效應關鍵期，而主栽樹種尚處於冬季相（無葉期）。經測算，此時‘兩行一帶’的疏透度與透風係數等比較理想。”
他列舉出更細緻的指標：防護林株距1米，林帶間距為樹高的12至18倍。以5至7年達到防護目標計算，樹高可到10—12米，主林帶間距在130至140米之間。“這樣佈置防護林，占地少、林木生長快，還能減少林地矛盾。”
農田四周栽植防護林，會與農作物爭奪光照和水肥，造成脅地效應，影響農民種植防護林的積極性。沙林中心的實踐證明，相對於“八行一帶”那種寬林帶、大網格的配置佈局，“兩行一帶”這種窄林帶、小網格的綜合防護效益更好，脅地面積最小。
有農田防護林擋風防沙，在曾經的沙荒地上，沙林中心開墾出2萬畝灌溉綠洲。更讓他們自豪的是，中心探索包養網的農田防護林模式，已在磴口縣推廣56萬餘畝。由此證明：沙漠邊緣也可以種莊稼。
選好樹建好防護林，許多成熟的治沙研究成果得到應用
農田防護林只是磴口縣探索的旱區防護林體系的一部分。沿第一實驗場繼續往南行駛約10公里，記者見到了與萬頃良田不同的另一番景象：道路北側數萬畝黃沙，梭梭、花棒、沙拐棗、檸條等灌木紮根其上，這是防風固沙區；道路南側不遠處，裸露的流動沙丘連綿不絕，偶爾可見耐旱的白刺，此為封沙育草區。
“科學治沙，不是多種樹就好，天然的沙漠戈壁，要保持原有生態系統的完整性。”指著遠處的梭梭林，沙林中心資源管護處處長張瑞說，堅持宜林則林、宜灌則灌、宜草則草、宜荒則荒的總原則，沙林中心與磴口人民共同搭建起封沙育草區、防風固沙區和農田防護林區三道防線。
三道防線之外，則是包括哈騰套海國家級自然保護區、納林湖國家濕地公園在內的自然保護地。“三區一地”構成了完備的防護林體系，是磴口縣綠洲防護林體系的全貌。
建好防護林，關鍵要選好樹。新疆楊耐旱、耐鹽鹼，樹幹直、樹冠窄，養護成本低，是河套平原建設防護林的理想樹種。然而，和許多楊樹一樣，新疆楊不抗天牛。西北地方乾旱，缺乏天敵的光肩星天牛繁殖氾濫，對楊樹危害極大。
王志剛辦公桌上，堆放著他採集的遭受光肩星天牛蟲害的楊樹樹輪截斷標本。這些標本外表看似完好無損，樹輪中間卻滿是天牛蛀食留下的孔洞。孔洞阻礙樹木養分的輸送，過不了多久，楊樹枝幹便會乾枯，容易風折，甚至造成全株死亡。
“我們在中國林科院林業所研究員韓一凡先生培育出的北抗楊基礎上，選育出了沙林楊。”手拿沙林楊的樹幹截斷標本，王志剛說，“光肩星天牛也會寄生到沙林楊包養網上，但產下的卵很難存活。經測算，沙林楊天牛羽化率僅0.25%，這意味著天牛基本上難以繁衍後代，從而間接殺死了害蟲。”
2019年，王志剛團隊拿到了林木良種證，開始在西北一些地區推廣沙林楊。
記者在第二、第三實驗場交界處看到一片沙林楊。外觀上，沙林楊與普通楊樹沒什麼區別。因為才栽下幾年，樹幹還不太粗壯。實驗場研究人員告訴記者，目前沙林楊種得不多，除了人們接受新品種有個過程外，沙林楊自身也有一些不足。比如，樹冠大、抗旱抗寒性相對較差，耗水也相對多。
全部種沙林楊不合適，與新疆楊混交栽種如何？沙林楊的抗天牛特性，引起了林業專家、河北大學研究員魏建榮的注意。與沙林中心合作，他發現：相比新疆楊，光肩星天牛更喜歡在沙林楊上產卵，混交栽種時，便可以利用沙林楊的誘殺性吸引“火力”，盡可能保護新疆楊。
正在沙林中心作學術交流的魏建榮告訴記者，他計畫通過雜交或基因技術等手段，將抗蟲特性“注入”新疆楊或其他性狀優良的楊樹。
這是一項非常困難的工作，王志剛團隊也一直在探索。近年來，他選擇了沙林楊的一種同胞無性系作為母本，以新疆楊為父本，雜交出了“沙新楊”，目前正在申報新品種鑒定。
有沙林中心作為長期科研基地，包括沙林楊在內，沙林中心的許多成果得以較快試驗示範和推廣。曾任沙林中心主任的中國林業科學研究院首席科學家盧琦說，沙林中心一邊做治沙科研，一邊打造荒漠化防治樣板，許多成熟的治沙研究成果從這裡走向烏蘭布和沙漠，應用到全國其他適宜沙區。
建立種質資源庫，促進沙旱生植物保護和可持續利用
如何幫助百姓在治沙中致富？
在第四實驗場，記者見到正在試驗地查看沙棘果長勢的羅紅梅。這位沙林中心高級工程師，已經與沙棘打了近30年交道。
沙棘根系發達，水土保持效果好，沙棘果營養價值高，是兼顧防沙治沙和經濟效益的理想灌木。
西北並不是沙棘原生地。為選育適應西北旱區的沙棘新品種，早在上世紀80年代，中國林科院林業所原所長黃銓就來到沙林中心，帶領團隊開始相關研究。
經過30多年努力和堅守，如今這裡成為全國沙棘研究重鎮。眼下，在新疆、內蒙古等地規模化種植的沙棘，不少是沙林中心選育出的優良品種。
7月是沙棘果生長關鍵期，羅紅梅放心不下，隔三差五便要到實驗場看看。羅紅梅查看的沙棘，是她選育出的新品種——深秋紅沙棘。
距第四實驗場沙棘試驗地不遠，有一個沙棘育苗大棚。第四實驗場場長李春風帶記者走進大棚，說起培育沙棘苗的工作：“6月中旬，我們就開始挑選嫩枝，把它們剪下再扡插到大棚苗圃裡。兩個月後，沙棘苗便要移種到大田，等到第二年春天，就可以規模化種植。”
中國林科院碩士研究生宋婭婷不久前剛從北京來到沙林中心，她要在第四實驗場住上半個多月。宋婭婷邊整理剛剪下來的沙棘枝條邊說包養網：“我們正在研究如何提高沙棘果的油脂、類黃酮含量的方法，進而幫助培育出更適合深加工、經濟價值更高的沙棘新品種。”
種質資源對植物繁衍至關重要。為了更好地開展沙棘種質資源保存和選育工作，近年來，國家啟動了沙棘國家林木種質資源庫建設，沙林中心是依託單位。
在種質資源庫建設現場，記者看到，戈壁灘上，一座現代化設施保存庫進入最後的裝修階段。設施保存庫外，一塊新平整出的異地保存區裡，種上了今年新移栽的沙棘。“趁著生長季，我們科研人員正奔赴四川、陝西、山西等地採集沙棘種質資源。”沙林中心工程師李帥說。
不只是沙棘，這裡還收集了梭梭、沙冬青、檸條等多種沙生植物種質資源，未來還將繼續收集並向國內研究人員開放共用，共同促進沙旱生植物保護和可持續利用。
李帥說：“人們對沙旱生植物特性瞭解還不夠，把它們的防沙固沙性能和機理搞清楚後，能夠指導我們在不同沙漠選種更適宜的沙旱生植物。”
挑選適合沙區生包養長的經濟植物時，沙林中心還把目光投向了歐李。歐李是我國獨有的沙生藥用植物，具有較高的食用藥用價值。前不久，賈玉奎帶領團隊選育的歐李新品種通過了國家新品種審定。
注重實踐出真知，持續40多年進行科學監測
大範圍綠化工程怎樣改變環境？作為重要的科研工作，沙林中心成立伊始，便開始了相關資料監測，至今已持續了40多年。
依託沙林中心建設的內蒙古磴口荒漠生態系統定位研究站位於第二實驗場，所在區域是為了科研保留下來的一片原生態半固定沙丘。
走進定位研究站，首先映入眼簾的是一座高高的鐵塔。工作人員劉懷遠告訴記者，這是近地面沙塵觀測塔，50米高，塔身上每隔2米便安裝了一台採集沙塵的容器。塔上還有監測風速、風向、濕度、輻射等參數的感測器。每個月包養網底，劉懷遠都要登上鐵塔，取下容器收集到的沙子，稱重並記錄上傳。
為了對比觀測，像這樣的觀測塔，沙林中心一共有4座。另外3座，一座位於兩公里外的綠洲，其他兩座則矗立在上風向更遠的荒野沙漠。通過測算、分析同一時間不同區域的沙塵情況，科研人員就能瞭解沙塵的遷移規律，並推算出防護林在降塵等方面的功能作用。
賈玉奎告訴記者，通過分析大量監測資料得知，大範圍綠化工程明顯改善了環境。比如，太陽短波輻射多吸收10%—20%，7月前後可降低蒸發量30%—40%，林網內沙塵轉移減少80%，來自遠方上風區的降塵減少48%，大氣渾濁度降低35%等。
觀測塔不遠處，是一個人工類比增雨平臺。在一片長著白刺的沙丘地上，科研人員安裝了自動噴水裝置，通過設置不同量的“降雨”，來觀察白刺的生長情況。“全球幹濕兩極變化加劇，預判這一趨勢下乾旱地區植被生長的情況，對未來科學防沙治沙十分重要。”賈玉奎說。
在觀測定位站，記者還見到了一項新增添的“黑科技”——水分平衡場。水分平衡場最主要的設備為蒸滲儀，科研人員在直徑1米多的蒸滲桶內裝滿沙土，然後栽上耐旱植物，再將其深埋地下。
負責該專案的沙林中心教授級高級工程師劉明虎介紹：“蒸滲桶上有多種感測器，通過精密測量，可以推算出維持人工植被生長的需水量，從而實現‘水量平衡、以水定綠’。”
注重實踐出真知是沙林中心的傳統。為收集第一手資料，沙林中心的籌建人、我國治沙專家高尚武先生走遍了西北大大小小的沙漠，被譽為沙漠“活字典”。他主持開展“大範圍綠化工程對環境品質作用的研究”課題時，在條件艱苦的實驗基地一待就是10多年。
“老一輩治沙專家言傳身教，為沙林中心留下可貴的精神遺產。像賈玉奎、王志剛等那一代大學生，畢業後來到這座西北邊陲小城，一干就是一輩子，還有的三代人都在此治沙。”說到這些，盧琦感慨萬千。
位於三盛公水利樞紐庫區左岸上遊21公里處的劉拐沙頭，是烏蘭布和沙漠與黃河唯一“握手”的地方。極目遠眺，裸露的流動沙丘旁，梭梭已經在此“安家”。近些年監測資料顯示，烏蘭布和沙漠段，粗沙入黃量已大幅減少。
面對治沙成績，沙林中心人說：“還得繼續努力。”