关注孙国友治沙热点但缺乏些必要知识？什么是草方格？生态恢复？热点科普速递！

近日，“孙国友林场供水受阻于煤矿公司”的热点吸引了人们的注意。在大伙的讨论中，我们注意到一个很有趣的词语——“草方格”。种植的植物不当还会引起生态灾难？在种植之前要围上一圈草方格？什么是草方格？它为什么能够治沙？为什么它总是出现在沙漠戈壁的硬化路面两侧？其实，草方格是一种防风固沙、涵养水分的治沙方法，网状的草方格便是无生命的沙漠微型防护带环环相扣，连成一片，蔚为壮观。

没错，草方格虽有“草”，却是死物。这是不是有些反常识？死物怎么能治理沙漠呢？简单的来说，草方格有两个主要的治沙作用。

机械作用：最朴素的智慧实现以最复杂的解析计算

利用废弃的麦草一束束呈方格状铺在沙上，再用铁锹轧进沙中，留麦草的1/3或一半自然坚立在四边， 然后将方格中心的沙子拨向四周麦草根部，使麦草牢牢地坚立在沙地上。（百度百科）“沙漠化防治的一种重要手段是机械固沙，即通过各种工程设施的建设，对风沙起到固、阻、输、导的作用，达到防止风沙危害的目的......”[1]

也就是说，草方格其实是一种“机械固沙”手段，利用机械固着的方式阻止沙砾随风乱飘。

“野外观测表明：当风沙流经过新设置的草方格沙障时，在其内部产生旋涡，经过足够长的时间后，障内沙面形成光滑稳定的凹曲面。这样，即使当强气流经过时，沙面自身并不起沙，从而达到固沙的目的。风洞实验也显示，草方格内部的确存在旋涡运动。实际上，如果地面水平，层流通常将很快转捩为湍流，但由于稳定时刻地表凹槽与涡的存在，流动仍可近似当作层流处理......”[1]

说人话就是，风带着沙吹进草方格里开始转圈圈，长时间堆积形成了右图所示的内凹而非矩形，这种情况下再有风吹过来时，就带不起来曲面上的沙子了，这就是他“固沙”的作用。

“草方格沙障的工作原理是通过改变沙床粗糙程度、削弱风流场的能量来实现防风固沙，因其施工快捷、工艺简单、效果显著，故被作为一种普遍高效的沙漠公路防沙固沙措施。”[2]

这一点不难理解，把临近地面的风挡住，当然可以防风固沙。不过，格子设置有多大、多高才合适，是需要经过实际观察拟合和复杂的计算才能得到的结果。计算过程比较复杂，涉及到大量数学知识（反正我这个只能装下高等数学的脑子肯定是看不懂），有兴趣的可以去看看我的引用文献编号为[1]的那篇文章。所以我们直接说结果：

“塔里木沙漠石油公路防沙工程中，芦苇沙障，的出露草头高度 h0＝15～20cm，间距 l＝100cm（朱震达，赵兴梁，凌裕泉等．治沙工程学 ［ M ］．北京：中国环境科学出版社1998．96—116）。本文给出的间距 l 的最大值在81cm 与108cm 之间，二者基本一致。”[1]

这就是为什么大家见到的绝大多数路边的草方格边长也就是一米左右的样子，经验和计算的双重奔赴了属于是（大哭）。

生物降解：以消逝作归宿，化腐朽为永恒

在流动沙丘上将麦草扎成方格沙障后，给沙土添加了有机物质，活化了沙土中的微生物。在微生物的作用下和自然界光、热、降水和风蚀等因素影响下，草方格沙障的防护年限一般为4年左右......[3]

既然原料是麦草，被生物降解并不是一件稀罕的事情。这个过程看似毁灭了有益于防风固沙的草方格物理结构，实则让消失的草方格沙障以微生物的形式更加坚实地保护了大地。

草方格能维持个三四年，对于生物质来说属于在自然界中“很耐放”的东西。这是因为干燥的麦草中，纤维素含量和木质素含量大概各占一半，其中纤维素略少一些（约45%）。木质素是一种复杂的高分子化合物，单体可能是含有苯环的酚类，木质素可以和纤维素紧密结合从而降低纤维素被降解的速度，有一种“缓释”的效果，至少可以让沙地中的微生物存在四到七年。

莫要小看这些小小的微生物——还记得新版人教课本生物学中的那张胡杨的插图吗？好似一片“胡杨坟地”，胡杨已经干枯死亡却好像依旧顽强地扎根在沙漠戈壁中，这并不是因为微生物对它的枯木不感兴趣，而是因为那里的微生物群落实在是太简单贫瘠了。若能使得微生物在土壤中更加活跃，其本身就能有效地改良土壤、改善土壤理化性质甚至于让亲水的微生物表面物质辅助锁水，这一过程可以明显地增加土壤粘度以提高固沙效果。如果土壤保住了一定的水分，游动的微生物其鞭毛转动依赖于细胞内外的氢离子浓度差，就会分泌酸性物质驱动自己游动。酸性物质可以改善盐碱化的沙地戈壁或者沙漠草原，显著地增加土壤粘度。

这些依赖于草方格生存的微生物，有些可能具有休眠体（芽孢），有些可能具有顽强的孢子，这些生命力顽强的细胞会很长时间地存在于这片沙地下，为这里埋下绿洲的种子开辟微生物土壤环境条件。

引用文献：

[1]王振亭,郑晓静.草方格沙障尺寸分析的简单模型[J].中国沙漠,2002(03):28-31.

[2]王佳斌,崔言晨,张庆宇,李天宇,侯宁,董笛.风速对草方格沙障防沙效果的影响研究[J].中国水土保持,2021(12):44-46+7.

[3]陈祝春,李定淑.草方格沙障腐蚀过程中土壤微生物的作用[J].中国沙漠,1987(04):45-48.