砂漠の花が咲き、足元の砂土と遠くの砂漠の対比。

11月上旬、初冬の寒さに包まれて、内モンゴルアルシャー盟の砂漠はいっそう荒涼としています。これとは対照的に、「砂改土」の試験基地内に残された生気です。

あなた達が夏に来たら、ここは一面が緑で、コントラストがもっとはっきりします。重慶交通大学の易志堅副校長は記者に紹介した。色の映りが少なくなりましたが、記者が試験基地の中に立った時、足元の砂土と遠くの砂漠の対比は依然として明らかです。

      試験基地を往復していますが、収穫前のスイカ、トマト、唐辛子、大根、落花生を見ました。10月の霜が降りた後、これらの果実は収穫に適していないので、収穫が間に合わなかったのは、果物を残して人の見学に供するためです。一方で、これらの果実が腐っているので、砂土の改善にも役立ちます。肥沃な力

これらの農作物を植えることは、「砂改土」の実験の重要な一環でもある。水さえあれば砂漠に植物が育つという見方がありますが、易志堅さんは砂漠に水があるということは確かに砂生植物を成長させることができます。しかし、非沙生植物は水があっても、ある程度まで成長しないと言いました。

試験基地内では、土壌化した後の砂地で、各種の植物を栽培することができます。用水量については、易志堅氏によると、砂漠の土壌化後の保水保肥効果が顕著であるため、平均灌漑量はムーあたり400個を下回り、当地の550ムーあたりの節水灌漑ノルマをはるかに下回っている。日照りに強い植物を植えるなら、発芽段階だけ灌漑が必要で、後続の成長には灌漑が必要ではない。

農作物を栽培する過程で、土壌化された砂地に植えられた植物の根系がより発達し、生産量がもっと高く、果実もより美味しいという驚きの発見がありました。「私たち自身は植物が育つだけでいいと思っていましたが、普通の畑よりも植物の成長がいいとは思いませんでした」易志堅は言います。

この現象を引き起こしたのは、砂漠土壌化によって発生した独特の土壌構造である。一般的に、「砂改土」は砂漠の表面の20～30センチの砂を土壌化して改造します。これらの地塊の断面構造は上下二階に分けられています。上は保水性肥料で、比較的緊密な土壌化層です。下は元の離散砂です。

このような構造の下で、植物の根系は非常に発達して、それによって水を吸収して、肥えた能力は更に強くなります。昨年、アルシャー盟農牧局は高粱の測定生産を組織したことがあります。試験基地の最高ムー当たりの生産量は932キロで、平均ムー当たりの生産量は789キロで、全国2017年の最高の平均ムー当たりの生産量より324キロ高いです。

2019年、試験基地で収穫される果実は「砂漠有約」ブランドでスーパーで販売され人気があります。これはまた、易志堅が「砂改土」に対してもっと自信を持っています。これは砂漠土壌化の実施を証明していますので、現地に富をもたらすことができます。

食品の安全問題については、易志氏は「制約材料はすべて植物から抽出され、無毒で無害で、すべて検査に合格しました。また内モンゴルの試験基地はすでに緑の食品産地の環境測定に合格しました。今年栽培された農産物もグリーン食品の認証に合格しました。

「砂改土」のコストについては、易志堅氏は記者に、機械化、規模化された工事を採用しているため、加えて必要な制約材料の数が少なく、全体の改造過程は一回の材料を入れるだけで、改造コストは一般的にムー当たり2000～5000元です。

不思議な「砂改土」

2008年までは、易志堅は砂漠についてほとんど知らなかった。偶然にも砂漠と深い縁を結んだ。

易志堅は2003年から重慶交通大学の副校長を担当して、長期にわたり力学、道路、橋、材料などの学科の教育、科学研究に従事しています。2008年、靭性高分子骨格空隙コンクリート路面の研究を行っていますが、粒子物質からコンクリートまでは実際に状態が変化していることが分かりました。

当時、易志堅の頭の中では最初に砂漠を思い浮かべました。もし制約によって離散的な砂を一つに集めることができれば、砂漠は土壌の状態に変化することができます。

以来、砂漠化の治理は世界的な難題です。今、世界の砂漠化は毎年5万から7万平方キロメートルのスピードで拡大しています。中国の砂漠化の土地面積も173万平方キロメートルに達しています。

土生としての重慶人として、易志堅はこれまで本当の砂漠を見たことがないが、砂漠土壌化の研究が成功すれば、砂漠化を抑制し、土地利用を増やすことにも大きな意義があると考えている。

2008年から砂漠の土壌化の構想を提出して、後の材料の研究まで、および砂漠の模擬の実験、規模化の実験、易志堅はこのプロジェクトの上ですると12年です。

このプロジェクトに対して、易志堅はそれを簡単に「砂変土」と要約したくないです。本質的には砂の化学成分は変えられていないので、変化したのは砂の間の物理形態です。だから「砂改土」と呼んだほうがいいです。

易志堅は21世紀の経済報道記者に、土壌は自然に二つの力学状態を備えています。一つは乾燥時の固体状態で、もう一つは水を含む時のレオロジー状態です。これは土壌に自己修復能力と自己調整属性を持たせました。

自己修復能力とは、一般的な固体が損傷した後、修復が困難であるが、固体状態で土が割れた後、水分を吸収することでレオロジーに変化し、ひびも消失することをいう。同時に、土壌の自己調整属性は、土壌の粒子配列の変化が土壌の性質に影響しないことを保証しています。これも植物根系が土壌の中で成長できる原因です。

易志堅がやるべきことは、コンクリートを利用してコンクリートを作るように、砂漠に閉じ込め材料を加えることによって、砂漠に土壌の力学状態を持たせる。実際には、土壌全体のプロセスは非常に簡単です。記者が見たデモプロセスは、砂の中に粉末状の制約材料を入れて、水を加えてかき混ぜます。砂がレオロジー状態を呈すると、土壌化作業はすでに完了しました。

治砂11年

この過程において、最も核心的な環節は拘束材料である。2008年からアイデアを出して、2009年に試験を始めて、易志堅はチームを率いて研究の制約の材料と砂漠の土壌化の実現可能性を検証することに4年を費やしました。その間、研究チーム全体が制約材料を絶えず改善し、庭堤、ベランダ、屋上などで試植し、2012年になって、「砂改土」の構想は初歩的に検証された。

2013年、研究チームは重慶で砂漠模擬試験を開始しました。具体的な方法は模擬ブロックに30～50センチの砂利を敷いて、砕石に20～30センチの砂を敷いて、最後にこの砂の上に土化された砂を敷いてください。この改造された砂の上に、研究チームが果実を植えた。

この砂漠模擬試験は、易志堅が3年間続けて実施しました。彼は記者に対し、2009年から2015年まで、チーム全体は主に小さい塊の実験を通して砂漠の土壌化原理と実際の効果を検証し、植物繊維の接着材（つまり、制約材料）を開発し、砂漠シミュレーション試験において、材料の安定性、安全性、耐久性を徐々に克服しました。問題です。

砂漠でのシミュレーションも検証され、易志堅は規模化実験を開始した。2016年、研究チームは初めて本格的な砂漠に入りました。彼らは内モンゴルのウクラインと砂漠で25ムーの試験基地を開拓しました。砂漠の平地化、土壌化の改造など一連の操作を経て、5月に種をまきました。

これは私たちに大きな励ましを与えてくれました。易志堅は言います。その後2018年、研究チームはウ蘭布との砂漠試験面積をさらに6000ムーに拡大し、同時に「砂改土」プロジェクトもウ蘭布と砂漠を出て、新疆のタクラマカン砂漠、四川アバ州のトルコ砂漠などで試験を行い、試験面積は10000ムーに増加した。

易志堅氏は「2016年には、植物が土壌化された後の砂漠で成長できるかどうかを検証するだけの実験を行いました。2018年には、規模化試験で優位な植物の選択と研究を始めました」と話しています。2019年、「砂改土」試験版図はさらに拡大し、チベット、サハラ砂漠、中東砂漠、西沙島礁などが新たに増加し、試験面積も1700ムーに達した。

「天に頼って食事をする」ことを拒否します。

実際、プロジェクト全体の推進に伴って、易志堅チームもいくつかの困難な問題に直面したことがあります。重慶交通大学砂漠生態研究院の趙朝華副院長は記者に、最初はチーム全体で農業について知っている人はいませんでした。砂漠に来たばかりの時は、専門の栽培者を探して彼らと勉強しています。

しかし、実験が始まって規模化に入ると、研究チームは伝統的な農業は天に頼って食事をするので、いくつかの政策決定は経験によって蓄積されます。例えば伝統的な土地を耕して、毎年土をひっくり返して柔らかくする必要がありますが、試験改造の砂漠では、30センチの土層の下には離散的な砂があります。

砂改土自体は実験中の科学研究プロジェクトであり、伝統的な農業の栽培経験を一つ一つ検証していくと、時間がかかります。したがって、より科学的で効率的に砂漠農業と生態を研究するために、研究チームは農業生産データを収集し分析する必要があります。

2018年にチームに参加した蒋学皓は、主にデータ分析に関する仕事を担当しています。彼女は記者に対して、研究の過程で、温度、光照射、水分などの環境要因の多くを採集する必要があります。また、果実の識別、病虫害の監視、測定株の高さ、発芽率、生産量などが必要です。

複雑なデータの種類もデータ処理の仕事の激増を持ってきました。例えば作物の生産量だけで、チームは環境採集システム、畑植物表型採集システム、高スペクトル採集システム、全時間ビデオ監視システムなどを使って大量のデータを集めて、毎日少なくとも1 Tのデータ量を発生します。

「データ収集から帰ったら、どう分析するかが大きな挑戦になりました」蒋学皓さんは「プロジェクトチームの先生は、パソコンで深さ学習の枠組みを使ってテストしました。800兆個余りのデータセットを3日間走っても結果が出ていません。1 Tの画像を処理するには、数ヶ月から1年を計算する必要があります。」

このような大量のデータを処理するのは、ちょうどテンセント雲の得意なところです。実際には、2018年に、騰訊雲副総裁、騰訊IDCプラットフォーム部総経理の鍾遠河は易志堅の「砂改土」プロジェクトに気づき、積極的に人を派遣して連絡して、技術サポートを提供してほしいです。

騰訊雲「入局」

年の接触を経て、2019年10月、騰訊と重慶交通大学は協力して砂漠生態研究連合実験室を設立しました。この実験室で騰訊は科学技術助手としての役割を演じ、学校の研究活動にクラウド計算、エッジ計算、ビッグデータ、AI、IoTなどの先進技術を提供します。

現在、モノのネットワークセンサー、エッジゲートウェイ及び一体のキャビネットからなるエッジデータセンター――騰訊雲Nano T-blockは、内モンゴルのウ蘭布と砂漠試験基地に配備されました。テンセントクラウドデータセンターの高級架設師の劉霊豊氏によると、Nano T-blockを利用して、研究チームが必要とするデータはオンラインセンシング設備を通じて収集した後、エッジゲートウェイを経由してキャビネット内サーバーに転送され、データの洗浄と初回ふるいを経て、有効データをクラウドの智维プラットフォームにアップロードして分類と識別を行う。また、クラウドで訓練されたAIモデルもNano T-blockエッジデータセンターに沈下し、さらにデータの近距離処理を推進することができます。

劉霊豊は記者に、このようなキャビネットの計算力は最大で5120個の仮想核をサポートして同時に計算することができて、これも意味して、もとの研究チームは普通のコンピュータで4ヶ月のデータを計算しなければならなくて、Nano-T-blockは1時間だけで完成することができます。

実際には、Nano T-blockを砂漠地域で使えるようにするために、テンセントチームがそれを定着させました。例えばNano T-blockを氷点下45度から55度までの悪天候に適応させることができ、また、砂防モジュールを持っています。また、運行維持者もテンセントクラウドデータセンターの智維プラットフォームを通じてNano-T-blockに対して遠隔調節と運行維持を実現することができます。

易志堅は記者に、科学研究プロジェクトが本格的な産業化を実現するには、3年以上のテストが必要であり、テストの過程でミスを受け入れることができますが、いったん産業化したら、ミスのコストは非常に高くなります。ですから、「砂改土」プロジェクトは今後少なくとも三年間、まだ実験普及の段階にあります。この段階で、チームもさらなる研究とデータ蓄積を行います。

実際、「砂改土」プロジェクトに対して、易志堅チームも気候全体に変化があるかどうかを研究しています。砂漠の土壌化による生態系の回復が、少しでも降水量を増やすだけでも、気候には大きな意味がある。生態系の研究は、気象データなどにも関連しており、易志堅チームだけでは実現できず、テンセントと協力して行う必要がある。

1963年生まれの易志堅さんは還暦に近づいています。彼は記者に対して、多くの同い年の人が養生の方法を考え始めました。彼はまだ砂漠に向かって走り続けています。彼にとって、砂改土プロジェクトはすでに科学研究プロジェクトだけではなく、非常に意義のある事業であり、彼も楽しんでいます。

一昨年、易志堅は試験基地で栽培されたコウリャンを酒に醸造し、「砂の約」と名づけました。彼はこの名前には二重の意味があります。一つは制約です。「砂が土を変える」という原理は砂に制約材料を加えることです。もう一つは約束です。当時彼は力学を研究していた時に突然砂漠を改造すると思い付きました。これは彼と砂漠の間の約束のようです。