社科在线孔令伟
我国西北地区银西高铁甘宁段，横穿一望无际的干旱-半干旱生态脆弱区。这一区域年均降水量不足200毫米，蒸发量却高达2000毫米以上，叠加强风沙活动频发、土壤贫瘠等极端条件，导致当地传统生态修复技术成活率低、维护成本高。
为攻克干旱区重大交通工程生态修复中长期存在的“植被成活难、维护成本高、修复效果差”三大核心难题，我们科研团队以“高效、低维护、可持续”为目标，系统整合植物生理学、风沙动力学及水资源调控技术，研发出一套契合极端环境特征的模块化生态修复技术体系。
我们通过突破物种适配性瓶颈、创新防风固沙结构、优化水分循环利用机制，为重大铁路工程构建“灌草立体防护-沙水协同调控”的生态廊道，为我国干旱区交通基础设施的绿色转型与生态安全屏障建设提供了坚实的技术支撑。
从112种植物中优选出四大物种
我们首次创建干旱区道路工程“三维度九指标”物种定量筛选模型，并基于层次分析法整合抗逆性（耐旱、抗风沙、耐瘠薄）、生态效能（固氮、根系构型、水土保持）、工程适配性（生长速度、机械防护、维护成本）三维评价体系，从112种植物中优选出四翅滨藜（93.13分）、柠条（89.80）、紫穗槐（89.67）、枸杞（82.25）四大物种。所选物种三年存活率达90%以上，固土强度提升3.8倍，成功构建“深根固土＋灌草协同”立体防护网络，攻克了物种适配难题。
研发“装配循环-协同阻固”技术体系
为应对风沙侵扰对初期植物生长的危害，我们提出了“前阻-中固-后长”的综合风沙防护体系，并针对银西高铁沿线特殊的地理环境和风沙流特征，提出了多种新型的风沙防护措施。前端我们采用装配式疏透挡沙墙和可循环式风沙防护措施进行阻沙防护；中端采用梅花桩型综合固沙措施进行固沙处理，可有效抵御风沙侵害，为后端植物生长带提供了稳定的外部环境，保障了植物初期生长的稳定性。该风沙防护措施不仅安装便捷、成本较低，而且具有较高的风沙防护效益，实现了高效、低成本且长寿命的防沙效果，具体来说有以下三种措施。
装配式疏透挡沙墙：通过分体式套装结构和多层不同孔隙率的挡沙网组合，实现装配式、便携化的施工工艺；并可针对不同工况灵活调整挡沙墙的高度，实现了高效、低成本且长寿命的防沙效果。
可循环式风沙防护措施：主要采用轻质耐用的挡沙板与可调节高度的立柱组合，在保证结构稳定性和防沙效果的同时降低建设和维护成本，实现了挡沙墙的轻质、耐久、结构稳定、施工便捷、可循环使用和低成本的目标。在防沙过程中，起到“整体阻沙，局部过沙”的作用，使挡沙墙保持高效的防沙效果和持久性。
梅花桩型综合固沙措施：通过采用雁形结构的固沙障并以梅花桩形式布置，有效提高了防沙效益和使用寿命，同时减少了材料使用量和工作量，为植被恢复提供了保护。
路基防沙模式结构示意图
创建“蓄凝双效-水能调控”技术方案
银西高铁沿线生态环境脆弱，干旱缺水、土壤贫瘠、水分蒸发量大等问题严重制约了植被恢复。因此，如何减少土壤水分蒸发和养分流失，提高土壤水分、养分利用效率，成为限制该区生态修复的重要因素。
为此，我们研发了蓄水保墒和液化冷凝等建植新技术，以增强土壤的保墒保肥性能，减少水分蒸发和养分流失，确保植物的正常生长，为干旱区生态修复提供了新的解决方案，具体如下。
蓄水保墒建植技术。该技术通过模块化设计，提高了施工的灵活性和效率。集水结构用于收集降水，储水结构用于存储多余的水分，通过一体化设计实现了快速集水、长期储水和稳定保水的功能；采用双漏斗结构设计达到了兼顾增收降水与减少蒸发的目的，提高了水资源的利用效率，解决了传统灌溉养护方式中的水资源浪费和分布不均难题，水资源利用效率提升70%以上。利用该技术进行修复后的植被覆盖度达到90%以上，保证了修复的效果。
冷凝液化建植技术。该技术主要利用了一套自主研发的镂空状冷凝植被养护装置，此装置上部为倒置的台形集水器，下部则连接有柱形镂空体。该装置借助其集水器和镂空体结构，利用空气动力学原理和干旱区大温差效应收集冷凝水，日均供水量达0.8 L/m²，破解了干旱区水分补给难题，在有效减少植被养护的工作量和成本，植被成活率提升至85%以上的同时，解决了植被养护中存在的工程量大、造价高、养护效果不理想等问题。
植物蓄水保墒装置结构示意图
镂空状冷凝植被养护装置示意图
银西高铁沿线生态修复效果
建成“灌草结合、立体防护”生态廊道
我们的科研项目在银西高铁甘宁段和川藏铁路拉林段实现规模化应用。通过高效集水保墒技术与优势物种组合，植被覆盖率从不足15%提升至85%以上，地表风蚀模数下降91%，水资源管理成本降低50%，土地利用效率提高60%。累计修复380 hm²生态脆弱区，形成“灌草结合、立体防护”生态廊道。
随着技术的应用，单位面积建设成本降低35%，后期管护费用减少72%，累计创造直接经济效益1.2亿元。在银西高铁、川藏铁路等工程中，水资源管理成本降低50%，土地利用效率提升60%，弃渣场修复产生经济效益4850万元。
项目建成380 hm2生态廊道，水土流失控制率超90%，显著恢复生物多样性，保障银西高铁、川藏铁路等国家战略工程生态安全。形成的多项技术标准已推广至治沙、矿山修复等领域，并为中亚、北非等“一带一路”干旱区提供了可复制的中国方案，推动了全球生态治理进程。
作者简介：
孔令伟，长期致力于铁路生态修复与风沙治理领域的科研与技术开发工作，积极参与和主导了10余项国家、省部级科研项目，为解决我国西部生态环境问题做出了较大贡献。获甘肃省专利奖二等奖1项，以及中国交通运输协会科学技术奖一等奖1项，二等奖1项、中国铁道学会科学技术奖三等奖2项、中国岩石力学与工程学会科学技术奖三等奖1项、中国铁路工程总公司科学技术奖二等奖1项和中国施工企业管理协会科学技术奖二等奖1项等的诸多奖项。在学术贡献方面，参与编制了4部地方标准，在《铁道工程学报》等中文核心及以上期刊发表13篇学术论文。2024年获得中国中铁股份有限公司首届“中国中铁青年五四奖”的个人荣誉称号。
