1．有些沙漠上为何能生长很好的沙生植物？
1990年7月 ， 我第一次去了武威清源灌区新地片的沙漠公园 。公园内沙丘与平地相间 ， 平地上有小渠引水 ， 杨树长得十分旺盛 。沙丘上虽然没有灌溉条件 ， 沙生小灌木却生长得特别好 ， 均是一株一株独立生长 ， 株间有一定的空地 。这些小灌木主要有梭梭、花棒、沙拐枣、沙木蓼等 ， 都是以前没有见过的 ， 经介绍才认识 。它们长得有一人多高 ， 树冠直径约1－2m 。小灌木开的花好看又新奇 ， 长势也十分好 ， 于是我第一次提出了这样的问题——沙丘上这些小灌木在没有灌溉的情况下 ， 为什么长势这么好？

文章插图
【我是如何发现沙漠凝结水的 沙漠治理的核心理论基础】后来我们去了民勤县治沙站 ， 抄录有关资料 ， 并与工程师座谈 ， 才第一次得知沙漠的含水量竟如此之低 。其“田间持水率”为4.0－4.5% ， 而黄土层为22%；沙漠的“枯萎点”为0.8% ， 而土壤则为8% 。这样低的含水率植物能生存吗？我们抄录土壤含水率资料时发现沙丘上实测含水率分布为：表层为干沙 ， 20－60cm处为湿沙（其含水率为2.4－3.7% ， 在40cm处最大达到3.74%） ， 深度至100cm处则降为1.1% 。这里便出现了问题：在没有降雨 ， 更没有降雨补给下层的情况下 ， 为什么20－60cm处却有一层湿沙？
另外 ， 据所抄录的第二份资料（即树阴下）的含水率垂直变化不大 ， 在0.9－1.1%范围 ， 且没有中间的湿沙层 。那么湿沙的水份到底是从哪里来的？我们在水文站观测气温及计算湿度时 ， 用干湿球温度表读数查算湿度 ， 在查算表上有露点温度 ， 说明只要有一定的温度差 ， 就会产生凝结水 。夏季日间沙面温度很高 ， 而砂层下温度较低 ， 只要其差值达到露点温度 ， 就能产生凝结水 。于是我认定沙漠中的湿沙层是凝结水形成的 。
2. 凝结水产生的原理
我们与治沙站上的同事们讨论凝结水的问题时 ， 他们都说凝结水数量极少 ， 早晨有露水 ， 日出后消散 ， 并指出湿沙层是植物生长的基本水份来源 。植物的根系基本上是浅层根系 ， 深根很少 ， 且其根系是向四周扩展的 ， 平铺得特别长 。他们探挖的最长根可达18m以上 。
后来 ， 我们去了临泽县治沙站 。在他们的展览室 ， 我突然看到墙上贴着一张沙丘上含水率图 ， 和民勤的资料完全一样 ， 即沙层中部有一湿沙层 ， 其数值也十分接近 ， 这种数据与设想高度的吻合的景象令我震惊且兴奋 。
其实 ， 凝结水现象是我们经常可以见到的 。如降水 ， 就是水气（云）升高变冷而凝结致雨；冬季玻璃窗上的水雾也是凝结水形成的 。冬季室外空气温度很低 ， 室内温度却较高 ， 隔层玻璃温差可达30℃ ， 超过了露点温度（凝结温度） ， 便凝结成水 ， 水份实际是从空气中来的 。空气中的饱和含水量与温度有关 ， 温度越高含水量越大 。产生凝结水还有另一个重要条件 ， 就是空气中的实际含水率（相对湿度） 。相对湿度越高 ， 在同样温差下 ， 产生的凝结水的数量越多 。因此不是所有的沙漠上都能产生凝结水 。据我所知 ， 年降水量少于100mm的沙漠上能产生凝结水的数量就很少 ， 因此沙生植被很少 ， 如塔里木大沙漠、巴丹吉林沙漠等沙生植被就很差（不包括有外来水源如河流、地下水等影响的作用） 。

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