自2025年5月“三北”工程黄河“几字弯”攻坚战现场推进会召开以来,国家林草局组织有关高校、科研院所围绕防沙治沙机械化、智能化发展需求,深入开展系统攻关,推动我国防沙治沙工作稳步实现从单一机械向体系化装备、从半机械化向自动化智能化的实质性跨越,构建起涵盖“材料制备、固沙建植、抚育采收”全生命周期的科技治沙新模式。

黄河“几字弯”攻坚战治沙机械推介现场
围绕沙障材料创制与全流程制备自动化,坚决破解传统治沙工程中单纯依赖稻草、麦草、沙柳的原料局限,在内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗、杭锦旗等地,系统开展木竹材、可降解沙袋等多材质沙障材料创新研究。通过因地制宜利用轻质高强木竹基板材、可降解纤维网膜等新型环保材料,丰富了固沙物料供给体系。同时,针对前端物料加工耗时费力的技术短板,在内蒙古呼和浩特市装备制造基地自主研制了帘式沙障自动化连续制备装备,通过原料输送、定序整理、编织缝合及定长切断的全流程工序,实现了沙柳、芦苇、稻草等帘状沙障的高效、标准化、低成本制备,较传统半机械化设备提升生产效率12倍以上,为“三北”工程区大规模机械化治沙工程提供了新的前端固沙材料。
紧盯深远沙区极端恶劣环境中的作业风险与技术盲区,全面引入具身智能与低空投送技术。成功创制搭载具身智能技术的多功能无人自主作业底盘与“沙漠机器人”,在青海省海西州高海拔沙区及内蒙古库布其沙漠腹地开展高强度实地测试。在复杂起伏的沙丘地貌中,智能装备能够实时扫描三维地形,精准识别地形障碍与流沙隐患,自主生成最优的行驶与作业轨迹,在无人工干预状态下独立完成探路与先期作业。针对“远山大沙”无道路、物资运输极其困难的现实条件,在新疆生产建设兵团阿勒泰等重点治理区创新应用大载重无人机系统,将前端制备完成的木竹材及网膜等多种材质沙障精准空投至作业一线,随后交由地面智能单机接力铺设,有效构建了“空中送材、地面固沙”的三维立体空地协同作业机制。
立足不同沙区差异化的立地条件与治理标准,成体系研制了多种沙障铺设装备。在内蒙古鄂托克旗、杭锦旗大面积应用沙柳网格一次成型铺设机,实现开沟、植入、压实同步完成;在甘肃武威市民勤县、古浪县等规模化草方格治理区,集中推广智能三行同步压草轮沙障机,实现多行并进铺设;面对陡坡等极端起伏地形,配置高机动性手扶轻简式沙障机。为保障高危风沙区域人员安全,专项开发手机App遥控沙障铺设机并在宁夏中卫防沙治沙示范区投入使用,作业人员可在安全区域通过移动智能终端,远程操控设备集群快速构建固沙网格,并配套调度自动植树机紧随其后,实施高精度无缝穴植与播植作业,大幅提高沙区苗木栽植成活率。
坚持生态保护与沙区产业发展并重,补齐沙区植被抚育与经济作物采收短板,针对防风固沙灌木林老化衰退与特色经济作物采收难度大的问题研制专用装备。在植被抚育环节,成功研发沙生灌木平茬装备并在内蒙古乌兰察布市沙化草原开展规模化应用。该装备将柠条、沙柳的切割、粉碎、收集、打捆工序高度集成,实现“一次通过、全程完工”,极大提升了灌木林复壮更新效率,促进了沙生植物资源的循环利用。在特色沙产业环节,突破性研制沙棘和肉苁蓉等沙生经济作物采收装备,先后在黑龙江、内蒙古阿拉善盟及巴彦淖尔市磴口县投入实战作业,其中双模自走式沙棘采收机采净率稳定在90%以上,且大幅降低了枝干与果实的机械损伤。
为实现各类治沙装备的全局统筹与高效应用,自主构建我国防沙治沙领域首个装备监管调度系统“林机云”。以国家林草局“揭榜挂帅”项目示范区内蒙古巴彦淖尔国营新华林场为核心应用示范点,该平台深度融合北斗高精度卫星定位与物联网技术,管理人员可全天候、全域监控所有智能单机与无人装备的精确位置、运行轨迹、能耗数据与作业面积,使工程管理实现全面数字化与精细化。依托该调度中枢,首创了“适沙适机、多机联合”的作业模式,实现了材料制备保供、空地协同运投、多类沙障机组铺设、植树机建植及平茬机采收的集群化联合作业。
目前,全国防沙治沙机械化作业服务队使用上述体系化装备开展常态化治沙作业,在内蒙古毛乌素沙地、库布其沙漠、甘肃武威及新疆等地累计完成治理沙化土地超过43万亩。在黄河“几字弯”攻坚战核心区域,实地工程数据核算表明,核心工序作业效率较传统人工提升10至20倍,工程综合成本降低约40%。结合各地示范经验,国家林草局科技司牵头编制林业行业标准《沙障铺设机》《沙障机械化铺设作业规程》等规范,为相关科技成果在全国大面积复制推广确立了标准依据。
下一步,将持续贯彻落实打好“三北”工程攻坚战的决策部署,加大智能化防沙治沙装备联合攻关力度,加强装备在工程区的规模应用,在“三北”工程区建立防沙治沙装备4S店,不断健全社会化林机服务体系,为筑牢我国北方生态安全屏障提供更为坚实的装备与科技支撑。(刘庆新)