深圳的实验室里，腾讯云数据中心高级工程师刘灵丰，在做一个种植实验。
她往两个纸杯里装了沙子，种下两颗蒜苗，这两棵蒜苗被放在同一个落地窗前，接受同样的光照和水分。
这是一个明确的对照实验，唯一的变量，是装进杯子里的沙。
刘灵丰还记得，把沙子带回来的时候，号称自己实现了“沙改土”技术的重庆交通大学教授易志坚，告诉过她“改变很明显”。为了安全起见，她要亲自验证这个改变究竟是怎么发生的。
2600公里外，内蒙古乌兰布和沙漠，易志坚的试验基地里闯进一群人，疯狂地挖着脚下的沙土。
每挖开一个坑，他们就会舀一勺水浇下去，盯着水缓慢下渗。看到渗水速度明显比正常沙漠要慢很多，几个人的脸上露出惊奇。
半天过去，胳膊已酸，一群人还是没有挖到能以正常速度渗水的沙子，这意味着脚下这片沙漠已不再是普通的沙漠。
沙子真的能变土吗？
对抗“红色公牛”近半个世纪
近四十年，来内蒙古乌海的淘金的人只有两个目的：挖煤，或者治沙。
重庆交通大学教授易志坚是2016年来到乌兰布和沙漠的，他在紧邻乌海市的地方，拿到了一块沙漠试验田，易志坚这次要把沙约束起来。
乌海市别名“乌金之海”，地处内蒙与宁夏交界。三四十年前，乌海遍地煤窑，煤烟和风沙交替，天色只有灰黑和沙黄两种。
乌海的工业区
城外的乌兰布和沙漠，在蒙语里译作红色公牛，狂烈难驯。周边的城镇，都是它冲撞的目标，乌海旁边曾经有不少村镇，比如巴彦树贵嘎查村，原本有百来户人，如今只剩下十来户人家。
仅有50万人口的乌海，堪称富饶。
托煤矿业发达的福，这里遍地路虎和普拉多，人均收入早早达到小康线。
贫瘠和富豪产生强烈对比，整座城市唯一能算作景的，除了甘德尔山上那座成吉思汗雕像，就只有望不尽的万里黄沙。
易志坚算不上第一个吃螃蟹的人。治沙这件事，一代代乌海人都在做，或者说像在“斗”。
1957年，包兰铁路修到海勃湾，要保证铁路沿线的安全，就要建起防沙固沙带，那时中苏还关系亲密，苏联土库曼科学院院士、专家彼得洛夫把草方格技术带了过来，教给当地居民们。
整个乌金之海都动员了起来，男女老少，没日没夜，顶着风沙把一捆捆麦草运到铁路沿线，用铁锹轧进沙地。
乌海城外，公路沿途都是沙漠
沙漠酷烈，烈日下水气蒸发极快，中暑是常有的事，更可怕的是狂风一起，漫天沙尘里人就只看得到个模糊的影子，一旦走失，在苍茫黄沙之中，几难幸存。
一年后，包兰铁路通车，修路时建立的治沙站成建制保留了下来，开始对着红色公牛发起反攻。
反攻的步伐很缓慢，人与沙漠之间的“斗局”各有输赢。
乌兰布和是全国八大沙漠之一，影响的生态范围远不止邻近的阿拉善盟和乌海市，北京的沙尘暴发源于这里，每年涌进黄河的泥沙里，也有上亿吨来自这里。
上亿吨黄沙，铺10公分厚，足够覆盖700平方公里的地表，盖满北京整个五环内的城区。
在自然的伟力面前，人类实在渺小。而那时，人们所掌握的技术也太有限，除了草方格，要治沙，几乎就只有种树这么一个方式。
在“向沙漠进军”的口号下，无数树苗被运送到沙漠边缘，治沙人们满怀希冀，把树苗成批栽下，又看着树苗成批死去。
缺少降水，是任何治沙手段都绕不开的难题，在平均年降水量不足300毫米的地区，天然分布的是草原或灌丛，树木生长所需的雨量和有效积温不能满足，成活率无法保证。
举步维艰的天人治沙史
张三爷在乌海治沙站呆了18年，是治沙历史的见证者。
他还记得，为了让种下去的树苗多活一些，站里不得不实行大水漫灌。结果却是，每年栽下的上千亩树苗，最后能成活的不过百余亩。
怎么栽都活不了，有的工人绝望了，索性不再浇水，只管把树苗插进地里，听天由命，像极了赌桌上绝望的“梭哈”。
几十年过去，乌海治沙站也只在站点周边栽出一片上万亩的绿荫，仅此而已。
实际上，单纯栽树对沙漠治理的帮助有限，甚至还可能形成反作用。
地理学家黄秉维院士，曾经在《地理知识》第一期上发表文章，将干旱、半干旱地区的树比喻成“抽水机”。
干旱、半干旱地区蒸发力强烈，一般是降水量的7-10倍以上，没有草本层的有效覆盖，将会造成更严重的干旱，但树木的生态耗水远大于灌木和草本，反而会导致草本层衰退。
可以说，在缺乏水资源供给的情况下，单纯植树造林很可能加重旱情。
另一方面，在干旱少雨、沙化严重的地区，降水和土壤肥力都不适合树木生长，治理难度大，成本也大，需要大量资金、人力投入进行后续管护，还要遏制当地盲目开垦土地、乱砍滥伐的风气，避免人为破坏与工程建设效果相抵消。
绿色长龙阻绝黄沙的故事，好听，也动人。
治沙要讲科学，不是讲故事；治沙的斗局，想赢绝不靠运气。
2003年治沙站改制，被要求离开的时候，张三爷还没反应过来。他和妻子被莫名其妙塞了一块地，买断工龄下岗，从工人变成群众，张三爷便在乌金之海四处奔波，骑着三轮车跑生活。
治沙站改制，有一种治沙策略改朝换代的意味。
与此同时，乌金之海开始变了，小煤窑大面积关停，天空偶尔除了沙黄色以外，也能看见些蓝。
防沙造林，是场人定胜天的持久战，这里从不缺乏感天动地的英雄故事。但同时，商业也闻声而来，越来越多的企业涌进乌海，以每亩每年0.5元至1元不等的价格，承包下数十万亩期限长达70年的沙漠土地。
那时，《新京报》等媒体把这场奇景，称为“沙漠圈地运动”。
这中间，少不了纯粹的生意人。他们无利不起早，每亩价格再便宜，花出去也是几十万真金白银，好在这钱很好赚回来。
最保险的套路，是租了土地以后做自己的生意，比如化工原料生产或城市绿化繁种育苗，沙是一点没治，反而带来环境污染和大量抽用地下水导致的干旱加剧。
更有人选择有风险，但收益更多的模式：就是是戴着“沙草产业”的帽子，取得政府项目支持以后从银行大量贷款，再转手投资房地产、矿产开发。
为了套补贴，这类“治沙企业”常拿大面积的自然绿化和政府封育草地、林地，挂上自家“标签”表功。
2004年冬天，内蒙古有数百万亩造林地空置下来，沙堆和枯草绵延起伏。这里曾经都是“沙漠圈地运动“参与者们的后院，在发现政府补贴越来越难套以后，这些人决定铤而走险。
几乎是同时，北京的街头小报里，涌现一大批打着“地产开发及绿色产业建设”旗号的企业，开始大搞“中老年直聘”、“聘项目经理、商务代表”。
防沙造林，从人定胜天的战场，被一部分人开了小差。
据公开媒体报道，甚至有人创办了“内蒙古万里大造林”集团公司，喊着“五年造林百万公顷，染绿国土千分之一”的豪言壮语。
 北京某造林公司在鄂尔多斯所营造的林地
几乎一夜之间，在全国十二个省市区拉起一百多家分公司，销售人员近万，治沙成了一种名正言顺的生意。
塞北荒原，在这些企业的规划下，堪比绿树天堂。
后来者们，胆子比前辈大，路子也野得多——自称“中央社会管理创新研究中心”巡视员，用莫须有的“内蒙古治沙”“青岛填海”等百亿元大项目，到处忽悠人缴纳定金和保证金。
万里黄沙，在这些人眼里，就是万吨金矿。
可沙子终究是沙子，闹剧散场，留给当地人的，还是那片荒凉贫瘠的无边大漠。
乌海来了力学堂吉柯德
中国人还是有期待，大多数人第一次知道治沙标兵以色列，明白到科技才是治沙第一生产力。
以色列国土面积狭小，土地资源贫瘠，沙漠占国土面积的60%以上，不仅耕地少, 而且是一个半干旱地区，降雨量少，季节性强且区域分布不均，淡水资源缺乏的问题极为突出。
但以色列是怎么沙漠立国的？
等到重庆交通大学教授易志坚出现在沙漠时，不少人都等着看他笑话。
他带着团队走出实验室，从重庆交通大学校园来到乌海，在边上的阿拉善盟沙漠中买下一大片沙漠，准备搞生态实验。实验的成本也不高，这里的沙漠一亩只需几百块。
央视对易志坚团队的报道
点沙成土——这是力学路桥专家易志坚，在治沙业界引发话题海啸的“新技术”。
有“水变油”在前，“沙改土”这个技术，称呼上让人不得不多加怀疑——把瓷砖胶往沙里一掺，加水搅合以后就能作为耕地使用，对于那些几十年扑在治沙研究上的专家学者来说，几乎轻巧得接近一种羞辱。
面对如潮质疑，易志坚声称，他的项目灵感来源于水泥混凝土。
这个重庆交通大学的副校长，是研究力学的。他主攻桥梁、道路工程材料，有一天，他忽然想到，既然水泥可以让沙子有可塑性，那会不会存在一种对环境无害的材料，可以让沙漠的沙子能够蓄水，也具备可塑性？
他坚信突破口在材料上，他研究出一种植物纤维材料，毒害作用小，早已大规模作为瓷砖胶被运用于普通装修过程里。
也就是在沙子里掺胶水，把沙粘合成类似水泥的状态，逻辑确实简单，简单得匪夷所思。
在一场学术会上，易志坚播放了一段视频，演示自己试验田里那些改造过的沙粒可以储水，视频中，水下渗得很慢。多数观众不以为然。
易志坚办公室里的实验计划
水泥当然可以储水，但水泥的结构过于紧密，水分、肥料、氧气储存进去，几乎是被固化地装在封闭的盒子里，无法有效流动，更别说还要给植物根系留下生长空间。
如果所谓的沙改土，只是简单延续这个把沙子凝成一团的思路，充其量算是改良出更好的固沙材料，和治沙根本搭不上界。
植物生长，需要一个完整的微观系统。
能支持植物生长的土壤，必须要具备两重力学特征：柔性特征是保水、保肥和透气，为植物根系生长提供弹性空间；刚性特征则要能够“抱住”植物根系，维持植物稳定。
有了合适的土壤，还要有微生物参与进循环当中，分解营养物质，不断加强土壤肥力，为植物根系提供基础的养分。
在一些持不同意见的教授和院士们眼里，易志坚不可能解决这些问题，毋庸置疑他就是狂妄的人。
此时，易志坚和他的团队却在沙漠种植基地的菜地里，第一次听到了蛙鸣，在沙漠种植基地里来帮忙的少数原住民们，开始学着烹调沙漠里种出来的瓜果蔬菜。
这更加坚定了“沙变土”这个乌托邦式的理想，无论是否看起来有点堂吉柯德。
谁有勇气证实沙漠不缺水
关于外界对土壤力学特征的问题，在易志坚的熟悉领域内，他很快做出了回应：他拿出照片和样本，展示试验田里生长出的高粱，展示一片绿色和周围万里黄沙的对比，在座的专家们依然不信，说“沙漠里面有水就能长植物”。
意思是，用一个盆子将沙子储存起来，沙子只要不散，也可以种出东西来。
有网友顺着这个假设，在家拿花瓶做了实验，发现浇上水以后，沙子还真能种植物，不止沙子，颗粒更大的石头、塑料球，都可以。实际上，这个实验还可以再进一步，把沙子、石头、塑料球都拿掉，只装一瓶水，植物也能长。
水培嘛。
但沙漠里的生态环境，远不是一个几十厘米深的花瓶能模拟的。动辄几十上百米深度的沙层，水分每分每秒都在飞速下渗、蒸发。
保水，是沙漠治理最大的痛点，只要可以减缓沙地水分流失的速度，形成适合植物生长的湿润土层，在自然环境下，配套的微观生态很快就会产生。
改造过的沙地，改变肉眼可见。到处都是明显的微小皱褶，用手指可以轻易在沙地表层上接起一片薄薄的皮状结片，这是生物结皮，微生物活跃作用下才会出现的产物。
易志坚的试验田，与周边沙漠泾渭分明
泥土和微生物的问题是解决了，但专家们对易志坚提出了一个致命的指控。
在干旱少雨的沙漠上，用水才是最大的黑洞。
沙漠，虽然地下水系丰富，但生态状况十分脆弱，而农耕用地和林地一样，都是吃水大户，大量灌溉，如果运用地下水，一样会造成局部生态恶化，加剧干旱。
眼见都不为实，只能靠数据自证清白了。
根据易志坚团队2017年公布的数据，他发现自己的沙漠“土壤”比起当地普通的农业、林业用地节水得多——每亩地只需要400方的灌溉用水量，比当地每亩550方的节水线都低。 
试验田里的平移喷灌机
数据背后的沙子结构改弦更张，直接让植物的生长情况发生改变，根系有了更宽松的生长空间，变得十分发达，能更好地利用下渗的水分，反过来进一步加强耕种区域的储水能力，灌溉用水也因此大幅减少。
在蒸发量巨大的沙漠上，这6000多亩试验田，不需要大水漫灌保证泥土的湿润程度，只需要不断在表层土壤快晒干得时候，用平移喷灌机少量补灌六毫米的水量，保证表层土壤湿润。
一般来说，平移机每次低于25毫米的灌溉都被认为是无效降水，但在实际运用里，这每次六毫米足以让生长在改造沙土上的植物繁盛起来。
在这场“沙漠改造探险”实验场，大数据就像一条光束，伸向深不见底的未知洞穴，也通向未来世界。
互联网第一次沙漠种瓜果
腾讯云为易志坚团队提供了云计算技术支持，他们之间的红娘是一篇报道。
腾讯云副总裁钟远河，一直在寻觅和云结算结合、同时又能造福社会的项目。看到关于易志坚团队沙漠改土的项目报道以后，他好奇心啪地一下就起来了。
报道里，易志坚改造后的沙漠瓜果飘香，蛙鸣不断。钟远河决定眼见为实，他派人在试验田里安装不间断摄像头，划出地块做对照实验，还取走了约束治沙材料到深圳验证有效性。
易志坚团队演示沙改土储水性
刘灵丰此时被派去重庆，与易志坚团队碰面，最后带了一部分约束材料回深圳。
她把这种约束材料放入沙中，对比没有改造过的沙，她在深圳竟然种出了生长情况明显更好的大蒜。
工程师种蒜背后的故事很少人了解，腾讯作为一家众所周知的互联网公司，早已入局“种植行业”。
2018年3月，荷兰瓦赫宁根大学发起国际人工智能温室种植大赛（Autonomous Greenhouse Challenge），比赛的挑战目标，是在4个月内生产出高产量、高资源利用率的黄瓜作物。
腾讯种出的黄瓜
参赛团队被要求利用传感器和摄像头，获取温室气候、作物发育情况等数据，加入自己的模型或机器学习算法，远程控制作物生长。
同样瞄准农业机会的微软（Sonoma队）、英特尔（Deep_greens队）等来自15个国家的14支团队参与了这次大赛。
比赛中，腾讯科研团队根据植物学、生物学和物理学等相关学科知识进行建模，建立起模拟气候环境和作物生长的仿真器。
随后开创性地搭建出一个农业人工智能系统，通过创新的强化学习方法，将iGrow农业专家的知识和经验自然地嵌入仿真器中，使人类专家能够在种植密度、灌溉施肥、打顶剪枝等方面，实现最大程度地提升作物产量。
2020年6月10日，腾讯再次宣布了向农业领域进军。
腾讯 AI Lab 借助在国际人工智能温室种植大赛中自研的AI算法和技术经验打造的种植方案面世，今年落地中国农业大省辽宁，在辽宁试点的第一期小番茄试点迎来“小丰收”，每亩每季净利润增加数千元。
“种番茄”、“种黄瓜”的方法经验，持续影响腾讯、易志坚在阿拉善沙漠的农业种植实验。
腾讯云方面希望通过传感器技术，高频密度采集空气/沙土温湿度、二氧化碳浓度和光合有效值等多种环境数据，加上强大数据计算能力做大量种植模拟，印证易志坚团队对沙漠进行“土壤化改造”后的最佳种植决策。
目标很简单，他们想在不同沙漠环境下，大规模复制改造种植的可能性。
腾讯意图给全球沙漠插U盘
科技巨头和治沙新贵，携手的契机是规模化智慧农业，在沙漠里种植农作品，不再是他们的“小目标”。
目前为止，易志坚的沙漠实验已经有了被复制的可能。在乌兰布和沙漠之外，新疆和田、四川阿尔盖、海南三沙，甚至遥远的阿联酋阿布扎比，他们已经开垦了17000多亩实验用地。
问题也接踵而来，天南海北的试验田，加上规模庞大，要实现有效管理，必须依靠数据化手段。
包括风速、湿度、降水、摄像头等模块的传感器
比如不同实验区域的土壤酸碱性，土壤干湿度，气候变化，风力变化，植株生长情况，灌溉水量等，需要根据具体情况随时应对与调整。
但这些数据，如果还像过去一样，靠研究者们带着带着尺子、试剂、仪器，走到哪测到哪，需要耗费的人力、物力和时间都十分巨大。
腾讯的技术队伍入驻以后，提出了一个更便捷的解决方案，通过往乌兰布和6000多亩的沙改土试验基地里，安装数千个传感器，组成一张精密的巨网，高效、实时地完成试验田数据收集。
就像在漫天黄沙里插了一个巨大的U盘。
有了数据，存储、处理、使用也需要配套解决。
易志坚团队使用的高光谱成像仪，一张照片的大小就在350M左右，几天就能塞满一台普通双核笔记本电脑的内存，至于基地使用田间植物表型采集系统、高光谱采集系统、全时视频监控系统，这些环境感知系统数据规模，保守估计每天至少在1T以上。
要移动这些数据，靠网络是不现实的，在腾讯搭建边缘计算中之前，他们只能用硬盘拷贝，要么寄快递，要么亲自坐飞机带回实验室里。
更耗费时间的是运算，800MB左右规模的上述数据，用个人电脑处理，就算应用深度学习的框架，也要在迭代计算这一环上跑整整三天，等数据跑完，田地里的情况很可能已经发生了变化。
腾讯云数据中心为易志坚团队设计了专用的边缘一体柜，搭载上适应沙漠地区的散热、防尘模块。通过边缘计算，解决数据接收、清洗、筛选以及计算和存储等难题。
实验团队迎来边缘计算中心
这个比普通人家衣柜还小的柜子里，塞进了五千多虚拟核的算力，1个小时可以完成以前一台普通电脑数月才能完成的计算工作，存储的数据需要塞满数百平的房间。
处理过的数据被上传到腾讯云，供团队成员随时调取和使用，易志坚团队能够在全世界任何一个有网的地方，通过云端及时了解、干预试验田，随时连线农业专家，对田地里作物的生长问题进行会诊。
从2019年开始，腾讯和重庆交大团队正在着手开发全球性的沙漠区域环境数据公共平台，目标是为全球科研人员提供公共数据集，为研究沙漠对全球生态系统的影响提供有价值的研究资料。在合作中，腾讯为项目提供了包括数据接口、开源组件在内的技术支持服务。
万里黄沙里淘金，如夸父追日，艰难跋涉的易志坚们还是日复一日地与天地缠斗。
四十年来，距离北京1028公里的乌兰布和沙漠，最大的变化是沙子开花、荒漠有互联网信号了。
易志坚实验基地的工人收获瓜子
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