1990年甘肃人民出版社出版发行的陈舜瑶先生《沙都散记》一书中，关于沙坡头被称为“沙都”的来历，有如下生动描述：20世纪50年代，一位受聘来中国帮助治沙的沙漠学权威、苏联土库曼科学院沙漠研究所彼得洛夫院士先后三次来到沙坡头，介绍苏联的治沙经验，传授沙漠科学知识，提供咨询和建议，和中国科技人员一起经历了科学研究中的成败忧喜，他给中国科技人员以热情激励，充分肯定他们的劳绩。彼得洛夫在临回国前，又特意登上沙山的高峰，向腾格里沙漠告别，他极目远眺，赞叹之语脱口而出道：“这里称得起世界沙都！” 这里是新中国成立后打响治沙第一仗的主战场；这里营造的是中国第一个治沙大工程，是在党和政府领导下，汇集各方面专家，发动广大群众，专家和群众相结合，运用科学技术和群众力量制服沙漠的一次胜利的大仗，战斗指挥部就设在沙坡头，从这个意义上讲，沙坡头是名副其实的中国沙都！

2024年5月31日，《中国科学报》从新闻和科普的角度刊登了题为《治沙“中国方案“，从沙坡头出发》的文章，讲述为修建中国第一条穿越沙漠铁路（穿越腾格里沙漠40 km），于1955年建立的中国科学院沙坡头沙漠研究试验站的故事。一代又一代的沙漠科学家在这里耕耘，在解决许多沙漠科学理论和技术问题的同时，为全球干旱区生态环境建设提供“中国方案”，创造了独特的防沙治沙奇迹。

包兰铁路是中华人民共和国成立后，第一个五年计划中修建的一级铁路干线，成为连接包头和兰州两大工业城市的大动脉，构成内蒙古、宁夏、甘肃为中心的西北铁路网，连贯京包铁路，将北京与西北地区连接起来。但铁路要穿越腾格里沙漠40多千米，尤其是在沙坡头地段，主要是高大的新月形、格状沙丘。“浮沙没胫，人马惮行”是当时沙区交通的真实写照。1918年京绥铁路局曾派员进行过包头-银川-兰州铁路的踏勘，1945年9月宝天铁路工程局对张掖至银川间进行过踏勘，但经过沙坡头地区，面对一望无际的腾格里沙漠，均束手无策，都提出绕避沙漠走黄河南岸的线路建议。1952年铁道部第一勘测设计院对中卫至干塘段线路进行了认真比选，提出大南线和大北线两个线路方案，但由于大南线方案要通过海原地震活动断裂带（长达22 km），对铁路施工和运营均可能构成威胁，还需建设跨黄河大桥和多座隧道，增加了经济成本和技术挑战。经过综合分析，铁道部批准大北线方案，即穿越腾格里沙漠南缘沙坡头地段的建设和运行方案，但铁路能否面对高大流动沙丘及其产生的风沙危害而顺利建成和运行，就成为关键问题。事实上，包兰铁路从踏勘、设计之初就将防沙治沙作为关键问题，认真对待。1952—1954年，中国科学院地理研究所的专家与第一勘测设计院合作，结合包兰铁路线路踏勘，对大北线方案涉及的矿产资源和经济效益提出了评估，也对腾格里沙漠南缘沙坡头地段风沙活动和沙丘移动等进行初步观测，为设计铁路穿过沙坡头地段提供了相关参考资料；同时也提炼出可能遇到的风沙灾害问题，除风蚀风积对铁路路基、路面的侵蚀和填充引起变形等，还存在着流动沙丘直接覆盖铁路的危险，对铁路建设和正常运营构成威胁等。为此，第一勘测设计院根据苏联专家建议，于1954年在沙坡头建立了中国第一个沙漠气象观测站，1955年中国科学院建立了沙坡头沙漠研究试验站（不久就接管了沙漠气象观测站的业务），为探索铁路防沙治沙技术、措施和模式而开展了系统和综合的观测、试验和研究；1958年在林业部调查设计大队四中队苏联专家阿弗宁的指导下，成立了中卫铁路固沙林场，是大规模铁路防沙治沙工程的主要实施者。包兰铁路1954年11月开工建设，1957年修筑穿越沙漠的路段，1958年8月通车运营，成为中国第一条穿越沙漠地区的铁路。可以说，包兰铁路沙坡头段的建设和运营，是中国科学院、铁道部和林业部科技和工程团队协同攻关解决防沙治沙难题的结果，开启了中国综合防沙治沙的实践，并推动了沙漠科学的初创与发展。70年来，经过几代科技团队的集成创新和开拓进取，取得了中国沙漠铁路乃至世界沙漠铁路建设、运营和防沙治沙的辉煌业绩，确保了包兰铁路1958年建成通车后的畅通无阻。创造性地将机械固沙（以草方格为主）与生物固沙（无灌溉条件下植物固沙为主）相结合，在解决流沙固定和降水小于200 mm的沙漠区植被建设等关键问题的基础上，形成了“以固为主、固阻结合”的防沙治沙经典理论、技术体系与模式，并以“包兰线沙坡头地段铁路治沙防护体系的建立”的成果，荣获1988年国家科技进步特等奖，长期奋战在风沙第一线的沙坡头站科技人员也获得了应有的奖励和荣誉，如李鸣冈（国家科技进步特等奖第一获奖者）、刘媖心（第三）、王康富（第五）、赵兴梁（第七）、陈文瑞（第九）、蒋瑾（第十一）、石庆辉（第十三）、刘恕（第十五）和杨喜林（第十七）等先生们，从获奖人员名次排列上就能看出沙坡头站科研团队的贡献比重。正是由于他们的坚持不懈、埋头苦干、脚踏实地、砥砺前行，在解决国家重大建设工程所面临的关键问题的同时，也迎来了人生辉煌的时刻。几十年来，沙坡头防沙治沙理论和模式在国内外得到了广泛的推广和应用，成为全球干旱区生态环境建设的范式。

沙坡头站70年来的防沙治沙的研究、实践、成果和贡献意义重大，仰视着“沙都的奋斗与辉煌”，我们可以从中得到如下的启迪和道理。

包兰铁路的勘探、选线、建设和运营诸多方面，都面临着风沙危害的关键问题，在20世纪50年代中国沙漠科学领域基本空白和没有先例可以借鉴的情况下，秉承服务国家需求、奉献聪明才智的理念，毅然担负起铁路防沙治沙的重任。时任中国科学院副院长的竺可桢先生于1959年6月实地考察了沙坡头铁路防沙治沙的初步试验研究、技术研发和实施应用，在1961年2月发表文章《向沙漠进军》中，特别写道，“我们向沙漠进军，不但保护了农田，开辟了绿洲，而且对交通线路也起了防护作用。包兰铁路从银川到兰州的一段，要经过腾格里沙漠，其间中卫县沙坡头一带，风沙特别厉害。那里沙多风大，一次大风沙就可以把铁路淹没。有关部门成立了沙坡头治沙站，进行固沙造林。这一工作已经提前完成。包兰铁路通车以来，火车在沙漠上行驶，从来没有因为风沙的侵袭而发生事故”。这是对沙坡头站铁路防沙治沙工作的肯定和赞扬，也提高了科技人员的信心。经过综合的循环往复的观测、试验、实践和评估，集成创新了“以固为主，固阻结合”原则指导下的“机械固沙与生物固沙相结合”的防沙治沙技术体系和模式，解决了流沙固定和无灌溉条件下植物固沙两大难题。沙坡头站团队因地制宜，通过反复的试验和评价，将苏联土库曼科学院沙漠研究所的彼得洛夫教授引进并现场指导的边长为1.5 m和2.0 m的麦草方格技术改进为边长为1.0 m的规格（流动沙丘前沿配置高立式阻沙栅栏），结合无灌溉条件下，选择适应腾格里沙漠环境的沙生植物及其人工种植的合理配置，形成一定的植被覆盖度，最终达到了流沙固定工程之效益和成本的最佳。围绕草方格和无灌溉植被种植核心技术，发展了多项工程防护技术和措施，形成“固沙防火带、灌溉造林带、草障（草方格）植物带、前沿阻沙带和封沙育草带”组成的“五带一体”铁路防风固沙体系，开辟了中国沙漠铁路安全建设和运营的先河，为更广泛的防沙治沙工程提供了可以借鉴与应用的成功模式和信心，也为中国干旱沙区生态工程建设和生态恢复与重建提供了宝贵的理论依据和实践经验。多年以来，这一成功模式在国家及区域经济建设的主战场仍发挥着重要的作用，如在塔克拉玛干沙漠石油公路、铁路，以及甘武线、京通线、南疆线和乌吉线建设中的广泛应用，也被成功地介绍和应用到国外防沙治沙的实践中。

2 沙坡头站围绕国家重大工程任务，开展铁路建设和运营过程中的防沙治沙研究与实践，在解决关键问题的同时，开拓和发展沙漠科学，成为国家提倡“任务带学科”的经典

围绕包兰铁路流沙固定的工程任务，一大批风华正茂、学有所成的来自铁道部、中国科学院和林业部的不同专业背景（工程地质学、地理学、地貌学、气象学、林学、农学、生物学、植物学……）的科技人员，响应国家号召，发扬求真务实的科研作风和艰苦奋斗的优良传统，面对腾格里沙漠地区风沙、高温、干旱等各种艰苦的自然条件，科技团队和科研人员不畏艰险，发扬团结拼搏、科学务实、群策群力、协作共进的精神，开始了铁路防沙治沙研究。1963年9月，竺可桢先生再次来到沙坡头站视察和指导工作，对几年来初步形成的草方格为主的机械固沙与无灌溉生物固沙相结合的技术给予肯定，特别是在年降水180 mm左右的沙漠环境背景下，无灌溉条件下植物固沙的成果，在理论和实践方面都很有价值；先生特别指出，“沙坡头防沙治沙工程是多学科相互融合、协同共进的结果，有利于发展新的边缘科学——沙漠学”。以沙坡头站为主的科技人员经过多年的探索实践，总结出版了一大批研究论文、图件和著作，主要的专著有：《包兰铁路沙坡段固沙原理与措施》《铁路沙害的防治》《流沙治理研究》《治沙造林学》《沙坡头地区铁路两侧植物固沙的研究》《腾格里沙漠沙坡头地区流沙治理研究》《中国沙漠植物志》《治沙工程学》《固沙造林》《中国风砂土》《我国风沙土的系统分类》等，在完成国家重大工程需求的同时，初步形成了防沙治沙理论与技术体系，为中国沙漠科学的初创和发展作出了重大贡献；同时，创建和发展了治沙工程学、治沙造林学、沙漠生态学、沙地生态水文学、人工植被稳定性及干旱胁迫生理生态学、荒漠生态系统长期生态学等，并创造了人类活动与沙漠自然和谐持续发展模式、生态恢复的关键技术及其应用模式，提出了荒漠系统生态恢复的理论模型，揭示了荒漠生态系统碳、氮循环及其对环境因子的响应，引领了生物土壤结皮的生理生态功能及其水文学研究等。广而言之，国家需求是科技发展的动力，这在沙漠科学创建和发展过程中得到了充分体现。20世纪50年代末，国家需求是“防沙治沙”，围绕“为绿化改造沙漠和为开发荒漠、预防可能发生的流沙危害，找寻固沙防沙措施以及确定沙漠的利用途径”的问题导向，通过对中国沙漠戈壁的考察，认识其空间分布、自然条件、危害方式和程度、可以利用的水土气生等资源。每个领域科学是知识生产发展到一定阶段的产物，并随着知识和时代的发展不断完善，中国沙漠科学就是在服务国家任务的过程中创建和发展起来的，并能够更好地为干旱半干旱区社会经济发展和环境保护提供科技支撑，满足时代需求。可以说中国沙漠科学的建立和发展就是“任务带学科”的典范。

1958年“第一次全国治沙工作会议”要求成立的中国科学院治理沙漠科学考察队（简称治沙队）确定了3个主要任务，即完成全国沙漠的综合考察、建立6个定位试验站和13个重大科学技术问题的研究，由此可见，当时的决策者们对野外定点试验研究站的重视。竺可桢先生在指导治沙队工作时也指出，“研究沙漠和治沙措施要以野外站为重点，科学考察队不能起定位站的作用”。现在看来，沙坡头站通过长期、连续、稳定的野外观测和试验研究，一是在获取大量第一手观测试验数据基础上的分析和研究成果，更好地认识到风沙运动规律和风沙灾害过程，有针对性地研发防风固沙的技术、材料、模式等并应用到沙漠铁路建设和运营中，解决了关键问题，促进原创性重大科研成果的产出；二是围绕防风固沙的新课题，沙坡头站汇集了多学科科技人员协同攻关，促进了相关学科的发展，并为创建和发展中国沙漠科学充当开路先锋、奠定坚实基础；三是富有挑战性的艰巨任务，激起了好奇心和百折不挠的勇气，在良好的学术氛围和活跃的科研实践中，锻炼和培养了科技人员和团队，涌现出一批又一批、一代又一代的科技骨干和学科带头人。

沙坡头站于1990年成为中国科学院开放研究站，1992年成为中国生态系统研究网络站（CERN），2000年成为科技部首批国家重点野外科学观测试点站，2006年正式成为国家野外科学观测站，自2005年以来连续成为第二批、第三批“全国科普教育基地”，是国家环保科普基地、中国国际科技合作基地荒漠与荒漠化国际联合研究中心（IJRCDD， CHINA）研究基地。

20世纪50年代，来到沙坡头站的科技人员们放弃了研究院（所）优越的工作条件和城市舒适的生活条件，响应党的号召，“到艰苦的地方去，到祖国最需要的地方去”，满怀理想和热情，志愿为祖国的防沙治沙事业、为沙漠科学的开拓发展奉献青春、智慧乃至生命。其中，有从东北沈阳来到西北指导工作的刘慎谔先生、朱济凡先生，有来自北京的翁元庆先生和来自兰州的赵性存先生，有来自南方扎根西部的李鸣冈先生，有从苏联留学毕业回国后直接投身于沙坡头站的刘恕先生和田裕钊先生，有整个团队从沈阳西迁至沙坡头的中国科学院原沈阳林业土壤研究所的刘媖心、王康富、赵兴梁、黄兆华、陈隆亨、杨喜林、李玉俊和陈文瑞等先生，有缅甸归侨南京大学毕业的石庆辉先生和苏州姑娘安徽林学院毕业的蒋瑾先生等，他们组成的沙坡头站第一代开拓创新团队，做出了可以彪炳史册的功绩。他们的艰苦奋斗、开拓创新、吃苦耐劳、勇于奉献的精神，造就了令人敬仰和奋进的“沙坡头精神”——不为名利、忍耐寂寞、勇于创新、宽容失败、勇战沙魔。陈舜瑶先生的《沙都散记》里对中国沙漠科学从沙坡头起步的光荣历史和这些先驱人物进行了详细的描述和赞扬，给我们以很好的教育和启迪，即：无论做什么事情，理想和精神是动力的源泉。

70年来，正是在沙坡头站开启和发扬的“沙坡头精神”之理想、开拓、责任和热情，引导和激励着一代又一代沙漠科技人员，从点到线，从线到面，在更大范围内围绕国家需求，不忘初心、脚踏实地、行稳致远、进而有为，在解决国家防沙治沙所面临的一个又一个关键问题的同时，发展了中国沙漠科学，填补了学科领域空白并取得长足进展。沙漠科学是将受风沙灾害的区域作为完整的生态环境社会经济综合体，开展防沙治沙和资源利用研究的一门科学，是一个有宏观地域性、学科综合性和应用实践性的学科领域。沙漠科学为中国西北地区水、土资源合理开发利用，风沙灾害和沙漠化土地防治，经济社会建设和生态环境修复做出了突出的贡献，取得了包括“国家科技进步特等奖”在内的一大批科研成果和数百亿元的直接经济效益。已形成了以中国科学院和国家林草局有关研究院（所）为主体的国家级沙漠与沙漠化研究机构，汇集了一批优秀的沙漠和沙漠化科学家，创建了中国比较完整的沙漠科学及其研究体系，在风沙物理与沙漠环境、沙漠形成演变与全球变化、流沙固定理论和技术、沙漠化过程及其防治、沙区资源利用、生态环境修复和区域可持续发展等方面取得了重大进展，积累了丰富的研究资料和数据。在全国主要沙漠和沙漠化地区建成了一批长期野外观测试验研究站（点），为国家在有关沙漠资源开发利用和防沙治沙方面的决策提供了扎实的理论依据和技术支撑。

刘媖心先生在《包兰铁路沙坡头地段铁路防沙体系的建立及其效益》（中国沙漠7卷4期，1987）一文中是这样回忆的：“我们面对腾格里沙漠南缘高大、密集的格状流动沙丘地段，从1956年开始，沿用之前在东北治沙用的平铺草（几种规格对比），但固沙效果不佳；1957年8月，经苏联治沙专家M.彼得洛夫在现场介绍和指导格状半隐蔽式沙障，即草方格的施工方法，开始了不同规格草方格的对比试验，经过一年的观测，1×1米草方格中风蚀深度较其他规格的均小，形成的粗糙度最大，是理想的固沙措施”。这是最早的沙坡头站国际合作的记录。彼得洛夫先生作为前苏联土库曼沙漠研究所的专家，一直从事防沙治沙的工作，1950年出版的著作《流沙的固定》（俄文版，莫斯科，1950）就是他总结多年的研究和实践成果的集大成之作。他还为中译文版（北京，1960）专门作序道：“我高兴地知道，我的《流沙的固定》一书中译本即将出版，同时我也希望这本书能在中国人民改造和利用沙漠的伟大、崇高事业中，起到促进的作用”。实际上，苏联为了修建和运营穿越卡拉库姆沙漠的铁路，在流沙固定方面下了很大功夫，其研究和实践的经验，特别是草方格沙障技术的引进，是当时沙坡头站成功治沙的关键之一。沙坡头站团队的贡献一是将苏联专家推荐的边长为1.5 m和2.0 m的草方格改进为1.0 m，达到流沙固定工程之成本和效益最佳；二是围绕着草方格又发展了多项工程和生物防护技术和措施，创新性地形成“固沙防火带、灌溉造林带、草方格植物带、前沿阻沙带和封沙育草带”组成的“五带一体”铁路防风固沙体系。沙坡头站的国际合作再次证明，“向别人学习，才能成为更好的自己，并有信心和底气，成为别人的榜样”。

70年来，沙坡头站与40多个国家和国际组织开展了合作研究，已成为国际上著名的合作研究平台：国际科学联合会（ICSC）下属的世界实验室（WL）“干旱与沙漠化研究中心”、联合国教科文组织（UNESCO）“人与生物圈（MAB）”研究单位、全球陆地观测系统（GTOS）和第三世界科学网络组织（TWS-NO）观测数据库成员、联合国开发计划署（UNDP）“增强中国执行联合国防治荒漠化公约能力建设项目”技术试验示范基地。更值得一提的是，沙坡头站作为联合国环境规划署“沙漠化治理研究和培训中心（UNEP-ICRTDC）”的培训基地，受联合国环境规划署（UNEP）、联合国发展计划署（UNDP）、发展中国家（原第三世界）科学院（TWAS）、联合国亚太经社会（UN ESCAP）、联合国防治荒漠化公约（UNCCD）、世界实验室（WL）及中国商务部、科技部、中国科学院等组织的委托，举办了20多次国际培训班，为来自发展中国家、非洲和中东、“一带一路”国家等400多位学员提供课堂授课和野外实习观摩，流沙固定和防沙治沙的理论和实践成果已被广泛地推广于世界各地受深受风沙灾害影响的国家和地区。这些国际合作和培训进一步提升了沙坡头站在全球防沙治沙研究和实践中的影响和引导作用。沙坡头站荣获联合国环境规划署（UNEP）第一届“全球环境500佳”、联合国开发计划署（UNDP）“最佳实践奖”等荣誉。可以说，沙坡头站的奋斗与辉煌得到了国家和国际社会与科学界的高度关注和肯定，成为世界各国科学家和环保工作者学习、交流和合作的成功典范。