人工藻结皮技术及其在沙漠治理中的运用

赵学庆

（陕西省治沙研究所，陕西榆林 719000）

沙漠化是干旱地区、半干旱地区、半湿润地区中人地关系失衡而造成风沙活动式的土地退化。为了遏制这一情况，我国西部地区营造绿洲防护林，但效果并不明显，这主要是因为降水量的逐渐减少，地下水位降低，土地水源涵养能力和调蓄能力不足，加重西部地区沙漠化问题。为了解决这一问题，人工藻结皮技术问世，通过生物结皮提高沙漠土壤的保水能力、防风固沙能力，并为沙漠治理工作提供低成本、高效益的发展途径。在这样的环境背景下，探究人工藻结皮技术及其在沙漠治理中的运用具有非常重要的现实意义。

1 人工藻结皮技术现状

人工藻结皮技术是利用藻类生态学原理和生物结皮理论，在野生结皮中培育优良藻类，通过人工大规模繁殖培养接种到流沙表面，并快速发育成具备藻类、真菌、地衣、苔藓等生物的生物结皮，实现沙漠治理的最佳效果。该技术在实际应用中，包含结皮藻种分离技术、纯化技术、选育技术、藻种大规模培育技术、工程化制种技术、野外接种技术、人工培植养护技术等。在近几年的研究中，确定人工藻结皮技术可以固定流沙，将藻、草、灌、乔有效结合，修复荒漠生态系统，为沙漠治理工作提供新的路径。同时，人工藻结皮技术和传统生物固沙技术融合，相互辅助，可以提高固沙效果，应该得到广泛的推广和应用，促进我国沙漠治理事业的快速发展。

2 人工藻结皮技术在沙漠治理中的作用

人工藻属于特定生态学类群，特指人工培育的藻类生物，特别是荒漠藻类，可以在环境恶劣的情况下生长和繁殖，生命力极强，并借助自身活动改变环境，这是人工藻结皮技术在沙漠治理中应用的基础原理。生物结皮主要在藻类拓殖中形成微小生物、代谢物、细微沙粒的组合体，将土壤颗粒和有机物紧紧结合形成土壤表层壳状体。在实际使用中，人工藻结皮技术可以短时间内迅速形成固沙藻结皮，并接种到沙地表面进行繁殖和生长，而在藻类和沙粒所组成的结皮发育演替中，增加细粒物质沉积与大气沉积而形成物质输入，形成营养物质富集，为土壤生物或是草本植物的繁殖提供必要条件，使得沙漠生态环境逐渐向良性循环方向发展。对此，人工藻结皮技术在沙漠治理中的作用表现为以下3个方面：

2.1 提高沙漠地表抵抗力

沙漠地表接种人工藻类后，藻类丝状和沙粒结合，分泌出来的有机凝胶、多聚糖会把松散土黏在一起，形成一层抗蚀层，提高沙土表面的抗风蚀能力。

2.2 改善沙漠土壤养分

沙漠地表接种人工藻类后，藻类生长与代谢为土壤中异养微生物提供影响，促进沙漠表面生物的多样化，达到土壤物质循环流动的效果，改变沙漠土壤理化性质，加速沙漠向原始土层的演变。

2.3 维持沙漠土壤水分

沙漠地表接种人工藻类后，固沙藻结皮发育中，其结皮中水稳性土壤团聚体与有机质含量逐渐增加，强化了土壤的吸湿性和可塑性，使得沙漠表层土壤持水量增强，进而降低土壤水分的挥发速率。

3 人工藻结皮技术在沙漠治理中的运用

随着人工藻结皮技术的问世，迅速建立科学研究机构，并在达拉特旗地区建立20hm2沙漠治理示范区，实行人工藻结皮技术固沙工程试验，在鄂尔多斯高原的最北边，为中温带大陆性季风气候，以流动沙丘、固定沙丘为主。在人工藻结皮技术应用时，根据气候特点和沙漠类型特点，大规模培育养殖微鞘藻、伪枝藻，开展“藻、草、灌、乔”接种进行实验，分为对照组和实验组。结果证实，实验组短短几天后，藻类通过短期适应迅速开始拓殖，9天即可形成藻类和沙粒所组成的结皮，接种20天后，固沙藻结皮为绿色，叶绿素含量达65173Lg/cm2，厚度可达1mm。而对照组无藻结皮，叶绿素含量仅为4159Lg/cm2。3年后，实验组人工藻类结皮厚度为3～5mm，固沙藻结皮发育很好，结皮凹凸不平，可以抵抗风蚀，持水性较好，并在长时间的循环演替中，逐渐向原始土壤的方向发展。

4 结语

综上所述，在进行沙漠治理中，为了改善沙漠生态系统，提高土壤自我优化能力，引入人工藻结皮技术，根据沙漠地区天气环境因素和地质土壤因素，合理选择优质藻类进行大规模繁殖，形成结皮后，接种到沙漠治理区域，做好相应的养护工作，保证人工藻结皮的适应和演替拓殖，进而达到沙漠治理的最佳效果。

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