新型促荒漠藻结皮生长研究方法预测

李敏

摘要 面对我国日益严峻的土地荒漠化形势，探索科学有效的治理方法是目前亟待解决的问题。荒漠藻类是荒漠治理中的先锋拓殖植物，研究利用荒漠藻类成为荒漠地区生态治理的热点。本文简要介绍了荒漠藻的种类及应用优势，分析了沙土—植物—微生物荒漠生态模式，以微生物促进藻结皮生长，以期为荒漠化的有效治理提供新途径。

关键词 沙漠；藻结皮；微生物；生态模式

中图分类号 Q949.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）13-0229-01

相关研究资料显示，中国目前依然是世界上受荒漠化、沙漠化危害最严重的国家之一，全国沙漠化土地面积已达到261.16 km2，占国土面积的27.20%[1-3]。我国土地荒漠化问题日益严峻，一直被科学家所重视。利用自养拓殖生物——荒漠藻，开辟治理新途径，成为荒漠地区生态研究的热点。在藻结皮能够有效治理荒漠的机理已基本探明的情况下，关于促进藻结皮生长方面的研究还可以从另一个角度去思考——微生物。

1 荒漠藻简介

荒漠藻类（desert algae）是荒漠中的先锋拓殖植物。在演替的初始阶段，群落组成往往由不同的藻类占优势，再进一步向更高的苔藓、地衣及高等植物演替[2，4]。以藻类为主体的结皮称为藻结皮（algal crust），主要是丝状蓝藻和球状绿藻占优势。其中，微鞘藻属（Microcoleus）、伪枝藻属（Scytonema）和爪哇伪枝藻（S.javanicum Born et Flah）是藻结皮的先锋拓殖优势物种[2-5]。

据资料显示，藻结皮能够有效治理沙漠的机理已基本探明，藻丝细胞外的黏胶层、胶鞘能够有效地吸收8倍于体重的水分[2]，保持自身水分充足。藻类的丝状体同沙粒缠结并分泌大量多糖和有机胶体，改变荒漠土壤的松散结构，可以抗11级大风，减少1/6以上水流的侵蚀[2-3]。有的藻类则以休眠孢子、厚壁孢子等形式度过极端环境。脱离极端环境后，藻体各代谢酶活性在吸水后几十分钟就可以达到较高水平[2]。

2 沙土—植物—微生物荒漠生態模式

在利用藻结皮治理荒漠的研究中，大部分试验研究目的是探究藻结皮在荒漠中生长的机理，并利用机理促进荒漠藻结皮的生长（如人工藻结皮[4]），从而达到促进演替的目的，为治理荒漠化提供了理论指导。通过查阅资料发现，研究重点将藻类与微生物联系起来的研究较少。但实际上藻结皮的生长应该是藻类、微生物群落与环境之间相互作用的结果，即大气降尘和粉粒在沙表层堆积、下沉，还有雨滴的冲积等物理作用和土壤微生物的活动共同作用的结果，而藻类的生长又为荒漠微生物提供营养[2-3]。藻类具有抗逆性的特性，微生物同样也具有此特性。如：能够固氮、固碳或向胞外分泌多糖的微生物等能够为土壤提供营养，且微生物可产生胞外代谢物，起到胶结作用，也能够增强土壤表层的稳定性，抗风、抗水流侵蚀等。藻类与微生物的双重作用，可增强藻结皮抗逆性和增殖能力，使其能够在更苛刻的环境下生存，快速生长藻结皮。

藻结皮中氮的积累有助于生物量增加和微生物的联合[6]。此外，陈兰周等[2]认为藻类鞘表面往往有许多细菌着生，可能是细菌的生长为藻细胞的生长提供了一个高浓度的CO2环境。邱 东等[5]利用从古尔班通古特沙漠生物结皮中分离1株寡营养细菌证明了其不仅能够促进其他微生物生长繁殖，提高土壤中全磷、全钾、有效氮和有效磷含量，而且还提高了过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性。有该寡营养细菌存在的试验地块蓝藻生长量显著增加，而对照组的蓝藻极少。可见，藻结皮是沙漠藻、微生物群落与环境共同作用的结果。

3 结论

传统的藻—草—灌—乔的荒漠生态模式应转换为沙土—植物—微生物[5]荒漠生态模式，对荒漠化的治理才更具有科学性，才能达到更高的治理效率。藻类为植物的先锋种类，而微生物则是形成结皮的组织者和建设者[7-9]。因此，在研究沙漠藻结皮的过程中，对微生物的研究也是不可或缺的[10-12]。

4 参考文献

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