土壤的“皮肤”

在土壤的表面，我们偶尔会看到有一层容易被揭起来的硬壳。这可不是什么简单的土壳子，而是“生物结皮”，一个由微小生物群落与土壤颗粒紧密结合、相互作用而形成的复杂生态系统，一个超级迷你、超级热闹的生态系统！

土壤团聚体

在生物结皮中，藻类、地衣和苔藓等植物与细菌和真菌等微生物携手合作，将自己与土壤颗粒紧紧相连，形成了一层地表覆盖物，这些生物通过复杂的相互作用，共同构建了一个多样化的微型生态系统。

生物结皮如同精致的“织锦”，广泛分布于全球各地，占据了地球约12%的陆地面积。但结皮生物向上生长的能力有限，无法与高大的维管植物竞争光照，因此生物结皮在植被稀少的干旱、半干旱及荒漠化地区更加常见，其面积占比高达30%～40%。

以蓝藻为首的光合生物承担了主要的生产工作，负责为整个系统提供能量和养分。念珠藻科植物将大气中的氮气固定成生物可利用的氨。除此之外，生物结皮中的大型丝状菌种，例如微鞘藻属，还会形成大量的细丝。这些细丝向地下各个方向延伸，形成密集的网状结构，将土壤颗粒紧密地编织在一起，抵御风蚀和水蚀。同时，生物结皮还能调节土壤水分，提高土壤湿度，促进水分循环，这对维持干旱地区的生态平衡至关重要。

小小生物结皮 守护古老长城

我国现存的长城遗迹主要分布于北方的干旱及半干旱地带，其主体构造多采用夯土工艺筑成。在气候条件的影响下，长城极易受到风力侵蚀、水流冲刷、盐分侵蚀以及季节性冻融破坏等多重威胁，这些自然因素对夯土结构构成了严峻挑战。

你可能想象不到，小小的生物结皮居然可以守护雄伟壮丽的古老长城。它们就像守护装甲一样紧紧贴附在长城表面，覆盖度高达67%。科研人员在长城沿线开展了横跨600千米的野外调查采样行动，发现生物结皮正通过多种方式，为夯土筑成的长城提供坚实的保护。

生物结皮增强了土壤的结构稳定性，让夯土变得更密实，减少了水分的流失，同时降低盐分浓度，营造出更加健康、平衡的土壤环境。不仅如此，它还显著提升了夯土的抗压强度，好比为长城量身定制了一件高强度的“防弹衣”，让它更加坚不可摧。不仅如此，生物结皮还能抵御风沙的侵袭，就像让长城披上了一件“坚固的外衣”，减少狂风对墙体的磨损。它还能调节温度，减少因温差变化带来的损害。更重要的是，生物结皮能够减少雨水对长城的冲击，助力长城在风雨中屹立不倒。

尽管生物结皮在生态系统中扮演着举足轻重的角色，但它本身却异常脆弱。生物结皮的形成和发展需要经过一个漫长而缓慢的过程，通常需要数年甚至数十年的时间。生物结皮对环境变化极为敏感，一旦受到破坏，恢复起来极为困难。作为一种集生物多样性、生态功能与脆弱性于一身的自然景观，生物结皮为科学家了解微生物与土壤、植物之间的相互关系提供了重要窗口，在全球气候变化、生态系统恢复等研究领域都具有极其宝贵的研究价值。