新型促荒漠藻結皮生長研究方法預測

李敏

摘要 面對我國日益嚴峻的土地荒漠化形勢，探索科學有效的治理方法是目前亟待解決的問題。荒漠藻類是荒漠治理中的先鋒拓殖植物，研究利用荒漠藻類成為荒漠地區生態治理的熱點。本文簡要介紹了荒漠藻的種類及應用優勢，分析了沙土—植物—微生物荒漠生態模式，以微生物促進藻結皮生長，以期為荒漠化的有效治理提供新途徑。

關鍵詞 沙漠；藻結皮；微生物；生態模式

中圖分類號 Q949.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0229-01

相關研究資料顯示，中國目前依然是世界上受荒漠化、沙漠化危害最嚴重的國家之一，全國沙漠化土地面積已達到261.16 km2，占國土面積的27.20%[1-3]。我國土地荒漠化問題日益嚴峻，一直被科學家所重視。利用自養拓殖生物——荒漠藻，開辟治理新途徑，成為荒漠地區生態研究的熱點。在藻結皮能夠有效治理荒漠的機理已基本探明的情況下，關于促進藻結皮生長方面的研究還可以從另一個角度去思考——微生物。

1 荒漠藻簡介

荒漠藻類（desert algae）是荒漠中的先鋒拓殖植物。在演替的初始階段，群落組成往往由不同的藻類占優勢，再進一步向更高的苔蘚、地衣及高等植物演替[2，4]。以藻類為主體的結皮稱為藻結皮（algal crust），主要是絲狀藍藻和球狀綠藻占優勢。其中，微鞘藻屬（Microcoleus）、偽枝藻屬（Scytonema）和爪哇偽枝藻（S.javanicum Born et Flah）是藻結皮的先鋒拓殖優勢物種[2-5]。

據資料顯示，藻結皮能夠有效治理沙漠的機理已基本探明，藻絲細胞外的黏膠層、膠鞘能夠有效地吸收8倍于體重的水分[2]，保持自身水分充足。藻類的絲狀體同沙粒纏結并分泌大量多糖和有機膠體，改變荒漠土壤的松散結構，可以抗11級大風，減少1/6以上水流的侵蝕[2-3]。有的藻類則以休眠孢子、厚壁孢子等形式度過極端環境。脫離極端環境后，藻體各代謝酶活性在吸水后幾十分鐘就可以達到較高水平[2]。

2 沙土—植物—微生物荒漠生態模式

在利用藻結皮治理荒漠的研究中，大部分試驗研究目的是探究藻結皮在荒漠中生長的機理，并利用機理促進荒漠藻結皮的生長（如人工藻結皮[4]），從而達到促進演替的目的，為治理荒漠化提供了理論指導。通過查閱資料發現，研究重點將藻類與微生物聯系起來的研究較少。但實際上藻結皮的生長應該是藻類、微生物群落與環境之間相互作用的結果，即大氣降塵和粉粒在沙表層堆積、下沉，還有雨滴的沖積等物理作用和土壤微生物的活動共同作用的結果，而藻類的生長又為荒漠微生物提供營養[2-3]。藻類具有抗逆性的特性，微生物同樣也具有此特性。如：能夠固氮、固碳或向胞外分泌多糖的微生物等能夠為土壤提供營養，且微生物可產生胞外代謝物，起到膠結作用，也能夠增強土壤表層的穩定性，抗風、抗水流侵蝕等。藻類與微生物的雙重作用，可增強藻結皮抗逆性和增殖能力，使其能夠在更苛刻的環境下生存，快速生長藻結皮。

藻結皮中氮的積累有助于生物量增加和微生物的聯合[6]。此外，陳蘭周等[2]認為藻類鞘表面往往有許多細菌著生，可能是細菌的生長為藻細胞的生長提供了一個高濃度的CO2環境。邱 東等[5]利用從古爾班通古特沙漠生物結皮中分離1株寡營養細菌證明了其不僅能夠促進其他微生物生長繁殖，提高土壤中全磷、全鉀、有效氮和有效磷含量，而且還提高了過氧化氫酶和多酚氧化酶的活性。有該寡營養細菌存在的試驗地塊藍藻生長量顯著增加，而對照組的藍藻極少。可見，藻結皮是沙漠藻、微生物群落與環境共同作用的結果。

3 結論

傳統的藻—草—灌—喬的荒漠生態模式應轉換為沙土—植物—微生物[5]荒漠生態模式，對荒漠化的治理才更具有科學性，才能達到更高的治理效率。藻類為植物的先鋒種類，而微生物則是形成結皮的組織者和建設者[7-9]。因此，在研究沙漠藻結皮的過程中，對微生物的研究也是不可或缺的[10-12]。

4 參考文獻

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