这是我去年写的一个科普小短文。

什么？藻类还可以固沙？

是的，你没有听错。

这固沙的，不是大型藻类，是微藻。

传统的荒漠化治理方式

一是植树种草。

植树，即栽种树苗，或扦插树枝，然后浇水维护。

可是往往成活率很低，或者成活了，一两年或几年后有些树苗又死了，因为降雨或地下水分不足以支撑树苗的生长。

荒漠种树需要大量的水

种草，常采用撒播或飞播草种的方式。 

种子的萌发率一般比较低，而且会被流沙掩埋，或被动物摄食。

植树种草，尤其是植树，往往并不能固定流沙。在风力的作用下，树木间的沙被掏蚀，树根裸露出来，树木易倒伏或死亡。

风掏空了树根部的沙土

还有一种固定流沙的方法，就是构建物理沙障。

用以构建沙障的材料有两大类。

一是生物材料，如稻草、麦秆、芦苇或其他易得的生物材料（如玉米秆、柳条），掩埋一部分到沙里，一部分露出沙面，围成1米见方的正方形格子。

柳条方格

玉米秆方格

二是非生物材料，如砾石、黏土、塑料（尼龙）布条等，在沙面构建1米见方的格子。

这些方格有很好的阻止沙粒流动的作用，在保护公路、铁路、输油（气）管道等工程方面得以广泛应用，并取得了很好的效果。

                                                                                             聚乙烯网方格

但是其缺点也是明显的。首先其造价比较高，材料和人工费都比较高；其次，其耐久性比较差。生物材料一般2－4年就腐朽了，失去阻止流沙的作用；而非生物材料的方格，也会逐渐风化、腐蚀或被流沙掩埋。 

因此，需要重新构建方格，又需要大笔的经费投入。

用生物土壤结皮治理荒漠化

有没有一种既经济又持久有效的治理荒漠化的方法呢？

答案是有的，即效法自然。

中国科学院水生生物研究所刘永定研究员的研究团队发现，在荒漠的固定、半固定沙丘上或丘间地，或者沙漠中的绿洲沙土表面，有一层不同于沙土颜色的表层。

藻类生物结皮

在干燥的情况下，这一表层呈灰色、黑色、褐色或暗绿色，在降雨湿润后呈现蓝绿、绿色或暗褐色。

苔藓-藻类生物结皮

镜检发现这一表层由藻类、沙粒和/或苔藓、地衣等组成。它们被称为生物土壤结皮。主要由藻类组成的结皮，称为藻结皮；以地衣为优势种，称为地衣结皮；以苔藓为优势种，称为苔藓结皮；苔藓、藻类均为优势的，则称为藻藓或藓藻结皮。 

生物土壤结皮的发育均是从藻类结皮开始的，即先由藻类拓殖，形成藻结皮，而后苔藓或地衣定植，发育到藻藓、地衣或苔藓结皮。 生物土壤结皮的形成，减少了风蚀，固定了流沙。

那么，有没有办法通过人为干预的方法快速形成生物土壤结皮呢？

水生所的研究者们采集荒漠里的生物土壤结皮，带回实验室，取藻结皮用液体培养基进行培养。待到藻类大量生长繁殖后，分离、纯化其优势种类。

这些优势种类主要是蓝藻。

通过逐步放大培养的方法，获得荒漠生物土壤结皮优势蓝藻的大量生物量，然后喷洒接种到流沙表面，形成藻类结皮，固定流沙。我们称之为“人工生物结皮”治理荒漠化技术，即通过人工接种规模化培养的蓝藻，诱导形成藻类生物结皮的方法。

藻种培养（王伟波供图）

放大培养（王伟波供图）

规模化培养（王伟波供图）

喷洒接种（王伟波供图）

藻类固定流沙治理荒漠化技术需要注意哪些关键环节呢？

编辑文章

用来接种的藻类必须是荒漠藻吗？

是的。只有分离自荒漠生物土壤结皮的藻种，才可以用来工程化培养并接种到流沙表面，形成生物结皮。而且，并不是所有分离纯化于荒漠生物土壤结皮的藻类均适用。只有那些早期可以在流沙表面拓殖的、具有较强抗逆特性的藻种才可以用来规模化培养并接种。

这些藻种都是丝状蓝藻。它们具有较强的适应极端温度、抗干旱、抗强光（或紫外线）辐射的能力。

荒漠丝状蓝藻（Jiaoli Zheng拍摄）

有人听说接种的是蓝藻，兴奋地提议道：“太湖里那么多蓝藻，收去治理荒漠化多好啊！既治理了水体富营养化，又治理了荒漠化。”这就闹笑话了，湖泊里的水华蓝藻是浮游植物，不能形成生物土壤结皮。 

在流沙上接种荒漠藻形成生物土壤结皮需要什么支撑条件？ 

在接种荒漠藻后，沙粒最好不能有太强的流动性，否则藻种会被刮走或被掩埋，对在短期内形成生物土壤结皮不利。

那怎么办呢？方法是与物理方格、植树种草相结合。

由生物材料或非生物材料扎成的方格，可以减少沙粒的流动性，形成稳定的流沙表面，为荒漠藻定植、生长和繁殖创造条件。

由耐干旱的草种、灌丛形成的植被，同样可以起到对沙粒流动的阻碍作用，从而为荒漠藻定植、生长和繁殖创造条件。

因此，这一治理荒漠化的技术被称为“藻草灌（乔）综合治理荒漠化技术”。

刘永定等编著的《荒漠蓝藻生物学与生物土壤结皮固沙》

有人可能会说了，既然可以形成植被，为什么还要接种荒漠藻？这一问题可以参看我上文所述，即仅有植被，并不一定可以完全固定流沙。

荒漠藻接种后不管不问，就可以形成生物土壤结皮了吗？

不行！接种后，需要定期洒水，使其保持活性状态，并逐渐生长。为减少用水量，可在雨季进行荒漠藻接种。也可以在降雪期间进行接种。

也许有人会说：“还要浇水啊！荒漠藻不是很耐干旱吗？”

是的，虽然荒漠藻很耐干旱，可没有水分它们就处在休眠状态，不生长怎么能够形成生物土壤结皮，从而在短期内固定流沙呢？

而且，它们需要的水分，相对于植树来说，简直不值得一提。更重要的是，一旦形成生物土壤结皮后，就不需要浇水了。

还有，虽然生物土壤结皮不怕极端温度、干旱、强光、大风，但它最怕的是践踏。动物，尤其是放牧时的人、牛、羊、骆驼的踩踏，破坏了结皮的完整性，进而使其失去固定流沙的能力。因此，在接种区防止动物的践踏是非常有必要的。

打不死的小强，也怕啪唧一脚啊！

被踩踏破坏的生物土壤结皮

所有的沙漠都可以用荒漠藻进行治理吗？ 

不可以，也没有必要。

控制流沙和治理荒漠化是两个概念。

控制流沙往往是人们为了保护某些设施的需要而采取的工程措施。例如，为了保护穿沙公路、铁路、输油输气管线不被掩埋，需要控制两侧的沙面的流动性。在沙漠中建设的一些其他设施，如油井、机房、营房等，为了不被沙掩埋，也需要采取一些“锁边”工程。

穿沙公路两侧的沙障

这些措施要物理与生物的相结合，即物理沙障、植树种草相结合，如果再采用接种荒漠藻形成生物土壤结皮的技术，则可以降低后期维护成本，生态长效。

做到这些，必须有水。因此，采取地下水或引水措施是必不可少的。

如果不是为了上述目的，人类还是放弃所谓的治理沙漠的念头吧！它们已经存在了成千上万年了，有些比人类的历史还要长。

除非你坚守“与天斗，其乐无穷”的信条！

治理荒漠化，就是将由于人为原因如过度放牧、开垦以及其他活动（如开矿、采油、修路等）使原本脆弱的生态系统崩溃，沙化了的土地逆转过来的过程。

这些地方往往有一定的年降雨量（不低于100mm），而且在某些生境如低洼处、丘间地、稀疏植被下等有天然的生物土壤结皮存在。这表明该区域可以形成生物土壤结皮。

用荒漠藻治理荒漠化需要哪些要素或设施？

优良的固沙藻种；

藻种规模化培养设施；

藻类培养物运输与接种工具；

对藻类培养和接种以及检测技术能够熟练掌握的人。