我国大约有1000多个盐湖，面积约4.1万平方公里。孔凡晶/摄影

 

我国是一个多盐湖的国家，大约有1000余个盐湖，面积约4.1万平方公里，主要分布于我国西部和东北部。对盐湖资源的研究，以往侧重于地质和矿产方面，随着科学技术的发展，盐湖生物研究越来越引起人们的重视。近日，第二届“盐湖生物学及嗜盐生物与油气生成学术研讨会”在京举行，来自植物学、微生物学、地学、生物工程学等领域专家就盐湖生物学研究与开发进行了研讨。

 

盐湖提供新型农业

 

中国工程院院士、中国地质科学院矿床地质研究所研究员郑绵平首创了“盐湖学”学科基本理论框架，并以此为基础，将盐湖矿业、盐湖农业和盐湖旅游业作为3个立足点，提出了具有重要现实意义和战略意义的“大盐湖产业”体系。

 

郑绵平认为，以盐湖盐藻、卤虫、螺旋藻和盐生植物的研究、开发利用及菌紫膜机制的发现为代表，标志着在人类长期经营淡水—海洋生物与低盐耕地之后，一个崭新的盐水域与盐沼研究开发领域——“盐湖农业”的到来，它是人类索取蛋白质、食物色素等食物和多种工业、科学材料的新领域。目前已知最具有实用意义的盐湖生物是盐藻、卤虫和螺旋藻以及嗜盐菌、嗜碱菌和卤蝇等。

 

郑绵平以一种名为杜氏藻的盐藻举例介绍说，杜氏藻是一类耐盐或喜盐的真核藻类，其体内的胡萝卜素（均为干重）可高达8%~10%，并富含30%左右的甘油和30%~40%蛋白质及脂肪酸、叶绿素和四烯油等，是一种重要的经济藻类和新的“农作物”。目前在国外已经广泛应用于医药和人造黄油、奶酪、饮料、面包、冰淇淋等食品中，也用作化妆品的原料，对皮肤有滋润和抗衰老的作用。盐藻的其他产品在化工、轻工和养殖业中都有用场，如其中的藻渣含多种氨基酸和蛋白质，可作为优质牲畜饲料。

 

杜氏藻是嗜盐性生物，共存动植物极少，天敌少，繁殖速度快，高于一般农作物产率；盐藻属于光和作物，能源来自阳光、养料和二氧化碳及少量氮和磷，比一般农作物使用肥料少得多。迄今，盐藻的开发已成为某些多盐湖国家的新兴产业，除了美、澳、以色列以外，智利、俄罗斯等国也达到商业化生产阶段。我国早在上 世纪50年代曾进行过滨海盐藻研究和小量养殖。20世纪80年代初，郑绵平与中科院青岛海洋所合作，进行过杜氏藻的培殖试验，表明可以用海水加盐的溶液引种沿海进行养殖。尽管他的工作得到了有关领导的重视，但由于受地质部门专业分工和传统概念等限制，未能进一步展开工作。中国地质科学院矿产资源研究所孔凡晶博士告诉记者，现在我国海南、天津和内蒙古已有企业可以生产杜氏藻的产品，主要以晶体和植物油浓缩物为主。

 

郑绵平认为，发展“盐湖农业”具有全球性的现实意义和长远的战略意义，而我国在这方面的开发还有待加强。

 

盐湖也能找到油气田

 

长期以来，人们认为盐湖相不能发育出优质的烃源岩，因此就不存在大规模的油气资源。中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师赵文智等人最近的研究推翻了这种传统的观点，并且认为盐湖相油气的产生与盐湖中丰富的生物有密切关系。

 

赵文智认为，盐湖相烃源岩被低估或认为不能构成有效烃源岩的原因是多方面的。首先，人们认为咸化湖泊的有机质输入将大量减少，难以形成优质烃源岩，所以在钻井岩性柱上一旦看到蒸发岩与富含有机质的泥页岩呈互层关系，就以“湖水咸化时沉积石膏岩盐、湖水淡化时沉积烃源岩”的湖盆咸化淡化交替等模式来解释，认为蒸发岩与烃源岩，特别是优质烃源岩不能形成。咸化湖盆烃源岩被低估的另一个原因是，这类烃源岩存在严重的非均质性。

 

近年来，通过对我国东部和柴达木盆地盐湖相烃源岩的精细研究，提出的盐湖相可以发育优质烃源岩的观点已逐渐被油田接受，并在赵文智等人预测的地区找到了来自于盐湖相烃源岩形成的大规模油气资源。

 

赵文智等研究发现，高盐环境可以具有高的有机质产率。虽然生物种属随着环境的恶化而减少，但生物的数量并不减少，在显微镜下可以看到大量的藻类富集成层。可见在盐度很高的卤水中，生命照样繁盛。随着湖水的不断蒸发和补充，盐类浓集的同时，生物所需的营养物质如氮、磷等也相应得到富集，营养物质的增加将促进浮游生物的繁殖。另外高盐环境可限制寄生生物的生长，有利于藻类的勃发，而藻类的勃发可以造成较高的生产力，促使优质烃源岩的形成。因此盐湖相烃源岩有机质的主要来源是水生生物。

 

盐湖生物资源尚未探明

 

孔凡晶曾对我国盐湖生物学研究情况进行过文献总结。他告诉记者，我国盐湖处于独特的地理条件下，从盐湖中不断发现嗜盐菌、嗜碱菌、嗜盐嗜碱菌及盐卤虫新种，表明我国盐湖生物是一片未开垦的处女地，为世界所瞩目。由于我国盐湖生物学研究水平较低，目前作过生物调查研究的盐湖不足50个，而且只是个别物种的调查，亟待采取有力的措施，集中多学科的人才，增强科研实力，提高研究水平。

 

孔凡晶说，从20世纪70年代后期，我国开始进行盐湖微生物、盐藻及盐湖浮游生物的研究，已经取得了一些进展。

 

盐湖微生物存在于高盐环境中，主要有嗜盐菌、耐盐菌、嗜碱菌、嗜盐嗜碱菌等类型，是极端环境微生物领域的重要组成部分。自20世纪80年代初期，已获得了10余个盐湖微生物新种。对嗜盐菌的分子生物学研究已有少量报道。

 

所有淡水中的主要藻类在盐湖中都有发现，在中高盐度的盐湖中，最重要并抗盐的绿藻是杜氏藻，螺旋藻是淡水藻类，也具有一定的抗盐性。1982年，我国科学工作者首次在西藏扎布耶湖发现了大量的杜氏藻，并进行了生物学特征、人工培养等研究，发现其具有胡萝卜素产量高、易培养和耐低温等特点，是杜氏藻的一种新类型。但在我国广大的内陆盐湖区的盐藻资源调查与开发研究绝大部分尚是空白。

 

我国卤虫调查研究较晚，据初步统计，我国有50多个盐湖作了卤虫调查。同时，我国科研工作者对卤虫的生态、生理生化特征、营养成分及分子生物学进行了研究，鉴定了几个我国特有的物种。而在濒湖草地有大量盐生植物分布，主要有盐蒿、盐生藜科、田菁、红柳、紫穗槐、沙枣、沙柳、杞柳、沙拐柳、花棒、沙棘、麻黄、沙冬青及甘草等，是盐境沙漠中野生动物的栖息地和牛羊的重要牧场。但对这些盐生植物还没有进行系统的调查研究。

 

郑绵平认为，鉴于我国盐湖生物学的研究现状，今后有大量研究工作亟待展开。首先，要进行盐湖生物资源的系统调查与长期观测，我国1000余个盐湖中，作过不同程度地质调查的有542个，作过生物学调查的不足50个，应当尽快对我国盐湖生物的物种群落构成、可开发利用生物资源及资源远景进行研究，对盐湖生物的物种构成变化、盐湖生物与环境变化的关系进行长期观察。

 

第二，盐湖生态系统是冰川、高原、湿地及冲积平原等生态系统的重要一环，在保持岩石—土壤—植被地质生态平衡中起着重要的作用。随着全球变暖，我国西部高原生态环境会发生新的变化，如青藏高原部分地区有荒漠化的迹象，加强地质生态学研究对避免草地荒漠化、改善环境以及西部大开发和可持续发展有重要的意义。

 

最后，盐湖生物不仅有直接的经济价值，而且蕴含有宝贵的基因资源。特别是我国盐湖所处的独特地理位置及环境，使我国盐湖中发育着许多盐湖生物新物种。全面收集我国盐湖生物实物材料，建立盐湖生物优良品种及基因库；加强对盐湖生物的基因工程研究，克隆盐湖生物抗盐、抗旱及抗寒等有益基因，培育抗盐抗旱转基因农作物，具有广阔的应用前景及深远意义。

 

链接：

 

盐湖和盐湖生物学

 

作为湖泊的极端类型，盐湖是含盐量极高的咸化水体，是多因素、多物源和极端环境下综合作用的产物，是一种综合性的矿产资源和生物资源。盐湖生物学是研究盐湖生物的分类、生长发育规律、生理生化特点、与外界环境关系等的科学，主要包括掩护生物分类学、生态学、地质生态学、分子生物学和生物工程学等研究领域。在盐湖的盐水域，主要以嗜盐细菌、盐藻、卤虫及西藏拟蚤等盐生物为主，具有重要的科学及经济价值。在环盐湖的濒湖草地，则以各种耐盐、抗旱植物为主，成为盐境、沙漠地区野生动物的生息地和牛羊的重要牧场。