減少全球塵排放55%,旱地“活皮膚”,每年防止釋放約7億噸塵土

為了治理土地荒漠化,守護(hù)人類的地球家園,科研人員們致力于研究調(diào)查各種植被,并在各種地區(qū)因地制宜地發(fā)展出了許多治理方式。其中有一種被稱為全球旱地“活皮膚”,它覆蓋著全球12%左右的地表,每年能夠防止釋放約7億噸塵土,等于減少全球塵排放55%,可以稱得上全球干燥和極寒地區(qū)治理土地荒漠化的“靈丹妙藥”。這種旱地“活皮膚”就是生物土壤結(jié)皮。生物土壤結(jié)皮到底是什么,又能發(fā)揮怎樣的作用呢?

生物土壤結(jié)皮,也稱為隱花土壤結(jié)皮或者微生物土壤結(jié)皮。之所以會(huì)得此名,是因?yàn)橥寥牢⑸锖驮孱惖入[花植物等在土壤最上層幾毫米共同形成的薄層生物組織群落。生物土壤結(jié)皮主要存在于各大洲干燥和極寒地區(qū)的曠野地帶,因?yàn)閻毫訔l件抑制了維管植物的生長,從而形成了大片空曠的荒地,這為生物土壤結(jié)皮的形成提供了必要的條件。

結(jié)皮的生物成分主要包括土壤細(xì)菌、微真菌,以及藍(lán)藻等藻類、地衣和苔蘚。藍(lán)藻和綠藻通常首先在裸露的地面上定居繁殖,為接下來的地衣和苔蘚的生長提供穩(wěn)定的土壤層。土壤中的絲狀藍(lán)藻為結(jié)皮增加黏性,當(dāng)氣候濕潤時(shí),這些生物在土壤中移動(dòng)并在其身后留下粘性物質(zhì),將土壤顆粒粘合到位,從而有效防止了土壤的水土流失,保持了土壤穩(wěn)定、水分和肥力。
生物土壤結(jié)皮可根據(jù)結(jié)皮的形態(tài)分為四類。在偏溫暖、少有冷凍氣候且藍(lán)藻占主導(dǎo)地位的地區(qū),生物土壤結(jié)皮常常較為扁平。如果這些地區(qū)地衣或苔蘚占主導(dǎo)地位的話,生物土壤結(jié)皮就偏向粗糙不平。在多冷凍和霜凍氣候,藍(lán)藻占主導(dǎo)地位的地區(qū),生物土壤結(jié)皮常常形成一座座小尖峰,這些地區(qū)地衣或苔蘚占主導(dǎo)地位時(shí),結(jié)皮則形成顆粒狀的土塊。可以說,氣候和土壤生物都會(huì)對(duì)生物土壤結(jié)皮的形成和外貌產(chǎn)生影響。

盡管這些地區(qū)大多生存條件惡劣,大多數(shù)動(dòng)植物都難以定居生存,不過生物土壤結(jié)皮中的微生物和藻類有著極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性,使它們能夠在地球上的極端地帶棲息生存。例如,它們對(duì)水分的要求很低,僅僅依靠少量的降雨、霧和露水就能維持生命。此外,在干燥環(huán)境下它們還能夠長時(shí)間暫停呼吸,一旦進(jìn)入潮濕環(huán)境時(shí),它們的代謝功能立即恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
生物土壤結(jié)皮在生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著至關(guān)重要的生態(tài)作用。它們是植被稀少地區(qū)固定碳的重要來源。土壤中的藻類生物將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物,并傳送到周圍的土壤中。結(jié)皮表面粗糙的結(jié)殼還能減緩雨水徑流,增加了水滲入土壤的速度。在一點(diǎn)點(diǎn)零星降雨后,結(jié)皮的生物及其黏液就能夠吸收其體積10倍的水分,然后將水緩慢釋放到周圍土壤,這些都是支撐荒漠地區(qū)其他物種的生存的重要生命之源,也為人類對(duì)荒地的治理提供了極其有效的方法。