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CCTV-7“科技苑”《给荒漠“植皮”》

已有 4637 次阅读 2013-7-30 20:51 |个人分类:科研院所史料|系统分类:人文社科|关键词:学者

CCTV-7“科技苑”《给荒漠“植皮”》(20101215日播出)

http://sannong.cntv.cn/program/kejiyuan/20101215/113014.shtml

片中介绍了中国科学院水生生物研究所科学家开展荒漠藻类固沙研究的经历。

(以下是本博主所写的两篇报道)


开辟治沙新途径  中科院水生所开展荒漠藻类固沙研究

  植树种草可以防风固沙,已成为人们的普遍认识。然而通常在显微镜下才能个观察到的荒漠藻类实际上却是沙漠中的先锋拓殖生物。中国科学院水生生物研究所藻类学家的研究工作不仅揭示了荒漠藻类固沙机制,同时也深化和丰富了人们对综合治理荒漠化的认识。

最近,水生生物研究所藻类学家刘永定研究员在一份题为《荒漠藻类及其利用》的报告中说:我国是世界上受荒漠化危害最严重的国家之一,荒漠化土地面积已达262.2万Km2,占国土面积的27.3%,并且以每年2460Km2的速度在扩展。荒漠藻类是指生长在干旱、半干旱和亚湿润干旱地区土壤中的藻类,作为先锋拓殖生物的荒漠藻类不仅能在严重干旱缺水、营养贫瘠、生境条件恶劣的环境中生长、繁殖,并且通过其生活代谢方式影响并改变环境,特别是在荒漠表面形成的藻类结皮,在防风固沙、防止土壤侵蚀、改变水分分布状况等方面更是扮演着重要角色。

   土壤的生态演替过程,往往是组成物种由低等到高等,群落的多样性和种群丰度从少到多的过程。藻类本身的生长为土壤提供氮源和能源,如固氮蓝藻的生长为土壤提供氮源,而藻类在生长过程中分泌的多糖不仅提供能源,而且在固沙中有重要的作用。藻类可以改变荒漠土壤中的物质循环,增加其中的碳、氮、磷的含量,促进土壤异养微生物的生长,改变荒漠生境中的生物多样性,改变其土壤结构和水分分布状况,从而促进土壤的发育。所以专家将荒漠藻类称之为荒漠生境的先行者和拓殖者。

   20余年来,刘永定、宋立荣研究员及其学科组进行了长江、黄河、黑龙江流域的土壤藻类,柴达木盆地的蓝藻群落,荒漠藻的生态,荒漠藻结皮的精细结构和结皮机理,荒漠藻类的多糖,荒漠藻类的生理适应能力,土壤和荒漠藻的培养技术,荒漠藻类返接荒漠表层的作用等研究工作。已在荒漠中鉴定到24种藻类,分离纯化了12种,批量培养了6种,并在宁夏沙坡头开展野外实验,证明6个月的人工藻类结皮相当于自然演替13年的强度与抗风蚀效果。

   诚然,荒漠藻类在治理荒漠化这台大戏中只是扮演了一个角色,专家们正在探索建立荒漠化生物综合治理的新模式,利用藻类结皮与草、灌、乔木相配合的最新方法营造结构优良、防风固沙、增肥效果好的防护生态系统。作为尝试,水生所已与内蒙古自治区林业科学院签定了《关于荒漠地区特有藻类综合技术治沙与开发利用协议书》,计划在内蒙古伊克昭盟达拉特旗分期建立共1平方公里的实验区来进行研究工作。(2001年2月)


我国建立荒漠藻人工结皮工程化技术为防治荒漠化开辟新途径

土地荒漠化是全球性的重大生态-环境问题,世界各国都在探索如何防治荒漠化。中国科学院水生生物研究所的专家在前期土壤藻类研究的基础上,经过8年的探索和实践,建立荒漠藻人工结皮技术,并与内蒙古自治区林业科学研究院、武汉高科农业集团公司和内蒙古高林生物发展有限公司合作,发展出荒漠藻人工结皮工程化应用技术。他们的研究阐释了典型荒漠藻在严酷条件下生存适应的能力与机理,揭示了藻类生物结皮在固沙、成土、抑尘、拓殖方面的潜能,丰富了藻类环境生物学;结合我国实际,成功研发“工厂化生产藻种”和“工程化营造荒漠人工生物结皮层”两项关键技术,提出并以实际效果证明,以荒漠藻人工结皮为核心的“藻-草-灌 综合治沙技术是一条行之有效的防沙治沙新路线。

200981314日,由中国科学院水生生物研究所、内蒙古自治区林业科学研究院等四家单位共同承担的“荒漠藻人工结皮综合治沙技术及工程化应用研究”在呼和浩特通过鉴定。

中国科学院院士、国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜,中国工程院院士、北京林业大学校长尹伟伦,中国工程院院士蔡道基,中国科学院院士曹文宣,国家林业局防沙治沙办公室总工程师杨维西等9位专家到内蒙古达拉特旗荒漠藻工厂化生产基地进行了实地考察和现场测试,听取了项目总结报告。专家委员会认定:目以具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻为主要藻种,经工程化培养后接种到流沙表面形成人工生物结皮。以规模化人工培植生物结皮与草-灌植被营造相结合用以防沙治沙,实现沙化土地的生态修复,具有创新性。该项目所获得荒漠藻生物学和荒漠藻结皮形成与发育的研究结果, 阐释了典型荒漠藻在干旱条件下生存适应的能力与机理,揭示了藻类生物结皮在固沙、成土、拓殖方面的潜能,丰富了藻类环境生物学理论。该项目结合我国实际,完成了荒漠藻人工结皮工程化应用、荒漠藻制种工厂化生产,探索了藻-草-灌综合固沙技术,工艺合理,技术路线正确,在流沙固定与生态修复方面开辟了新的途径,丰富了防沙治沙的手段和技术,具有良好的推广和应用前景。

藻类作为拓植生物,不仅能在许多生命形式无法生存的严酷环境中生长与繁殖,而且还以其特有的生活、代谢方式影响并改善着自然环境。中国科学院水生生物研究所的研究证明,我国荒漠地区具有丰富的藻类物种资源,它们适应荒漠地区的干旱、强辐射、大幅温度变化以及高盐碱等“恶劣”条件;它们具有建立先锋群落的特殊能力和生态对策。而科研人员分离出荒漠藻类进行大量培养,并通过人为措施强化其在荒漠拓植过程中的作用, 可以在一年时间内完成自然过程需要10多年才能完成的生物结皮过程。

研究项目负责人、中国科学院水生生物研究所刘永定研究员介绍,基于水生所的前期基础研究,自2001年起,由中国科学院水生生物研究所和内蒙古林科院共同合作开展了“荒漠藻综合固沙技术与开发利用”技术研究,形成了藻-草-灌综合配套的固沙技术。2006年,武汉市科技局和内蒙古自治区发改委立项资助“荒漠藻综合固沙技术推广示范和工厂化研究”项目。完成了典型荒漠藻类的生物学、荒漠藻结皮、藻种制备、荒漠藻人工结皮及固沙、荒漠藻的工厂化生产、工程化机械接种、水分补给与养护等多项研究,同时在内蒙古自治区库布齐沙漠的达拉特旗、乌兰布和沙漠的磴口县、毛乌素沙地的伊金霍落旗、科尔沁沙地的奈曼旗、呼伦贝尔沙地的鄂温克旗5个不同类型沙地(漠)中进行示范,现已实施3万亩规模的荒漠藻结皮工程。该项技术的进一步推广将为建设北方绿色生态屏障,促进内蒙古自治区经济社会发展作出贡献。




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