我國是一個多鹽湖的國家，大約有1000余個鹽湖,，面積約4.1萬平方公里,，主要分布于我國西部和東北部。對鹽湖資源的研究,，以往側(cè)重于地質(zhì)和礦產(chǎn)方面,，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鹽湖生物研究越來越引起人們的重視,。近日,，第二屆“鹽湖生物學(xué)及嗜鹽生物與油氣生成學(xué)術(shù)研討會”在京舉行,，來自植物學(xué)、微生物學(xué),、地學(xué),、生物工程學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜揖望}湖生物學(xué)研究與開發(fā)進(jìn)行了研討。
鹽湖提供新型農(nóng)業(yè)
中國工程院院士,、中國地質(zhì)科學(xué)院礦床地質(zhì)研究所研究員鄭綿平首創(chuàng)了“鹽湖學(xué)”學(xué)科基本理論框架,，并以此為基礎(chǔ)，將鹽湖礦業(yè),、鹽湖農(nóng)業(yè)和鹽湖旅游業(yè)作為3個立足點,，提出了具有重要現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義的“大鹽湖產(chǎn)業(yè)”體系。
鄭綿平認(rèn)為,，以鹽湖鹽藻,、鹵蟲、螺旋藻和鹽生植物的研究,、開發(fā)利用及菌紫膜機(jī)制的發(fā)現(xiàn)為代表,，標(biāo)志著在人類長期經(jīng)營淡水—海洋生物與低鹽耕地之后，一個嶄新的鹽水域與鹽沼研究開發(fā)領(lǐng)域——“鹽湖農(nóng)業(yè)”的到來,，它是人類索取蛋白質(zhì),、食物色素等食物和多種工業(yè)、科學(xué)材料的新領(lǐng)域,。目前已知最具有實用意義的鹽湖生物是鹽藻,、鹵蟲和螺旋藻以及嗜鹽菌、嗜堿菌和鹵蠅等,。
鄭綿平以一種名為杜氏藻的鹽藻舉例介紹說,，杜氏藻是一類耐鹽或喜鹽的真核藻類，其體內(nèi)的胡蘿卜素（均為干重）可高達(dá)8%~10%,，并富含30%左右的甘油和30%~40%蛋白質(zhì)及脂肪酸,、葉綠素和四烯油等，是一種重要的經(jīng)濟(jì)藻類和新的“農(nóng)作物”,。目前在國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和人造黃油,、奶酪、飲料,、面包、冰淇淋等食品中,，也用作化妝品的原料，對皮膚有滋潤和抗衰老的作用。鹽藻的其他產(chǎn)品在化工,、輕工和養(yǎng)殖業(yè)中都有用場,，如其中的藻渣含多種氨基酸和蛋白質(zhì),，可作為優(yōu)質(zhì)牲畜飼料。
杜氏藻是嗜鹽性生物,，共存動植物極少,，天敵少,，繁殖速度快，高于一般農(nóng)作物產(chǎn)率,；鹽藻屬于光和作物,，能源來自陽光、養(yǎng)料和二氧化碳及少量氮和磷,，比一般農(nóng)作物使用肥料少得多,。迄今，鹽藻的開發(fā)已成為某些多鹽湖國家的新興產(chǎn)業(yè),，除了美、澳,、以色列以外,，智利、俄羅斯等國也達(dá)到商業(yè)化生產(chǎn)階段,。我國早在上 世紀(jì)50年代曾進(jìn)行過濱海鹽藻研究和小量養(yǎng)殖,。20世紀(jì)80年代初，鄭綿平與中科院青島海洋所合作,，進(jìn)行過杜氏藻的培殖試驗,，表明可以用海水加鹽的溶液引種沿海進(jìn)行養(yǎng)殖。盡管他的工作得到了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的重視,，但由于受地質(zhì)部門專業(yè)分工和傳統(tǒng)概念等限制,，未能進(jìn)一步展開工作。中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所孔凡晶博士告訴記者，現(xiàn)在我國海南,、天津和內(nèi)蒙古已有企業(yè)可以生產(chǎn)杜氏藻的產(chǎn)品,，主要以晶體和植物油濃縮物為主。
鄭綿平認(rèn)為,，發(fā)展“鹽湖農(nóng)業(yè)”具有全球性的現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義,，而我國在這方面的開發(fā)還有待加強。
鹽湖也能找到油氣田
長期以來,，人們認(rèn)為鹽湖相不能發(fā)育出優(yōu)質(zhì)的烴源巖,，因此就不存在大規(guī)模的油氣資源。中國石油勘探開發(fā)研究院教授級高級工程師趙文智等人最近的研究推翻了這種傳統(tǒng)的觀點,，并且認(rèn)為鹽湖相油氣的產(chǎn)生與鹽湖中豐富的生物有密切關(guān)系,。
趙文智認(rèn)為，鹽湖相烴源巖被低估或認(rèn)為不能構(gòu)成有效烴源巖的原因是多方面的,。首先,，人們認(rèn)為咸化湖泊的有機(jī)質(zhì)輸入將大量減少，難以形成優(yōu)質(zhì)烴源巖,，所以在鉆井巖性柱上一旦看到蒸發(fā)巖與富含有機(jī)質(zhì)的泥頁巖呈互層關(guān)系,，就以“湖水咸化時沉積石膏巖鹽、湖水淡化時沉積烴源巖”的湖盆咸化淡化交替等模式來解釋,，認(rèn)為蒸發(fā)巖與烴源巖,，特別是優(yōu)質(zhì)烴源巖不能形成。咸化湖盆烴源巖被低估的另一個原因是,，這類烴源巖存在嚴(yán)重的非均質(zhì)性,。
近年來，通過對我國東部和柴達(dá)木盆地鹽湖相烴源巖的精細(xì)研究,，提出的鹽湖相可以發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖的觀點已逐漸被油田接受,，并在趙文智等人預(yù)測的地區(qū)找到了來自于鹽湖相烴源巖形成的大規(guī)模油氣資源。
趙文智等研究發(fā)現(xiàn),，高鹽環(huán)境可以具有高的有機(jī)質(zhì)產(chǎn)率,。雖然生物種屬隨著環(huán)境的惡化而減少，但生物的數(shù)量并不減少,，在顯微鏡下可以看到大量的藻類富集成層,。可見在鹽度很高的鹵水中,，生命照樣繁盛,。隨著湖水的不斷蒸發(fā)和補充，鹽類濃集的同時,，生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)如氮,、磷等也相應(yīng)得到富集,，營養(yǎng)物質(zhì)的增加將促進(jìn)浮游生物的繁殖。另外高鹽環(huán)境可限制寄生生物的生長,，有利于藻類的勃發(fā),，而藻類的勃發(fā)可以造成較高的生產(chǎn)力，促使優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成,。因此鹽湖相烴源巖有機(jī)質(zhì)的主要來源是水生生物,。
鹽湖生物資源尚未探明
孔凡晶曾對我國鹽湖生物學(xué)研究情況進(jìn)行過文獻(xiàn)總結(jié)。他告訴記者,，我國鹽湖處于獨特的地理條件下,，從鹽湖中不斷發(fā)現(xiàn)嗜鹽菌、嗜堿菌,、嗜鹽嗜堿菌及鹽鹵蟲新種,，表明我國鹽湖生物是一片未開墾的處女地，為世界所矚目,。由于我國鹽湖生物學(xué)研究水平較低,，目前作過生物調(diào)查研究的鹽湖不足50個，而且只是個別物種的調(diào)查,，亟待采取有力的措施,，集中多學(xué)科的人才，增強科研實力,，提高研究水平,。
孔凡晶說，從20世紀(jì)70年代后期,，我國開始進(jìn)行鹽湖微生物,、鹽藻及鹽湖浮游生物的研究，已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,。
鹽湖微生物存在于高鹽環(huán)境中,，主要有嗜鹽菌、耐鹽菌,、嗜堿菌,、嗜鹽嗜堿菌等類型，是極端環(huán)境微生物領(lǐng)域的重要組成部分,。自20世紀(jì)80年代初期，已獲得了10余個鹽湖微生物新種,。對嗜鹽菌的分子生物學(xué)研究已有少量報道,。
所有淡水中的主要藻類在鹽湖中都有發(fā)現(xiàn)，在中高鹽度的鹽湖中,，最重要并抗鹽的綠藻是杜氏藻,，螺旋藻是淡水藻類,，也具有一定的抗鹽性。1982年,，我國科學(xué)工作者首次在西藏扎布耶湖發(fā)現(xiàn)了大量的杜氏藻,，并進(jìn)行了生物學(xué)特征、人工培養(yǎng)等研究,，發(fā)現(xiàn)其具有胡蘿卜素產(chǎn)量高,、易培養(yǎng)和耐低溫等特點，是杜氏藻的一種新類型,。但在我國廣大的內(nèi)陸鹽湖區(qū)的鹽藻資源調(diào)查與開發(fā)研究絕大部分尚是空白,。
我國鹵蟲調(diào)查研究較晚，據(jù)初步統(tǒng)計,，我國有50多個鹽湖作了鹵蟲調(diào)查,。同時，我國科研工作者對鹵蟲的生態(tài),、生理生化特征,、營養(yǎng)成分及分子生物學(xué)進(jìn)行了研究，鑒定了幾個我國特有的物種,。而在瀕湖草地有大量鹽生植物分布,，主要有鹽蒿、鹽生藜科,、田菁,、紅柳、紫穗槐,、沙棗,、沙柳、杞柳,、沙拐柳,、花棒、沙棘,、麻黃,、沙冬青及甘草等，是鹽境沙漠中野生動物的棲息地和牛羊的重要牧場,。但對這些鹽生植物還沒有進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查研究,。
鄭綿平認(rèn)為，鑒于我國鹽湖生物學(xué)的研究現(xiàn)狀,，今后有大量研究工作亟待展開,。首先，要進(jìn)行鹽湖生物資源的系統(tǒng)調(diào)查與長期觀測,，我國1000余個鹽湖中,，作過不同程度地質(zhì)調(diào)查的有542個,，作過生物學(xué)調(diào)查的不足50個，應(yīng)當(dāng)盡快對我國鹽湖生物的物種群落構(gòu)成,、可開發(fā)利用生物資源及資源遠(yuǎn)景進(jìn)行研究,，對鹽湖生物的物種構(gòu)成變化、鹽湖生物與環(huán)境變化的關(guān)系進(jìn)行長期觀察,。
第二,，鹽湖生態(tài)系統(tǒng)是冰川、高原,、濕地及沖積平原等生態(tài)系統(tǒng)的重要一環(huán),，在保持巖石—土壤—植被地質(zhì)生態(tài)平衡中起著重要的作用。隨著全球變暖,，我國西部高原生態(tài)環(huán)境會發(fā)生新的變化,，如青藏高原部分地區(qū)有荒漠化的跡象，加強地質(zhì)生態(tài)學(xué)研究對避免草地荒漠化,、改善環(huán)境以及西部大開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展有重要的意義,。
最后，鹽湖生物不僅有直接的經(jīng)濟(jì)價值,，而且蘊含有寶貴的基因資源,。特別是我國鹽湖所處的獨特地理位置及環(huán)境，使我國鹽湖中發(fā)育著許多鹽湖生物新物種,。全面收集我國鹽湖生物實物材料,，建立鹽湖生物優(yōu)良品種及基因庫；加強對鹽湖生物的基因工程研究,，克隆鹽湖生物抗鹽,、抗旱及抗寒等有益基因，培育抗鹽抗旱轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物,，具有廣闊的應(yīng)用前景及深遠(yuǎn)意義,。
