我國(guó)沙漠化年擴(kuò)展速度已從70年代的1860平方公里增至3436平方公里,，為我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)全面,、協(xié)調(diào),、可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員張?jiān)鞑┦恐鞒值膰?guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“荒漠地表生物結(jié)皮形成機(jī)制及其在沙漠化防治中的應(yīng)用研究”取得的重要進(jìn)展,，中國(guó)科學(xué)院生物局?jǐn)M聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院微生物所,、新疆生態(tài)與地理研究所、水生生物物所,、寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程所,、成都生物所、等離子所的科學(xué)家,，由魏江春院士領(lǐng)銜,，啟動(dòng)“生物地毯治沙工程”，并申報(bào)國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目,。
生物地毯治沙工程的總體設(shè)想是,，以干旱半干旱荒漠地區(qū)所特有的,、自然形成的地毯或微型生物結(jié)皮為“模版”，通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)途徑予以“復(fù)制”,，為沙漠鋪上微型生物結(jié)皮式的地毯,。將開(kāi)展的研究?jī)?nèi)容包括：微型生物結(jié)皮形成及固沙機(jī)理研究；微型生物結(jié)皮中主要組成生物的結(jié)構(gòu)與功能研究,；結(jié)皮生物種類的適應(yīng)機(jī)理研究,；結(jié)皮生物共生群落的組成、共存機(jī)理及人工培養(yǎng)研究,；實(shí)驗(yàn)室模擬與分析,；防沙治沙生物化學(xué)復(fù)合基質(zhì)的研發(fā)；微型生物結(jié)皮生物的規(guī)?；a(chǎn)及人工繁育結(jié)皮的野外植入試驗(yàn)示范研究等,。
對(duì)生物土壤結(jié)皮的研究，作為國(guó)際性的研究前沿,，重點(diǎn)仍在機(jī)理,、機(jī)制的基礎(chǔ)研究上，而“生物地毯治沙工程”用形象化的概括,，首次將這一研究領(lǐng)域引向?qū)嵱没?、產(chǎn)業(yè)化，為防沙治沙增添低耗,、高效的生力軍,，體現(xiàn)了知識(shí)創(chuàng)新的威力，具有十分重大,、深遠(yuǎn)的意義,。
荒漠地表生物結(jié)皮——防沙治沙新途徑
由中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員、新疆第二屆青年科技獎(jiǎng)獲得者張?jiān)鞑┦恐鞒值膰?guó)家基金委重點(diǎn)基金項(xiàng)目“荒漠地表生物結(jié)皮形成機(jī)制及其在沙漠化防治中的應(yīng)用研究”,，已獲得重要進(jìn)展,，研究成果為荒漠化地區(qū)的防沙治沙提供了低成本、高效和高生態(tài)效益的新途徑,。
地表結(jié)皮是陸地表面廣泛分布的一類自然現(xiàn)象,，在干旱和半干旱地區(qū)也普遍存在。其中的生物結(jié)皮,，是干旱荒漠區(qū)特殊環(huán)境的產(chǎn)物,，它是由細(xì)菌、真菌,、藍(lán)綠藻,、地衣和苔蘚植物與土壤形成的有機(jī)復(fù)合體。它的形成使土壤表面在物理,、化學(xué)和生物學(xué)特性上均明顯不同于松散沙土,，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)蝕功能和重要的生態(tài)學(xué),、地學(xué)效應(yīng)，成為荒漠地區(qū)植被演替的重要基礎(chǔ),?；哪乇砩锝Y(jié)皮因其獨(dú)特的生理生態(tài)過(guò)程，可生存于極端干旱,、高溫（最高可達(dá)70℃）和高pH值環(huán)境,。它的功能表現(xiàn)為：地下菌絲和假根能粘結(jié)沙粒，有效減少風(fēng),、水對(duì)地表的侵蝕,，極大降低防沙固沙的投入成本，并有效改善生態(tài)環(huán)境,；生物結(jié)皮的某些種類能固定大氣中的氮素,，對(duì)土壤理化性質(zhì)的改善和增加土壤有機(jī)質(zhì)含量發(fā)揮重要作用，從而為維管植物的定居創(chuàng)造有利條件,，最終起到固定流沙的作用；生物結(jié)皮的出現(xiàn)和發(fā)展指示了流動(dòng)沙漠向固定和半固定沙漠轉(zhuǎn)化的演變階段,，可作為生態(tài)環(huán)境健康評(píng)價(jià)的指標(biāo),，其時(shí)空變化可揭示干旱荒漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境的演變趨勢(shì)和對(duì)全球變化的響應(yīng)規(guī)律。
生物結(jié)皮的形成,，需要經(jīng)過(guò)“前”藻結(jié)皮階段至地衣和苔蘚結(jié)皮階段,，至此，結(jié)皮發(fā)育最為完善,，其蓄水能力,、抗機(jī)械破壞能力和固沙能力最強(qiáng)。這一過(guò)程,，或因人為活動(dòng)過(guò)程頻繁而終止,，甚至逆轉(zhuǎn)，出現(xiàn)就地起沙,；或因適當(dāng)保護(hù)措施而加強(qiáng),，發(fā)揮良好固沙效應(yīng)。在適當(dāng)保護(hù)下,，生物結(jié)皮可經(jīng)人工輔助條件,，通過(guò)“接種”措施得以發(fā)展和壯大，從而促進(jìn)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建,。與當(dāng)前采用的植樹(shù)種草防風(fēng)治沙相比較,，投入大幅減少，生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng),，一般不需要附加灌溉條件,。
目前,，該項(xiàng)研究正在深入進(jìn)行，并積極探索大面積應(yīng)用的途徑,。生物結(jié)皮資源的保護(hù),，已列為荒漠生態(tài)系統(tǒng)管理的最優(yōu)先等級(jí)而受到廣泛重視，可以預(yù)料,，生物結(jié)皮廣泛應(yīng)用于防沙治沙,，具有廣闊的前景。
