我國沙漠化年擴(kuò)展速度已從70年代的1860平方公里增至3436平方公里，為我國社會,、經(jīng)濟(jì)全面,、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重的威脅,。根據(jù)中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員張元明博士主持的國家自然科學(xué)基金重點項目“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,，中國科學(xué)院生物局?jǐn)M聯(lián)合中國科學(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“生物地毯治沙工程”,，并申報國家“863”計劃項目,。
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,。將開展的研究內(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；實驗室模擬與分析,；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)模化生產(chǎn)及人工繁育結(jié)皮的野外植入試驗示范研究等,。
對生物土壤結(jié)皮的研究,，作為國際性的研究前沿，重點仍在機(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a(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獲得者張元明博士主持的國家基金委重點基金項目“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)皮因其獨特的生理生態(tài)過程,，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)境健康評價的指標(biāo),，其時空變化可揭示干旱荒漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境的演變趨勢和對全球變化的響應(yīng)規(guī)律。
生物結(jié)皮的形成,，需要經(jīng)過“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)。這一過程,，或因人為活動過程頻繁而終止，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“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,。
