前言

沙漠和皮肤这两个名词想必大家都应该非常的熟悉，但是当这两个名词放在一起，可能就会让人产生疑惑了：沙漠难道也会有皮肤？沙漠的皮肤长什么样，也和人类的皮肤一样起到保护沙漠的作用吗？这些问题我将在下文中一一为大家解答。

在我们的印象中，沙漠给人们的感觉总是一望无际，黄沙漫天。沙漠大约覆盖了地球陆地表面的三分之一，在我国美丽的新疆就有一个全世界第二大的沙漠——塔克拉玛干沙漠，面积约为33万平方公里，这个数字意味着什么呢？意味着这个沙漠的面积和日本国土面积（37.8万平方公里）大致相等，这是何等令人震惊！这个沙漠有一个最重要的特点：它表面是流动的沙丘，表面的沙粒是可以活动的，因此称为流动性大沙漠。但是，并不是所有的沙漠是具有流动性的。在位于新疆准噶尔盆地中央，玛纳斯河以东及乌伦古河以南，也是中国面积最大的固定、半固定沙漠、面积有大约4.88万平方公里。那为什么会出现固定、半固定沙漠呢？这个“固定”的作用就是由于我们前面提到的“沙漠的皮肤”来发挥的。

1.沙漠皮肤的组成

“沙漠皮肤”就是由生物土壤结皮组成的，那什么是生物土壤结皮呢？文献里面是这样解释的：生物土壤结皮是由隐花植物如蓝藻、荒漠藻 、地衣 、苔藓类和土壤中微生物，以及相关的其它生物体通过菌丝体、假根和分泌物等与土壤表层颗粒胶结形成的十分复杂的复合体，是干旱半干旱荒漠地表景观的重要组成之一^[1]。简单来说，当我们将生物土壤结皮放到电子显微镜下观察，当放大倍数为20000倍时，发现一粒粒很小的沙粒已经变成了块块巨石，它们上面被很多绳索状的捆绑着，缠绕着，将他们联系起来，就形成了土壤结皮。为什么称它为皮肤呢？因为它是处于存活的状态，类似皮肤一样去呼吸，去排泄，去生产，去维护我们荒漠生态系统的稳定性。我们还观察到“绳索”是绿色的，那植物体如果出现绿色意味着什么？意味着它能进行光合作用，就是能自力更生，自给自足，这就很了不起了。

图1 荒漠生物土壤结皮

2.沙漠皮肤的功能

那么生物土壤结皮到底有何作用呢？首先，它能增强土壤抵抗侵蚀的作用，增加了土壤的稳定性^[2]。众所周知，在全球气候变化的今天，由于自然和人为因素等导致了土地荒漠化日益严重，而生物结皮在抵御荒漠化中起到了不可忽视的作用。目前，已经有专业的科研团队将生物结皮在室内进行培养，然后种植在荒漠土壤，发现研究区土壤具有较好的改良作用,能显著提高土壤抗侵蚀能力。人工生物结皮是改良稀土尾砂性质，抑制尾砂流失的有效方法。因此，生物土壤结皮在未来的沙漠化防治的过程中具有较大的期望前景^[3]。

同时，生物结皮对土壤水文循环的影响，主要体现在对土壤水分吸收和水分保持的影响上。不同环境条件下，土壤表面粗糙度会因为结皮物种组成不同而异，进而影响土壤水分入渗能力。生物结皮表面越粗糙，其捕获空气中粉尘和降尘的能力也越强。对土壤结皮的定性描述已经较完善，深入探讨土壤结皮的作用、机理、发育过程和程度、影响因子、指标因子等的定量化是今后有待深入的方面^[3]。

图2 人工室内培植的生物土壤结皮

3.沙漠皮肤并越多越好

我们发现，生物土壤结皮具有很多的生态功能，那么在沙漠中生物结皮覆盖率是不是越高越好?像韩信点兵—多多益善？答案是否定的。我们都知道一句俗语，过犹不及，沙漠皮肤也并非越多越好。我们发现，在生长满生物结皮的区域，附近有很多植物的种子较为光滑，呈现“梭子”的形状，外面没有任何附属物。经过实验研究发现，这种“裸奔”的种子容易在长满结皮的区域生存，因为这种植物的种子容易掉到结皮的缝隙中，可以与土壤接触，开始萌发。相反，那些外附属物较多的这种类型的种子都不适合在这种环境生长，这意味着久而久之，在这个区域，这种类型的植物将会慢慢退出历史的舞台。任何事物都有两面性，如果沙漠里面都是生物土壤结皮的话，那么其他物种就没有生存空间了，那么这个区域的生物多样性会下降，我们都知道，生物多样性是一个生态系统是否能维持稳定的重要原因，生物多样性下降，生态系统的稳定性也会降低，难以抵御外来的干扰，就会容易受到外界因素的干扰，从而造成生态系统的“崩溃”。

4.沙漠皮肤也会的“皮肤病”

人类的皮肤病是细菌、真菌和病毒等造成的。沙漠皮肤的“皮肤病”来源于人类的干扰。随着“一带一路”战略的施行，在沙漠里修路以及一些其他的大型工程给沙漠皮肤带来了巨大的破坏，导致这个皮肤斑斑驳驳。同时，人类的放牧作用对沙漠皮肤破坏也十分巨大，我们曾观察到，两年时间，在同一个区域，由于第二年的人工放牧对沙漠皮肤的踩踏，显著降低了生物结皮盖度，增加了扰动裸土盖度，扰动裸土盖度随干扰度的增加而增加。前文我们说了，没有生物土壤结皮，沙漠就不稳定，就会缺乏营养，就会缺乏这样的调节者，土地沙漠化就会更加严重。所以我们要加强这片区域的保护，加强沙漠那片黑色结皮的保护。

注：以上有部分内容参考自我们所张元明所长在SELF讲坛的演讲；图片来源于百度。

参考文献

[1]Belnap J. Nitrogen fixation in biological soil crusts from southeast Utah, USA. Biology and Fertility of Soils, 2002, 35: 128 -135.

[2]唐泽军, 雷廷武, 张晴雯, 等. 雨滴溅蚀和结皮效应对土壤侵蚀影响的试验研究. 土壤学报, 2004, (4) : 632- 635.

[3]汪江萍, 邓扬悟, 黄金, 等. 人工 BSCs对稀土尾砂理化性质及抗蚀性的影响. 中国环境科学, 2021, 41(1): 327-334.