人工蓝藻结皮固沙是指通过人工培养或养护在流动沙面上快速形成具有藻类的生物土壤结皮(BSCs),是一种新型的、有效的绿色环保型沙化土地治理方法。草本植物在改善土壤性质、维持物种多样性以及生态系统稳定性和功能等方面扮演着关键角色。然而,目前关于人工蓝藻结皮与草本植物之间的相互作用仍知之甚少。为此,中国科学院西北生态环境资源研究院(以下简称“西北研究院”)赵洋研究员团队以腾格里沙漠东南缘人工蓝藻结皮、天然结皮和流沙为研究对象,对人工蓝藻结皮发育特征,以及草本植物群落的组成、生长及多样性特征进行为期3年的连续跟踪监测。
研究发现人工蓝藻结皮的盖度、厚度及叶绿素a含量随时间推移逐步增加,其叶绿素a和胞外多糖含量达到自然发育蓝藻结皮11年左右的水平。同时,人工蓝藻结皮样地共发现草本植物10种,隶属10科5属10种,草本盖度、生物量、丰富度与多度均呈现逐年增长趋势。此外,随着时间的推移,人工蓝藻结皮与草本植物群落之间的关系由正相关转变为负相关。总之,人工接种蓝藻后BSCs与草本植物实现了共同发展,有利于荒漠生态系统功能的恢复。然而,长期来看,人工蓝藻结皮与草本植物群落之间可能存在相互抑制作用,因此仍需要开展持续监测的研究。该研究深入评估了人工蓝藻结皮在恢复荒漠生态系统功能中的作用,为人工蓝藻结皮技术在荒漠化防治中的应用提供了实践指导。
该研究成果以“Co-development of biocrust and herbaceous plant communities in sandy areas after cyanobacterial inoculation ”为题,发表于Plant and Soil期刊上。西北研究院博士生许文文为本文第一作者,西北研究院赵洋研究员和张志山研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(U23A20223 和 32171630)和中国科学院“西部之光”重点项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.1007/s11104-024-06794-5
图1 草本植物群落特征与人工蓝藻结皮发育年龄(即接种后的时间)之间的关系
图2 不同年份人工蓝藻结皮发育特征与草本植物盖度、生物量和多样性之间的相关性分析