藍(lán)藻不僅生活在各種水體，還生活在土壤、巖石、沙地表面，是陸地生境中重要的調(diào)節(jié)者。多年學(xué)習(xí)結(jié)果證明，藍(lán)藻與土壤穩(wěn)定性、營養(yǎng)物質(zhì)的捕獲與積累、土壤水分的維持等都有直接關(guān)系。通過接種藍(lán)藻不僅可用于改良農(nóng)業(yè)土壤，也被中國科學(xué)院水生生物學(xué)習(xí)所的科學(xué)家用于修復(fù)荒漠化生境。 荒漠藍(lán)藻是陸生藍(lán)藻的一個特定的生態(tài)類群。作為先鋒拓殖生物，荒漠藍(lán)藻能夠適應(yīng)干旱、強(qiáng)紫外輻射、營養(yǎng)貧瘠等環(huán)境脅迫，并通過自身的生命活動影響并改變外界生境。藍(lán)藻接種到沙地表面可快速增殖，在沙地表層可通過藻絲對砂粒的機(jī)械纏繞和細(xì)胞外多糖等有機(jī)物的粘附作用形成團(tuán)聚體，由團(tuán)聚體構(gòu)成的生物結(jié)皮能起到固沙作用。隨著結(jié)皮生物群落的發(fā)育演替，加之細(xì)粒物質(zhì)沉積及大氣降塵積累所帶來的物質(zhì)輸入，促進(jìn)了沙漠表面營養(yǎng)物質(zhì)的富集，為微型土壤生物和一年生草本植物的拓殖創(chuàng)造了條件，繼而推動荒漠生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入良性循環(huán)過程。 從上世紀(jì)50年代開始，中科院水生所黎尚豪等藻類學(xué)工作者就開創(chuàng)了稻田固氮藍(lán)藻改土肥田技術(shù)，并系統(tǒng)開展了旱地農(nóng)業(yè)土壤藍(lán)藻生物學(xué)學(xué)習(xí)。上世紀(jì)末，水生所進(jìn)一步將陸生藍(lán)藻學(xué)習(xí)擴(kuò)展到荒漠地區(qū)，將荒漠藻類的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與荒漠化治理聯(lián)系起來，先后在騰格里沙漠、甘肅河西走廊地區(qū)、古爾班通古特沙漠、庫布齊沙漠等區(qū)域開展了藻類種群組成、分布、演替規(guī)律，生物結(jié)皮形成機(jī)理、精細(xì)結(jié)構(gòu)，以及荒漠藻類在固沙成土過程中的生態(tài)效應(yīng)等方面的學(xué)習(xí)工作。同時，篩選到適合于固沙的藻種與藻種組合，實現(xiàn)了荒漠藻的工程化制種，并摸索出了在野外流沙上的藍(lán)藻接種方法。在長期的室內(nèi)學(xué)習(xí)和野外試驗的基礎(chǔ)上，水生所學(xué)習(xí)員劉永定及其團(tuán)隊提出了利用荒漠藻結(jié)皮進(jìn)行固沙的理念，結(jié)合干旱、半干旱地區(qū)的自然地理、天然植被、土質(zhì)特征以及其他輔助條件，將荒漠藻引入到沙漠化生態(tài)治理實踐中，形成了荒漠藻結(jié)皮技術(shù)的雛形，并提出了“藻-草-灌-喬”綜合治沙概念。進(jìn)入本世紀(jì)以來，水生所聯(lián)合內(nèi)蒙古林科院，在庫布齊沙漠東緣建立了荒漠藻試驗基地和3000畝示范區(qū)，實施藍(lán)藻綜合固沙工程試驗取得成功，并進(jìn)一步在我國北方荒漠地區(qū)推廣應(yīng)用5萬畝。 近日，劉永定與國際應(yīng)用藻類學(xué)會主席Roberto De Philippis在國際刊物地球科學(xué)評論（Earth-Science Reviews）發(fā)表題為Cyanobacterial inoculation (cyanobacterisation): Perspectives for the development of a standardized multifunctional technology for soil fertilization and desertification reversal 的學(xué)術(shù)論文，在總結(jié)學(xué)術(shù)界關(guān)于藍(lán)藻接種技術(shù)在農(nóng)田和干旱生境中應(yīng)用學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對該生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了深入剖析，明確了藍(lán)藻接種工程實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及今后技術(shù)學(xué)習(xí)與野外實踐之間應(yīng)該彌合的差距，提煉總結(jié)出藍(lán)藻在荒漠地區(qū)規(guī)模化接種的技術(shù)流程，為應(yīng)對氣候變化和土地荒漠化的威脅提供了一項具推廣價值的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并建立理論支持。該學(xué)習(xí)得到了國家自然科學(xué)基金（31400368）和佛羅倫薩大學(xué)國際合作基金（Azione22015）的資助。
