荒漠的皮膚

有生命的地皮

秋日裡一個涼爽的清晨，一輛滿載各國科學家的大篷車轟隆隆地駛過美國猶他州的峽谷地國家公園。這裡沒有鬱鬱蔥蔥，入眼之處，滿是深褐色的大地。大篷車停了下來，剛下車，科學家們的注意力便被腳下的一塊與眾不同的地皮吸引住了。

這裡的地表面覆蓋著大塊大塊厚厚的、凹凸不平的「補丁」，顏色像被大火炙烤過似的。這些 「補丁」是什麼呢？

原來這些「補丁」叫生物土壤結皮，是由細菌、真菌等微生物群落與土壤結合形成的複合有機體。在世界其它地方，有些生物土壤結皮是由苔蘚、地衣和真菌和土壤結合後構成。

不論哪種生物土壤結皮，它主要存在於旱地，一旦降水過後，微生物群會瘋狂地吸收水分。同時，它們還會為貧瘠的土壤固氮和碳，為荒漠里的植物提供了生存機會。另外，厚厚的結皮能牢牢地抓住土地，讓風無法帶走這裡的沙，岩石表面的結皮也延緩了岩石被侵蝕的速度。這裡的風甚至可以將人颳倒，但對這些小小的生物群落卻是無可奈何。

然而，儘管能抵禦強風，它們仍是脆弱的。牲畜、旅人、自行車、卡車的經過都會蹭掉結皮，留下裸露的地面，使土地逐漸荒漠化，而在荒漠化的土地，生物土壤結皮得更加困難，這樣就形成了惡性循環。即使在最適宜它生成的條件下，藍細菌需要大約5年時間才能重新給土地披上外衣，若是想讓苔蘚、地衣都繁茂起來，還得再等20年。如果是在特別乾旱的地區，比如美國的加州死亡谷，科學家認為若想這裡的生物土壤結皮完全恢復需要250年。這還是在不考慮氣候變化的情況下。在氣候變得越來越糟的情況下，生物土壤結皮的恢復將會更加困難。

氣候變化模擬

為了了解生物土壤結皮如何應對未來氣候變化，科學家做了模擬實驗。

在科羅拉多高原上，美國地質勘探局用帶電圍欄圈起一片台地，以模擬試驗生物土壤結皮如何應對氣候變化。

台地內有多個試驗區，不同的試驗區的氣候條件各不相同，例如有的高溫、有的濕潤、有的既高溫又濕潤、有的高溫乾旱等，科學家以此探究溫度和降水分別對生物土壤結皮的影響，以及二者共同作用下，生物土壤結皮會產生什麼樣的變化。

實驗結果是不容樂觀的，無論是溫度升高還是降水增多都會給生物土壤結皮帶來毀滅性打擊，原本覆蓋著它們的土地不到一年就會變得光禿禿的。

西班牙科學家也做了類似實驗，在西班牙有75%的地區都是旱地，他們對於解決旱地荒漠化問題有迫切需求。然而不幸的是，他們的實驗結論與美國地質勘探局相似。

未來氣候似乎對生物土壤結皮不那麼友好，但科學家們仍抱有希望。全球許多地區都在努力重建這些微生物群落，結果喜憂參半。雖然在美國新墨西哥州和猶他州同樣的實驗毫無起色，而在中國，科學家們向荒漠噴洒了藍細菌後，卻成功地延緩了乾旱土地的荒漠化。造成這樣差距的原因仍未知曉。

他山之石

既然本地的生物群沒有辦法自行解決，為何不引入其他地區的生物群落來幫助本地區解決問題呢？這是科學家的一個新思路。

具體的做法就是將現在生長於高溫地區的生物群落引進未來溫度會升高到的地區。舉個簡單的例子，假設在一個平均氣溫為40℃的地區生物土壤結皮的生物群落生長良好，將它們移植到現在平均氣溫為38℃但在未來會變成40℃的地區，它們應該也能夠繼續生存。儘管這個方法備受爭議，畢竟不知道引進其他地區的生物後是否會破壞原有生態系統，但仍有一試的必要。

美國科學家們將更高溫的西南地區的生物土壤結皮經過培養後移植到了猶他州試驗區，結果發現試驗區土地已經開始有了新的色彩，結皮已經存活了下來，接下來的任務就是觀察它們會怎樣變化。相信原本耐高溫的它們在未來氣溫升高後也能夠生存。

小小的生物群落也許能夠解決困擾人們許久的荒漠化問題，荒漠也有皮膚了！

本文源自大科技〈科學之謎〉 2018年第2期雜誌文章 歡迎您關注大科技微信公眾號：hdkj1997

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