新疆塔克拉玛干沙漠是世界第二大沙漠,拥有流动的沙丘表面,但是在古尔班通古特沙漠,沙漠“皮肤”是导致沙丘被固定住的主要因素。与此同时,沙漠里还存在着苔藓植物,遇水后由“黑”变“绿”,沙漠中的植物更是自带“防晒霜”,它们相当于沙漠的保护层,被称为生物土壤结皮。沙漠“皮肤”长什么样?沙漠中的生物应该如何生存?我们怎么治疗沙漠“皮肤病”?
出品:格致论道讲坛
以下内容为中国科学院新疆生态与地理研究所研究员张元明演讲实录:
大家好,我今天想通过一个对大家既熟悉又陌生的故事,分享我们的科研经历,让大家了解我们大自然。
今天我带来的演讲题目是沙漠皮肤,我想沙漠大家非常熟悉,皮肤也非常熟悉,那么这两个名词放到一起的时候,可能很多人就要问了,沙漠也有皮肤吗?沙漠的皮肤长什么样呢?沙漠的皮肤能像人类的皮肤一样去保护沙漠吗?
今天我将带领大家一起进入这个神奇的微观世界。这张图片展示的是大家非常熟悉的沙漠景观,浩瀚无垠、黄沙漫天。
全世界有不少这样的沙漠。新疆塔克拉玛干沙漠是世界第二大沙漠,也是中国最大的沙漠。
塔克拉玛干沙漠的面积为33万平方千米,相当于好几个欧洲国家的面积之和。这个沙漠最重要的特点表现为沙丘表面是流动的,它表面上的沙粒是活动的。
再看看另一个沙漠。可能很多人见到这个沙漠都心存疑惑:这也叫沙漠?沙漠不应该是黄沙漫漫吗?这个的确也叫沙漠,它就在新疆北部的准噶尔盆地腹地,叫古尔班通古特沙漠。
这个沙漠跟塔克拉玛干沙漠最大的不同在于,它的表面是固定或者是半固定的。沙丘的顶部有一些流动带,但沙丘的坡部和底部基本上属于固定状态。导致沙丘被固定住的一个很重要的因素就是我们刚才提到的沙漠“皮肤”。
博格达的故事
介绍完沙漠,接下来我们进入另外一个世界。
这里是我在20多年前做博士论文时的研究区域——博格达山,从天池再往上走就到了。
之所以我会去博格达山,主要是为了采集苔藓植物标本。生活在这里的苔藓非常优雅,它们抬着高傲的孢蒴,在争取阳光,在吸收水分,在拼命生长,在繁衍后代。
我在博格达山区待了一个月,天天采集这些植物标本,以便搞清楚苔藓植物在该山区流域系统中是如何分布的,它们的生态关系是怎样的。
由于我做的是全流域研究,所以我必须要从山上下来进入荒漠,因为荒漠是山地河流的尾闾区。于是,我就到了沙漠,俯下身子开始寻找我所需要的苔藓植物。
起初,我觉得在沙漠地区不大可能会找到苔藓植物,因为我们都知道,苔藓一般生活在比较湿润的地方。沙漠里面怎么可能会有呢,它们多半无法在沙漠中存活。
但是后来,我发现沙漠里确实有苔藓植物——地表上那黑乎乎的、不招人待见的一片就是我要采集的苔藓植物。
从上图可以看出来,这些苔藓植物并不乍眼,覆盖在地表上,看起来既干又黑。我们当时既不知道对于沙漠来说它们有什么作用,也不知道它们究竟是如何生存下来的。
从常理来讲,完成采样之后,我就可以从沙漠回到山地去了;但是,在野外的一次偶然发现,让我从此以后把研究重心全部转移到了沙漠。
一天,身边的矿泉水瓶不小心倒了,瓶子里的水流出来,浸润了地表那层黑乎乎的东西,不过几秒钟时间,原本黑乎乎的表面就变绿了,令人惊讶不已。回到实验室,我们对材料进行了研究。
这个动图展示了植物样本吸水前后的变化状态。处于休眠中的干燥植物体遇到水分后开始展叶复活,由黑变绿,只需几秒钟便欣欣向荣。这个现象深深打动了我,最终我选择回到沙漠。
回到沙漠后,我发现这些黑乎乎的东西,就是刚才我们在动图中看到的非常神奇的生物。那么,这些黑乎乎的东西有什么作用呢?
这两张照片拍摄自同一地点,左边的照片拍摄于2002年,照片里这层黑乎乎的东西尚完好无损。通过风动实验我们发现,哪怕面对10级以上的大风,覆盖了这种生物的地表依然岿然不动,非常稳定。而当有一大群羊踩踏过去之后,地表就变了模样。
文章来源:《皮肤病与性病》 网址: http://www.pfbyxb.cn/zonghexinwen/2021/0427/945.html
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