劉永定在沙漠調(diào)查藻類生物結(jié)皮,。(受訪者供圖)
新華社武漢12月10日電(記者喻菲、胡喆,、譚元斌)內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗的牧民一直與沙塵暴抗?fàn)幹?。一陣大風(fēng)吹來(lái),人都睜不開(kāi)眼,。大片農(nóng)田被沙子掩埋,。
20世紀(jì)80年代沙漠化最嚴(yán)重時(shí),達(dá)拉特旗解放灘鎮(zhèn)就有100多戶牧民不得不遷居他鄉(xiāng),。
十多年前,,一些科學(xué)家來(lái)了。他們每年夏季逐次漸進(jìn)地往荒漠上噴灑一種綠色液體,沙地漸漸發(fā)生了改變:先是結(jié)上一層“皮”,,這層皮越來(lái)越厚,,沙子不再移動(dòng);沙逐漸變成了土,,苔蘚,、地衣、小草,、動(dòng)物都來(lái)了,;土壤越來(lái)越厚,植被恢復(fù)起來(lái),。
阻止風(fēng)沙肆虐的功臣就是30多億年前地球上最早出現(xiàn)的植物:藻類。
對(duì)藻類研究了30多年的中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員劉永定說(shuō),,有一類藻可以在荒漠中生存,,它們不怕曬,不怕凍,,不怕旱,,能耐受60攝氏度高溫,有抗紫外線輻射能力,。
科學(xué)家在噴灑荒漠藻,。(受訪者供圖)
搶救民族根本
荒漠藻強(qiáng)大的生存能力讓劉永定有個(gè)想法:用人工方式,讓荒漠藻固定流沙,。
然而,,在自然條件下,荒漠藻需要十幾年才能形成結(jié)皮,,太過(guò)漫長(zhǎng),。劉永定帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從采自各地的樣品中分離出數(shù)十個(gè)荒漠藻株系,從中選出最優(yōu)秀的藻種,,并創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù),,最快一年就可讓荒漠藻形成結(jié)皮。
中國(guó)是世界上荒漠化最嚴(yán)重的國(guó)家之一,,荒漠化面積已占國(guó)土面積的27.3%,,近4億人口遭受荒漠化的危害。全國(guó)因荒漠化導(dǎo)致772萬(wàn)多公頃耕地退化,,67萬(wàn)公頃糧田和235公頃草地變成流沙或沙漠,。加強(qiáng)荒漠化的綜合治理與資源開(kāi)發(fā)利用是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事。
“土地是一個(gè)民族的根本,,每年因?yàn)榛哪瘑适У耐恋夭粊営谌藶槲廴?。我們的研究不是一時(shí)興起,我們國(guó)家需要這樣的探索?!?4歲的劉永定說(shuō),。
“盡管我們20多年前開(kāi)始這項(xiàng)研究時(shí)沒(méi)有錢,很困難,,但我們一直堅(jiān)持做這件事,。”劉永定說(shuō),。
他說(shuō):“我們不可能把沙漠都變成綠洲,,那會(huì)破壞地球熱平衡。我們針對(duì)的是荒漠化,,要制止土地變成荒漠,,讓荒漠化的土地恢復(fù)。河西走廊以及黃河河套地區(qū)在古代就是‘風(fēng)吹草低見(jiàn)牛羊’的地方,,現(xiàn)在卻是一片荒漠,,把那里恢復(fù)應(yīng)該是有可能的?!?/p>
治沙人員向荒漠中噴灑藻類,。(受訪者供圖)
退沙
大多數(shù)研究藻類的科學(xué)家都往有水的地方跑,劉永定卻往沙漠跑,。在沙土中,,他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極其豐富的世界。
他的研究無(wú)論是從空間還是時(shí)間都跨越了巨大的尺度,。從內(nèi)蒙古的呼倫貝爾到新疆的塔克拉瑪干沙漠,,劉永定團(tuán)隊(duì)都進(jìn)行了采樣;從上世紀(jì)50年代的樣本到今天的荒漠藻結(jié)皮,,他們都做了比較研究,。僅僅從一小塊成熟的荒漠藻結(jié)皮樣品中,他們就發(fā)現(xiàn)700多種生物,。
如今,,劉永定團(tuán)隊(duì)發(fā)明的藻類治理荒漠化技術(shù)已經(jīng)在庫(kù)布齊沙漠、烏蘭布和沙漠,、毛烏素沙地,、科爾沁沙地和呼倫貝爾沙地等地推廣應(yīng)用。
在項(xiàng)目實(shí)施區(qū),,流動(dòng)沙地由治理前的60%減少到10%,,固定沙地增加到90%;林草覆蓋率由項(xiàng)目實(shí)施前的不足15%提高到80%以上,,有效地控制了風(fēng)沙的危害并取得了顯著的社會(huì)效益,。
“形成1公分厚的耕作土壤需要100年,形成20公分厚的耕作土壤需要2000年。我們能在幾年內(nèi)形成幾公分厚的土壤,,長(zhǎng)出植物,,是一件讓人高興的事?!眲⒂蓝ㄕf(shuō),。
他說(shuō),自己上世紀(jì)80年代到德國(guó)留學(xué)時(shí),,還感到很憂心,,那時(shí)中國(guó)太落后了,但現(xiàn)在一點(diǎn)都不自卑了,,只有中國(guó)人完成了用荒漠藻治理沙漠化的研究和技術(shù)創(chuàng)新,。
中國(guó)的沙漠向西與中東、非洲的沙帶是貫通的,。劉永定認(rèn)為他的技術(shù)可以推廣到更多地方,,服務(wù)“一帶一路”。他的研究吸引了很多歐美科學(xué)家來(lái)參觀,、交流、學(xué)習(xí),。法國(guó)科學(xué)家希望與中國(guó)科學(xué)家合作,,用荒漠藻結(jié)皮技術(shù)為沙漠中的公路、村莊鎖邊,。他還被法國(guó)政府授予法蘭西學(xué)術(shù)教育金棕櫚統(tǒng)帥勛章,。
植被逐漸在荒漠中恢復(fù)。(受訪者供圖)
從地球到太空
劉永定的目光并沒(méi)有只盯住腳下的沙土,,也望向了天空,。
1987年劉永定留學(xué)回國(guó)后,正值中國(guó)啟動(dòng)了“國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃”,。他的團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)了地球臨近空間生物學(xué)研究,,探索如何利用藻類幫助宇航員長(zhǎng)期在太空生存。
他們先后開(kāi)展了6次返回式衛(wèi)星實(shí)驗(yàn),,兩次神舟飛船上的生物實(shí)驗(yàn),,并與德國(guó)科學(xué)家合作在神舟八號(hào)飛船上開(kāi)展空間生命保障系統(tǒng)研究。未來(lái),,他們還將參與中國(guó)空間站上的實(shí)驗(yàn),。
其實(shí),這一研究可以追溯到上世紀(jì)70年代,?!拔覀?cè)?jīng)做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn),研究用多少藻類可以讓處于潛艇密閉環(huán)境中的人生存下來(lái)?!眲⒂蓝ㄕf(shuō),。
中科院水生生物研究所研究員王高鴻說(shuō),藻類在構(gòu)建再生式生命保障系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)顯著:同樣是進(jìn)行光合作用,,固定二氧化碳,,釋放氧氣,為一名宇航員提供氧氣需種植13至15平方米的高等植物,,而只需培養(yǎng)1平方米的藻類即可獲得同樣當(dāng)量的氧氣,,極大地節(jié)約空間。藻類還可為宇航員提供豐富的蛋白質(zhì),。
“另一方面,,距地面20至100公里的地球臨近空間與火星環(huán)境非常相似,我們的空間生物學(xué)研究對(duì)于理解火星可能存在的生命形式同樣具有借鑒意義,?!蓖醺啉櫿f(shuō)。
科學(xué)家在沙土中取樣,。(受訪者供圖)
改造火星
在地球荒漠和臨近空間中極富潛力的藻類,,讓劉永定有了一個(gè)更大膽超前的想法——讓它們成為人類移民火星的開(kāi)路先鋒。
大約15年前,,劉永定在一次論壇上首次公開(kāi)提出用荒漠藻類改造火星的設(shè)想,。“地球上最近似火星環(huán)境的是沙漠,,利用我們的荒漠藻技術(shù)或許可以改造火星,,對(duì)火星建設(shè)基地提供幫助?!?/p>
王高鴻說(shuō):“很早就有科幻作家和科學(xué)家提出了改造火星的想法,,但是以前都沒(méi)有一種切實(shí)可行的途徑,由于劉老師在荒漠藻方面的研究,,讓這個(gè)想法有了具體探索的可實(shí)施方案,。”
他說(shuō),,火星輻射強(qiáng)烈,、缺氧低壓、溫度巨變,、荒涼多沙,,這些環(huán)境特點(diǎn)與早期地球陸地極為接近。藻類是地球生物圈初級(jí)生產(chǎn)者,,占全球總生產(chǎn)力的30%至40%,,對(duì)生物圈穩(wěn)定起重要作用,。
地球演化史上,有一類物種改變了地球,,那就是藻類?,F(xiàn)在人類也在改變地球,卻有可能是朝著破壞的方向,?!叭绻覀儗?lái)不得不走出地球,開(kāi)辟另一個(gè)家園,,藻類很可能是我們的開(kāi)拓先鋒,。”王高鴻說(shuō),。

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