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武漢科學家沙漠“種藻”再現綠洲,探索讓藻類到火星打前站

(記者賀俊 通訊員孫慧)人物名片:

劉永定,1944年生,中國科學院水生生物所原常務副所長、國家環境應急專家、國際宇航科學院院士。研究領域為湖泊富營養化和水華藍藻的環境生物學、土壤和荒漠藻類、空間生物學、微藻代謝生理和分子生物學等。曾擔任國家973項目“湖泊富營養化過程與藍藻水華暴發機理研究”等多個國家級重點項目首席科學家。

研究了一輩子藻類,劉永定卻覺得研究不透。“之前僅我們看到的微米級藻類就有幾萬種,現在可以看到毫微米級了,可能有幾百萬種。”這些年,劉永定一直在探索如何利用藻類。經過十多年的努力,他所在的中科院水生所團隊駐守內蒙古庫布齊沙漠,完成了5.2萬畝的荒漠藻結皮工程,使沙漠變成了綠洲。如今,75歲的他早已退休,卻仍在和藻類較勁。“我們曾研究利用藻類為宇航員提供氧氣和蛋白質,使水和二氧化碳循環,也許將來可以用來改造荒涼多沙的火星。”

武漢科學家劉永定

篩選“荒漠藻”在沙漠裡扎根

12月27日,75歲的劉永定再次前往內蒙古。

“沙變好了,城市化進程很快,當地請我去看看水量與水質,實行系統、綜合的環境治理。”2001年,在武漢市政府的支持下,中科院水生所與內蒙古林業科學院合作,在距鄂爾多斯百餘公里外的庫布齊沙漠,建立了達拉特旗荒漠化綜合治理試驗站。到2012年結題時,劉永定團隊已將項目區的5.2萬畝沙地(漠)變成了綠洲,林草覆蓋率已由之前的不足15%提升到了80%,逐漸恢復了疏林草原的景觀。直到現在,他每年還多次往返武漢與內蒙古,關注試驗進展。

創造治沙奇跡的,是劉永定研究多年的“荒漠藻”。早年,他和團隊成員們從長江、黃河、黑龍江流域一直研究到大西北的沙漠,發現沙漠中有一類藻,耐得住酷暑嚴寒,抗得住紫外線,很少的水就可以生長繁衍,固定在沙面上結一層“皮”,下雨時會長出青苔,野生植物的種子落上去可以生長,沙也慢慢變成了土。“中國是世界上荒漠化最嚴重的國家之一,因荒漠化導致772萬多公頃耕地退化,很多草地變成流沙或沙漠。荒漠藻強大的生存能力很適合用來固沙,恢復被荒漠化的土地。”

劉永定他們從全國各地取樣,分離篩選出最適合的荒漠藻,種在達拉特旗項目地中結皮,接著種上苦豆子、芨芨草等保持水分的草,之後是沙柳等防風的灌木,再種上防風林等林木……一步步下來,沙漠逐漸披上了綠衣,“荒漠藻人工結皮綜合治沙技術”也通過專家組評審,被認為是修複荒漠化土地的國內外首創技術,吸引了歐美科學家前來考察。

極富潛力的藻類或可改造火星

“人家覺得我保守,我覺得他們很狂妄。”荒漠藻的成功讓不少人憧憬起全面改造沙漠,劉永定卻堅持主要恢復被荒漠化的土地。“沙漠是地球上的一種生態類型,佔的面積不小,有其自身存在的功能。”

這幾年,劉永定不僅在內蒙古,還奔走在寧夏、青海、新疆,荒漠藻的研究仍在延續。“每個地方的水量和沙質都不一樣,能適應的荒漠藻組合也不同,需要長期試驗觀察。”他有學生多年雷打不動地觀察某塊樣地,記錄指標提取樣本分析;有學生從呼倫貝爾到塔克拉瑪乾沙漠,不辭辛苦地尋找、分離、馴化荒漠藻等等,他們都已習慣野外工作的辛苦。

一小塊成熟的荒漠藻結皮樣品,居然就能發現700多種生物,藻類世界的神奇引劉永定不斷探索。此前,他的團隊曾承擔了地球臨近空間生物學研究,探索如何利用藻類幫助宇航員長期在太空生存。“我們研究所曾經做過一個實驗,研究用多少藻類可以讓處於潛艇密閉環境中的人生存下來。”藻類在構建再生式生命保障系統中優勢顯著,不僅能提供豐富的氧氣和食物,還促使水和二氧化碳循環利用。

如今,劉永定瞄準的是火星。火星異塵餘生強烈、缺氧低壓、溫度巨變、荒涼多沙等環境特點,與早期地球陸地非常接近,而藻類作為30多億年前最早出現在地球的光合放氧植物,是地球生物圈的初級生產者,極富潛力的荒漠藻也許就是未來人類移民火星的先行者。(圖片來源於楚天都市報)

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