我國是世界上受荒漠化影響最嚴(yán)重的國家之一：荒漠化土地達(dá)264.42萬平方公里，占國土面積的27.5%，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)540億元，而且沙漠化還在不斷地向前推進(jìn)。
        沙漠化不僅造成生態(tài)系統(tǒng)失衡，耕地面積縮小，還給人民的生產(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重影響。我國西北和內(nèi)蒙古沙漠地區(qū)，已成為中國乃至亞太地區(qū)沙塵暴的主要災(zāi)源區(qū)之一。因此，沙漠治理已成為我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)和治理的首要任務(wù)。為此，本刊記者最近采訪了繪制這一治理沙漠化全新宏偉藍(lán)圖的中國科學(xué)院微生物研究所原副所長魏江春院士。
        記者：近年來，我國國土沙漠化狀況越來越嚴(yán)重，但是一提起治沙，人們首先想到的就是植樹造林，請問植樹造林是不是沙漠治理的最好方法？
        魏江春：談起沙漠治理，人們的第一反應(yīng)就是植樹造林或種草。實(shí)際上，不是任何地方都能用植樹造林或種草來解決的。不同地區(qū)所形成的不同植被，是荒漠地區(qū)和氣候等一系列綜合因素相互作用的產(chǎn)物，其中水分收支平衡最為重要。一般來講，在自然界中，森林地帶的年降水量通常都在600mm以上，而熱帶雨林地帶的年降水量可高達(dá)1000～2000mm。草原地帶的年降水量約為400～600mm，干旱草原地帶的年降水量約為200～400mm，而荒漠地區(qū)的年降水量只有200mm左右。干旱或半干旱荒漠地帶的主要特征就是缺水。
        例如我國極為干旱的南疆和田地區(qū)的年降水量為39.6mm，而水分的年蒸散量卻為2648.7mm；如果再通過具有強(qiáng)蒸騰速率的植樹造林固沙，實(shí)際上就等于給本來就極為干旱的地區(qū)再插上大量抽水機(jī)，使本來就入不敷出的水分平衡失調(diào)現(xiàn)象更加惡化。所以，植樹造林并非沙漠治理的萬應(yīng)靈丹。
        記者：在什么樣的情況下，適合用植樹造林的方法進(jìn)行沙漠治理？
        魏江春：植樹治沙必須在一定的水分支撐下，在水分有保證的情況下。一般來講，年降水量在600mm以上的，你不去種樹，它自然也會(huì)長出樹來。比方說大興安嶺的大森林。2000年考察的時(shí)候，我在路上走著，旁邊的森林有時(shí)候有局部塌方，細(xì)細(xì)觀察塌方上面是很薄的一層土，下面全是石頭和沙子。也就是說，如果大興安嶺這個(gè)地方年降水量要是低的話，它不會(huì)形成森林，會(huì)和其他的荒漠一樣變成滿地的石頭、沙子。
        因此，在年降雨量200mm以下的沙漠地區(qū)，普通維管植物難以存活，所以，既不能通過種草，更不能通過植樹造林進(jìn)行沙漠治理，除非采用引水灌溉，但代價(jià)十分高昂。另一方面，化學(xué)固沙因?yàn)楣潭▌├匣?、二次污染及土地?zé)o法再利用而無法推廣；機(jī)械固沙也因存在工程繁重、壽命短等問題，無法與現(xiàn)在的沙漠化速度相抗衡。
        荒漠地帶的形成往往是年降水量在200mm以下，這樣的話，不太可能長樹。如果是年降水量在200mm到400mm之間，往往就是草原地帶，長樹也不合適，長草很好。地表生長的植物跟當(dāng)?shù)氐慕涤炅坑兄苯拥年P(guān)系。
        記者：既然植樹造林不能完全解決沙漠治理問題，那么還有什么更好的方法呢？
        魏江春：中國科學(xué)院于上一世紀(jì)50年代，在騰格里沙漠東南角沙坡頭地區(qū)，通過草方格配合種植灌木林進(jìn)行包蘭鐵路治沙研究中發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，人工種植的灌木林逐年衰退直至成片枯死，為什么呢？因?yàn)闃渫ㄟ^根部把地下水分都給吸干了，再通過枝葉把98%的水份蒸騰了。每年的降水量又不能滿足它的需要，蒸騰的量超過了降雨的量，等于是越來越干燥，供給和需求失衡，就保證不了樹的生長。
        樹雖然枯死了，但在死掉的灌木叢下卻發(fā)現(xiàn)了一層灰黑、灰綠色的結(jié)皮，厚度可達(dá)6～11mm，具有明顯的固沙作用。2000年，我經(jīng)過實(shí)地考察后發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)皮的成分中不僅包含藻類、苔蘚，還含有地衣，而且在很多情況下，地衣還占著主要成分?；哪凶匀恍纬傻闹脖痪坝^中通常以地衣為優(yōu)勢的微型生物結(jié)皮≧70%，而維管束植物及裸露沙土≦30%。
        能不能用這種地衣結(jié)皮來治理流動(dòng)的沙漠呢？2001年10月，在北師大主辦的西部生態(tài)治理院士咨詢會(huì)議上，我率先提出了這一設(shè)想。2002年3月，向國家自然科學(xué)基金委員會(huì)正式申請了“中國西部荒漠地衣及其固沙生物學(xué)研究”的課題，其主要內(nèi)容是：以干旱半干旱荒漠地區(qū)特有的、自然形成的地衣式微 型生物結(jié)皮為“模板”，通過現(xiàn)代生物技術(shù)予以“復(fù)制”，為流動(dòng)的沙漠鋪上微型生物結(jié)皮式的“地毯”，從而實(shí)現(xiàn)控制流沙、治理沙漠化的目標(biāo)。
        記者：能否給我們介紹一下，地衣是由哪些菌類組成，它們在治沙中起到什么樣的作用？目前對地衣研究的進(jìn)展情況如何？
        魏江春：地衣是由一大類真菌在自然界里邊和相應(yīng)的藻類共生的，不是單一生物，它是兩種生物的一個(gè)復(fù)合體，換句話說地衣是真菌和藻類或藍(lán)細(xì)菌（亦即藍(lán)藻）的共生物。有人認(rèn)為，以地衣為主要成份的結(jié)皮，是樹枯死的罪魁禍?zhǔn)祝阉P掉，這是絕對錯(cuò)誤的。因?yàn)樵诟珊祷哪臈l件下，就適合于這些小生物生長，需水量不多，而失水量也不多，這是一種自然現(xiàn)象，也就是一種自然規(guī)律。我們順應(yīng)這個(gè)自然規(guī)律就是要研究這一類地衣、苔蘚、藻類的生物學(xué)特性，怎么能夠人工讓它快速地在干旱荒漠地區(qū)形成一個(gè)地毯式的結(jié)皮。這樣的話，在干旱荒漠地方，就可以用這一類生物治理沙漠。這樣做，符合自然規(guī)律，你違反這個(gè)自然規(guī)律。那是要失敗的，人們往往是忽略了這些。因此，我們正在做這方面的一些前期的工作。其實(shí)，防治沙漠化的方法，還是有很高的技術(shù)含量在里面的。
        在微型生物結(jié)皮中，地衣占著明顯的優(yōu)勢地位。地衣可以通過其菌絲和假根在固沙過程中起到十分重要的作用。它發(fā)達(dá)的菌絲和結(jié)實(shí)的生物假根能夠黏合沙粒，有效地束縛沙粒的流動(dòng)，從而起到固沙的作用，進(jìn)而減少荒漠地表的風(fēng)蝕和水土流失。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)也證明，微型生物結(jié)皮的存在大大降低了起沙風(fēng)速，尤其地衣和苔蘚在防止就地起沙上的作用十分明顯。同時(shí)，微型生物結(jié)皮還能固定大氣中的氮素，對土壤理化性質(zhì)的改善和增加土壤有機(jī)質(zhì)含量起著重要作用，可以為維管植物的定居創(chuàng)造有利條件，最終起到固定沙丘的作用。
        目前已經(jīng)從結(jié)皮地衣中分離、培養(yǎng)和儲(chǔ)存了地衣型菌藻或藍(lán)細(xì)菌20多株，為人工培養(yǎng)、接種和促進(jìn)結(jié)皮快速形成正在進(jìn)行前期研究。而且從2003年開始通過對地衣體組織粉末懸浮液噴灑進(jìn)行的試驗(yàn)證明，地衣結(jié)皮在一年內(nèi)即可形成，從而排除了微型生物結(jié)皮形成和發(fā)育緩慢的疑慮。因此，完全可以在實(shí)驗(yàn)室對微型生物結(jié)皮進(jìn)行育種培養(yǎng)，然后通過飛機(jī)播撒等手段進(jìn)行大面積的“接種”最終實(shí)現(xiàn)快速有效控制流沙、治理荒漠化的目標(biāo)。
        記者：由院士領(lǐng)銜的“沙漠生物地毯工程”的前期基礎(chǔ)研究，為解決我國荒漠化地區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題提供了全新的理論突破和技術(shù)創(chuàng)新。請介紹一下這方面的相應(yīng)研究工作好嗎？
        魏江春：這種奇特的微型生物結(jié)皮現(xiàn)象也引起了國內(nèi)其他同行的注意，中國科學(xué)院寒旱所、新疆生地所、武漢水生所也分別從土壤水循環(huán)、苔蘚、藻類等不同方向展開了相關(guān)研究。于是，在一次中國科學(xué)院會(huì)議上，我提議整合各方面的研究力量和成果，開展一個(gè)更大的，整合的“沙漠生物地毯工程”的基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。
        “沙漠生物地毯工程”主要圍繞微型生物結(jié)皮的主要類型和群落組成結(jié)構(gòu)(包括結(jié)皮覆蓋面積、物種多樣性、類型及演替等)、微型生物結(jié)皮中各種生物的共生機(jī)理及協(xié)同作用機(jī)制、各主要類型結(jié)皮的固沙機(jī)理及生態(tài)功能、篩選適應(yīng)于不同地區(qū)的結(jié)皮種類、防沙治沙生物化學(xué)復(fù)合基質(zhì)的研發(fā)、通過轉(zhuǎn)基因途徑增強(qiáng)微型生物抗旱性能、“沙漠生物地毯工程”產(chǎn)業(yè)化等7個(gè)方面開展進(jìn)一步研究?！吧衬锏靥汗こ獭睂⑹抢^我國植樹造林工程、園林景觀工程之后的又一大型生態(tài)建設(shè)與環(huán)境治理工程。
        經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，包括沙坡頭在內(nèi)的我國干旱半干旱荒漠微型生物結(jié)皮的組成多以地衣占絕對優(yōu)勢。而且，由于它們的種類不同而形成的結(jié)皮結(jié)構(gòu)和形態(tài)也隨之有別。例如以石果衣形成的結(jié)皮不利于降水的下滲，而以紅磷網(wǎng)衣或泡鱗衣形成的結(jié)皮則有利于降水的下滲。我們可以通過現(xiàn)代生物技術(shù)途徑將不同干旱荒漠中自然形成的結(jié)皮地衣進(jìn)行分離培養(yǎng)，結(jié)合其他有關(guān)生物技術(shù)，利用飛機(jī)對沙漠地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模地衣接種，再配合飛播部分耐旱灌木種子，促其快速而廣泛地形成以地衣為主的微型生物結(jié)皮，減少裸露沙表；稀疏的灌木雖不能固沙，但卻能起到減緩風(fēng)速，以利于穩(wěn)定流沙，為地衣結(jié)皮及其他微型生物結(jié)皮的形成提供有利生長環(huán)境，從而使其進(jìn)入植被的自然演替過程，最終形成符合各地區(qū)水分平衡狀態(tài)的、地毯似的荒漠綠洲。一個(gè)個(gè)荒漠綠洲的形成，將是沙塵暴災(zāi)源地治理的重要途徑。
        此外，為了進(jìn)一步開發(fā)荒漠地區(qū)的經(jīng)濟(jì)資源，采用已經(jīng)成熟的節(jié)水日光溫室技術(shù)，大規(guī)模地發(fā)展荒漠地區(qū)的無土種植業(yè)，將是沙漠生物地毯工程的重要組成部分。
        毫無疑問，這一無灌溉工程的實(shí)施對改善西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、保障地區(qū)生態(tài)安全和國家穩(wěn)定與長治久安，都具有重要的戰(zhàn)略意義。對提升我國在國際荒漠化防治行動(dòng)中的地位也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
        不難預(yù)見，隨著“沙漠生物地毯工程”的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化，浩瀚的沙漠化國土將披上一層灰綠色的“生物地毯”。屆時(shí)，將是人類朝向天藍(lán)水清，人進(jìn)沙退的愿景跨進(jìn)了一大步。

人物簡介:
    魏江春，漢族，生物科學(xué)博士，中國科學(xué)院院士。
    1931年11月11日生于陜西咸陽。1955年畢業(yè)于西北農(nóng)學(xué)院(西北農(nóng)林科技大學(xué)前身)；1962年畢業(yè)于蘇聯(lián)科學(xué)院研究生院并獲蘇聯(lián)生物科學(xué)副博士(Ph.D.)。1995年獲俄羅斯生物科學(xué)博士 (Dr.Sci.)學(xué)位。中國科學(xué)院微生物研究所研究員，真菌學(xué)家，主要從事地衣型真菌的系統(tǒng)與演化生物學(xué)的研究。
    歷任中國科學(xué)院微生物研究所副所長、學(xué)位委員會(huì)主任、真菌地衣系統(tǒng)學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室主任、微生物資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，中國南極研究學(xué)術(shù)委員會(huì)委員及其生物學(xué)與醫(yī)學(xué)組副組長，中國菌物學(xué)會(huì)理事長，《MYCOSYSTEMA》主編，《真菌學(xué)報(bào)》副主編，《Journal of Cryptogamic Botany》編委，美國芝加哥菲爾德自然歷史博物館植物系客座研究員等職。現(xiàn)任中國菌物學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長、中國孢子植物志編輯委員會(huì)主編、菌物學(xué)報(bào)編委會(huì)顧問、國際生物多樣性科學(xué)委員會(huì)中國科學(xué)顧問委員會(huì)委員、中華人民共和國瀕危物種科學(xué)委員會(huì)委員等職。
    在世界范圍石耳科(Umbilicariaceae)地衣系統(tǒng)生物學(xué)研究中，以表型與基因型相結(jié)合的整體系統(tǒng)學(xué)方法論述的不同于諸多舊系統(tǒng)的石耳科地衣新系統(tǒng)，得到世界同行科學(xué)家的承認(rèn)，并被收入1993年《Systema Ascomycetum》和1995年《Dictionary of Fungi》中。
    運(yùn)用上述表型與基因型相結(jié)合的整體系統(tǒng)學(xué)綜合研究法發(fā)現(xiàn)并建立兩個(gè)新屬：島蕊衣屬(Cetradonia Wei & Ahti)和盾衣屬(Rhizoplacopsis Wei & Zhou)，一個(gè)新科：盾衣科(Rhizoplacopsidaceae Wei & Zhou)及一個(gè)新目：石耳目(Umbilicariales Wei & Zhou,Feb.22,2007)。在進(jìn)行地衣型真菌的系統(tǒng)發(fā)育地理學(xué)研究中為中國和北美間斷分布的美味石耳和大葉石耳可能由同一祖先分化而來提供了分子生物學(xué)證據(jù)。主持并完成南極菲爾德斯半島陸地生態(tài)系統(tǒng)的考察研究。
    當(dāng)前正在主持和進(jìn)行沙漠地表地衣結(jié)皮的生物多樣性及其固沙生物學(xué)與荒漠地衣抗逆基因的篩選研究，為“沙漠生物地毯工程”的可行性做前期基礎(chǔ)研究。
    擔(dān)任國家自然科學(xué)基金委資助的重大項(xiàng)目“中國動(dòng)物志、中國孢子植物志、中國植物志編研”（簡稱“三志”）首席科學(xué)家以及科技部有關(guān)“三志”的基礎(chǔ)性專項(xiàng)首席科學(xué)家。
    先后赴羅馬尼亞、阿爾巴尼亞、德國、瑞典、芬蘭、智利、英國、美國以及南極等進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問、合作研究和科學(xué)考察。
    在國內(nèi)外科學(xué)刊物發(fā)表論文90余篇，專著4部。曾獲中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、國家海洋局科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)。