荒漠化

在地球上最干旱的地区之一，撒哈拉，一个保护项目挑战了所有预测。2016年，乍得政府与撒哈拉保护基金和阿布扎比环境署合作，启动了一项计划，重新引入弯角剑羚（Oryx dammah），这种羚羊自2000年以来在野外已经灭绝。选定的保护区面积为78,000平方公里，比爱尔兰还大。 剑羚：沙漠的自然工程师 撒哈拉剑羚完美适应了极端高温： 可以在超过46°C的温度下不出汗。 提高体温以节约水分。 用蹄子挖掘沙子寻找根和湿气。 这些行为每一个都有看不见但至关重要的生态效应：保留水分，翻动肥沃的土壤，创造种子发芽的微凹地。它们的消失让沙漠失去了一个自然建筑师。 项目的最初几年 超过70位国际专家参与了这项行动。动物们从阿拉伯联合酋长国被转移过来，配备了GPS项圈，并经历了一个重新适应期。 最初的几个月是残酷的：超过50°C的高温，幼崽无法存活，电子设备在阳光下融化。然而，项目仍在继续。 生态系统的意外变化 随着时间的推移，剑羚开始改变景观： 它们的挖掘使雨水能够渗入土壤。 休息区变成了湿润的微凹地。 携带在毛皮上的种子发芽了。 粪便丰富了土壤，蹄子压实了沙子以保留湿气。 很快，草、昆虫和小型爬行动物出现了。卫星图像证实了影响：在剑羚自由活动的地区，植被覆盖率显著增加。 科学和遗传学的进步 史密森学会的研究人员开发了无麻醉辅助繁殖技术，这对重达200多公斤的动物至关重要。通过这些技术，成功恢复了该物种90%的原始遗传多样性。 2023年，国际自然保护联盟（IUCN）改变了剑羚的状态：从“野外灭绝”变为“濒危”。 模式的扩展 今天，像尼日尔和突尼斯这样的邻国正在复制这一经验，科学家们将其与黄石公园的狼重新引入相提并论。教训很明确：有时解决方案不在于建造更多的基础设施，而在于将我们夺走的物种归还给生态系统。 撒哈拉剑羚的回归表明，自然可以成为自己对抗荒漠化的盟友。在一个一切似乎都死去的地方，仅仅一只羚羊就足以让沙漠开始再次呼吸。

几个世纪以来，沙漠是损失的代名词：它侵蚀村庄，毁坏庄稼，并将整个地区变为无人居住的地带。人类的应对措施——墙壁、树木、屏障——往往缓慢、昂贵且常常不足。 如今，中国正在尝试一种截然不同的策略：不是在沙漠上种植，而是将沙子转变为肥沃的土壤。这一实验正在宁夏回族自治区的腾格里沙漠进行，这是中国最干旱的地区之一。那里，沙漠化是日常现实，流动的沙丘和无法种植的作物。 关键：蓝藻 该项目由沙坡头沙漠研究实验站（中国科学院）领导，基于使用蓝藻，这些光合微生物能够在极端条件下生存。当有湿气时，它们形成一种生物结皮，该结皮： 将沙粒结合在一起。 保持水分。 减少侵蚀。 创造一个其他生物可以繁衍的微环境。 简单来说，沙子不再表现得像沙子，而开始表现得像土壤。 从实验室到露天环境 2010年，证明蓝藻可以在控制条件下产生土壤，但在露天环境中会死亡。2016年，通过施加压力将其引入沙粒之间，提高了60%的存活率，尽管这种方法在大规模上不可行。 解决方案是创造“土壤种子”：将七种选定的菌株与有机物混合，模制成六边形的固体块。这些团块易于运输和散布，与雨水接触时会苏醒，殖民沙子并形成可抵御高达36公里/小时风速的生物结皮。 这一过程自然需要五到十年，而通过这种技术可缩短至一年。 从沙子到肥沃土壤 这种转变不是权宜之计，而是状态的改变： 松散的沙子 → 稳定的表面 →...

几十年来，澳大利亚在消灭野驴的活动中投入了数百万资金，这些野驴被视为破坏围栏、水槽和农作物的害虫。甚至曾从直升机上猎杀它们，以“清理”国家内陆。 然而，最近的研究表明，这些动物可能成为对抗沙漠化的意想不到的盟友，如果通过科学和环境规划进行管理，它们能够创造水源，恢复土壤并保护农场。 从敌人到恢复工具 野驴几乎被视为威胁：它们与牲畜争夺水源，并踩踏脆弱的河岸。但实地研究显示，它们的自然行为可以成为强大的生态工具： 挖掘水井：在干旱时期，它们在地表下寻找湿气，创造出小型天然水源，惠及鸟类、袋鼠和其他动物。 打破土壤结皮：它们的蹄子产生微裂缝，允许水和养分渗透，促进种子发芽。 传播种子和养分：它们的粪便充当肥料胶囊，促进更密集的植被生长。 试点项目和控制管理 关键在于用控制取代混乱。与其不加管理的群体，选择在特定区域内与监控群体合作： 在战略性土地带上使用它们以打破坚硬的土壤并创建水渗透走廊。 它们通常遵循相似的路线，这使得可以设计路径以避开脆弱区域并减少损害。 通过计划围栏和替代水源点，负面影响减少，生态效益倍增。 在这种方案下，野驴作为由草和本能驱动的“生物拖拉机”，帮助保护农场免受沙漠扩张的影响。 科学与环境规划 没有规划，这一切都无法实现。实地团队确定： 每个地区可以承受多少野驴而不崩溃。 哪些区域需要更多帮助来恢复土壤。 哪些地方不希望它们出现，必须将其移除。 在某些地区，计划包括围住高生态价值区域，并将野驴集中在需要“重新开放”以接收水和生命的退化土地上。 开放的辩论 这种方法从“消灭物种”转变为“利用其自然行为来造福景观”。然而，辩论仍在继续： 一部分人支持大规模屠杀作为快速解决方案。 另一个日益增长的群体认为野驴是一个独特的机会，可以实现沙漠恢复和保护受干旱威胁的农业开发。 野驴在澳大利亚的未来将取决于该国如何决定与它们共存。如果继续仅将其视为问题，将继续在消灭上花费金钱，而不改变土壤和水的现实。但如果将其整合到生态恢复项目中，它们可以转变为应对沙漠化和加强农业韧性的战略盟友。

中国科学家正在进行土壤修复，并开发出能够稳定干旱地区并在短时间内生成生物结皮的生物技术板块。 土地退化的进程在干旱地区找到了一个新的强大技术对手。 一个来自中国科学院的研究团队设计了一种利用蓝藻块进行土壤修复的方法，这是一种预制的“生态皮肤”，可以在短短十二个月内将沙丘转变为稳定且生物活跃的土地，而在自然条件下，这一过程需要几十年才能完成。 人工生物结皮背后的科学 这项由西北生态与资源研究所领导的创新的核心是土壤生物结皮（CBS）。这些是由蓝藻、藻类、苔藓和地衣组成的有机群落，它们在干旱地区充当保护屏障。 与传统的沙固定方法不同，如稻草障碍或化学稳定剂，这些块利用蓝藻分泌细胞外聚合物物质（EPS）的内在能力。 这些物质作为一种天然胶水，将松散的沙粒结合在一起，形成一种能够抵抗风蚀并改善水分保持的结构。 范式转变：从自然等待到技术安装 历史上，这些自然结皮的形成是一个极其缓慢且易受气候条件影响的过程。 中国的技术通过在控制条件下培养的藻类生物技术板块的创建打破了这一限制。这些块像瓷砖或保护“皮肤”一样安装在地面上，消除了传统喷播初期的脆弱性阶段。 现场试验结果表明，这种利用蓝藻块进行的土壤修复在短短一年内实现了与成熟的自然结皮相当的覆盖和稳定性。 除了阻止沙丘的移动，这些块还启动了一个良性循环：增加土壤中的氮和碳固定，促进其他植物物种在中期内能够在该地区定居。 生态影响和未来可行性 该系统不仅以其速度而著称，还以其韧性而闻名。由沙漠环境恢复重点实验室的科学家创建的结构使人工生态系统能够在极端干旱条件下维持，同时恢复关键的生态系统功能。 通过充当物理和生物屏障，大大减少了养分流失，并促进了地下的微生物多样性。 这种“生态皮肤”的实施代表了环境工程的一个里程碑，为面临沙漠化威胁的国家提供了一种可扩展和可持续的解决方案，这一现象影响着全球的粮食安全和气候安全。

通过一项广泛的植树造林计划，中国通过种植数十亿棵树木成功遏制了土壤沙漠化的蔓延。 自1981年以来，已种植了780亿棵树，被称为北方三大地区的“绿色长城”，以及其他项目。 其目标是抗击土壤侵蚀并减少来自沙漠的沙尘暴。 然而，40多年后，一项研究揭示了这次大规模干预现在具有负面副作用。 看来，这个“森林带”改变了降水模式，现在在几乎一半人口居住的地区引发了水资源短缺。 根据中国官方媒体去年宣布，该项目最终于2025年完成，但其对干旱的影响令人担忧。 中国展示了种植过多树木的隐藏问题 中国的绿色长城在116,000平方英里的面积上种植了树木。 得益于该项目，国家的森林覆盖率从1949年的10%提高到2024年的约25%。 然而，一项发表在Earth's Future杂志上的新研究揭示了对水分分布的意外后果。 这是由天津大学、北京的中国农业大学和乌得勒支大学的科学家发现的。 似乎在2001年至2020年间，植被的增加减少了水资源。 这种减少影响了受季风影响的东部地区和西北的干旱地区。 据Live Science报道，这些地区约占全国总面积的74%。 这是因为像绿色长城这样的绿化努力增加了蒸散作用。 这个术语结合了蒸发和蒸腾作用，这是植物通过称为气孔的微小孔隙释放水汽的过程。 该研究还分析了其他植树计划： 退耕还林计划（始于1999年） 天然林保护计划（始于1999年） 北方三大地区森林带（自1978年起） 在中国，湿度发生了变化 “这些变化导致了降水的变化，将更多的湿度引向青藏高原，那里记录到水资源的增加，”研究作者写道。 “相反，中国的东部和西北部由于更多的树木而经历了水资源的减少，西北部是受影响最严重的地区，因为湿度显著转移到青藏高原，”研究人员补充道。 作者指出，某些区域间的过渡以不同的速度影响了蒸散作用、降水和水资源的可用性。 草地转变为森林增加了蒸散作用和降水。 但这种转变对水资源的可用性产生了负面影响。 如今，中国的水资源可用性与其人口的分布不平衡。 北方地区集中了约46%的人口和超过一半的耕地，但仅拥有20%的水资源，根据研究。 作者认为，这些改变的水循环在制定国家未来的植树造林战略时必须加以考虑。 “我们的研究结果强调了土地覆盖变化可以在区域间重新分配水资源，”作者总结道。 “理解这些影响对于规划中国的土地和水资源的可持续管理至关重要，”研究人员补充道。