[发明专利]一种适用于南海珊瑚岛礁钙质砂土壤的藻菌结皮培育方法

说明书

本发明公开了一种适用于南海珊瑚岛礁钙质砂土壤的藻菌结皮培育方法。本发明直接对原位藻菌结皮进行扩繁和驯化，并利用培育好的藻菌结皮直接进行野外接种，省去了分离纯化的过程，而且培养速度较快，节约了材料的使用量并提高了人工培育藻菌结皮的野外适应能力，对南海珊瑚岛礁的生态系统修复具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于钙质砂土壤藻菌结皮人工培育技术领域，具体涉及一种适用于南海珊瑚岛礁钙质砂土壤的藻菌结皮培育方法。

背景技术

生物土壤结皮(生物结皮)是土壤表层微小颗粒被那些生存在浅层里(或有时生活在土壤表层)，甚至到高出土表几毫米处的细菌、蓝藻、硅藻或绿藻、微小真菌、地衣和苔藓植物，以及许多景观中常见的非维管束植物成分利用菌丝体、假根和分泌物“胶结”所形成的复杂的复合体。生物结皮在荒漠生态系统中的作用和功能，如土壤生态过程、生物地球化学循环过程、生态过程和水文过程等所展现出来的生态作用，在近年来的研究中逐渐获得广泛认可，并在荒漠生态修复实践中得到具体的应用。藻菌结皮是生物结皮的演替初级阶段，主要优势种是蓝细菌，南海典型热带珊瑚岛礁的生物结皮均为演替的初级阶段。

钙质砂广泛分布于南、北回归线之间的热带海洋环境中，在澳大利亚西北部海域、菲律宾海域、中国南海海域、红海海域、阿拉伯湾南部海域、印度洋海域、佛罗里达海域、己斯海峡和中美洲海域等地都有分布，主要是由珊瑚、贝壳及藻类等多种钙质生物的遗骸，海洋中碳酸盐类物质以及古老灰岩等碎屑物经过一系列的物理、生物和化学作用过程形成，矿物组成主要是文石和方解石，化学成分主要是碳酸盐沉积物，CaCO₃含量达95％以上。由钙质砂所构成的土壤与自然形成的土壤存在较大的不同，又因其常年高温、高盐、高湿、强风的独特地理环境，不利于植被的自然定植。而被誉为“荒漠生态系统工程师”的生物土壤结皮，可以有效改变土壤养分循环、促进养分积累，改善土壤微环境，增强土壤保水率与径流滞留，从而为植物的自然演替以及生态系统的健康发展奠定良好的物质基础。

我国在人工培育藻菌结皮的研究和实践应用方面处于世界领先水平。自上个世纪50年代以来，中国的科研人员便开始以蓝藻为研究对象，从事改良稻田的研究。随后，他们将研究领域扩展至荒漠地区，并将藻类的研究与防治荒漠化联系起来，先后在许多荒漠地区(如腾格里沙漠、古尔班通古特沙漠和库布齐沙漠)开展藻类结皮形成和固沙成土方面的研究。通过长期的室内研究和户外实验，我国科研人员提出利用荒漠藻类进行防风固沙的理念并制定了“藻-草-灌-乔”综合治沙的方式，将荒漠藻引入荒漠化治理及农田管理的研究中，构建了荒漠藻人工藻结皮技术体系。此项技术在我国北方的荒漠地区得到大力推广，如今推广应用面积已达5万亩。然而，人工培育藻菌结皮的研究多见于荒漠生态系统，而其在南海典型热带珊瑚岛礁环境中的钙质砂土壤的研究至今仍为空白。同时，在自然条件下生物土壤结皮的形成过程极为缓慢，需要几十年，甚至上百年的时间才能形成稳定的生物结皮层。因此，实现生物结皮的人工快速培育对促砂成土具有重要的生态学意义。

发明内容

针对国内外未见有关南海典型热带珊瑚岛礁环境中人工藻菌结皮成功培育的技术现状，本发明针对南海典型热带珊瑚岛礁在夏季极度炎热且多雨水、春冬季干旱且较炎热的情况，并依据生物多样性能较大限度保持生态系统稳定性的原理，生物结皮中藻菌物种的多样性是保证生物结皮在人工钙质砂土壤上健康发育的重要基础。

本发明的目的是提供一种适用于南海珊瑚岛礁钙质砂土壤的藻菌结皮培育方法，该方法能够确保来源于南海典型热带珊瑚岛礁的藻菌结皮种子土在模拟南海珊瑚岛礁自然环境下，接种于钙质砂土壤，并在室内培养获得高生物量的人工培育藻菌结皮的方法。

本发明的适用于南海珊瑚岛礁钙质砂土壤的藻菌结皮培育方法，包括以下步骤：

a.在南海典型热带珊瑚岛礁采集藻菌结皮，风干后粉碎，制成种子土；将种子土与钙质砂混匀稀释，制成接种材料；