赵洋在观测样地。叶满山/摄

天刚蒙蒙亮，试验田那边已传来咚咚声，几名研究人员正在搅拌车前拿着铁锹干活。这片地面积约50亩，地表铺着一张张六边形的模具，他们正在模具上面铺一层“泥土”，做成特殊的土块。

这是中国科学院西北生态环境资源研究院宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站（以下简称沙坡头站）新研发的技术成果——人工生物土壤结皮的“种子”。研究人员将7种不同的荒漠蓝藻，与基质搅拌成为新的复合材料。

“这是一项新的技术，将这些土块撒在沙漠上，遇到降水就能生长出结皮。”沙坡头站副站长赵洋解释道。

15年前，这位从药用植物专业毕业的青年或许未曾想到，自己会与沙漠中的“蓝精灵”——蓝藻结下如此深厚的缘分。从实验室到荒漠，从液态喷洒到固态接种体，科研团队在人工结皮技术上取得了突破性进展，让沙漠固沙从“百年之功”缩短至“三年可期”。

初遇：“根本活不下去”

“沙漠里有一种蓝藻，能自己‘长’出土壤，你要不要试试？”

2010年的夏天，赵洋站在沙坡头站的门口。这位药用植物学硕士生，原本计划研究沙漠中的沙生药用植物，却因导师李新荣的这句话改变了轨迹。

彼时，赵洋对蓝藻的认知还停留在课本上。当他第一次走进沙漠试验田，看到科研人员跪在沙地上，用镊子夹起指甲盖大小的蓝藻结皮时，心里满是疑惑：“这玩意儿能固沙？”

最初的探索并不顺利。实验室里，蓝藻在培养皿中长势喜人，可一旦移植到野外，不到一周便消失殆尽。

团队反复试验后发现，关键在于地表稳定性——流动的沙粒会撕碎脆弱的藻膜。之后，他们先用草方格固定沙面，再小心翼翼地喷洒藻液。然而，新的问题接踵而至：人工补水成本高昂，一场大风就能让数周的努力化为乌有。

“那段时间特别焦虑。”赵洋说，尝试了很多种方法，野外的人工结皮培养仍然没有很好的效果。

2016年的一个深夜，他独自坐在试验田边，迷茫地望着试验区。突然，一阵急雨落下，雨水在沙面上砸出无数小坑，蓝藻随着泥浆渗入沙层。这个瞬间，他感觉大自然在给他上课，这场雨让他萌生出一个想法：“蓝藻能在沙地里扎根，是不是因为雨水把它们打进了小坑？如果自然降雨能让蓝藻扎根，那我们能不能模拟这个过程？”

破局：“人工结皮活了”

有了模拟自然降雨的想法之后，没过几天，一大早，赵洋就带着改装好的水泵来到试验田。随着“呲”的一声，混合着蓝藻的水雾呈扇形射向沙地。

“我们发现，适当的压力能让蓝藻溶液更好地渗透到沙子中，形成结皮。”赵洋说。经过反复测试，他们终于找到了最优的压力值，将喷洒次数从三四次减少到了一次。

这个发现，让赵洋和团队兴奋不已。加压喷洒法的成功，不仅提高了效率，还大大降低了成本。

喷洒后的三天，赵洋每天都要来这片区域看一看。眼前的景象，让他的心跳越来越快：跟以往沙面慢慢变黄不一样，这次，沙面上覆盖着一层墨绿色的薄膜，手指轻触竟有弹性——人工结皮活了！

“就像发现了新大陆。”赵洋兴奋地描述当时的场景。通过加压喷洒，蓝藻被“打”进沙粒间隙，既避免了阳光直射导致的脱水，又利用了沙层本身的保水性。这项技术将结皮形成时间从自然状态下的15年缩短至一两年，成活率60%以上。

然而，他们并没有满足于此，因为还有一个更大的挑战在等着他们——如何将这项技术推广到更广阔的沙漠地区，实现规模化应用。

推广：“成活率非常高”

2019—2021年，当团队尝试在500亩荒漠中推广时，发现加压设备依赖电力和道路，偏远地区根本无法实施。“比如有些地方没有路，车进不去，喷洒法就无法实施。”赵洋说。

为了解决这个问题，赵洋开始思考：“能不能将蓝藻结皮制成一种固态的‘种子’，以便运输和撒播？”这个想法源于他对生物土壤结皮成分的深入理解。

“生物土壤结皮是由蓝藻、苔藓、地衣和土壤细颗粒物组成的复合体，我们能不能通过人工方法将这些成分组合在一起？”赵洋想。

一个午后，赵洋在田间巡视时，被一块自然形成的结皮块吸引。他捡起这块硬邦邦的“土疙瘩”，感觉大自然又给他上了一课，他突然想到：“能否把蓝藻和有机质混合成‘种子’，直接撒播呢？”

于是，赵洋和团队开始了新的试验。他们尝试将蓝藻溶液与有机质、细颗粒物按一定比例混合，制成一种糊状的“接种体”。“这个过程就像拌水泥一样，需要找到最优的比例和搅拌方法。”赵洋说。

经过多次试验，他们终于成功制成了固态的蓝藻接种体。“这种接种体不仅便于运输，而且成活率非常高。”赵洋兴奋地说。他们将接种体撒播在草方格中，经过雨水的滋润，蓝藻迅速生长，形成了稳定的生物土壤结皮。

这项创新性的成果，让赵洋和团队在沙漠治理领域取得了重大突破。“固态接种体的成功，不仅克服了喷洒法的局限性，还大大提高了大面积推广的可能性。”赵洋说。

坚守：“它比我更懂生存之道”

如今，站在沙坡头站远眺，赵洋的目光穿过一片片由蓝藻结皮固定的沙地，最终落在远处正在施工的规模化培养池。这里每年可生产5吨干藻粉，能治理约0.5万至0.7万亩沙化土地。

更让他骄傲的是，团队研发的固态接种体技术已被纳入新“三北”工程黄河“几字弯”攻坚战（宁夏境内）的核心方案，预计未来5年可治理沙漠8万至10万亩。

“科研就像种树，得耐得住寂寞。”赵洋抚摸着培养池边的护栏说道。他的办公室里，珍藏着三件“宝贝”：2010年第一份蓝藻样本的显微镜照片、2018年加压喷洒成功的试验记录、2023年固态接种体的专利证书。这些泛黄的纸张和照片，记录着一个科研工作者从青涩到成熟的蜕变。

当被问及与蓝藻相伴15年的感受时，赵洋望向窗外：“它比我更懂生存之道。35亿年前，蓝藻创造了地球的氧气；今天，我们借助它的力量修复生态。这种跨越时空的对话，让我觉得自己在做一件特别有意义的事。”

清晨，培养池中的蓝藻泛起粼粼波光。这位42岁的副站长，15年来一直保持着每天巡视培养池的习惯。

在他的带领下，沙坡头站的科研团队正朝着更宏大的目标迈进——让蓝藻结皮技术走出宁夏，为全球沙漠化治理提供中国方案。

在赵洋看来，蓝藻这个“蓝精灵”不仅是科学研究的对象，更是他与沙漠之间的特殊情感纽带。“15年来，我每天都与蓝藻打交道，它是我生命中不可或缺的一部分。”赵洋感慨道。

（原载于《中国科学报》 2025-12-25 第4版 专题）