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土地荒漠化是当今世界面临的最严重的生态环境问题之一,荒漠化带来的后果,直接威胁着人们赖以生存的环境,给国民经济、社会发展和生态环境造成了极大的危害。近年来,随着各种固沙材料和方法陆续被采用,土地荒漠化得到有效控制,但荒漠化防治形势依旧十分严峻,探索一种新的可行的防治荒漠化的生态固沙材料正日益受到广泛关注。本研究以多年生半灌木白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)种子表皮提取的一种亲水性胶体沙蒿胶为研究对象,探究其固沙性能及其对土壤微生物和生物土壤结皮(biological soil crusts,简称“生物结皮”)培育的影响。结果显示:(1)喷洒沙蒿胶后,沙面能够快速形成固结层,其厚度和抗压强度显著增加,抗风蚀能力明显增强,浓度>0.10%的沙蒿胶处理,其起沙风速均在20 m/s以上;沙粒在沙蒿胶的作用下相互胶结,微团聚体质量百分数显著降低,大团聚体质量百分数显著增加;团聚体平均重量直径显著增加,表明沙蒿胶提高了沙土的水稳定性。沙面形成的固结层具有良好的渗透性,利于水分入渗,沙蒿胶良好的吸水性和保水性,能够促进虫实(Corispermum puberulum)和白沙蒿2种固沙先锋植物种子的萌发及幼苗的生长。在野外沙地的现场实验中,试验期间内沙蒿胶固沙效果明显,喷洒了浓度为0.20%和0.50%沙蒿胶的沙面均无明显风蚀发生。(2)土壤细菌中相对丰度较高的有:变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes)以及放线菌门(Actinobacteria)。沙蒿胶对变形菌门和厚壁菌门具有显著影响(P<0.05),添加少量的沙蒿胶有利于厚壁菌门的生长繁殖,并逐渐取代变形菌门成为优势类群,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势属。沙蒿胶增加了土壤细菌的a-多样性,并且对土壤细菌群落结构具有显著影响(P<0.05),其中,芽孢杆菌属和克雷白氏杆菌属(Klebsiella)是导致未添加沙蒿胶处理与其他处理群落结构产生差异的主要贡献菌,固氮菌属(Azotobacter)是导致高浓度沙蒿胶处理与其他处理群落结构产生差异的主要贡献菌。(3)沙蒿胶对生物结皮培育具有显著影响。随着沙蒿胶用量的增加,生物结皮厚度和抗压强度显著增加。沙蒿胶能够显著增加生物结皮叶绿素a含量,但高用量(15.0 g/m2)的沙蒿胶对生物结皮叶绿素a含量无显著性影响。沙蒿胶对结皮层团聚体水稳性具有显著影响,随着沙蒿胶用量的增加,结皮层微团聚体质量百分数显著降低,大团聚体质量百分数显著增加,团聚体平均重量直径显著增加,表明沙蒿胶提高了结皮层的水稳定性。研究结果表明,沙蒿胶具有良好的固沙效果,不但能够促进土壤微生物的生长繁殖,改善土壤微环境,而且还能提高生物结皮的抗蚀能力,加快生物结皮的形成发育。沙蒿胶固沙成本低,可以作为一种环境友好型固沙剂,与生物固沙相结合用于固沙。从用量上看,野外固沙的最适沙蒿胶喷洒浓度以0.20%为宜;生物结皮培育最适的添加量以6.0 g/m2为宜。研究结果可为沙蒿胶在荒漠化防治方面的应用提供理论依据。