科研進展
生物結皮對夯土長城的保護機制與雙重效應研究獲新進展
中國夯土長城和世界范圍廣泛分布的土遺址長期面臨表層風化等病害威脅，探索綠色長效的保護技術是文物保護領域關注的熱點問題。中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院干旱區(qū)生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展全國重點實驗室研究團隊聯(lián)合敦煌研究院中國-吉爾吉斯斯坦文化遺產保護“一帶一路”實驗室，在土遺址生物保護研究領域取得重要進展。
研究指出，生物結皮可為土長城遺址提供生態(tài)兼容的保護屏障，從而為夯土長城提供保護，但其實際保護效果取決于保護作用與損害風險之間的消長平衡，這一平衡受到氣候環(huán)境、墻體材質與生物結皮演替階段的共同制約。
研究系統(tǒng)梳理了生物結皮的六大保護機制：降低風速、緩沖溫度、消減雨滴濺蝕、減緩徑流、限制雨水入滲以及提升夯土力學穩(wěn)定性。研究同時指出，生物結皮具有保護和損害雙重屬性，當前科學共識傾向于其在干旱和半干旱區(qū)發(fā)揮凈保護作用，但生物結皮誘導的水分滯留可能加劇凍融循環(huán)破壞，苔蘚和維管植物可能吸引小型動物活動造成機械損傷。此外，生物結皮的自然演替需數(shù)年至數(shù)十年，人工接種技術目前尚不成熟。
基于此，研究提出三大未來研究方向：一是沿干旱、半干旱、半濕潤及濕潤氣候帶開展長城沿線生物結皮野外調查，結合宏基因組學技術等鑒定關鍵功能物種，系統(tǒng)評估其利弊效應。二是開發(fā)基于本土微生物群落的定向接種技術，優(yōu)化生長條件，建立涵蓋目標物種篩選、植被構建、結皮接種和穩(wěn)定性維護的遺址保護修復新框架。三是結合遙感與地面監(jiān)測，建立長期跟蹤體系，確定生物結皮保護-損害功能轉變的平衡閾值。
該研究以Biocrusts: Guardians of the Great Wall of China為題發(fā)表于國際期刊The Innovation。西北研究院段育龍副研究員為論文第一作者，敦煌研究院武發(fā)思研究員和西北研究院賈榮亮研究員為共同通訊作者。研究得到甘肅省科技重大專項、國家青年人才計劃及甘肅省自然科學基金資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2026.101395?
生物結皮對土長城遺址的雙重效應
