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摘要：在干旱、半干旱的荒漠化地区，地表生物结皮的形成是固定沙丘形成的重要标志，预示着荒漠化生境转变的开始。因此，生物结皮在干旱、半干旱荒漠地区具有重要的生态意义。组成生物结皮的藻类、苔藓和地衣是常见的先锋植物，它们不仅能在严重干旱缺水、营养贫瘠恶劣的环境中生长、繁殖，并且能通过其代谢方式影响并改变环境。生物结皮在干旱区生态系统中们进一步了解干旱、半干旱区生态系统和景观的结构、功能及其反馈机制具有重要的科学价值和广泛的实践意义。
在温室中模拟外界环境，运用控制变量的方法处理不同地区的结皮，观察其各自对应的生长状况，测得数据后绘制折线图，由图得出各环境条件下的优势种。再结合其他学科的野外调查，针对相应的环境特点选用对应的结皮进行种植，有有事半功倍的效果，对我们进一步改造利用自然有着重要的科学价值和广泛的实践意义。
关键词：生物结皮 生长状况
实验综述：在野外因为无法统一组织各地区不同结皮，更无法控制得到试验要求的特定环境条件，因此决定分工采集各地区不同类型结皮，带回学校后在温室进行运用控制变量的方法进行统一培养。先猜测不同结皮在同一大环境下，加上特定条件后会出现长势的不同，即会出现优势种。为了验证这一猜想先通过在小温室进行小规模结皮培养，研究并观察不同地区结皮在同一环境条件与不同处理条件下的生长状况，定期对小温室进行水分补给以保证其正常生长同时定期测量株高株密度。得到数据后对其进行研究，绘制折线图，由图观察是否能得到优势种。若出现优势种后在大温室中再次进行大批培养，培养处理条件与小温室不同，同时再次进行数据分析观察能否同样得到优势种，以此结合小温室结果来进一步佐证实验方法的正确与否。
试验条件：
小温室：每天进行三次水分补充，使其保持潮湿，减少光照直射。
大温室：每天进行一次水分补充，使其保持潮湿，减少光照直射。
实验材料：
基本实验材料
藓种土：每种6kg
土质基质：每种10kg
菌种：每种600g
葡萄糖（纯）：200g
培养盘32孔型：4个
水培盒（20cm*30cm）：若干
水培纱布：5平方米（可折叠增厚）
营养液（霍格兰）
实验步骤：
一、地上温室，固体培养基研究
A因素-培养基：
人造土2.黄土（自然采集处理）3.沙土（自然采集处理）基质厚度3cm
B因素-菌种：
胶质芽孢杆菌（分解矿物，增肥土壤）PH 5.0-8.0 每公斤基质20g拌匀使用
巨大芽孢杆菌（解磷作用，有纯菌剂）PH5.0-8.0每公斤基质10g拌匀使用
侧孢芽孢杆菌（疏松土壤，改良板结）PH 3.0-9.8 每公斤基质1g拌匀使用
C因素-藻类：
1.硅藻：干粉，每升水加入1g
2.小球藻：浓缩藻液，每升水加入1-2g
3.复合藻种：干粉，0.075-0.09g每立方米
二、计算固体培养基试验所需材料：
塑料种盘规格：设为32孔
三种藓总样方数：144个
样方体积：0.9L/个
总样方体积：12384立方厘米
需土约为0.0093立方米，9.3L土样
黄土采集量约为：4.96kg
沙土采集量约为：4.96kg
人工土采集量约为：4.96kg
取整各采10kg
每处理样方面积：10cm*10cm=36cm?
土质样方数：108个
108/32=3.37≈4个32孔种盘
类土基质每藓种共需结皮种源：360g
石质基质：
产生36个样方，设计样方面积
0.1平方米，每平方米涂抹1.5kg藓种粉泥浆
0.1*36=3.6kg，设含水量30%（包括營养液），则需藓种土
每种藓供需藓种土：3.6+0.4=4.0kg，取整并加入备份为6kg。
使用10cm*10cm种盒：
若土层厚度为3cm（下部填充人工颗粒），则108个样方需要黄土、沙土各16.2kg
若土层厚度为2cm（下部填充人工颗粒），则108个样方需要黄土、沙土各10.8kg
若土层厚度为1cm（下部填充人工颗粒），则108个样方需要黄土、沙土各5.4kg
三、藓种的选取及处理
1.分别在不同地区选取发育良好的藓种进行采取（尽量避免采样中含有杂物），之后对采样进行适当晾晒；
2.将晾晒完的藻类及藓种放入绞碎机器中进行绞碎，将其放入固体培养基内进行培养；
四、营养液配置及藓样的培养
小温室实验步骤：
1
按以上配方内容进行营养液配置；
2.将藓种放入固体培养基中进行培养，并将营养液放入固体培养基中，此后每天进行3次浇水，每次浇水5L，连续浇水3个月（为期90天）培养；
3.分别在4月8号，4月16号，5月4号对小温室的藓类进行株高和株密度的测量，株高每个样用电子游标卡尺测3组数据，株密度每个样用五点取样法测取5组数据，并进行记录，得到数据后进行处理。
大温室实验步骤：
1.配置营养液方法同小温室实验相同 ；
2.结皮在大温室的培养中需要将小种盘换成长方形培养盘进行培养，将藓种放入长方形培养盘中，每天进行一次喷灌，时间持续五分钟； 3.分别在4月23日，4月30日，5月7日对大温室的藓类进行株高和柱密度的测量，株高每个样用电子游标卡尺测3组数据，株密度每个样用五点取样法测取5组数据，并进行记录，得到数据后进行处理。
数据处理及分析：
通过对小温室进行简单的数据分析来选择最优的培育类别。通过4月8日，4月16日，5月4日的测量得到的数据绘制的折线图如下所示：
然后对大温室进行分析，通过对小温室进行简单的数据分析来选择最优的培育类别。通过4月23日，4月30日，5月7日的测量得到的数据绘制的折线图如下所示：
1.得到原有数据：对每一种类植株分别都进行了三次测量，在每次测量时，对每一类取2-4棵植株分别进行三次高度及五次密度测量，记录数据。
2.后期数据处理：首先，对每期测量的所有植株的高度与密度取平均值，用R语言作出每一期株高、株密度与种类的折线图。（如图“大温室date04-23”，为在4月23日测量时植株平均株高、密度与植株种类的折线图）
3.然后，将每一类植株三期测量的高度、密度平均值求出，用R语言作出该株高、株密度平均值与种类的折线图。如图“大温室”，为每一类植株所有测量的株高、密度的平均值与种类的折线图。
4.最后，分别根据株高，株密度平均值的大小，选出最优种：
小温室中，按株高，最优种为S-Y-Cl-5；按株密度，最优种为H-Y-Cl-2。
大温室中，按株高，最优种为NS90试1；按株密度，最优种为MAXMJW1。
（在实验的过程中无论大温室还是小温室都严格保证对变量的控制以及结皮生长过程中对水分的充足补给，以方便得到正确结论。）
主要结论：
1.小温室中按株高得到的优势种为S-Y-Cl-5；按株密度得到的最优种为H-Y-Cl-2。大温室中，按株高得到最优种为NS90试1；按株密度得到的最优种为MAXMJW1。可以结合具体的环境和要达到的目的去方向性地种植相应的结皮。
2.无论是在大温室还是在小温室中即处理条件的相同与否，如果结皮生长过程中出现优势种此种就会一直保持最丰富状态。（结皮数量一直并未出现明显的变化）
3.除优势种外的结皮种随时间的变化并不会向适应环境条件的方向演变，反而有些结皮种会出现数量下降的情况，此情况尚待讨论与研究。
研究小结：
在荒漠地区的沙地和流动沙地上，微生物、藻类植物以及地衣、苔藓植物能参与土壤结皮的过程，显示出其在干旱和半干旱荒漠地区重要的生态价值，尤其在荒漠化问题日益严重的今天，结皮的发育这种生态价值便显得更加重要。结皮的形成使土壤表面在物理、化学和生物学特性上均明显不同于松散沙土，具有较强的抗风蚀功能和重要的生态效益，成为干旱半干旱地区植被形成的重要基础。因此，生物土壤结皮的形成机理及其生态功能的研究已成为荒漠地区植物生态学、恢复生态学研究的重点，具有极其重要的生态意义。
第一作者：李帅帅，性别男，1995年4月 ，籍贯安徽省阜阳市，西北农林科技大学资源环境学院 ， 邮编712100
第二作者：姓名：李哲 性别：男 1996年2月 籍贯：河北省张家口市
单位：西北农林科技大学资源环境学院 （712100）
第三作者：李鑫豪，性別男，1996年7月 ，河北省石家庄市，西北农林科技大学资源环境学院水土保持与荒漠化防治，邮编712100
第四作者：张志伟，性别男，1996年10月 ，籍贯安徽省芜湖市，西北农林科技大学资源环境学院 ，邮编712100
第五作者：陈祥舟，性别男，1996年04月10日，湖南省长沙市，西北农林科技大学资源环境学院水土保持与荒漠化防治，邮编712100
在温室中模拟外界环境，运用控制变量的方法处理不同地区的结皮，观察其各自对应的生长状况，测得数据后绘制折线图，由图得出各环境条件下的优势种。再结合其他学科的野外调查，针对相应的环境特点选用对应的结皮进行种植，有有事半功倍的效果，对我们进一步改造利用自然有着重要的科学价值和广泛的实践意义。
关键词：生物结皮 生长状况
实验综述：在野外因为无法统一组织各地区不同结皮，更无法控制得到试验要求的特定环境条件，因此决定分工采集各地区不同类型结皮，带回学校后在温室进行运用控制变量的方法进行统一培养。先猜测不同结皮在同一大环境下，加上特定条件后会出现长势的不同，即会出现优势种。为了验证这一猜想先通过在小温室进行小规模结皮培养，研究并观察不同地区结皮在同一环境条件与不同处理条件下的生长状况，定期对小温室进行水分补给以保证其正常生长同时定期测量株高株密度。得到数据后对其进行研究，绘制折线图，由图观察是否能得到优势种。若出现优势种后在大温室中再次进行大批培养，培养处理条件与小温室不同，同时再次进行数据分析观察能否同样得到优势种，以此结合小温室结果来进一步佐证实验方法的正确与否。
试验条件：
小温室：每天进行三次水分补充，使其保持潮湿，减少光照直射。
大温室：每天进行一次水分补充，使其保持潮湿，减少光照直射。
实验材料：
基本实验材料
藓种土：每种6kg
土质基质：每种10kg
菌种：每种600g
葡萄糖（纯）：200g
培养盘32孔型：4个
水培盒（20cm*30cm）：若干
水培纱布：5平方米（可折叠增厚）
营养液（霍格兰）
实验步骤：
一、地上温室，固体培养基研究
A因素-培养基：
人造土2.黄土（自然采集处理）3.沙土（自然采集处理）基质厚度3cm
B因素-菌种：
胶质芽孢杆菌（分解矿物，增肥土壤）PH 5.0-8.0 每公斤基质20g拌匀使用
巨大芽孢杆菌（解磷作用，有纯菌剂）PH5.0-8.0每公斤基质10g拌匀使用
侧孢芽孢杆菌（疏松土壤，改良板结）PH 3.0-9.8 每公斤基质1g拌匀使用
C因素-藻类：
1.硅藻：干粉，每升水加入1g
2.小球藻：浓缩藻液，每升水加入1-2g
3.复合藻种：干粉，0.075-0.09g每立方米
二、计算固体培养基试验所需材料：
塑料种盘规格：设为32孔
三种藓总样方数：144个
样方体积：0.9L/个
总样方体积：12384立方厘米
需土约为0.0093立方米，9.3L土样
黄土采集量约为：4.96kg
沙土采集量约为：4.96kg
人工土采集量约为：4.96kg
取整各采10kg
每处理样方面积：10cm*10cm=36cm?
土质样方数：108个
108/32=3.37≈4个32孔种盘
类土基质每藓种共需结皮种源：360g
石质基质：
产生36个样方，设计样方面积
0.1平方米，每平方米涂抹1.5kg藓种粉泥浆
0.1*36=3.6kg，设含水量30%（包括營养液），则需藓种土
每种藓供需藓种土：3.6+0.4=4.0kg，取整并加入备份为6kg。
使用10cm*10cm种盒：
若土层厚度为3cm（下部填充人工颗粒），则108个样方需要黄土、沙土各16.2kg
若土层厚度为2cm（下部填充人工颗粒），则108个样方需要黄土、沙土各10.8kg
若土层厚度为1cm（下部填充人工颗粒），则108个样方需要黄土、沙土各5.4kg
三、藓种的选取及处理
1.分别在不同地区选取发育良好的藓种进行采取（尽量避免采样中含有杂物），之后对采样进行适当晾晒；
2.将晾晒完的藻类及藓种放入绞碎机器中进行绞碎，将其放入固体培养基内进行培养；
四、营养液配置及藓样的培养
小温室实验步骤：
1
按以上配方内容进行营养液配置；
2.将藓种放入固体培养基中进行培养，并将营养液放入固体培养基中，此后每天进行3次浇水，每次浇水5L，连续浇水3个月（为期90天）培养；
3.分别在4月8号，4月16号，5月4号对小温室的藓类进行株高和株密度的测量，株高每个样用电子游标卡尺测3组数据，株密度每个样用五点取样法测取5组数据，并进行记录，得到数据后进行处理。
大温室实验步骤：
1.配置营养液方法同小温室实验相同 ；
2.结皮在大温室的培养中需要将小种盘换成长方形培养盘进行培养，将藓种放入长方形培养盘中，每天进行一次喷灌，时间持续五分钟； 3.分别在4月23日，4月30日，5月7日对大温室的藓类进行株高和柱密度的测量，株高每个样用电子游标卡尺测3组数据，株密度每个样用五点取样法测取5组数据，并进行记录，得到数据后进行处理。
数据处理及分析：
通过对小温室进行简单的数据分析来选择最优的培育类别。通过4月8日，4月16日，5月4日的测量得到的数据绘制的折线图如下所示：
然后对大温室进行分析，通过对小温室进行简单的数据分析来选择最优的培育类别。通过4月23日，4月30日，5月7日的测量得到的数据绘制的折线图如下所示：
1.得到原有数据：对每一种类植株分别都进行了三次测量，在每次测量时，对每一类取2-4棵植株分别进行三次高度及五次密度测量，记录数据。
2.后期数据处理：首先，对每期测量的所有植株的高度与密度取平均值，用R语言作出每一期株高、株密度与种类的折线图。（如图“大温室date04-23”，为在4月23日测量时植株平均株高、密度与植株种类的折线图）
3.然后，将每一类植株三期测量的高度、密度平均值求出，用R语言作出该株高、株密度平均值与种类的折线图。如图“大温室”，为每一类植株所有测量的株高、密度的平均值与种类的折线图。
4.最后，分别根据株高，株密度平均值的大小，选出最优种：
小温室中，按株高，最优种为S-Y-Cl-5；按株密度，最优种为H-Y-Cl-2。
大温室中，按株高，最优种为NS90试1；按株密度，最优种为MAXMJW1。
（在实验的过程中无论大温室还是小温室都严格保证对变量的控制以及结皮生长过程中对水分的充足补给，以方便得到正确结论。）
主要结论：
1.小温室中按株高得到的优势种为S-Y-Cl-5；按株密度得到的最优种为H-Y-Cl-2。大温室中，按株高得到最优种为NS90试1；按株密度得到的最优种为MAXMJW1。可以结合具体的环境和要达到的目的去方向性地种植相应的结皮。
2.无论是在大温室还是在小温室中即处理条件的相同与否，如果结皮生长过程中出现优势种此种就会一直保持最丰富状态。（结皮数量一直并未出现明显的变化）
3.除优势种外的结皮种随时间的变化并不会向适应环境条件的方向演变，反而有些结皮种会出现数量下降的情况，此情况尚待讨论与研究。
研究小结：
在荒漠地区的沙地和流动沙地上，微生物、藻类植物以及地衣、苔藓植物能参与土壤结皮的过程，显示出其在干旱和半干旱荒漠地区重要的生态价值，尤其在荒漠化问题日益严重的今天，结皮的发育这种生态价值便显得更加重要。结皮的形成使土壤表面在物理、化学和生物学特性上均明显不同于松散沙土，具有较强的抗风蚀功能和重要的生态效益，成为干旱半干旱地区植被形成的重要基础。因此，生物土壤结皮的形成机理及其生态功能的研究已成为荒漠地区植物生态学、恢复生态学研究的重点，具有极其重要的生态意义。
第一作者：李帅帅，性别男，1995年4月 ，籍贯安徽省阜阳市，西北农林科技大学资源环境学院 ， 邮编712100
第二作者：姓名：李哲 性别：男 1996年2月 籍贯：河北省张家口市
单位：西北农林科技大学资源环境学院 （712100）
第三作者：李鑫豪，性別男，1996年7月 ，河北省石家庄市，西北农林科技大学资源环境学院水土保持与荒漠化防治，邮编712100
第四作者：张志伟，性别男，1996年10月 ，籍贯安徽省芜湖市，西北农林科技大学资源环境学院 ，邮编712100
第五作者：陈祥舟，性别男，1996年04月10日，湖南省长沙市，西北农林科技大学资源环境学院水土保持与荒漠化防治，邮编712100