新南威尔士大学科学家领导的一项全球荟萃分析显示，覆盖沙漠土壤的微小生物体(所谓的生物外壳)对于支持世界上不断减少的水供应至关重要。

生物结皮种类繁多，包括苔藓，地衣，蓝细菌以及生活在旱地土壤表面的微观生物，例如细菌和真菌。总的来说，旱地是世界上最大的生物群落。

“最重要的是生物结皮，因为它们可以固定大量的氮和碳，稳定表层土壤，并为土壤生物提供了家园，”主要作者，新南威尔士大学科学学院的戴维·埃尔德里奇教授说。

“但是，我们对生物结皮如何影响全球干旱地区的水文循环仍然知之甚少。考虑生物结皮及其水文影响可以使我们更准确地了解气候变化对旱地生态系统的影响，并提高我们管理这些影响的能力，”埃尔德里奇教授说。

探索100多篇科学论文

在这项研究中，研究小组收集并分析了全球最大的生物结壳对水流动，储存和侵蚀影响的证据数据库，重点是旱地。

埃尔德里奇教授说：“我们的重点是旱地土壤，因为生物结皮通常是这些土壤的主要表面覆盖物，特别是在干旱时期。”

在过去的十年中，有关生物结壳的出版物数量激增，促使该小组严格评估集水和蓄水与旱地景观稳定性之间的联系。

来自UNSW Science的合著者Samantha Travers博士帮助检索和分析了过去30年来发表的100多篇科学论文中的数据。

特拉弗斯博士说：“有关生物结壳对水文学的影响的全球文献经常发生冲突，使我们无法就如何管理它们来管理水提出广泛的建议。”

重要的是，研究人员表明，在全球范围内，土壤表面存在生物结皮平均可减少68%的水蚀。

特拉弗斯博士说：“地壳中的蓝细菌分泌有机凝胶和多糖，这些有机凝胶和多糖有助于将小的土壤颗粒结合到稳定的表面中。地壳中的苔藓还将水和沉积物截留在土壤表面，从而阻止了土壤颗粒的去除。”

尽管生物结壳减少了水向土壤中的渗透，但它们往往会增加最上层的储水量。

埃尔德里奇教授说：“上层是发现大部分营养物质和微生物的地方，它是植物生产和在旱地土壤中稳定的关键区域。”

“上层中更多的水意味着更高的生产率和稳定性。”

埃尔德里奇教授说，我们现在对生物结皮如何影响干旱地区的水关系有了更好的了解。

他说：“但是，影响取决于诸如地壳的类型以及它是否完整或受到干扰等因素。”

三十年的生物结皮研究

Eldridge教授及其团队研究生物结壳在澳大利亚土壤中的作用已有30多年了。

该团队的研究重点是干旱地区，因为它们占据了地球近一半的陆地表面，并为全球近40%的人口提供了支持。

埃尔德里奇教授说：“干旱地区的许多人赖以牧养为生，因此在这些缺水的环境中，取水和用水至关重要。”

“任何改变干旱地区水文平衡的因素都有可能影响数百万人，因此这些微小的地表群落的重要性。”

他说，干旱地区可持续管理的主要问题是牲畜过度放牧。

他说：“绵羊和牛的践踏破坏了地壳，破坏了土壤表面的稳定性，并导致水蚀加剧。这种效应得到了我们全球分析的支持。”

“如果要防止生物结皮的流失，防止牲畜过度放牧至关重要，但是直到最近，影响的程度还不得而知。这项工作的结果将被纳入全球水平衡和土壤流失模型中，以便管理者各国政府对失去生物结皮对世界日益减少的水供应的影响有了更好的了解。”埃尔德里奇教授说。

这项研究今天在《全球变化生物学》上发表，是悉尼新南威尔士大学与美国，西班牙，德国，墨西哥和中国的科学家之间的共同努力。

这项工作是一项更大的全球研究的一部分，该研究得到了约翰·韦斯利·鲍威尔分析与综合中心的支持，以预测气候变化对生物结壳群落的影响。

该研究小组目前正在研究全球土地利用变化如何影响生物外壳，并在我们朝着更干燥和干燥的世界发展最佳管理方法来恢复生物外壳。