تبدیل شن بیابان به خاک حاصلخیز دیگر یک ایده علمیتخیلی نیست. دانشمندان چینی با استفاده از میکروبهای پرورشیافته در آزمایشگاه موفق شدهاند شنهای سست بیابانی را در کمتر از یک سال به بستری پایدار برای رشد گیاهان تبدیل کنند. این فناوری میتواند مسیر تازهای برای مهار بیابانزایی و احیای اراضی خشک در سراسر جهان باز کند.
ایجاد پوسته زیستی؛ نخستین گام در تبدیل شن بیابان به خاک حاصلخیز
پژوهشگران با پاشش میکروبهای خاص روی شنهای روان، لایهای نازک اما پایدار روی سطح ایجاد کردند. این لایه بهگونهای عمل میکند که بادهای شدید قادر به جابهجایی آسان ذرات شن نیستند.
در شمالغرب چین، روی شبکههای کاهپوش قرارگرفته بر شنزارها، فیلمی تیرهرنگ شکل گرفت که حتی پس از طوفانهای فصلی نیز باقی ماند. بررسیهای میدانی نشان داد این پوسته طی ۱۰ تا ۱۶ ماه به ثبات میرسد.
دانشمندان آکادمی علوم چین در آزمایشهای نزدیک صحرای تاکلاماکان در منطقه سینکیانگ مشاهده کردند که تثبیت شن در کمتر از یکسالونیم امکانپذیر است. هدف اصلی، ایجاد زیرساخت خاکی پایدار پیش از کاشت گسترده گیاهان بود تا نیاز به کاشت مکرر کاهش یابد.
نقش سیانوباکتریها در احیای خاک بیابان
موجوداتی با قدمت میلیاردی
سیانوباکتریها که با نور خورشید انرژی تولید میکنند، از قدیمیترین موجودات زمین هستند و قدمت آنها به حدود ۳.۵ میلیارد سال میرسد. این میکروارگانیسمها توانایی زیستن در شرایط سخت را دارند.
آنها با استفاده از نور خورشید و دیاکسیدکربن، مواد آلی ساده تولید میکنند. برخی گونهها نیز نیتروژن هوا را به ترکیبات قابلاستفاده برای گیاهان تبدیل میکنند. این فرآیند، پایه تغذیهای جامعه میکروبی پوسته را شکل میدهد.
چگونه شن به هم میچسبد؟
در زیر میکروسکوپ، پوستههای زیستی خاک مانند شبکهای از رشتههای باکتریایی دیده میشوند که دور دانههای شن پیچیدهاند. این سلولها قندهای چسبندهای ترشح میکنند که پس از سخت شدن، لایهای منسجم ایجاد میکند.
این پوسته همانند چسب طبیعی عمل کرده، از فرسایش جلوگیری میکند. با این حال، تردد انسان، خودرو یا شخم عمیق میتواند این لایه حساس را تخریب کند. بنابراین حفاظت بلندمدت ضروری است.
افزایش مواد مغذی؛ پایهگذاری خاک حاصلخیز
در سال نخست، سطح تیمارشده توانست مواد مغذی را در لایه بالایی خاک حفظ کند. گردوغبار معدنی، بقایای سلولی، قندهای ترشحشده با هم ترکیب شدند و ماده آلی تولید کردند.
این فرآیند به جذب نیتروژن و فسفر کمک کرد. با افزایش غلظت مواد مغذی، جامعه میکروبی تقویت شد و مقاومت سطح خاک بالا رفت. این شرایط، بستر مناسبتری برای جوانهزنی گیاهان فراهم کرد، هرچند بارندگی بهموقع همچنان عامل تعیینکننده بود.
حفظ رطوبت؛ مزیت کلیدی در اقلیم خشک
پس از بارشهای کوتاه، زمین پوشیده از پوسته زیستی رطوبت را نزدیک سطح نگه میدارد، در حالیکه شن بدون پوشش بهسرعت خشک میشود.
ساختار متخلخل، رنگ تیره پوسته، میزان تبخیر را کاهش میدهد. همین چند روز رطوبت اضافی میتواند به ریشهدوانی علفها، درختچهها کمک کند.
در دورههای خشکی طولانی، پوسته وارد حالت رکود میشود. بنابراین موفقیت این روش به شرایط اقلیمی، زمانبندی دقیق بستگی دارد.
تکامل پوسته زیستی؛ ورود گلسنگها، خزهها
با گذشت زمان، پوشش میکروبی اولیه به ساختاری پیچیدهتر تبدیل شد که شامل گلسنگها، لکههای کوچک خزه بود.
گلسنگها سطح مقاومتری ایجاد کردند. رشد آهسته آنها به حفظ انسجام پوسته در برابر بادهای شدید، سرمای شبانه کمک کرد. خزهها نیز سایه بیشتری فراهم کردند و رطوبت را در نقاط کوچک حفظ کردند.
پس از استقرار این همزیستان، سامانه پایدارتر شد، اما ترمیم آسیبها نیز زمان بیشتری میطلبد.
پشتوانه ۵۹ سال داده میدانی
تحقیقات اخیر بر پایه دادههایی استوار است که طی ۵۹ سال احیای بیابان در چین جمعآوری شده است. پژوهشگران نمونههای پوسته با سن مشخص را با مناطق دستنخورده مقایسه کردند.
نتایج نشان داد افزودن سیانوباکتریها، فرآیندی که معمولاً چند دهه طول میکشد را به چند سال کاهش داده است. با این حال حتی در بهترین شرایط نیز تشکیل پوسته بالغ مقاوم حدود دو تا سه سال زمان میبرد.
کاهش سریع فرسایش بادی
باد شدید بزرگترین تهدید برای شنزارهای بیابانی است. آزمایشهای کنترلشده نشان داد پوسته مصنوعی میتواند بیش از ۹۰ درصد از اتلاف خاک ناشی از باد را کاهش دهد.
کاهش حرکت شن میتواند به کمشدن طوفانهای گردوغبار، افزایش دوام جادهها کمک کند. البته این پوسته باید در برابر چرای دام، تردد انسانی محافظت شود.
محدودیتها، چالشهای اجرایی
اجرای گسترده این روش نیازمند انتخاب دقیق مناطق هدف است. همه تپههای شنی به مداخله نیاز ندارند.
گونههای بومی معمولاً مقاومت بیشتری در برابر گرما، شوری، خشکی دارند. همچنین بیابانزایی دلایل متعددی دارد و این فناوری نمیتواند مشکلاتی مانند چرای بیرویه، سوءمدیریت آب را بهتنهایی حل کند.
گام بعدی در مسیر تبدیل شن بیابان به خاک حاصلخیز
ساخت سریع پوسته زیستی، رشد میکروبی را به ابزاری عملی برای کنترل شنهای روان تبدیل کرده است. اکنون باید با پایش بلندمدت، دوام، اثرات جانبی، کارایی آن در اقلیمهای مختلف ارزیابی شود.
این پژوهش در مجله علمی Soil Biology and Biochemistry منتشر شده است.
جمعبندی؛ آینده احیای بیابانها
تبدیل شن بیابان به خاک حاصلخیز با کمک میکروارگانیسمها میتواند سرعت احیای اراضی خشک را بهطور چشمگیری افزایش دهد. با این حال موفقیت پایدار آن نیازمند مدیریت، حفاظت، برنامهریزی دقیق است.
نظر شما چیست؟
آیا این فناوری میتواند راهحلی جهانی برای مقابله با بیابانزایی باشد؟ دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید، این مطلب را با دوستانتان به اشتراک بگذارید.
