地衣（Lichen）是真菌和綠藻門或藍(lán)細(xì)菌的共生體，呈灰白、暗綠、淡黃、鮮紅等多種顏色，長在干燥的巖石或樹皮上，可依形態(tài)分成莖狀地衣、葉狀地衣與殼狀地衣。光合作用的綠藻（或藍(lán)細(xì)菌）提供營養(yǎng)物質(zhì)，真菌（通常屬于子囊菌門，少數(shù)屬于擔(dān)子菌門）提供水和礦物質(zhì)、保護(hù)殼，防止水分過度蒸發(fā)。地衣可以在嚴(yán)峻的環(huán)境條件下生長，常是生物占領(lǐng)新陸地的先鋒。在極度干燥的條件下，地衣也可以脫去水分，進(jìn)入休眠狀態(tài)，待到條件好轉(zhuǎn)，再恢復(fù)高速度增長。地衣可以長壽，有的壽命可達(dá)千年。
生物土壤結(jié)皮（biological soil crusts, BSCs, 簡稱生物結(jié)皮)是由藍(lán)細(xì)菌、藻類、地衣、苔蘚等隱花植物和土壤微生物及其他生物通過菌絲體、假根和分泌物等與土壤表層顆粒膠結(jié)形成的一種復(fù)合體，是干旱和半干旱氣候土壤表面的生物群落。生物土壤結(jié)皮具有重要的生態(tài)價值，它的形成使土壤表面在物理、化學(xué)和生物學(xué)特性上均明顯不同于松散沙土，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)蝕、水蝕功能，除此之外還有固碳、固氮、保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的功能。在干旱、半干旱的荒漠化地區(qū)，地表生物結(jié)皮的形成是固定沙丘形成的重要標(biāo)志，預(yù)示著荒漠化生境轉(zhuǎn)變的開始。因此，生物結(jié)皮在干旱、半干旱荒漠地區(qū)具有重要的生態(tài)意義。生物土壤結(jié)皮一般劃分為藻結(jié)皮、地衣結(jié)皮、蘚結(jié)皮和混生結(jié)皮4個主要類型。
圖片來源：Wikipedia
如果說地衣是生物占領(lǐng)新陸地的先鋒，那么生物結(jié)皮是荒漠土壤的護(hù)身盔甲，它們對陸地生境的開拓和演化都非常重要。然而，它們作為“先鋒”和“盔甲”的前提是生存。藻類作為共生體的主要組成部分，光合作用是它們自養(yǎng)的主要能量來源。那么問題來了，地衣和生物結(jié)皮的光合作用該怎么測量呢？
我們知道光合作用分為利用光進(jìn)行光化學(xué)轉(zhuǎn)化和電子傳遞的光反應(yīng)和固定CO2進(jìn)行卡爾文循環(huán)的暗反應(yīng)。下面，小編就給大家推薦兩種測量地衣和生物結(jié)皮光合作用的方法。
MICRO-PAM和GFS-3000測量地衣
地衣和生物結(jié)皮光合作用能量轉(zhuǎn)換和電子傳遞測量可以借助葉綠素?zé)晒鉁y量來完成。除了便攜式的測量設(shè)備外，小編今天想給大家特別推薦一款緊湊型的多通道連續(xù)監(jiān)測熒光儀MICRO-PAM。MICRO-PAM的數(shù)據(jù)采集器和測量頭均采用防水設(shè)計，無人值守的監(jiān)測可達(dá)數(shù)周或數(shù)月。離線監(jiān)測版本的MICRO-PAM最多可以擴(kuò)展16個測量頭，搭載4G遠(yuǎn)程模塊可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查看與下載。
最新推出的琥珀色版本測量頭MICRO?HEAD/3A 配備了全新波長的 LED，發(fā)射峰值為598 nm，最大半峰寬為22 nm。琥珀色光比藍(lán)光更容易被藍(lán)藻吸收。相應(yīng)地，琥珀色光激發(fā)的PAM信號質(zhì)量優(yōu)于藍(lán)光激發(fā)的PAM信號質(zhì)量。搭載琥珀色版本測量頭的MICRO-PAM特別適合分布在極地，戈壁等極端生境下藍(lán)藻藻墊，地衣和含有藍(lán)藻的土壤生物結(jié)皮光合作用的測量。
藍(lán)光版本和琥珀色光版本MICRO-PAM的光源激發(fā)光譜和檢測光譜
緊湊型的多通道連續(xù)監(jiān)測熒光儀MICRO-PAM可以以固定的時間間隔循環(huán)測量，也可以執(zhí)行預(yù)設(shè)程序定時測量。測量的數(shù)據(jù)包括Fo, Fm, F, Fo’, Fm’, Fv/Fm, Y(II), qP, qL, qN, NPQ, Y(NPQ), Y(NO), ETR,光強(qiáng)PAR，溫度，濕度等。其中光強(qiáng)PAR，溫度，濕度可以最大限度的反映地衣和生物結(jié)皮所處生境的環(huán)境參數(shù)。對于研究生物與環(huán)境的關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)的演化具有非常重要的應(yīng)用價值。
MICRO-PAM監(jiān)測數(shù)據(jù)下載：葉綠素?zé)晒鈪?shù)和溫度，光強(qiáng)
地衣和生物結(jié)皮光合作用固定CO2進(jìn)行卡爾文循環(huán)合成有機(jī)物的測量可以通過光合儀測量共生體與環(huán)境發(fā)生的氣體交換來完成。今天小編要給大家推薦的是功能強(qiáng)大且全面的便攜式光合-熒光測量系統(tǒng)GFS-3000，它可以配置專為地衣和生物結(jié)皮測量而設(shè)計的葉室。它可以精確的控制光合作用測量相關(guān)的光強(qiáng)，溫度，濕度，CO2濃度，非常適合模擬地衣和生物結(jié)皮光合作用活性對光強(qiáng)，溫度，濕度，CO2濃度的響應(yīng)，研究全球或局部氣候變化對地衣和生物結(jié)皮生態(tài)功能的影響。
GFS-3000光合熒光測量系統(tǒng)和地衣葉室
地衣和生物結(jié)皮的研究非常重要，國外的學(xué)者在三十年前就注意到了這一點，國內(nèi)學(xué)者對地衣和生物結(jié)皮的研究也越來越多。因為我國有大量的寒地，旱地生境，干旱和半干旱地區(qū)。例如黃土高原就是典型的生態(tài)脆弱敏感區(qū)和世界上水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)，也是當(dāng)今我國生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)文明建設(shè)的重點區(qū)域。生物結(jié)皮是黃土高原的重要組成和典型景觀，在生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和水土保持功能中發(fā)揮著重要作用。近20年來，國內(nèi)學(xué)者系統(tǒng)研究了黃土高原生物結(jié)皮土壤養(yǎng)分、抗侵蝕性和蘚結(jié)皮的人工培育，近幾年對生物結(jié)皮中的微生物多樣性亦開展了詳細(xì)的研究，為后期深入研究奠定了堅實基礎(chǔ)。
黃土高原生物結(jié)皮不同演替階段（張丙昌，2021 土壤學(xué)報）
A：藻結(jié)皮Algal crust；B：地衣結(jié)皮Lichen crust；C：混生結(jié)皮Mixed crust；D：苔蘚結(jié)皮Moss crust.
地衣除了是被人熟知的先鋒植物，還是生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測和指示性植物。因為它具有很強(qiáng)的生存能力的同時又對環(huán)境質(zhì)量有著很高的要求。生物結(jié)皮除了在生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和水土保持功能中發(fā)揮著重要作用以外，還在提高土壤肥力，促進(jìn)養(yǎng)分代謝，輔助生態(tài)修復(fù)等方面都具有不俗的生態(tài)功能。地衣和生物結(jié)皮雖然是一些微生物和藻類的共生體，但是“麻雀雖小，五臟俱全”。能夠進(jìn)行光合作用自養(yǎng)生存，進(jìn)而可能會演化出一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，真的很了不起！
如果您正在進(jìn)行地衣和生物結(jié)皮相關(guān)領(lǐng)域的生態(tài)學(xué)研究，如果您正缺少一種工具來測量地衣和生物結(jié)皮的光合作用，緊湊型的多通道連續(xù)監(jiān)測熒光儀MICRO-PAM和便攜式光合-熒光測量系統(tǒng)GFS-3000可能會對您非常有幫助。如果您想了解更多信息，可以隨時與我們聯(lián)系。我們可以根據(jù)您的研究需求，討論并制定適合您的解決方案，助力您開拓我國地衣和土壤生物結(jié)皮研究的新篇章！
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