“中国内蒙古螺旋藻产业发展高峰论坛”系列报道三：鄂尔多斯高原碱湖——中国螺旋藻的故乡

　　2021年6月15日，鄂托克旗政府举办了“中国内蒙古螺旋藻产业发展高峰论坛”研讨会，来自全国的螺旋藻专家、教授、企业代表分别做了主题报告。与会专家们进行了热烈的讨论，此次论坛是我国螺旋藻产业发展20年来首次论坛，为推动我国螺旋藻事业健康发展起到了巨大的推进作用。

　　螺旋藻产品营养应用价值挖掘潜力巨大。鄂托克旗依托地缘优势，拥有世界上最优质的螺旋藻资源，建有内蒙古自治区第一家技术力量雄厚、设备先进、功能齐全的螺旋藻专门检测和研发机构，拥有生产规模和加工能力跃居世界首位的螺旋藻园区，为内蒙古建设国家重要农畜产品生产加工基地推波助澜。

　　研讨会上，专家们高屋建瓴，以顶层设计思路为当地螺旋藻健康发展把脉定舵。专家们的真知灼见为我们献上了一道道饕餮盛宴。笔者有幸参加了此次研讨会。为了让此次研讨会的重要成果形成文献，笔者经过几个月约稿、整理，特推出“中国内蒙古螺旋藻产业发展高峰论坛”系列报道。　　(王桂桃 庞靖)

“中国内蒙古螺旋藻产业发展高峰论坛”系列报道三——

鄂尔多斯高原碱湖——中国螺旋藻的故乡

　　文| 乔辰

一、鄂尔多斯高原及其碱湖

　　鄂尔多斯高原是内蒙古高原的一部分，位于内蒙古自治区西南隅，南面与黄土高原相邻，西、北和东三面被黄河所环绕，行政区划大部分是属于鄂尔多斯市。鄂尔多斯，是一片古老而神奇的土地，现已成为内蒙古自治区西部经济快速发展的金三角组成部分，也是远近闻名的旅游胜地。

　　鄂尔多斯高原属于典型的温带大陆性干旱、半干旱气候区。该地区四季分明，冬季寒冷，夏季温热;气温日、年较差大，年平均温度6.4℃。太阳能丰富，年日照2887.5～3186.3小时，日照百分率约达68.5%，年均太阳辐射总量为5730.47～5996.96兆焦耳/平方米。年平均降水量271.4～401.6毫米;年均蒸发量2 000～3 000毫米，蒸发量是降水量的5.0～11.1倍。年平均风速3.5米/秒，扬沙日数40～50天/年，沙暴日数12～16天/年。总之，该地区的气候特征概括为二十个字：四季分明，雨热同期，干旱少雨，光照充足，风大沙多。

　　鄂尔多斯高原位于世界的盐湖带上(图1)，这里盐湖主要以碱湖为主，其沉积物主要是天然碱。碱湖分布范围约占鄂尔多斯高原总面积的2/3，是内蒙古自治区范围最大、最密集的天然碱湖分布区。因天然碱中的碳酸钠和碳酸氢钠含量高，多日晴天时碱湖周围一片白色，在太阳光的照射下十分刺眼，故当地的蒙古族先人把碱湖叫做“察汗淖尔”，“察汗”蒙古语意为白色，“淖尔”意为湖泊，合在一起为白色的湖(图2)。

二、螺旋藻的发现和分布

　　1996年，内蒙古农业大学螺旋藻课题组承担了内蒙古自治区“九五”攻关项目“内蒙古沙区螺旋藻综合利用与产业化的研究”。当年，课题组成员就赴鄂尔多斯高原的库布齐沙漠和毛乌素沙地的盐碱湖进行实地考察。其间，于10月底在乌审旗巴彦淖尔碱湖发现当地碱厂利用湖水生产日晒碱的贮卤池中漂浮着厚厚一层蓝绿色螺旋藻水华(是指螺旋藻因大量繁殖引起水色较浓，并在水面形成一层蓝绿色且有腥味的浮沫)(图3)，这是我国钝顶螺旋藻水华的首次发现。其在显微镜下观察几乎是很纯的螺旋藻(图4)，后经南京大学藻类专家曾昭琪教授鉴定为钝顶螺旋藻。

　　随后，课题组陆续在邻近的察汗淖尔湖等碱湖中也发现了该钝顶螺旋藻。这是目前除了非洲Chad湖及其附近湖泊外，钝顶螺旋藻在世界上的第二个分布区。通常认为螺旋藻主要分布在热带和亚热带地区，但在近北纬40°的碱湖中发现了中国的钝顶螺旋藻新品系，这不仅是螺旋藻研究上的重大发现，而且填补了我国螺旋藻产业所需藻种的空白。2001年以前，我国螺旋藻产业使用的藻种为引进种，为高温品系。为了扩大螺旋藻养殖的地理范围，使其养殖范围在我国由南向北适当发展，也为南方的螺旋藻工厂在冬季也可以进行养殖，人们通过诱变育种，希望得到耐低温藻种。现在鄂尔多斯高原碱湖中发现了土生土长的钝顶螺旋藻，经研究为中低温品系;中试和规模化养殖证明，其不仅可以作为养殖藻种，而且把人们希望得到中低温藻种的愿望变成了现实。

　　多年来寒来暑往、风餐露宿，课题组成员在鄂尔多斯高原广袤沙区进行实地考察，足迹踏遍了十多个碱湖，其中仅在巴彦淖尔等八个碱湖中发现了螺旋藻。

三、螺旋藻种类及其形态特征

　　内蒙古农业大学螺旋藻课题组在鄂尔多斯高原碱湖中发现了包括钝顶螺旋藻在内的5种形态各异的螺旋藻(节旋藻)，其中两个为新种。

　　1、鄂尔多斯螺旋藻Spirulina(Arthrospira)erdosensis。

　　该藻的藻丝呈鲜艳的蓝绿色;横壁明显、略收缢，横壁处偶有颗粒分布。细胞宽9.0～12.0微米，长2.5～3.7微米，长约为宽的1/3。藻丝呈十分规则螺旋状，螺旋数一般为数个至数十个，甚至可达100之多。螺旋宽28～50微米，螺距30～65微米。藻丝末端形态多样，有的呈半球形;有的逐渐变细呈钝圆形;有的末端略膨大(图5)。该藻为沉水型。

　　2、巴彦淖尔螺旋藻S. bayannurensis。

　　该藻的藻丝细长，呈蓝绿色。在光镜和扫描电镜下观察不到横壁，但在透射电镜下看到明显的横壁。藻丝宽1.0～1.2微米(～1.5微米);藻丝呈规则螺旋盘绕，且螺旋紧密，螺宽3.0～4.0微米(～5.0微米)，螺距均匀，为1.6～2.2微米;藻丝末端呈钝圆锥形(图6)。藻丝形态稳定，但特别灵活。该藻为底栖型。

　　3、钝顶螺旋藻S.(A.) plantensis (Nordst.)Geitl.

　　该藻的藻丝呈深蓝绿色，横壁处略收缢，细胞内颗粒丰富。细胞宽7.3～9.0微米，长4.5～6.3微米，细胞长宽比约为2/3。螺旋宽为32～45微米，螺距为27～60微米。通常螺旋数有7～11个，也可达200个，最多为700多个。藻丝形态变异大，主要有纺锤形、哑铃形、塔形等。藻丝末端钝圆形，有的末端略膨大成帽状(图7)。该藻为浮游型。

　　4、方胞螺旋藻S.(A.) jenneri (Stiz.)Geitl.

　　该藻的藻丝形态稳定，呈规则的微波浪形，淡绿色，横壁处不收缢。细胞宽5.0～7.0微米，长2.0～3.0微米，细胞长宽比约为1/2.3。通常螺旋数5～7个，最多可达16个。螺旋宽相等，为9.0～12.0微米;螺距均匀，为32.0～37.5微米。藻丝末端呈半球形(图8)。该藻为底栖型。

　　5、待定螺旋藻Spirulinasp.

　　其藻丝宽度为1.0～1.2微米，淡绿色;呈较为规则的螺旋状，不同藻丝的螺旋宽度稍有差异，为6.3～8.0微米，7.5微米最多见，常见螺旋数为6～14个，最多可达34个;螺旋紧密，螺距均匀，为1.7～3.0微米，2.0微米左右多见，无气泡(图9)。该藻极其活泼，可以向前或向后快速移动，也可转动。

　　鄂尔多斯高原碱湖的螺旋藻，多少年来在这里繁衍生息，无人问津，是一块未开垦的处女地。在未涉足之前，螺旋藻对内蒙古农业大学螺旋藻课题组成员来讲是一个盲区，所以起步研究经历了筚路蓝缕的艰辛期。值得欣慰的是，课题组终于将三十五亿年前在地球上出现、且在鄂尔多斯高原碱湖“沉睡”了若干年后的螺旋藻的神秘面纱掀开了冰山一角。时至今日，在鄂尔多斯高原碱湖中已发现了至少5种螺旋藻，这不仅丰富了我国螺旋藻的种质资源，特别是钝顶螺旋藻中低温品系的发现，结束了螺旋藻产业使用外来藻种的历史，并为产业提供中低温型藻种。螺旋藻种质资源在鄂尔多斯高原如此集中的分布，这里真不愧为中国螺旋藻的故乡。

作者简介

　　乔辰：教授，硕导。在内蒙古农业大学一直从事植物生理学和生物化学的教学和科研工作。1996年开始对鄂尔多斯高原碱湖螺旋藻进行研究，是鄂尔多斯高原碱湖螺旋藻的发现者之一。有关螺旋藻的研究，主持2项国家自然科学基金项目，5项内蒙古自治区和市级项目，参加6项内蒙古自治区级项目。2010年3月开始筹建螺旋藻工程技术研究中心，该中心于2011年5月正式被内蒙古科技厅评定为“内蒙古自治区螺旋藻工程技术研究中心”并授匾。

　　出版书籍：⑴主编《鄂尔多斯高原碱湖螺旋藻》，科学出版社，2013;⑵参编《察汗淖尔螺旋藻——完美的营养使者》，中国农业出版社，2009。

　　获奖：⑴内蒙古自然科学进步贰等奖1项(1997);⑵国家林业局科技进步叁等奖1项(1998);⑶内蒙古自治区高等教育教学成果贰等奖1项(2000)。