دانشمندان با استفاده از میکروب‌های پرورش‌ یافته در آزمایشگاه توانستند شن‌های سست بیابان را به لایه‌ای نازک و پایدار تبدیل کنند که باد به‌ راحتی قادر به جابه‌جایی آن نیست. این سطح مقاوم‌تر به گروه‌های احیای محیط‌زیست فرصت می‌دهد تا پیش از آنکه بادهای شدید و گرمای طاقت‌فرسا گیاهان جوان را از بین ببرد، درختچه‌ها و علف‌ها را بکارند.

در شمال‌غرب چین، پژوهشگران با استفاده از سیانوباکتری‌های پرورش‌ یافته در آزمایشگاه، روی شن‌های بیابانی لایه‌ای تیره و پایدار ایجاد کردند که باعث می‌شود حتی پس از طوفان‌های فصلی هم گرد و غبارها باقی بماند. آکادمی علوم چین با پایش این مناطق در شرایط گرما و یخبندان، نشان داد این پوسته‌های زیستی می‌توانند طی ۱۰ تا ۱۶ ماه شن‌ها را تثبیت کنند. با این حال، هدف اصلی ابتدا ایجاد یک پایه خاکی پایدار بود تا گیاهان بعدی بدون نیاز به کاشت مداوم بتوانند دوام بیاورند.

سیانوباکتری‌ها که حدود ۳.۵ میلیارد سال قدمت دارند، با استفاده از نور خورشید دی‌اکسیدکربن را جذب و مواد آلی تولید می‌کنند. حتی برخی گونه‌هایشان در تبدیل نیتروژن هوا به مواد مغذی قابل استفاده برای گیاهان نقش موثری دارند. پس از استقرار، آن‌ها با ترشح قندهای چسبناک شبکه‌ای از رشته‌های میکروبی پیرامون دانه‌های شن ایجاد می‌کنند که مانند چسب عمل کرده و سطحی منسجم می‌سازد. این پوسته علاوه بر تثبیت شن و جلوگیری از فرسایش، می‌تواند مانع رشد گیاهان مهاجم شود، اما در برابر تردد انسان و خودرو آسیب‌پذیر است و به رسیدگی بلندمدت نیاز دارد.

در سال نخست، این سطح توانست مواد مغذی را در لایه بالایی خاک نگه دارد و با ترکیب گرد و غبار معدنی، سلول‌های مرده و قندهای ترشح‌ شده، ماده‌ای آلی شکل گرفت که به حفظ نیتروژن و فسفر کمک کرد. افزایش مواد مغذی باعث تقویت میکروب‌ها شد و شرایط بهتری برای جوانه‌زنی فراهم آورد. همچنین پوسته زیستی پس از بارش‌های کوتاه، رطوبت را نزدیک سطح حفظ و تبخیر را کاهش داد؛ همین چند روز رطوبت بیشتر می‌تواند به استقرار علف‌ها و درختچه‌ها کمک کند.

با گذشت زمان، این پوسته از لایه‌ای عمدتاً میکروبی به پوششی شامل گلسنگ‌ها و خزه‌ها تکامل یافت که پایداری‌اش را در برابر بادهای شدید و شب‌های سرد افزایش داد. بررسی ۵۹ ساله روند احیای بیابان در چین نشان داد افزودن سیانوباکتری‌ها فرایندی چند ده‌ ساله را به چند ماه کاهش می‌دهد، اما شکل‌گیری پوسته‌ای بالغ و مقاوم همچنان دو تا سه سال زمان می‌برد. آزمایش‌ها نشان داد این روش می‌تواند بیش از ۹۰ درصد از فرسایش باد را کاهش دهد، ولی اجرای گسترده آن نیازمند انتخاب دقیق مناطق، استفاده از گونه‌های بومی و محافظت در برابر چرای بی‌رویه، وسایل نقلیه و سوءمدیریت منابع است؛ البته این راهکار به‌ تنهایی همه عوامل بیابان‌زایی را حل نمی‌کند. این پژوهش در مجله Soil Biology and Biochemistry منتشر شد.