能源植物大有可为

发布时间:2024-08-12 03:24:57    浏览:

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  能源植物大有可为2012年12月21日出版的美国《科学》杂志刊登了2013年最值得关注的六大科学领域,其中植物学研究名列其中。

  作为生物学中一个古老的分支学科,植物学除了让人类更好地了解自然世界,其研究成果还在衣、食、住、行、用等方方面面起着不可或缺的作用。

  进入21世纪,人类面临着全新的挑战。尤其是能源短缺、环境污染等问题已经成为严重制约人类可持续发展的瓶颈。在这样的时刻,人们期望着,植物学能够再一次大放异彩,成为蓝色星球的下一个“救世主”。

  英国石油公司今年发布的一项数字显示,即便按照当前保守的消耗速度计算,目前全球石油储量仅可再供全球消费54年。

  这样的现状迫使人们寄希望于开发新型能源,而生物质能源作为唯一一种含有碳、氢元素的可再生能源,近年来更是受到各国重视。

  2001年“911”恐怖袭击事件之后,美国与中东关系恶化,逐步开始重视生物质能源的研发工作。2007年,美国组织起一支庞大的研究队伍,成立了数个生物质能源研发中心;年底,前总统布什签署了能源独立和安全法案,提出到2020年要将生物燃料的使用量提高到360亿加仑,其中玉米乙醇占150亿加仑,纤维素乙醇占160亿加仑。

  2011年,在美国发展相对成熟的玉米乙醇率先完成了目标产量,但却因随之带来的粮食价格上涨、市场波动而在国际社会招致了激烈的反对。

  “另一方面,玉米这样的能源植物需要大量灌溉、施肥和田间管理,投入成本很高,而净能量却很少。”中国科学院植物研究所研究员、资源植物研发重点实验室主任桑涛说,“因此,寻找净产出高、不影响粮食安全、对环境友好的新一代能源植物就成为各国关注的焦点。”

  这一新兴领域很快成为国际竞争的重地。目前美国农业部在基础研究和应用基础研究方面投入的经费中,超过50%的经费拨向了与能源植物有关的科研项目,柳枝稷、芒草天博体育官方APP、杨树、柳树等植物都是重点研发对象。

  除了能源植物的培育外,科学家还在试图弄清这些能源植物的代谢途径和调控网络,并借助基因工程手段,改造能源植物的结构和成分,如提高纤维素、半纤维的比例,使其转化效率更高,同时更容易转化。

  “此外,欧美还有一批科学家正在研究能源植物对生物多样性、生态环境和节能减排等的影响。”桑涛告诉记者,能源植物领域目前尚处于研究阶段,还没有产生特别重大的突破,“不过也没有什么明显的障碍”。

  但对中国来说,时间却可能要更加紧迫一些。桑涛认为,近年来中国的快速发展,让能源和环境的压力与日俱增,人们开始逐渐考虑发展生物质能源。

  但一方面是巨大的需求,另一方面却是起步晚、投入小,诸如纤维素酶生产等技术已经被国外大公司垄断,“中国如果再不取得一些自主知识产权的突破,将来的困难可能会更大”。

  不过桑涛也觉得,中国的奋起直追不必照搬欧美国家的已有经验,中国人完全可以走出一条自己的道路。

  跟欧美不同的是,中国的耕地面积十分紧张,但却有贫瘠、盐碱化、沙化、水土流失和污染严重的荒地。

  在桑涛看来,这些“特殊”的土地恰好是中国发展能源植物的希望所在。此前他去西北地区考察时发现,那里环境恶劣、土壤贫瘠,农民不愿意种地,大量土地就在那里荒着,久而久之土壤进一步退化,又造成新一轮的恶性循环。

  桑涛说:“这些边际性土地大多分布在贫穷的地区,如果科学家能让能源植物在这些土地上生长,不仅能为国家生产足够的能源植物,还能够建立一种农业工业相结合的新兴产业模式,让老百姓通过种地增加收入,也带动地方经济的发展。”

  除此之外,当裸露的土地重新披满植物后,其带来的生态效益也将不可估量。此前,桑涛等人在甘肃开展的芒草实验已获得了初步成功,证实了他的设想。

  “只要中国把自己的优势发挥出来,完全可以弥补跟欧美国家的差距。”对这个问题,桑涛觉得颇有信心,但他也觉得,国家对这个领域的支持力度还应该进一步加大。

  “能源植物研究领域新、队伍也新。”他说,“所以更需要国家从战略高度把这件事定下来,做好论证工作,然后给予稳定的专项支持。”

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