作者:张焕波 来源:科学时报 发布时间:2009-8-7 9:04:08
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张焕波:要重视海藻类植物在应对气候变化中的作用
 
目前,各国采取各种行动来减缓和适应全球气候变化。其中,提高能效、发展可再生能源、碳捕捉与储存和植树造林等行动是各国政府考虑的首要措施。而占全球一半光合作用的海洋生态系统在很长一段时间一直被忽略。只有少数科学家几年前开始关注用海藻类植物应对气候变化。
 
实际上,人们使用海藻类植物的历史很长。在亚洲,海藻可以用来做汤、寿司、凉拌菜、炒菜等各种食品。目前,每年全球收获800万吨海藻和水藻(包括野生和种植的)。中国、日本、韩国、朝鲜、印度和菲律宾等亚洲国家长期采集和种植藻类植物。中国是世界上最大的海藻生产国,其次是韩国和日本。整个亚太地区的海藻生产占到全球的80%,日本的紫菜产业达到几十亿美元的经济规模,韩国和日本在海藻业的研究方面也处于领先位置。
 
现在,一些科学家开始认识到海藻类植物不仅仅是食品,还是应对气候变化的重要工具。每年释放到大气中的二氧化碳约有80亿吨,其中陆地生态系统约吸收20亿吨,海洋生态系统约吸收12亿~28亿吨。因此,处理好海藻类植物的种植与应对气候变化之间的关系非常重要。总体上,可以从以下三个方面来理解海藻类植物在应对气候变化中的作用。
 
第一,海藻类植物可以成为重要的碳汇。海藻类植物本身是碳载体,通过一定规模的保有量,可以固化空气中的碳。尽管海藻类植物的生长期周期很短,在生长期会净吸收碳,在死亡腐烂后,碳又回到大气中,但可以在一定水域内长期保持一定的规模,像森林一样作为长期的碳汇存在。并且,海藻类植物在种植空间、生长速度和吸收二氧化碳方面与陆地植物相比有很大的优势。全球50%的光合作用发生在海洋。一些藻类植物的二氧化碳吸收量是陆地植物的5倍。一些海藻可以在3个月内长到9~12英尺。3.5吨藻类植物可以吸收1.27吨碳、0.22吨氮和0.03吨磷。
 
第二,海藻类植物可以成为重要的生物能源来源。海藻类植物作为第三代生物能源原料,受到欧美国家广泛重视。海藻类植物用于制造生物能源材料,是一种碳中和能源,不产生额外的温室气体排放,属于清洁能源。这些生物能源对化石能源的广泛替代,将大大减少温室气体的排放。海洋植被具有多产的特性,每平方米水域内可以生长16到65公斤大型褐藻,而相同面积的陆地区域只能产出8到18公斤甘蔗。这种多产的特性和不受面积限制的特点使海藻类植物可以大量用来生产生物能源。
 
第三,海藻类植物可以为全球粮食供应作出重要贡献。尽管全球作出种种努力,温度上升恐怕还是不可避免。全球各国都在作适应气候变化的准备。其中,粮食问题最为关键。温度上升,从全球来看,粮食会大幅度减产。通过发展海藻类植物,一方面可以节省陆地的保持植被的空间,有更多的土地种植粮食,而不是种植生物能源原料或作为像植树造林那样的碳汇,长期占用土地。另一方面,海藻类植物可以进一步开发成各种食物,一定程度上解决粮食问题。因此,海藻类植被不但是碳汇,还可以作为食物、饲料、能源和药材。
 
目前来看,在海藻类植物的种植方面需要解决几个问题:固定海藻类植物在一定的海域内,而不被洋流和飓风带走;海藻类植物生长期快,需要发展大规模联合收割系统,保证能以比较低的成本使用;海藻类植物的种植范围、规模如何确定,以保证有足够多的海藻可以用作食品、饲料和能源,同时又不会对海洋生态系统产生负面影响和影响海洋运输的畅通;海藻类植物在转化成生物能源时,需要去掉水分,如何保证该过程的低能耗和低成本需要进一步研究。
 
(作者系清华大学公共管理学院博士后)
 
《科学时报》 (2009-8-7 A1 要闻)
 
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