改良植物或成新的碳捕获工具

2010-11-04 11:05 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网近日报道,美国一个研究小组正在研究改良植物的技术,以期在未来几十年中,将植物光合作用捕获碳的能力提高一倍。当前植物光合作用每年从大气中捕获的碳只有30亿吨,而为遏制气候恶化,每年需要从大气中减少约90亿吨碳。该研究发表在10月出版的《生物科学》上。

  研究由美国劳伦斯·伯克利国家实验室和橡树岭国家实验室共同进行,旨在探索一种途径来更好地利用生物质能源作物控制大气中二氧化碳上升水平。

  论文第一作者、伯克利实验室地球科学部高级科研人员克里斯托·简森说,将在今后几十年把植物光合作用捕获碳能力提高一倍。到2050年,利用植物从大气中清除碳的能力将达到50亿吨到60亿吨,这大部分将来自草本或木本的生物能源作物。

  生物能源作物能从两方面抵制气候变化:一方面,植物纤维可转化为中性碳,作为运输燃料来替代化石燃料;另一方面,植物可通过光合作用吸收大气中二氧化碳,将大量的碳通过根系固定在土壤中,形成一种生物炭。

  如果一种草能结合高能量和高附加的优点,还能减少大气中的碳,人们首先会选它作为生物燃料,比如一种很有潜力的生物燃料原料——芒草,它们根系庞大,能从空气中捕获碳,并将碳固定在土壤中达数千年,是目前最佳的生物能源作物候选。

  但简森和研究小组却首先考虑如何提高这些植物的固碳能力,他们描述了几种途径:一是转变植物冠层,加强它拦截阳光的效率;二是提高植物吸收利用太阳光的能力,以提高二氧化碳合成生物质的效率;三是提高植物将所捕获的碳输送到根部的能力,将更多的碳储存在土壤中;最后在保持产量不变的前提下,加强植物对各种压力的耐受程度。

  简森认为,人们在利用生物能源作物时,能首先考虑对其进行基因改良,给生物能源作物引入一些优良的属性,比如让它们能耐受干旱,或能利用卤水、含盐废水或灌溉用海水,从而避免增加淡水供给的负担。生物能源作物基因改良较容易,强化它们耐压固碳的能力可大大降低大气中的碳含量。