“再造”植物，把二氧化碳變成“地下森林”

      

在中國科學院院士、中科院分子植物科學卓越創新中心主任韓斌看來，提升植物光合作用效率、創制高效固碳植物、系統評估和改善生態系統儲碳能力等前沿領域的戰略研究，將成為科學界的研究熱點。

      

在目前實現碳中和的路線中，減排投入的研究力量已相當多，而增匯的研究則相對不足。近年來，國際上增匯研究升溫迅速，已進入到火熱的競爭階段。不少歐美國家對此高度重視，在改良植物提高碳匯的基礎和應用研究上投入重金。

      

早在數年前，美國Salk研究所就提出了“利用植物倡議”，并已投入3000萬美元進行研究。2021年12月，美國能源部宣布了一項計劃，為“旨在加速開發更有效、高通量的方法，通過實驗準確測定植物基因功能的基礎研究”提供3000萬美元的資金資助。2022年2月，拜登政府宣布“通過清潔制造減少碳排放”，其中包括聯邦政府在碳捕獲、利用和封存技術方面的投資將超過120億美元。

      

最近，2020年諾貝爾化學獎得主、“基因魔剪”開創者之一詹妮弗·道德娜教授提出，要利用基因編輯技術，創制高捕碳植物和儲碳植物。她計劃首期投入1100萬美元進行初步探索。

 

2020年6月，英國宣布投入1億英鎊的新研發資金，以資助開發直接在空中捕獲二氧化碳的技術，旨在支持溫室氣體清除（GGR）技術的發展，并幫助它們實現商業化。

 

在我國，中科院分子植物卓越中心率先提出了碳匯植物改良的系統性方案。目前，該中心正圍繞“植物高效碳匯”創制的研究目標在中心內遴選優秀青年人才，通過調整研究方向，組成研發隊伍，同時投入大量資源引進相關人才、構筑平臺。

 

作為植物高效碳匯重點實驗室的首席科學家，韓斌表示，用植物科學解決雙碳問題，需要植物科學、生態學、林學、農學、地學、化學、計算機等多個學科領域的交叉融合，圍繞高碳匯植物所必需的高光效、高生物量、高適應性等特征，開展科技創新前沿研究。

 

王佳偉介紹，實驗室目前的目標是建立植物碳高效固定和儲存理論模型、創制碳高效固定和氮高效利用的植物生態系統、開發植物生物質長時間儲存和高效利用技術，建立從基礎理論研究、高碳匯植物設計、生物質高效儲存和利用，到植物碳匯評價的全鏈條研究系統，為碳中和提供可持續的生物解決方案，構筑面向世界的碳中和生物解決方案的創新策源地。

      

■小知識

 

關于碳儲量

 

碳儲量和碳密度

 

碳儲量即碳的儲備量，通常指一個碳庫（森林、海洋、土地等）中碳的數量。碳密度即為單位面積的碳儲量。

 

碳儲量變化

 

碳儲量變化指碳庫中的碳儲量由于碳增加與碳損失之間的差別而發生的變化。當損失大于增加時，碳儲量變小，該碳庫為碳源；當損失小于增加時，該碳庫為碳匯。

 

碳儲量估算方法

 

碳儲量的估算方法包括樣地清查、遙感估測和模型模擬等諸多方法。目前，國內外學者對森林生態系統的碳儲量研究較多，其中材積源生物量法在估算林分生物量方面具有良好效果，是目前研究森林碳儲量的重要方法之一。