种植纤维素植物无法根本解决水体氧亏问题

种植纤维素植物无法根本解决水体氧亏问题

生物燃料作物对氮的需求量较低,因此如果使用这种作物将有助于减缓肥料中过剩的营养成分释放进入墨西哥湾.但是,一项新的研究指出,如果没有针对性的氮管理策略,这些“纤维素”生物燃料作物仍然会给墨西哥湾沿岸区域带来营养盐污染、氧气衰竭或氧亏等系列问题.

美国政府提出提高生物燃料作物产量的要求,以遏制化石燃料的温室气体排放,并减少对石油进口的依赖,因此许多专家目前正着力寻找一些纤维素作物取代玉米.与玉米相比,纤维素作物具有一些明显的环境效益,比如对肥料中的氮、磷元素的需求量较低.玉米植株的主要成分是淀粉,而纤维素作物植株的主要成分则是由纤维素构成的更为坚硬的木质结构.

玉米是美国东南部地区的主要农产品,种植玉米导致农业面源的营养物质随径流进入墨西哥湾.肥料通过施肥的途径进入农田后,会被植物和周围土壤吸收.最后,以硝酸盐形式存在的活性氮被冲刷至下游的密西西比河,并最终进入墨西哥北部海湾.在海湾,过剩的营养会导致藻类大量繁殖,从而将鱼、虾、蟹等生物所需的氧气消耗殆尽.上述结果往往会造成水域出现季节性的“氧亏区域”,即氧含量过低而验证以维持水生生物的生命活动.

为了解决该问题,EPA已经制订了一个雄心勃勃的计划,即2015年前将墨西哥海湾的氧亏区域从现在的14600km2减少至5000km2.2007年的《能源独立和安全法案》要求,在2022年之前替代汽油的生物燃料量要从2007年的47亿加仑增加至360亿加仑,该要求似乎与EPA制定的目标有点背道而驰.法案还规定由玉米加工成的乙醇量不得高于150亿加仑,其余的生物燃料量将由“高级生物燃料”加工而成,主要用柳枝稷和玉米的植株加工,如叶、皮和玉米收割后剩下的茎等.

孙远军 译自《Environmental Science and Technology》, August 15:7597~7598(2009)