“再造”植物，把二氧化碳变成“地下森林”

      

在中国科学院院士、中科院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌看来，提升植物光合作用效率、创制高效固碳植物、系统评估和改善生态系统储碳能力等前沿领域的战略研究，将成为科学界的研究热点。

      

在目前实现碳中和的路线中，减排投入的研究力量已相当多，而增汇的研究则相对不足。近年来，国际上增汇研究升温迅速，已进入到火热的竞争阶段。不少欧美国家对此高度重视，在改良植物提高碳汇的基础和应用研究上投入重金。

      

早在数年前，美国Salk研究所就提出了“利用植物倡议”，并已投入3000万美元进行研究。2021年12月，美国能源部宣布了一项计划，为“旨在加速开发更有效、高通量的方法，通过实验准确测定植物基因功能的基础研究”提供3000万美元的资金资助。2022年2月，拜登政府宣布“通过清洁制造减少碳排放”，其中包括联邦政府在碳捕获、利用和封存技术方面的投资将超过120亿美元。

      

最近，2020年诺贝尔化学奖得主、“基因魔剪”开创者之一詹妮弗·道德娜教授提出，要利用基因编辑技术，创制高捕碳植物和储碳植物。她计划首期投入1100万美元进行初步探索。

 

2020年6月，英国宣布投入1亿英镑的新研发资金，以资助开发直接在空中捕获二氧化碳的技术，旨在支持温室气体清除（GGR）技术的发展，并帮助它们实现商业化。

 

在我国，中科院分子植物卓越中心率先提出了碳汇植物改良的系统性方案。目前，该中心正围绕“植物高效碳汇”创制的研究目标在中心内遴选优秀青年人才，通过调整研究方向，组成研发队伍，同时投入大量资源引进相关人才、构筑平台。

 

作为植物高效碳汇重点实验室的首席科学家，韩斌表示，用植物科学解决双碳问题，需要植物科学、生态学、林学、农学、地学、化学、计算机等多个学科领域的交叉融合，围绕高碳汇植物所必需的高光效、高生物量、高适应性等特征，开展科技创新前沿研究。

 

王佳伟介绍，实验室目前的目标是建立植物碳高效固定和储存理论模型、创制碳高效固定和氮高效利用的植物生态系统、开发植物生物质长时间储存和高效利用技术，建立从基础理论研究、高碳汇植物设计、生物质高效储存和利用，到植物碳汇评价的全链条研究系统，为碳中和提供可持续的生物解决方案，构筑面向世界的碳中和生物解决方案的创新策源地。

      

■小知识

 

关于碳储量

 

碳储量和碳密度

 

碳储量即碳的储备量，通常指一个碳库（森林、海洋、土地等）中碳的数量。碳密度即为单位面积的碳储量。

 

碳储量变化

 

碳储量变化指碳库中的碳储量由于碳增加与碳损失之间的差别而发生的变化。当损失大于增加时，碳储量变小，该碳库为碳源；当损失小于增加时，该碳库为碳汇。

 

碳储量估算方法

 

碳储量的估算方法包括样地清查、遥感估测和模型模拟等诸多方法。目前，国内外学者对森林生态系统的碳储量研究较多，其中材积源生物量法在估算林分生物量方面具有良好效果，是目前研究森林碳储量的重要方法之一。