種植纖維素植物無法根本解決水體氧虧問題

生物燃料作物對氮的需求量較低,因此如果使用這種作物將有助于減緩肥料中過剩的營養(yǎng)成分釋放進入墨西哥灣.但是,一項新的研究指出,如果沒有針對性的氮管理策略,這些“纖維素”生物燃料作物仍然會給墨西哥灣沿岸區(qū)域帶來營養(yǎng)鹽污染、氧氣衰竭或氧虧等系列問題.

美國政府提出提高生物燃料作物產量的要求,以遏制化石燃料的溫室氣體排放,并減少對石油進口的依賴,因此許多專家目前正著力尋找一些纖維素作物取代玉米.與玉米相比,纖維素作物具有一些明顯的環(huán)境效益,比如對肥料中的氮、磷元素的需求量較低.玉米植株的主要成分是淀粉,而纖維素作物植株的主要成分則是由纖維素構成的更為堅硬的木質結構.

玉米是美國東南部地區(qū)的主要農產品,種植玉米導致農業(yè)面源的營養(yǎng)物質隨徑流進入墨西哥灣.肥料通過施肥的途徑進入農田后,會被植物和周圍土壤吸收.最后,以硝酸鹽形式存在的活性氮被沖刷至下游的密西西比河,并最終進入墨西哥北部海灣.在海灣,過剩的營養(yǎng)會導致藻類大量繁殖,從而將魚、蝦、蟹等生物所需的氧氣消耗殆盡.上述結果往往會造成水域出現(xiàn)季節(jié)性的“氧虧區(qū)域”,即氧含量過低而驗證以維持水生生物的生命活動.

為了解決該問題,EPA已經(jīng)制訂了一個雄心勃勃的計劃,即2015年前將墨西哥海灣的氧虧區(qū)域從現(xiàn)在的14600km2減少至5000km2.2007年的《能源獨立和安全法案》要求,在2022年之前替代汽油的生物燃料量要從2007年的47億加侖增加至360億加侖,該要求似乎與EPA制定的目標有點背道而馳.法案還規(guī)定由玉米加工成的乙醇量不得高于150億加侖,其余的生物燃料量將由“高級生物燃料”加工而成,主要用柳枝稷和玉米的植株加工,如葉、皮和玉米收割后剩下的莖等.

孫遠軍 譯自《Environmental Science and Technology》, August 15:7597~7598(2009)