李星霖, 劉巧霞, 程志全, 胡 超,, 葛斌杰,李宏慶, 田懷珍
(1.華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,上海 200241;2.上海辰山植物園,上海 201602)
滬蘇皖主要非糧生物柴油能源植物資源的調(diào)查與含油量分析
李星霖1, 劉巧霞1, 程志全1, 胡 超1,2, 葛斌杰2,李宏慶1, 田懷珍1
(1.華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,上海 200241;2.上海辰山植物園,上海 201602)
通過(guò)對(duì)滬蘇皖三地非糧生物柴油能源植物的調(diào)查及種子含油量的測(cè)定,初步了解了滬蘇皖現(xiàn)有非糧生物柴油能源植物的資源特點(diǎn)和分布狀況.結(jié)果顯示:滬蘇皖三地非糧生物柴油能源植物含油量在10%以上的有59科123屬151種.其中高含油量(50%以上)的能源植物主要包括樟科的江浙山胡椒Lindera chienii、狹葉山胡椒L.angustifolia和紅脈釣樟L.rubronervia,衛(wèi)矛科的白杜Euony musmaackii,大戟科的油桐Vernicia fordi、蓖麻Ricinus communis和山茶科的油茶Camelliaoleifera等.調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前只有大戟科的烏桕Triadica sebifera被有效開(kāi)發(fā)利用,山茶科的油茶和大戟科的油桐較少利用,山茶科的茶C.sinensis廣泛種植但種子卻沒(méi)有被利用.最后,本文針對(duì)滬蘇皖非糧生物柴油能源植物的資源狀況與分布特點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)潛力提出了對(duì)應(yīng)的建議.
非糧生物柴油; 能源植物; 含油量; 開(kāi)發(fā)
能源是人類(lèi)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),按其來(lái)源可分為化石能源(煤炭、石油、天然氣等)和非化石能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等)[1].目前人類(lèi)能源消耗主要是以煤炭、石油、天然氣等為主的化石燃料能源.隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)的持續(xù)加劇、對(duì)能源的不斷攝取,以至當(dāng)前化石燃料能源加速耗竭.聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明世界石油儲(chǔ)量只能維持到2035年,到2060年天然氣也將消耗殆盡[2].加之化石燃料引起的環(huán)境污染,全球氣候改變,能源問(wèn)題已經(jīng)危及到社會(huì)安全和人類(lèi)生存,成為全人類(lèi)共同關(guān)心的重大問(wèn)題.在所有能源類(lèi)型中非化石能源中的生物質(zhì)能具有眾多好處:可再生、來(lái)源廣闊、無(wú)污染,通過(guò)不同工藝技術(shù)途徑可轉(zhuǎn)換為液體、氣體和固體燃料,以及熱能和電力等,達(dá)到較高的利用效率[1].生物柴油是指由植物油或動(dòng)物脂肪經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)制成的改性脂肪酸單酯,包括脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和脂肪酸丙酯等[3],具備生物質(zhì)能的諸多優(yōu)點(diǎn),是一種理想的新型能源燃料,可以用來(lái)替代化石燃料[4].目前國(guó)內(nèi)外大力開(kāi)發(fā)能源植物制備優(yōu)質(zhì)生物柴油,但能源植物的種類(lèi)大多為糧食作物[5-7],如大豆油和菜籽油作為新型的生物柴油原料被歐美國(guó)家廣泛運(yùn)用[8,9].然而,我國(guó)人口多,人均耕地面積少,糧食資源緊張[10],因此選擇以非糧植物作為基礎(chǔ)的生物能源[11],不與人爭(zhēng)糧,不與糧爭(zhēng)地,大力發(fā)展非糧能源植物進(jìn)行生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展是無(wú)可置疑的方針.并且我國(guó)植物資源豐富,現(xiàn)有可再生持續(xù)發(fā)展的綠色植物資源中,僅高等植物就有3萬(wàn)余種[12],具有極大的開(kāi)發(fā)潛力.然而目前我國(guó)非糧生物柴油能源植物多數(shù)處于野生狀態(tài),種類(lèi)及分布狀況尚缺乏全面調(diào)查統(tǒng)計(jì)[13].
滬蘇皖位于華東地區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展快,能源消耗高.本土能源生產(chǎn)速度已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求,導(dǎo)致滬蘇皖能源消耗對(duì)外依存度逐年增強(qiáng),表現(xiàn)出以高耗能支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不良態(tài)勢(shì)[14-17].能源高消耗導(dǎo)致城市顆粒污染物排放量大,匯集形成霧霾天氣,不僅嚴(yán)重影響了交通安全,危害人類(lèi)身體健康,甚至加快了城市遭受光化學(xué)煙霧污染的到來(lái)[18].因此,開(kāi)發(fā)利用可再生、無(wú)污染能源是事關(guān)滬蘇皖地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、城市安全和社會(huì)進(jìn)步的重大課題.開(kāi)發(fā)本土的非糧生物柴油能源植物不僅可以緩解該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源短缺問(wèn)題,同時(shí)也有利于改良生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收[19],改善本區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量,對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)建設(shè)具有重要意義.
目前針對(duì)滬蘇皖三地非糧能源植物的調(diào)查及研究非常有限,張慧沖和萬(wàn)志兵對(duì)安徽黃山地區(qū)能源植物種類(lèi)進(jìn)行了調(diào)查,但均未對(duì)種子的含油量進(jìn)行測(cè)定,也未提出可適用于生物柴油生產(chǎn)的能源植物[20,21];華曉燕和黃清俊分別對(duì)江蘇省和上海市沿海灘涂地帶的能源植物進(jìn)行了調(diào)查,重點(diǎn)闡述了江蘇沿海灘涂地帶菊芋Helianthustuberosus、蓖麻Ricinus com munis、烏桕Triadica sebifera和黃連木Pistacia chinensis等最具有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉粗参锏纳飳W(xué)特性和開(kāi)發(fā)利用價(jià)值[19],以及篩選出適合上海鹽堿地區(qū)種植的53種(或品種)草本纖維類(lèi)能源植物[22],但是并沒(méi)有對(duì)含油量以及生產(chǎn)生物柴油的可用能源植物進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)量與分析.本研究對(duì)滬蘇皖三地的非糧生物柴油能源植物進(jìn)行了較為全面的種類(lèi)調(diào)查,給出滬蘇皖三地的能源植物名錄,并分析了其含油量以及分布特點(diǎn),旨在為此類(lèi)資源在該地區(qū)的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料.
上海市地處31°11′N(xiāo),121°12′E,屬長(zhǎng)江三角洲前緣地區(qū),多為沖積平原,成陸時(shí)間短,地勢(shì)平坦[23],僅西部及西南部有少部分山體,全市最高點(diǎn)大金山島海拔為105.3 m[24].境內(nèi)大小河流密布,屬亞熱帶海洋季風(fēng)性氣候,溫暖濕潤(rùn),四季分明[25].城市森林土壤緊實(shí),有機(jī)質(zhì)和全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低,土壤肥力較弱[26],加之上海城市化程度高,人口密度大,土地幾乎被開(kāi)墾利用,景觀類(lèi)型單一,缺乏孕育自然木本物種多樣性的異質(zhì)生境[23].上海維管植物共計(jì)202科1 100屬2 991種[27].
江蘇省地處30°45′~35°20′N(xiāo),116°18′~121°57′E之間.境內(nèi)河網(wǎng)稠密,湖泊眾多,地勢(shì)平坦,絕大部分地區(qū)在海拔50 m以下,主要有西南部南京、鎮(zhèn)江、揚(yáng)州丘陵山區(qū),宜溧山區(qū),北部徐州、連云港低山丘陵,最高峰為連云港的云臺(tái)山,海拔625 m.江蘇地跨暖溫帶、北亞熱帶、中亞熱帶3個(gè)自然地帶,氣候溫和[28].從北到南,氣溫、降水量逐漸遞增[29],森林植被遞變,土壤自北向南分別為棕壤,淋溶褐土,黃棕壤和黃壤[30].這些自然地理狀況造就了江蘇省較為豐富的植物資源,共有種子植物166科2 087余種[31].
安徽省位于29°22′~34°40′N(xiāo),114°53′~119°30′E之間.境內(nèi)地形多樣,大致可分為淮北平原、江淮丘陵、皖西大別山區(qū)、沿江平原和皖南山區(qū)等5個(gè)自然區(qū)域,長(zhǎng)江和淮河自西向東橫貫全境[32].安徽省系南北長(zhǎng),東西窄,所以土壤緯度地帶性的特點(diǎn)在省內(nèi)有明顯反映,而經(jīng)度地帶性的特點(diǎn)則不顯著[33].境內(nèi)最高峰黃山蓮花峰海拔1 864 m.安徽省地處暖溫帶與亞熱帶過(guò)渡地區(qū),氣候溫暖濕潤(rùn),四季分明.安徽淮河以北屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,淮河以南為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,氣候的地帶性變化明顯,是我國(guó)南方許多植物區(qū)系成分的分布區(qū)北界,也是某些北方成分的分布區(qū)南界,形成了豐富的生物多樣性[32],共有種子植物4 245種[34].
通過(guò)野外考察共收錄非糧生物柴油能源植物(含油量>10%)59科123屬151種,見(jiàn)表1,包括栽培植物22科29屬31種.
2.1 滬蘇皖非糧生物柴油能源植物(含油量>10%)的種類(lèi)特點(diǎn)
滬蘇皖三地非糧生物柴油能源植物包括裸子植物共3科5屬6種,分別占滬蘇皖總非糧生物柴油能源植物(59科123屬151種)的5%、4%和4%;雙子葉植物共52科112屬139種,分別占88%、91%和92%;單子葉植物共4科6屬6種,分別占7%、5%和4%.調(diào)查結(jié)果顯示:滬蘇皖主要非糧生物柴油能源植物組成成分為雙子葉植物.
滬蘇皖三地非糧生物柴油能源植物在科的水平上主要集中在:豆科(12種)、薔薇科(12種)、葫蘆科(7種)、大戟科(6種)、漆樹(shù)科(6種)、蕓香科(6種)、樟科(6種)、衛(wèi)矛科(5種)、山茶科(4種)、榆科(4種)和錦葵科(4種)等;在屬的水平上主要集中在:花椒屬(5種)、山胡椒屬(4種)、蘋(píng)果屬(3種)、薔薇屬(3種)和衛(wèi)矛屬(3種)等.其中豆科、薔薇科雖含種類(lèi)較多,但分屬于不同的屬,且屬間含油量差異不大,而大戟科則屬間含油量差異明顯,如蓖麻(56.17%)和油桐(58.28%),而白背葉僅有15.10%.薔薇科、蕓香科中屬的分布則較為集中.然而即使是同屬的不同種含油量也存在差別,如花椒屬的大葉臭花椒含油量達(dá)到了41.2%,花椒含油量只有19.32%;但在薔薇屬中含油量差異不大.
滬蘇皖三地非糧生物柴油能源植物含油量超過(guò)50%的植物共有7種,占滬蘇皖總非糧生物柴油能源植物(151種)的5%,其中含油量較高的植物主要是白杜、油桐、蓖麻、江浙山胡椒、狹葉山胡椒、紅脈釣樟和油茶等,其中,蓖麻為上海地區(qū)栽培植物,含油量高達(dá)56.17%,是栽培植物種類(lèi)中含油量最高的;含油量在50%~30%之間的植物共有種43種,占滬蘇皖總非糧生物柴油能源植物的28%,其中含油量較高的植物主要是蠟梅、山核桃、復(fù)羽葉欒樹(shù)、栝樓、賽山梅和烏桕等;含油量在30%~10%之間的植物共有種121種,占滬蘇皖總非糧生物柴油能源植物的80%,其中含油量較高的植物主要是槐、五葉地錦、垂序商陸、側(cè)柏和鹽麩木等.滬蘇皖地區(qū)能源植物含油量在30%~10%之間的植物種類(lèi)最多.由于滬蘇皖地處華東地區(qū),地勢(shì)平坦,與我國(guó)華南和西南山地相比缺少深山大嶺,植物物種多樣性相對(duì)較低,因此,篩選出的含油量較高的油料種子植物都包括在我國(guó)其它地區(qū)的研究結(jié)果中[10,35,36],缺少本區(qū)的特有富油植物.
2.2 滬蘇皖非糧生物柴油能源植物(含油量>10%)三地區(qū)種類(lèi)比較
滬蘇皖三地區(qū)非糧生物柴油能源植物調(diào)查結(jié)果顯示(見(jiàn)表1和表2):上海地區(qū)含有非糧生物柴油能源植物共19科25屬25種,包含栽培植物13科17屬17種,所有植物種類(lèi)中栽培植物蓖麻的含量最高(56.17%);江蘇地區(qū)有35科55屬66種,包含栽培植物6科6屬7種,含油量最高的是野生植物白杜(60.71%),栽培植物中通脫木的含油量最高,為20.60%;安徽地區(qū)有48科81屬93種,包含栽培植物8科8屬8種,含油量最高的是野生植物蠟梅(49.2%),栽培植物中冬青衛(wèi)矛的含油量最高,為31.59%.安徽地區(qū)非糧生物柴油能源植物種類(lèi)最豐富.
由表2可見(jiàn)3個(gè)地區(qū)非糧生物柴油能源植物種類(lèi)含油量在30%~10%之間的種類(lèi)數(shù)量均達(dá)到了60%以上,植物種類(lèi)數(shù)量最多.滬蘇皖三地區(qū)含油量大于30%,或含油量在30%~10%之間的非糧生物柴油能源植物種類(lèi)相似(詳見(jiàn)表3),這與滬蘇皖三地同處華東地區(qū),植物組成成分相似有關(guān).
但是部分同種植物在不同地區(qū)的含油量卻表現(xiàn)出一定差異,如上海與江蘇地區(qū)的烏桕種子含油量都超過(guò)了40%,但安徽地區(qū)烏桕種子含油量只有29.4%,其它種類(lèi)差異詳見(jiàn)表4.由于部分植物在野外數(shù)量太少,種子采集不能達(dá)到含油量測(cè)試要求,因此無(wú)法獲取滬蘇皖三地全部含油量數(shù)據(jù),但是僅對(duì)比兩省或一省不同地區(qū)同種植物的含油量仍可發(fā)現(xiàn)異域同種植物含油量的差異.如高含油植物棕櫚在安徽合肥植物園和宣城地區(qū)含油量相差4倍.有些種類(lèi)采集時(shí)間、海拔、地域發(fā)生變化,但含油量卻基本沒(méi)有變化,如樟科的樟,薔薇科的火棘,漆樹(shù)科的黃連木,海桐花科的海桐等,此現(xiàn)象可能與植株本身的遺傳背景有關(guān),如遺傳多樣性的高低以及地理隔離造成的種內(nèi)遺傳分化程度都可能會(huì)導(dǎo)致特殊的含油量現(xiàn)象[10].
通過(guò)以上分析,可以看出不同的含油量可能是受外界環(huán)境和內(nèi)部遺傳雙重作用的結(jié)果,環(huán)境的異質(zhì)性、不同居群的年齡結(jié)構(gòu)、不同等位基因類(lèi)型、可能存在的不同程度的地理隔離或者是物種自交繁殖等都可能成為其影響因素,也可能是某些方面或各個(gè)方面共同作用的結(jié)果[10]。具體因素的影響程度需要依據(jù)具體的種類(lèi)進(jìn)一步研究.此外,衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬的白杜在江蘇地區(qū)的含油量(60.71%)與安徽地區(qū)(17.20%)相差極大,有可能是人工測(cè)含油量時(shí)出現(xiàn)了誤差.
2.3 滬蘇皖非糧生物柴油能源植物的分布特點(diǎn)
上海市的能源植物多為本地引種栽培或植物園栽培,含油量較高(30%以上)的植物主要分布在松江區(qū)天馬山和佘山地區(qū),這兩個(gè)地區(qū)為上海郊區(qū),生態(tài)環(huán)境較好.
安徽省含油量較高(30%以上)的植物主要分布于黃山地區(qū)、宣城地區(qū)、安慶地區(qū)和六安地區(qū),這些地區(qū)位于皖南山區(qū)和皖西大別山區(qū),地理?xiàng)l件優(yōu)越,擁有豐富的植物多樣性.此外,合肥紫蓬山國(guó)家森林公園作為大別山余脈,森林茂密,生態(tài)良好,能源植物種類(lèi)較豐富.
江蘇省含油量較高(30%以上)的植物主要分布于盱眙地區(qū)、宜興地區(qū)、常熟地區(qū)、南京地區(qū)的鐵山寺國(guó)家森林公園、江蘇省森林自然保護(hù)區(qū)龍池山、虞山國(guó)家森林公園和老山國(guó)家森林公園.其中,龍池山總面積超過(guò)120 h m2,森林覆蓋率達(dá)95%;老山地處南京近郊,是江蘇省最大的國(guó)家級(jí)森林公園,總面積80 k m2,森林覆蓋率超過(guò)80%;鐵山寺和虞山山脈延綿,山水相擁,以?xún)?yōu)越的自然環(huán)境富集了江蘇省高含油能源植物.此外,南京中山植物園和無(wú)錫花卉公園也種植了豐富的能源植物.
根據(jù)野外考察結(jié)果,滬蘇皖三地高含油量(30%以上)能源植物主要集中在大戟科、樟科、山茶科、衛(wèi)矛科和無(wú)患子科,可利用的資源種類(lèi)較少.樟科和山茶科植物在野外最為常見(jiàn),在華東地區(qū)已有很強(qiáng)的適應(yīng)性,產(chǎn)量較高,采集容易,尤其是在滁州市皇甫山茶被廣泛種植,成為當(dāng)?shù)厝说慕?jīng)濟(jì)來(lái)源之一,但是茶果卻不被采摘,沒(méi)有得到利用;但山茶科的油茶在江蘇地區(qū)被較少利用.大戟科的烏桕種子含油量高,產(chǎn)量較為豐富,果實(shí)成熟后種皮開(kāi)裂種子易采摘.江蘇省已將烏桕作為大力發(fā)展的能源植物,開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)取得了一定成績(jī),但是大多數(shù)植物能源技術(shù)尚處于萌芽階段,目前還很弱小,產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化程度比較低,缺乏自我持續(xù)發(fā)展的能力[37].與烏桕相比,大戟科的油桐和蓖麻雖然含油量同樣較高,但是本地區(qū)野生植株數(shù)量少,種子產(chǎn)量低,且在江蘇龍池山地區(qū)被較少利用.然而湖南省已成功開(kāi)發(fā)利用油桐,成為油桐種植大省,且研究結(jié)果指出油桐在油料性能方面接近普通柴油[36].同樣,高含油量植物棕櫚在滬蘇皖地區(qū)也未見(jiàn)利用報(bào)道,但據(jù)荷蘭瓦格寧根大學(xué)研究人員發(fā)布的報(bào)告顯示,馬來(lái)西亞和印尼生產(chǎn)的棕櫚油是全球最具可持續(xù)性的生物燃料[38].與我國(guó)其它地區(qū)或國(guó)外相比,滬蘇皖三地?fù)碛兄档瞄_(kāi)發(fā)的能源植物,但是資源量不大且未能有效利用.
有些能源植物種子含油量不足30%,但因結(jié)實(shí)率高,含油量尚好(20%以上),在我國(guó)部分省份也得到了開(kāi)發(fā)與利用,如黃連木.安徽地區(qū)的黃連木含油量為23.8%,江蘇地區(qū)黃連木含油量為23.4%,都生長(zhǎng)在野生環(huán)境,株數(shù)較少,未見(jiàn)蘇皖地區(qū)的應(yīng)用報(bào)道,但海南正和生物能源公司與海南省當(dāng)?shù)卣献?,成功開(kāi)發(fā)了733 h m2黃連木種植基地,制造的生物柴油對(duì)于柴油機(jī)的動(dòng)力性能與常規(guī)柴油無(wú)明顯差別[39].有些能源植物在野外調(diào)查時(shí)未見(jiàn),但其開(kāi)發(fā)品種已成為優(yōu)質(zhì)的油料資源,如油用牡丹,在我國(guó)安徽等地種植,已形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模[40].綜上所述,滬蘇皖地區(qū)對(duì)能源植物有一定的開(kāi)發(fā)利用,但是整體水平仍相對(duì)有限,亟待開(kāi)發(fā).
將滬蘇皖三地調(diào)查的非糧能源植物名錄與我國(guó)南方地區(qū)前人調(diào)查結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn),本區(qū)域明顯資源匱乏.如三峽庫(kù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,能提取油料的植物有344種,約占總能源植物的80.00%[41];廣東省僅東部地區(qū)就有野生油脂植物70科133屬176種[42];福建省僅牛姆林自然保護(hù)區(qū)就有野生油脂植物45科72屬102種[43].以上地區(qū)主要以山地地形為主,且高山海拔落差大,氣候顯著不同,因此蘊(yùn)藏了豐富的能源植物資源.滬蘇皖三地雖然經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速,擁有先進(jìn)的技術(shù)和富足的生產(chǎn)力,但是與我國(guó)華南及西南地區(qū)相比:首先,地勢(shì)平坦,自然地理?xiàng)l件局限,尤其上海城市化嚴(yán)重,缺少植物生長(zhǎng)原生境;蘇皖兩地保護(hù)較好的山地有限,海拔低,僅有虞山、老山、鐵山寺國(guó)家森林公園、龍池山,皖西大別山區(qū)和皖南山區(qū)等,其次均為丘陵或平原,能源植物資源明顯匱乏,種類(lèi)少,儲(chǔ)存量小,可用于生物柴油生產(chǎn)的植物種類(lèi)相對(duì)有限,并且這些能源植物大都處于未開(kāi)發(fā)利用的野生狀態(tài).其次,滬蘇皖三地可利用土地面積有限,若要對(duì)能源植物進(jìn)行大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化種植有一定難度,必然會(huì)遇到“與糧爭(zhēng)地”的問(wèn)題.即使目前安徽省皇甫山已廣泛種植茶,擁有油用牡丹的種植基地,江蘇省也開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)烏桕,但都缺少成熟的實(shí)驗(yàn)基地、廣闊的種植基地,以及先進(jìn)的研究技術(shù),對(duì)能源植物的開(kāi)發(fā)利用還處于初級(jí)階段.
因此,綜合滬蘇皖三地非糧柴油能源植物的資源狀況與分布特點(diǎn),同時(shí)結(jié)合植物自身的生物學(xué)特點(diǎn),認(rèn)為玉蘭、夏蠟梅、蠟梅、樟、山核桃、油茶、茶、蓖麻和烏桕等植物(見(jiàn)表1中*所示)在本地區(qū)擁有較好的應(yīng)用前景.此外,針對(duì)目前滬蘇皖三地對(duì)非糧生物柴油能源植物研究與應(yīng)用現(xiàn)狀提出4點(diǎn)建議.
(1)政府應(yīng)制定計(jì)劃提高荒山綠化及新區(qū)造林中能源植物比例.江蘇和安徽的山地地區(qū)是發(fā)展生物柴油能源植物的重要基地,當(dāng)?shù)卣芍贫ㄓ?jì)劃提高新區(qū)造林和荒山綠化面積中能源植物比例以擴(kuò)充本土能源植物儲(chǔ)備,例如選取含油量高、生長(zhǎng)快、結(jié)實(shí)率高的樟科植物為主,輔以高富油的景觀樹(shù)種如蠟梅科的蠟梅、夏蠟梅,以及高富油的經(jīng)果樹(shù)種如胡桃科的山核桃,山茶科的茶、油茶等.有些地區(qū)為了采集上等新茶每年對(duì)茶樹(shù)進(jìn)行剪修,導(dǎo)致茶樹(shù)不結(jié)果,無(wú)法利用,然而有的地區(qū)結(jié)果卻不被利用,造成浪費(fèi),因此為了有效利用茶樹(shù)的種子,建議在不采集新茶的情況下,及時(shí)采摘果實(shí)獲得油料種子.并在政府的組織協(xié)調(diào)下有序做好荒山、新區(qū)疏林的挖穴、種植、回填土等工作,形成多種樹(shù)種有序配置、株行距合理、林相整齊的混交林,后期加強(qiáng)對(duì)林木的生境和生長(zhǎng)習(xí)性的科學(xué)管理以增強(qiáng)能源植物的環(huán)境適應(yīng)性,努力實(shí)現(xiàn)在增加景觀效果的同時(shí),做到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的“雙贏”.
(2)充分利用城市綠化帶空間規(guī)劃種植能源植物.針對(duì)城市公共綠地如人行道兩旁和公園,以及專(zhuān)用綠地如廠礦、企業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、集中居住區(qū)可選擇種植一些樹(shù)形美觀,生長(zhǎng)快、結(jié)實(shí)率高、含油量高、采摘方便、有較強(qiáng)綠化效果的能源植物.例如大戟科的烏桕不僅是值得開(kāi)發(fā)利用的能源植物而且美觀環(huán)保,其樹(shù)形高大優(yōu)美,秋季時(shí)菱形的葉片由綠變紅,鮮明多彩,冬季葉片凋零但留下白色的種子掛滿(mǎn)枝頭,如滿(mǎn)天繁星.木蘭科的玉蘭種子含油量高,且植株本身具有先開(kāi)花后長(zhǎng)葉且花朵大的特點(diǎn),早春時(shí)節(jié),玉蘭盛開(kāi),花瓣展向四方,清香陣陣,沁人心脾.無(wú)患子科的復(fù)羽葉欒樹(shù)不僅種子含油量高,且果實(shí)形如盞盞燈籠,掛滿(mǎn)枝頭,絢麗多彩.若選取烏桕、玉蘭或復(fù)羽葉欒樹(shù)這些高大木本再搭配低矮灌木油用牡丹等這些具有欣賞價(jià)值的能源植物規(guī)劃種植于城市綠化帶,不僅起到美化城市,保護(hù)環(huán)境的效果,同時(shí)還解決了能源植物缺少大規(guī)模種植基地的難題.
(3)吸納優(yōu)秀的能源研究人才,利用先進(jìn)的基因工程生物技術(shù)手段培育本地區(qū)優(yōu)良品種.在解決能源植物缺少大規(guī)模種植土地的問(wèn)題后,選取易采摘的能源植物,對(duì)其進(jìn)行高產(chǎn)高油新品種培育,可以為滬蘇皖帶來(lái)更高的生物柴油經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)非糧生物柴油能源植物的研究.
(4)最后,當(dāng)?shù)卣畱?yīng)當(dāng)根據(jù)國(guó)家政策制定生物柴油產(chǎn)業(yè)的免稅政策.通過(guò)提高生物柴油的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力促進(jìn)生物柴油的廣泛推廣,以此促進(jìn)全民積極使用生物柴油,從而減輕化石燃料造成的環(huán)境污染,真正做到人類(lèi)生活、社會(huì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相一致.
[1] 賈承造.我國(guó)能源前景與能源科技前沿[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2011,17(2):151-160.
[2] 錢(qián)金玲,陳麗敏,胡思達(dá).非糧能源植物的研究現(xiàn)狀[J].江西林業(yè)科技,2009(5):17-20,52.
[3] 羅艷,劉梅.開(kāi)發(fā)木本油料植物作為生物柴油原料的研究[J].中國(guó)生物工程雜志,2007,27(7):68-74.
[4] MA F,HANN A M A.Biodiesel production:A review[J].Bioresour Technol,1999,70:1-15.
[5] OLHOF P M,F(xiàn)LAGEL L F,DONOVAN C M,et al.Effcient soybean transformation using hygromycin B selection in the cotyledonary-node method[J].Planta,2003,216(5):723-735.
[6] ALCANTARA R,AMORES J,CANOIRA L,et al.Catalytic production of biodiesel from soy-bean oil used frying oil and tallow[J].Biomass and Bioenergy,2000,18(6):515-527.
[7] CAO W L,HAN H W,ZHANG J C.Preparation of biodiesel fro m soybean oil using supercritical methanol and co-solvent[J].Fuel,2005,84(4):347-351.
[8] 丁麗芹,何力,郝平.國(guó)外生物燃料的發(fā)展及現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代化工,2002,22(11):55-56.
[9] WANG W G,LYONS D W,CLARK N N,et al.E missions fro m nine heavy trucks fueled by diesel and biodiesel blend without engine modification[J].Environment Science and Technology,2000,34(6):933-939.
[10] 徐蕾,要文倩,紀(jì)紅兵,等.海南省非糧生物柴油能源植物的調(diào)查、化學(xué)組分的測(cè)定及篩選研究[J].植物科學(xué)學(xué)報(bào),2011,29(1):99-108.
[11] 吳宏偉,陳德銘.發(fā)展生物燃料不會(huì)影響糧食安全[N].商務(wù)時(shí)報(bào),2007-03-01(1).
[12] 李建,王超,任立剛.泰山非糧木本生物質(zhì)燃料油(柴油)能源植物資源調(diào)查初報(bào)[J].山東林業(yè)科技,2010,40(2):61-64.
[13] 王洪峰,黃茹,鄭寶江.松嫩草地非糧柴油能源植物區(qū)系成分分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,17(6):231-238.
[14] 黃賾琳,傅冬綿.結(jié)構(gòu)變化、效率改進(jìn)與能源需求預(yù)測(cè)——基于上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消耗協(xié)調(diào)發(fā)展的研究[J].上海財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,9(2):74-81.
[15] 朱健,詹亦軍.江蘇能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相關(guān)性分析[J].中國(guó)能源,2009,31(6):42-44.
[16] 王素鳳.產(chǎn)業(yè)能耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)——來(lái)自安徽的證據(jù)[J].科技管理研究,2011,31(5):132-135.
[17] 賀晉,陳研研.我國(guó)長(zhǎng)三角一帶能源消耗強(qiáng)度的比較分析[J].江蘇科技信息(學(xué)術(shù)研究),2012(5):8-9,29.
[18] 段昊書(shū),賴(lài)敏,呂夢(mèng)瑤.濃霧何以鎖江南?——專(zhuān)家解析今冬范圍最大霧霾天氣[E B/O L].(2013-12-09)[2014-02-18].http://w w w.cma.gov.cn/2011x wzx/2011xxxfw/2011xbz/xbzzy/201312/t20131209_233537.html.
[19] 華曉燕,王慧,董必慧.江蘇沿海地區(qū)幾種有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉粗参铮跩].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(6):561-563.
[20] 張慧沖,潘文婷,裘長(zhǎng)海.黃山市能源植物資源及利用[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2012,14(3):66-70.
[21] 萬(wàn)志兵,方樂(lè)金.黃山地區(qū)主要能源植物及其開(kāi)發(fā)利用策略[J].資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng),2008,24(11):999-1001.
[22] 黃清俊,王宏偉,李萍,等.上海鹽堿地區(qū)適生草本能源植物種植選擇淺析[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,12(3):210-213,239.
[23] 張慶費(fèi),夏檑.上海木本植物的區(qū)系特征與豐富途徑的探討[J].中國(guó)園林,2008,24(7):11-15.
[24] 汪遠(yuǎn),李惠茹,葛斌杰,等.上海維管植物研究綜述[J].廣西植物,2012,32(6):854-859.
[25] 黃清俊,辛亞芬,潘其云,等.北方引種選育的觀果玫瑰露地栽培技術(shù)[J].北方園藝,2007(6):183-184.
[26] 劉為華,張桂蓮,徐飛,等.上海城市森林土壤理化性質(zhì)[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2009,26(2):155-163.
[27] 馬金雙.上海維管植物名錄[M].北京:高等教育出版社,2013.
[28] 王金虎,郝日明,湯庚國(guó).江蘇蕨類(lèi)植物區(qū)系[J].云南植物研究,2007,29(2):137-144.
[29] 田興軍,張慧仁,張立新.江蘇植物資源信息系統(tǒng)[J].植物研究,2002,22(1):125-128.
[30] 范鐵邦.江蘇的地帶性土壤[J].江蘇教育,1983(4):47-48.
[31] 江蘇省植物研究所.江蘇植物志[M].南京:江蘇人民出版社,1977.
[32] 吳明開(kāi),曹同,張小平.安徽蘚類(lèi)植物區(qū)系[J].云南植物研究,2008,30(6):645-654.
[33] 安徽省林業(yè)廳.林業(yè)概況——發(fā)展歷程[E B/O L].[2014-02-18].http://w w w.ahly.gov.cn/main/m odel/childcatalog/ChildCatalog.do?subfcode=0010202.
[34] 宋仲耆.安徽土壤資源源特點(diǎn)及其合理利用問(wèn)題[J].安徽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1984(2):41-46.
[35] 林鐸清,邢福武.中國(guó)非糧生物柴油能源植物資源的初步評(píng)價(jià)[J].中國(guó)油脂,2009,34(11):1-7.
[36] 曹麗敏.湖南能源植物的開(kāi)發(fā)利用[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(6):113-116.
[37] 董必慧,董偉,劉巖.沿海生物能源植物——烏桕的生物學(xué)特性及其開(kāi)發(fā)利用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(29):14173-14174,14190.
[38] 汪元欣.專(zhuān)家稱(chēng)棕桐油和甘蔗是最可持續(xù)的能源作物[J].農(nóng)村實(shí)用技術(shù),2010(4):26.
[39] 冀星,郗小林,劉洪.海南正和生物能源公司開(kāi)發(fā)的生物柴油通過(guò)專(zhuān)家鑒定[J].中國(guó)工程科學(xué),2002(12):33.
[40] 郝春梅,蔣猛,楊曉紅,等.三峽庫(kù)區(qū)能源植物資源調(diào)查研究[J].南方農(nóng)業(yè),2008,2(3):88-91.
[41] 張小冬,路邁,侯素真.油用牡丹發(fā)展前景淺析[J].鄉(xiāng)村科技,2013(7):11.
[42] 馬瑞君,回嶸,朱慧,等.粵東地區(qū)油脂植物資源[J].中國(guó)油脂,2009,34(8):4-9.
[43] 謝大顯.福建牛姆林自然保護(hù)區(qū)野生油脂植物資源及其開(kāi)發(fā)利用[J].亞熱帶植物科學(xué),2007,36(1):59-62.
(責(zé)任編輯 張 晶)
Investigation,oleaginousness of the major non-food bio-diesel plant resources in Shanghai,Jiangsu and Anhui provinces
LI Xing-lin1, LIU Qiao-xia1, C H E N G Zhi-quan1, H U Chao1,2,G E Bin-jie2, LI H ong-qing1, TIA N H uai-zhen1
(1.School of Life Sciences,East China Normal University,Shanghai 200241,China;2.Shanghai Chenshan Botanical Garden,Shanghai 201602,China)
The characteristics and distribution of the current Non-food Bio-diesel Plant(N FBP)resources in Shanghai,Jiangsu and Anhui provinces were investigated and the oil content of these plants were detected.The results showed that 151 species of energy plants in 59 families and 123 genera were of higher than 10%oil content.The oil content of so me species such as Lindera chienii,L.angustifolia and L.rubronervia in Lauraceae,Euonymus maackii in Celastraceae,Vernicia fordii and Ricinus communis in Euphorbiaceae,Camellia sinensis in Theaceae werehigher than 50%.Only Triadica sebifera were widely cultivated and utilized,Camellia oleifera and Vernicia fordi were less utilized,C.sinensis had not been utilized.Finally,so me suggestions on the potential development were given according to the actual situation of NFBP resources in Shanghai,Jiangsu and Anhui provinces.
non-food bio-diesel; energy plants; oil content; development
Q9
A D OI:10.3969/j.issn.1000-5641.2015.01.026
1000-5641(2015)01-0212-12
2014-02
國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目(2008F Y110400)
李星霖,女,碩士研究生,主要從事種子植物分類(lèi)學(xué)研究工作.
田懷珍,女,博士,副教授,主要從事植物分類(lèi)與保育研究.E-mail:thz0102@126.co m.