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“高固碳树种”概念的潜在危害是扰乱林业科学


2018年底和2019年初,中林联林业智库交流群中的一些人,曾就媒体报导的一个关于林业专家选育出了一批“高固碳树种”之事,提出了质疑。
      鉴于这件事涉及生物学、树木学等基础理论,还有林业碳汇背景知识等,以及把这件事推到目前这个耀眼地位的,其实还有多个评审、鉴定环节上的专家群体。所以,对于这个质疑,敢于继续深究的人不多。而众望所归的林业院士群体,除了蒋有绪先生,暂时还没听到对此发声的。
      这个情况,多少类似2009年北京出现的由柏广新一手导演的“林木市场化成熟理论”(现在柏已被查办)。这个狗屁理论主张把东北的天然林改造为杨树速生林。而当时没有人敢于站出来说真话,当时北京的林业气氛,也是不让你说话。
      个人认为,这个所谓选出了“高固碳树种”的提法,为林业科学带来了基础性的迷乱。这个迷乱,主要涉及几个方面:一是关于树种,真的是创造出了新树种吗?如果是真的,那就意味着先辈们创立的树木学,须要重写,因为关于树种的定义与分类的科学共识被打破了;二是关于固碳,真的是需要走选育高固碳树种来增加森林碳汇吗?如果是真的,那起码森林培育学的论述体系要调整,因为森林培育学没有把固碳效率作为森林培育的目标;还有,也意味着联合国创立森林碳汇机制的《京都议定书》及《REDD》也错了,因为这两个国际文件竟然“忘记”了把全世界的注意力往选育和发展高固碳树种方向上引导!
      所以说宣布中国东北选育出了11个“高固碳树种”这件事,它打乱了林业科学。
      对于这个质疑,如果就此止步不再讨论,那就等于中国林业科学承认了这个事实,等于以后的林业工作者和碳汇工作者都要往这条路上走。
      本人虽然也欠缺生物学基础知识,但愿意把自己的粗浅认识写出来,供大家参考。

 

中国有8000多个树种,树种数量居世界第四位。说中国有人创造了一批新树种,这个消息本身就足以轰动世界。林学诞生200年以来,还没有过这种事。人们可以创造一个品种,但是没有人敢于说自己创造了新树种,我不理解为什么敢于从这个层面上定位自己的成果。

事情是这样的:
      最近,有一个“十二五”项目获XX一等奖,其“亮点”是这个项目提出了“高固碳树种”的概念。这可是一个充满了新鲜感的说法。
      但“高固碳树种”的说法是违背科学的,更多的是一个噱头。媒体报导说该项目选育出了白桦、长白落叶松、水曲柳、红松及杂种落叶松等11个高固碳良种,扩繁了高固碳良种苗木xxx万株...仔细阅读报导,实际上是选育出了一些生长较快的树种及其配套的培育模式。而这些生长有改进的树种,是不能被定义为新树种的。
      “高固碳树种”的概念能否确立,涉及到树木学、生物学等基础理论问题,特别是光合作用的机理。选育的树种固碳效率高些,就够成为“高固碳树种”,何来这个逻辑!
      树木固碳多,本质上是它长得快或者木材密度大。但生长快,既取决于遗传因素也取决于栽培因素。在短短的5年时间,如果不是采用基因技术或者发现了自然界的基因突变,靠传统的选优育种,显然不可能显著改变遗传性状,即便有些改变,也不会遗传。显然不能被认定为新树种,连新品种也很牵强。

      高等植物的光和碳同化过程有C3、C4和CAM三条途径,三条途径的固碳效率依次增强。一些起源于热带的植物属于C4植物,如甘蔗、玉米、高粱等,这些植物实际上是在C3途径的基础上,多一个固定CO₂途径;而CAM植物,固碳能力远比C3、C4植物高。
      植物固碳,是发生于叶绿体的光合作用,分光反应和暗反应两个阶段(参见下图)。大部分树种都属于C3植物,通过卡尔文循环进行CO₂同化,光反应速度以微秒计算。暗反应分为CO₂的固定和CO₂的还原两部分,也就是光合形成的有机碳,有一部分是被植物本身的呼吸又还原为CO₂重新释放了,其余才计入光合效率。因此光合作用的总效率实质上受到暗反应制约。

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 对于C3植物而言,CO₂的固定大体上就是指植物把吸收到的CO₂与机体内的C5化合物结合形成C3化合物。在这一过程中,适当增加植物生长环境中的CO₂含量,可以使进入细胞内的CO₂增加,从而提高CO₂固定的效率,带动总反应速率上升。这就是二氧化碳施肥法的原理。
      据报道,美国伊利诺伊大学,首次在C3作物中,转入了乙醇酸代谢途径,构成为一个提高C3作物光合效率的重要实验证据,就是相当于为C3植物打通了一个新的固碳途径。
      这项实验的结果是,相对于野生型,在转入了乙醇酸代谢途径的某转基因系中,植株生物量有显著增加。据2016-2017年数据,几个株系,生物量分别增加16%、10%、23%、41%,表明此类途径可能是光呼吸的高效途径。           
      通过转基因给C3树种增加一条固碳途径,从而提高固碳效率,这才是真正的创造新树种。但目前只是一个实验发现而已,离建立一个新树种,还相差十万八千里。 

      而国内的“高固碳树种”一说,根据报道,其实就是选出了一些生长较快的单株,它们的速生性能是否可以遗传,没有得到证实(无性繁殖不能证明遗传性能,必须通过种子试验证实),因而不可以被定义为新树种或新品种。
      因此“高固碳树种”之说,实则就是一个噱头。
      但是,这个噱头,具有把森林碳汇事业引向误区的潜在危害。  
        
      “碳汇”的概念,来源于1997年12月由149个国家和地区的代表在日本通过并于2005年2月16日正式生效的《京都议定书》,这份为缓解全球气候变暖而签订的全球公约,是一部限制世界各国二氧化碳排放量的国际法案。它鼓励各国通过造林和森林保护来吸收工业排放到大气中的CO₂。2008年联合国又制订了一个文件,叫《REDD》(政府和非政府组织关于减少砍伐和退化造成的排放的提案指南),这个文件则明确给出了如何用不同树种的材积折算成碳汇量的原则。
显然,碳汇概念的初衷是鼓励大家保护森林、增加造林和经营森林,除此而外没有别的含义,绝对没有留下鼓励大家去选育“高固碳树种”替代现有森林树种的想象空间。
      同样,在我国,很流行的“碳汇林”概念,也不是一个新林种,只是表明这个林分是利用碳汇基金营造的,除此而外,与一般的造林毫无二致,更不存在什么专门的碳汇树种。

      若是曲解碳汇、碳汇林和固碳树种,那么我国的森林碳汇事业,就会演变为一个国际笑话。如果一个国家,林业专家们都忙着去选育“高固碳树种”,然后政府部门又投资用这些树种营造“碳汇林”或者更替原有树种,那这个国家的森林碳汇事业就被带到沟里去了,更是於森林保护背道而驰。


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