高立志：“北上西移”破解生物質能與民爭地

　　隨著人類對能源需求的不斷增長，化石能源供應緊張問題日益突出。在這種情況下，人類開始將目光投向生物質能源的研究和開發，這也是人類急需的替代石油資源的最可能途徑。那么，我國的生物質能源產業將遵循什么樣的發展道路？帶著這個問題，記者近日采訪了中科院昆明植物所中國西南野生生物種質資源庫副主任高立志。

　　“我們還發現大多木本油料植物種類都是熱帶與亞熱帶區系起源的，而我國的邊際性土地資源大多在北方和西部，所以我們確定將解決一些特色戰略性木本油料植物的抗旱與抗寒作為主攻方向，目的是推動其戰略北上與西移。

　　發展生物質能

　　不能再落后于別人

　　中國能源報：中國西南野生生物種質資源項目（以下簡稱“資源庫”）對我國生物質能源產業的發展有什么意義？

　　高立志：資源庫是由中央政府、云南省政府和中國科學院共同投資建設的國家重大科學工程，依托我所，于2005年開工建設，2007年建成并投入試運行。在生物質能源的開發方面，我們試圖通過開展云南紅花油茶的種質資源與基因組學研究，旨在利用邊際性土地資源發展高產和穩產的油茶，保障優質食用油的供給，替換一定面積的耕地發展高產油脂的油菜等作物來生產生物柴油。我們也正在木本油料植物中選擇一些油脂成分與石油類似的“石油植物”（比如麻風樹），開展種質資源與基因組學的研發，以期在這一領域能有所發展。

　　據統計，地球上每年通過植物（包括藻類）光合作用所合成的有機物（生物質）約2200億噸，相當于人類每年全部能耗的10倍。因此，生物質液體燃料的研究和開發是目前最急需的，也是替代石油資源的最可能途徑。

　　隨著經濟快速發展，我國已成為世界第二大能源消費國，面臨的能源短缺和安全問題也日益突出。與此同時，由于我國去年在哥本哈根會議上做出了碳減排承諾，我國未來面臨的減排壓力也很大。在兩種現實面前，我們依托于種質資源庫承擔的項目，收集保存的日益增加的野生植物種質資源，選擇有潛力發展生物能源的木本油料植物種類，開展基礎研究與應用基礎研究。對現有的野生資源進行規劃和分類開發，在選育出新的品種前，可以通過種質資源的普查與評價進行單株選育，適當予以有計劃地規模化擴大種植，由此生產出的生物質能源可以有效地增加我國生物質能源的產量。這樣一來，既能優化未來能源供應使用結構、解決能源短缺和安全問題，又有助于增加對碳減排的貢獻率，完成我們既定的碳減排目標。所以這個項目對促進我國能源產業發展具有重大而深遠的意義。

　　此外，其實包括我國在內的世界各國都是最近幾年才提出發展生物質能源，所以這對于我國科研人員來說既是機遇與挑戰，又是義不容辭的責任。如果說我國在以往一些科技領域的落后有諸多歷史原因的話，在這樣一個和歐美等發達國家幾乎站在同一起跑線上的研究領域，我們就不能像以往一樣還要落后于別人，甚至導致整個國家的生物質能源產業逐漸受制于人。只有這樣，才能使這一學科和產業發揮出它應有的經濟效益、政治效益、社會效益和軍事效益。但是，很遺憾，我發現我們國家在這方面的重視程度不夠，缺乏總體科技規劃，步子不快，似乎已經有落后的跡象。

　　推動木本油料植物

　　戰略北上與西移

　　中國能源報：目前，貴單位承擔的資源庫項目工作在選擇生物質能源植物方面取得了哪些新進展？

　　高立志：在政府有關職能部門、中科院和云南省政府的大力支持下，這項工作取得了一定進展。

　　首先，基于我所周俊院士等以往對植物體內含油量的調查資料分析，我們發現在我國木本油料植物與草本油料植物種類的比例約為3:1，這促使我們將木本油料植物作為發展生物質能源的主攻方向。此外，我們還發現大多木本油料植物種類都是熱帶與亞熱帶區系起源的，而我國的邊際性土地資源大多在北方和西部，所以我們確定將解決一些特色戰略性木本油料植物的抗旱與抗寒作為主攻方向，目的是推動其北上與西移，這應該也是我國發展生態化的木本油料植物生物質能源的長期戰略目標。

　　其次，我們選擇了一些木本油料植物開展基因組測序等工作。其中最突出的一種木本油料植物就是油茶，特別是云南紅花油茶。今年春天我們啟動了云南大葉茶基因組測序計劃。其實這和對油茶進行基因組研究的目標并不相悖，因為它們同為山茶屬植物。一旦云南大葉茶的全基因組測序完成了，以此作為參考序列，會大大推動油茶基因組的測序。因此，基因組測序項目下一步的目標是油茶，尤其是轉到出油率很高、品質優良的紅花油茶的研究上。對于我國的油茶產業來說，基因組測序是必要的基礎性研究工作。

　　最后，以豐富的植物資源著稱的云南也是木本油料植物王國，高含油量植物種類居于全國之首。依此而言，種質資源庫在云南的建成與投入運行對我國生物質能源產業的發展，特別是木本油料植物產業的發展的重要性是不言而喻的。

　　中國能源報：在利用木本油料植物開發生物質能源方面，國外有無比較成熟的先進經驗可資借鑒？

　　高立志：由木本油料植物生產生物質能源是個世界性難題，大家都是剛剛起步，沒有特別成熟的經驗可以借鑒。根本的原因是以前的生物學基礎研究薄弱。據我了解，很多國家如印度、馬來西亞等國家很重視小桐子（麻風樹）的科技投入，因為這種植物所含油脂成分與石油比較接近。我們國家也在資助這方面的研究，不少科學家也在多方面致力于小桐子的研發。

　　對中國生物質能源的開發而言，我覺得種樹比在田里種東西更可行。在糧食與能源的雙重壓力下，在本來就稀缺的耕地上種植能源植物在我國是沒有出路的，因為我們不可能只開車不吃飯。

　　木本油料植物開發

　　要堅持“兩條腿走路”

　　中國能源報：目前，我國發展生物質能源面臨的困難主要有哪些？有何應對策略？

　　高立志：面臨的困難與問題不少，主要列舉如下。

　　首先，我國人多地少，不能像西方發達國家那樣，在耕地中大規模種植生物能源植物，也不能大量用耕地上種植的糧食作物（如玉米）和油料作物（如油菜和大豆）來發展生物乙醇和生物柴油，否則會形成因為發展生物能源而與人爭地、與人爭糧油的緊張局面，甚至會失控。

　　其次，木本油料植物大部分自然生長于熱帶亞熱帶地區，不適合在我國邊際性土地資源較為富裕的北部、西部地區推廣種植，嚴重制約其大規模的種植產業化的發展。

　　最后，木本油料植物不同于草本油料植物，它的生長周期更長，雜交育種緩慢，這是實現木本油料植物育種產業化面臨的最大困難。

　　面對這些問題，我認為應該從以下幾個方面去加以解決。

　　其一，首先我們應該對木本油料植物做一個全面而帶有戰略性的評估，對種類、含油量、資源分布等情況進行摸底調查，綜合規劃，分類開發。先到野外去發現、采集和開發有潛力的種類與優異種質，進行一定的擴繁，緩解我國對生物質能源緊缺但良種缺乏的尷尬局面，但這不意味著可以不重視基礎研究了。事實上，對木本植物的研究難度遠大于草本植物，這也是世界性難題，所以更值得重視基礎研究。我們通常說“十年樹木”、“十年磨一劍”，但正因為十年才能磨成一劍，所以我們的“劍”要早磨，也就是應該特別注重將基礎研究、應用研究與現有野生植物資源的直接開發利用齊頭并進。這需要政府整體規劃、引導與投入，也需要有實力的企業的積極參與，促進其產業化發展。

　　其二，我國人多地少的國情，注定了我們不能走西方發達國家在耕地種植油料植物和糧食作物的老路，而應該充分利用邊際性土地（如不適合耕種的林地、荒地等）種植木本油料植物，走有中國特色的生物質能源發展之路。此外，由于木本植物生長較慢，而我國的土地潛力較高的邊際性土地資源也是有限的，我建議推行立體化種植模式，充分提高植物的光合炭能利用與轉化的效率、土地利用的效率和空間利用的效率，實現立體化多層次種植。

　　其三，要大力培育木本油料植物新品種，拓展其種植面積和范圍，提高其品質和產品附加值，落實綜合開發和發展產業鏈群的思路。對我國以木本油料植物為主體的生物質能源產業來說，北方木本油料植物種類少，但資源量大，容易形成規模化產業。由于大多數木本油料植物分布于熱帶和亞熱帶區地區，要在北方和西部擴大種植面積和范圍，需要解決抗旱、耐寒等生態適應性機制與新品種選育的問題。這一個問題在小桐子里不僅存在，而且也很嚴重。而在南方，則要突出資源豐富和生態多樣化的特色與優勢，解決產品的高附加值問題。因此，木本油料植物資源豐富的南方（如云南）最大的優勢在于開展基礎研究與應用研究，作為提供良種和良苗的基地。我國木本油料植物產業的持續發展，不能依靠單一的樹種，需要種質資源與科技的強大支撐。

　　中國能源報：利用木本油料植物開發生物質能源工作下一步有何具體規劃？

　　高立志：木本油料植物的開發是國家大計，的確需要認真考慮。我做得還很少，才剛起步。我建議要堅持“兩條腿走路”。

　　“第一條腿”要抓緊做好木本油料植物種質資源的本底調查與研究工作，先把那些產量比較高而且質量也不錯的植物種類進行系統調查、收集和分類開發，建立良種繁育基地，有計劃、有重點地小規模直接利用。

　　“另一條腿”就是從模式木本油料植物的全基因組學測序這一最根本工作入手，構建遺傳群體，開展群體基因組學研究，加上功能基因組學、代謝組學和蛋白組學等手段，解析重要的農藝性狀與重要油脂成分的代謝途徑，將常規育種和分子設計育種相結合，培育新品種系列。這個工作比草本的糧食作物水稻等晚了很多年，盡快做好這一步也是當務之急。

其實所謂“計劃”說起來簡單，但是做起來事無巨細，肯定不是我們這一代人可以完成。所以，我覺得依托于世界一流的科研項目堅持不懈地培養下一代的年輕優秀科學家，進行我國木本油料植物這一有特色的、有光明前途的生物質能源產業的研究與開發，是我從現在就已經開始著手實施的計劃。