浅谈碳中和植物

为了重视发挥生物在碳中和方面的作用，更好、更全面地推动碳中和工作，南开大学的学者在2022年初率先提出了“碳中和生物”新概念。所谓“碳中和生物”， 是指具有吸收、同化、固定、转化、抑制、削减甚至消除温室气体产生功能的生物，它包括碳中和植物、碳中和微生物和碳中和动物，在集群水平甚至还包括碳中和种群/群落，进而构成碳中和生态系统。与普通生物相比，碳中和生物吸收、同化和固定大气中二氧化碳或转化其他温室气体成为有机物并输送至地下的能力至少要高于普通生物的10％。

在碳中和生物中，植物是碳中和的主力军，它主要是通过碳素同化的光合作用，实现对大气中二氧化碳的吸、同化和固定。要知道，植物光合作用吸收的二氧化碳，并不能被全部存储下来，有一部分会随着植物和土壤的呼吸作用释放出去，另外，植物死亡以及火灾、病虫害和采伐等，也会导致植物释放一部分碳，剩余且存储下来的二氧化碳就被称为碳汇。植物的这种碳汇功能对于降低大气中二氧化碳浓度具有重要作用。有资料表明，林木蓄积量每增加1亿立方米，相应地可以多固定1.6亿吨二氧化碳。有关研究表明，固碳能力较强的植物有垂柳、鸟桕、乌冈栎、糙叶树、麻栎、泡桐、榆树、青海云杉、山杨、木芙蓉.、紫薇、梗海棠、腊梅.、醉鱼草、荷花、鸢尾等。一般认为碳四（C4）植物（如单子叶植物禾本科、莎草科，双子叶植物菊科、大戟科、藜科和苋科等）的固碳能力比较强，C4是在C3途径的基础上，多一个固定CO2途径。然而，只有固碳能力高于普通植物10％的植物才属于碳中和植物。苦苣苔科的报春苣苔是典型的碳中和植物，它是国家Ｉ级濒危物种，可生长在CO₂平均浓度为0.09％（一般空气中CO₂占0,03％）的石灰岩洞口和洞内，有很强的吸收CO₂的能力，搞清报春苣苔吸收、同化和固定CO₂的机理，将对当今应对气候变化、实现碳中和以及保护珍稀物种都具有重要意义。

另外，有研究表明，银皇后、芦荟、吊兰、孔雀草、和百合等，具有把甲烷、氧化亚氮和六氟化硫等其他温室气体转化成碳水化合物或蛋白质/氨基酸等的功能，这些植物在此过程中同时也实现了对游离碳的吸收、固定和储存。由于农作物生产过程是温室气体甲烷和氧化亚氮的重要排放源，因此针对农田温室气体减排措施，从农业碳中和的方向，积极选育碳中和粮食作物品种，构建农业碳中和粮食作物体系则具有十分重要的意义。