科学家们正在寻找下一个能产生能源的生物燃料，比如柳枝稷，发电厂可以燃烧它来发电并减少碳排放。他们有一个非常挑剔的愿望清单。
理想的物种不应该是粮食作物。它们需要生长迅速，并且必须在不太适合种植粮食作物的贫瘠土地上成功生长。它们应该具有抗病虫害能力，并且还要产生足够的生物质，使其能够与化石燃料竞争。
伊利诺伊大学能源生物科学研究所的入侵植物生态学家劳伦·奎因说，问题在于，具有良好潜力的植物通常也具有使其成为潜在入侵物种的相同特性。这促使奎因和她的同事们提出了一个白名单，列出了适合生物燃料使用且入侵风险低的潜在物种。这项研究上个月发表在期刊BioEnergy Research上。
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奎因说，之前大多数关于潜在生物燃料植物或原料的研究都侧重于识别应尽可能避免的高度入侵性植物。
她说：“我们并没有真正听到关于良好原料的好消息，因此该行业不知道该怎么办。”
为了得出最终名单，研究人员使用一种名为澳大利亚杂草风险评估模型的工具，追踪了 120 种潜在物种的入侵性潜力。该工具评估了繁殖性状、对不同气候的耐受性、遗传构成以及与其他物种的竞争等特征。在评估中得分较低的植物被认为是非入侵性的，而得分较高的植物则具有高度入侵性。
研究人员将候选物种范围缩小到 49 种本地和非本地植物，这些植物都具有较低的入侵风险。一些潜在的候选物种包括大豆、一些桉树品种、柳枝稷和杨树。
在最终的 49 个物种中，有 24 种是本地植物。研究人员建议，这些物种只能在其当前范围内安全地用作生物燃料。佛罗里达大学保护科学主任多利亚·戈登说，这留下了 25 种具有广泛生物燃料潜力的植物。
换个名字，有害杂草能行吗？
戈登说：“我们并不是说不要制造生物燃料，我们是说要小心，让我们先看看这 25 种[物种]。”
该研究没有考虑白名单物种的其他特征，例如用水量或对病虫害的易感性，这些因素对于潜在的原料也很重要。
对于戈登和其他研究人员来说，根除入侵物种的成本超过了效率较低的植物的缺点。“即使[这些物种]产量不高，我们也有很多东西可以利用，”戈登说。
她补充说，这些植物中的一些可以通过选择性育种来生产更多的糖或更高的纤维。
尽管如此，巨型芦苇Arundo donax等入侵植物仍然在能源行业内具有吸引力，因为它们能够在短时间内产生大量的生物质。巨型芦苇一年可以生长约 30 英尺，病虫害少，并且可以在营养较少的土壤中生长。它在德克萨斯州也被认为是noxious weed，在加利福尼亚州则具有高度入侵性。
在俄勒冈州，波特兰通用电气公司 (PGE) 正在寻找在 2020 年之前将其燃煤 Boardman 工厂改造为使用生物质的方法。PGE 发言人史蒂夫·科尔森说，PGE 正在种植一块巨型芦苇的试验田。
他说，该公司意识到这种植物的入侵性，他们正在与州和县政府合作，实施有效的杂草控制措施，作为测试过程的一部分。
科尔森说：“Arundo最吸引人的地方之一是它的特性与玉米和苜蓿非常相似。” “我们将需要大量的生物质，因此寻找专用植物非常有吸引力。”
PGE 还在考虑其他替代方案，例如使用森林和农业废弃物或高粱。该发电厂计划明年进行一次试烧，可能在春季。“从我们目前的研究来看，这似乎是一个值得追求的领域，”科尔森说。
在佛罗里达州，购买许可证并交纳保证金
生物燃料行业的一些成员已经在探索一些入侵性较低的作物选择。REPREVE Renewables LLC 生产经过改良的芒草Miscanthus x giganteus的根茎，这是一种无菌杂交多年生草，用作原料。
该公司与农民密切合作，甚至帮助种植和收获作物，以确保该物种不会变得具有入侵性。REPREVE 研发运营副总裁杰夫·克林根伯格说，种植者使用田地周围的缓冲区作为将其留在原处的一种方法。
尽管使用替代植物来源生产生物燃料仍在发展中，但克林根伯格持谨慎乐观态度。他说：“我认为市场将在未来几年内增长。”
奎因和她的同事们不仅希望看到更多行业采用低入侵性原料植物，他们还希望州和联邦政府加强监管，并在机构之间更清晰地沟通。
佛罗里达州是制定了管理原料种植综合计划的州之一。
有兴趣在该州种植的种植者必须支付 50 美元的费用并申请许可证，才能种植超过 2 英亩的土地。许可证包括关于物种的详细问题，潜在的种植者必须制定根除计划和预算，以防该植物被证明是有害的。他们必须寄送植物样本，然后由佛罗里达大学的科学家进行阳性鉴定，这些科学家与该州合作以对抗入侵物种。
佛罗里达州农业部植物产业司局长特雷弗·史密斯说，如果该植物被确定为可能存在问题，州官员将与种植者合作，进一步制定管理策略。
除了许可证外，种植者还必须购买相当于预期根除植物成本 150% 的履约保证金。史密斯说，种植者每年支付约 200 美元，保证金就像该州的保险。如果种植者决定突然放弃生产，该州可以兑现保证金以支付根除植物的费用。
史密斯说：“总的来说，该规则的要旨是正确的。” “这是一个很好的平衡，既能确保我们的安全，又不会吓跑种植者。我们真的认为佛罗里达州可以成为生物燃料领域的领导者，但我们希望安全地做到这一点。”
巨型芦苇的两条规则
史密斯说，包括爱达荷州和密西西比州在内的许多其他州都询问了他们的模式信息，希望能复制佛罗里达州的做法。
奎因说，佛罗里达州系统的一个缺陷是保证金成本过于保守，不足以完全根除入侵植物。
由于涉及的机构范围广泛，联邦层面的协调可能更加复杂。
研究人员在研究中指出，联邦政府内部关于巨型芦苇Arundo donax的政策似乎存在矛盾。虽然美国农业部植物流行病学和风险分析实验室将巨型芦苇列为高度入侵性植物，但它已获得美国环保署 (EPA) 管理的可再生燃料标准 (RFS) 下的种植批准。
环保署女发言人埃内斯塔·琼斯在一份声明中说：“环保署就 RFS 计划下新原料的审查和批准与美国农业部进行持续协调。”
像巨型芦苇Arundo donax这样的潜在入侵物种必须经过额外的监管要求，才能将该植物注册为可能的再生燃料来源。琼斯说，生产者还必须向环保署提交美国农业部的信函，说明“原料的扩散是否极有可能超出种植区域”。
机构间协调机构国家入侵物种委员会副执行主任克里斯·迪奥尼吉说：“这实际上是环保署试图减少潜在危害，同时仍然满足增加可再生燃料的要求。”
至于种植者是否愿意使用奎因的白名单中的物种来降低传播入侵物种的风险，迪奥尼吉说：“一个始终如一的主题是，如果你给人们一个替代方案，你几乎总是会更成功。”
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