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一项新的研究结果表明，多年生草和草本植物的混合可能是美国生产可持续生物燃料的最佳选择。但是，要使这个梦想成为现实，可能会损害当地环境，并且需要开发新技术来收割、加工并将这些植物材料转化为生物燃料，例如乙醇。
生物燃料因其对粮食生产的影响而备受争议。美国使用的乙醇目前是用玉米中的淀粉酿造的，这使得乙醇生产商（以及政府的乙醇强制令）与玉米的其他用途（例如食品或动物饲料）产生冲突。据国会预算办公室称，美国的玉米乙醇已经导致食品成本上涨了 15%，联合国粮食及农业组织将玉米转向生物燃料归咎于全球食品价格上涨的原因。
为了了解非食物植物是否可以像玉米一样成为生物燃料的来源，研究人员在 20 年间追踪了所谓的边际土地上的六种替代作物和耕作系统，包括杨树和苜蓿。此类边际土地面临着诸如土壤肥力和易受侵蚀等挑战。
新的分析发现，尽管传统作物（如玉米）在边际土地上可以转化为生物燃料的生物质产量最高，但由于耕作、施肥和其他将它们转化为燃料所必需的产生二氧化碳的活动，它们减少二氧化碳的能力受到损害。（这些因素导致了关于玉米乙醇是否能真正减少温室气体排放的重大科学分歧，尽管研究人员发现，只要将石油生产和燃烧纳入比较范围，即使是玉米也能提供一些气候效益。）
相比之下，当这些土地休耕时，自然生长的草和其他花卉和植物（例如一枝黄花、紫菀和匍匐冰草等物种）如果施肥，每公顷每年可以提供大致相同的生物燃料能量，同时减少的二氧化碳量是玉米的两倍以上。密歇根州立大学的首席研究员伊利亚·盖尔凡德说：“当用这种植被生产生物燃料时，整体气候影响非常积极。”这项研究于 1 月 17 日发表在《自然》杂志上。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
通过将这些田野结果输入计算机模型，计算出在“潜在生物炼油厂” 80 公里范围内有多少此类边际土地可用，盖尔凡德及其同事发现，在 10 个中西部州，每年可以使用大约 1100 万公顷的目前休耕的土地以这种方式生产 210 亿升的纤维素乙醇。
如果能够实现如此大量的纤维素生物燃料，与原本会被燃烧的石油相比，每年将减少 44 太克（440 亿公斤）的温室气体排放。德国卡尔斯鲁厄理工学院的气候研究员克劳斯·巴特巴赫-巴尔和拉尔夫·基斯在《自然》杂志上发表的一篇关于该研究的评论中写道，这“相当于 1000 万辆中型汽车的二氧化碳排放量，每辆车的年行驶里程为 20,000 公里”。它还将满足美国政府在 2007 年设定的 2022 年纤维素乙醇产量 800 亿升目标的 25%。
普林斯顿大学的农业专家蒂莫西·塞尔辛格说：“作者试图关注尚未用于粮食生产的土地是好事。”他没有参与这项研究。但是，该研究表明，即使研究人员最大限度地利用所有边际土地种植生物燃料的能力，“到 2020 年，它能够产生的纤维素乙醇量仅足以提供美国 1.5% 的运输燃料。”而且，预期产量比美国能源部在 2011 年对生物燃料潜力分析预测的低约 20%。
来自本地植物的这种纤维素乙醇也需要技术突破才能有效地将植物的叶子、茎和其他不可食用的部分转化为燃料。虽然一些这样的纤维素生物炼油厂正在建设中或以原型规模存在，但没有一家能够处理如此多的多年生草和草本植物的混合物。事实上，要使这种可持续生物燃料取得进展，关键需求之一仍然是“有利可图的生物精炼过程”，盖尔凡德指出，此外还需要更好地了解生态影响。目前，这种纤维素生物炼油厂的原料要么来自传统作物的残留物（如玉米秸秆），要么来自砍伐树木。
将边际土地变成生物燃料农场也可能对当地环境产生负面影响。边际地区目前通常被指定用于保护，既是为野生动物提供栖息地的一种手段，也是保护其免受农业径流进入水道的一种方式。
而且，即使这种纤维素乙醇成为现实，它仍然可能与粮食生产发生冲突。盖尔凡德说：“如果燃料变得足够有价值，它很可能会取代粮食作物，就像现在玉米乙醇的情况一样。”但是，“将燃料生产扩大到不适合粮食生产的边际土地是一种缓解生产性耕地生产燃料的压力的方法。”