能源植物洞庭南荻及其生態效益

楊闖+肖亮

摘要：指出了目前過度依賴化石能源所帶來的環境問題日益嚴重，能源危機已引起全世界的廣泛關注，尋找可再生清潔能源是實現人類社會可持續性發展的必然選擇，其中生物質能是一類良好的清潔能源?；诖?，介紹了洞庭湖區一種叫南荻的植物，該植物具有其它同類能源植物不可比擬的優勢，是一種兼具巨大生態效益和經濟效益的能源植物。

關鍵詞：南荻；能源植物；生態效益

中圖分類號：S714

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）15013702

1 引言

18世紀末，由于科學技術的進步催生了工業革命，人類社會由自給自足的農業社會走向現代化的工業社會。人類對能源的消耗迅速轉變到以石油、煤炭和天然氣的消耗為主，人民的生活得到了根本改變?？墒?，正當人們不斷享受著科學技術革命所帶來的文明成果時，生態危機也逐漸向我們逼近，嚴重威脅人類社會的可持續性發展。一方面化石能源是有限的，另一方面，燃燒化石能源產生并釋放大量的二氧化碳，造成溫室效應，引起地球溫度升高，導致全球氣候變化。燃燒還釋放各種有害物質污染環境，危害人類健康。因此，控制化石能源的消耗是擺在我們面前的一個重大課題，尋求可再生清潔能源，是實現人類社會可持續性發展的必然選擇。

太陽能、風能、水電、地熱、潮汐以及生物質能稱為可再生能源。所謂生物質主要是指綠色植物。植物通過光合作用形成有機體，把太陽能轉變為生物質能，即以生物質為載體以化學能形式貯存的能量。事實上人們長期以來燃燒的秸稈與薪柴就屬于生物質能。在我國廣大農村以前大多靠秸稈來作為燃料。近年來，科學家們把能提供可觀生物質的植物稱為能源植物。人們對能源植物的探索中，發現在洞庭湖生長著一種叫南荻的植物，其具有其它同類能源植物不可比擬的優勢。大量研究證明它是一類兼具巨大生態效益和經濟效益的能源植物。

2 南荻是能源植物中的佼佼者

據《中國植物志》記載，南荻天然分布在我國洞庭湖，為多年生、高大竹狀草本植物，具有十分發達的根狀莖。稈直立，深綠色或帶紫色至褐色，常被蠟粉，高5～7 m，直徑2～4 cm，基部粗，上部細，具42～47節。地下根莖網絡系統縱橫交織，主要分布于地表下10～20 cm土層中；單株分蘗數可達100個以上，并形成單株群落；頂生大型圓錐花序，由多數總狀花序沿一延伸的主軸排列，小穗成對、孿生于延續的總狀花序軸上，每小穗含一兩性花，雄蕊2～3枚，雌蕊2枚；種子小而輕，適合風播。

據研究，因為南荻植株高大，所以生物量高，一般每平方米可生長20～30株，年產干荻稈22.5～30 t/hm2；因為莖桿中空，所以有利于水分和養料輸送；因為地下莖橫走，所以可大面積覆蓋地表；因為再生性好，所以地上部分收割后不影響來年長勢；因為莖桿直立性好，所以便于機械化收割；因為秋冬季節莖桿枯黃，所以含水量少，便于長期儲存；因為纖維素含量高，所以能源利用效價比高。正是因為以上種種，南荻才得以成為公認的能源植物新秀。

有資料顯示：目前僅湖南省就有南荻面積111.83萬畝，年產量71.97萬t，其中，東洞庭包括岳陽、華容、君山、湘陰、汩羅共有南荻36萬畝，年產量17.9萬t，西洞庭包括安鄉、漢壽、常德、澧縣，有南荻24.38萬畝，年產量20.17萬t。南洞庭，包括沅江、資陽、南縣有南荻51.45萬畝，年產量33.9萬t。而這僅僅是圍繞洞庭湖野生分布的南荻，如果人工引種南荻，使其在我國的種植面積可達到1億hm2，如果按每公頃平均10 t干生物質的產量計算，每年就可收獲10億t原材料，可以燃燒發電1458萬億kW·h，每年減少二氧化碳的排放約17億t。隨著科學技術的不斷發展，還可以用以南荻為代表的生物質生產酒精等清潔能源，最終取代以石油為主的化石原料。

3 南荻的其它生態及經濟效益

3.1 固土保水，防止沖刷

南荻屬C4植物，光合能力強，生長速度快，生物量大，且繁殖容易，能迅速覆蓋裸露的地面，特別適合荒坡、湖洲的植被恢復，不與農業生產爭地，起到防止沖刷與固土保水作用。南荻群落適應水漲水落生境，在長江流域分布十分廣泛，特別在洞庭湖區面積很大，對固堤防洪，提高河湖蓄洪能力起到特殊的作用。

3.2 凈化水質，維護自然生態系統的功能

由于南荻生長迅速，生物量大，所以能大量吸收土壤和水中多余的營養元素，特別是對N、P等元素的吸收，大大降低了農業面源污染風險，起到凈化水質作用；還能降低土壤中的N2O含量，降低土壤隔、砷、鉛等有毒重金屬物質含量，維護自然生態系統的功能。

3.3 凈化空氣，改善氣候環境

近幾十年來，由于大量溫室氣體的排放，溫室效應不斷加劇，地球溫度在不斷升高，帶來一系列的環境問題，如臭氧層的破壞導致太陽紫外線輻射危害加劇，極大損害人類健康。南荻群落的生長對平衡大氣中的二氧化碳和氧氣十分有利，由于其光合作用強，能釋放出更多氧氣，吸收更多二氧化碳。還能大量吸收和吸附有害氣體和有害物質，例如1 hm2莖葉一年中能滯匯大氣中的粉塵可達300多t。南荻群落吸收陽光的能力也很強，能使反射光降到很低（僅15%左右），起到調節大氣的濕度和溫度作用。因此芒荻類植物對改善周邊地區氣候環境具有顯著作用，能緩解大氣溫室效應。

3.4 改善居民生活環境，促進農業和養殖業發展

洞庭湖區的河洲灘上叢生的雜草是血吸蟲的中間宿主釘螺的孳生地，導致這些地區血吸蟲病肆虐。如在這些地方發展種植南荻，在南荻的生長競爭下雜草將無法生存。科學研究發現南荻群落中的釘螺毛蚴密度比雜草中的要低85%以上，這對控制血吸蟲病的發生和傳播是十分有利的。另外南荻在生長過程中，能大量吸收水中營養元素，減少農業面源污染，附近水域水質好，水生生物豐富，對發展水產養殖業十分有利，能促進養殖業的發展。

3.5 經濟效益顯著

南荻的傳統用途主要是做造紙原料，1畝荻稈可以生產出約1 t的干紙漿板，良好的造紙原料。近年南荻作為建材原料也發展很快，其莖稈通過膠合，能壓制成為各種輕型板材，廣泛用于建筑場、館的裝璜及各種包裝材料使用。還可用它編成簾、席，制作各種工業用品，發展農村手工制造業。此外南荻根莖和嫩芽由于其糖分和淀粉含量高，類似小筍，也可作菜或罐頭直接食用。近年在洞庭湖區發展鮮食蘆筍，經濟效益可觀，已成為湖區人民脫貧致富的重要途徑。

4 結語

南荻不僅是能源植物中的佼佼者，而且在改善湖區生態環境，促進農業生產發展，提高人民生活質量方面發揮著重要作用，其具有顯著的經濟和生態效益。

致謝：感謝湖南農業大學芒屬植物研究所提供學習機會，感謝肖亮博士的精心指導。

參考文獻：

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