特约访谈 林启美｜生物炭助力绿色生态发展—生物炭与边际土地科学利用的关联

10月15-17日，第五届全国生物炭研究与应用研讨会在广州顺利召开。研讨会围绕“生物炭助力绿色生态发展 ”主题进行了大会主报告，分设生物炭制备技术与新材料、生物炭与土壤肥力、生物炭与重金属、生物炭与有机物污染物、生物炭与土壤微生物、生物炭的生态功能六场分论坛。会议以“为业界专家学术交流、凝聚共识提供有益平台”为宗旨，为大家提供深入的研讨交流机会，以期为我们的绿色生态发展提供更多助力，为落实“碳达峰”、“碳中和”可持续发展目标凝聚更多共识，推动更多的生物炭绿色行动。

生态环境探索微平台请来《BIOCHAR》期刊编委，本次大会主报告专家林启美教授进行本期特约访谈。

问：林老师您好！2021年3月5日，国务院总理李克强在2021年国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构 。“碳达峰”、“碳中和”已不仅仅是一个概念，它更是一种行动。在这个行动中生物炭会起到怎样的作用？在广州进行的这次“第五届全国生物炭研究与应用研讨会”给我们带来了哪些新的科研动态？有关生物炭产业发展是否有新的动向？

林启美：非常感谢陈温福院士、孟军教授及李无双主任等的组织和安排，在全球疫情仍然不减的时刻，组织这样大规模的会议，是一个挑战。陈院士为生物炭发展做出了很多很大的贡献。

这次会议收获很多，非常高兴看到我国生物炭研究与应用仍然如火如荼，整体上处于国际领先水平，一些领域甚至引领全球，这值得所有中国“生物炭人”自豪而骄傲。

这届会议展现出有五个重要的特点：一，有关生物炭研究的热度不减，而且研究领域扩大，从农业领域扩大到生态环境领域，其中涉及边际土地利用与生物炭的关联。大家会越发关注生物炭生态效应应用的技术和原理。二，生物炭研究重点转移，生物炭修复重金属和有机物污染土壤和水体环境，已经成为研究的重点，一半左右的报告涉及到这个领域，尤其是功能化的改性生物炭成为人们追求的目标。传统的研究领域，生物炭对土壤化学肥力及NP营养元素利用效率的影响，正在减弱。三，生物炭在我国碳达峰和碳中和方面的作用，引起了大家的关注，可能成为下一个研究热点和重点；四，大家对生物炭的农业效应，认识得更加清晰。生物炭的农业效应是战略性的不是战术性的，生物炭是长期效应不是短期效应。如果对生物炭进行很多短期效应研究，就很难反应生物炭真实的本质作用，必须用长期效应的思路去研究生物炭。五，会议特别组织安排了“生物炭技术供需发布专场”，很明显生物炭产业化的步伐加快，并已初具规模。

但需要注意三点，一是，需要加强研究生物炭对土壤水、气、热等物理性状影响及其机理；二是，理论研究还需要加强；三是，加强研究生物炭在碳达峰、碳中和方面的作用，争取纳入碳贸易市场。通过会议可以看出，大家很希望把生物炭的绿色生态功能更好地发挥出来，把这项研究工作更好地推进，它也将是大家关注的重点。

所以，这次的会议议题更丰富、学术交流更前沿，强调实际应用、突出绿色实效。

问：在当前绿色转型时期，生物炭的生态功能是否决定着生物炭的未来发展？

林启美：生态效应是更广的概念。目前纯粹的生物炭生态效应研究还不多。大部分还是生物炭的农学效应还有一部分是环境修复效应的研究和应用。但目前可以肯定的是，生物炭在生物多样性中起到重要作用。主要体现在地上部的绿色植物和地下部的土壤，生物多样性涉及到地上和地下部分，地上部分的绿色植物可以是生物炭的原材料；地下部土壤中的微生物，生物炭进入后对地下部会产生很多影响，直接影响到生物多样性。这些是生态效应中非常重要的一个方面。

通过这个问题，也可以看出目前对于生物炭研究的面相对还是窄了一些，面对绿色发展，未来我们还要拓展一些思路，根据自己的区域特征进行生物炭研究，把生物炭的研究领域再拓宽一些，聚焦科技前沿和社会的需要。有关生物炭的生态功能研究虽然只是刚开始，但我想或许在下一届会议中会出现更多的内容。

问：您在本次大会中的报告-“边际土地利用与生物炭的关联”引来了很多人的关注。生物炭与边际土地这二者之间，用您的话说是一种合作共赢的关系？

林启美：确切地讲是一种合作多赢的关系。生物炭改良土壤的作用毋容置疑，大面积推广应用的主要障碍，一是价格比较高，市场价一般都在2000元/吨以上，其中原材料成本占1/3以上；二是资源量有限，无法满足大规模生产的需要。

边际土地大多存在一种或多种障碍，主要是土壤障碍，如盐渍化、酸化等，需要改良。利用边际土地种植抗逆性比较强的植物，如耐盐植物、耐旱植物，好处多多，主要表现在三个方面：一是恢复植被，修复和改善当地生态环境；二是可获得稳定的、大量的、高质量的原材料，用于制造生物炭；生物炭归还到土壤，起到改良土壤的作用，提高植物生物量；还可以获得可观的生物气和生物油，直接利用或用作工业原材料。三是，边际土地成片分布区一般都是自然条件恶劣、生态环境比较脆弱的地区，也是比较贫困地区，显然，科学的利用边际土地，也是这些地区扶贫的重要举措。

问：您讲到，科学地利用边际土地是我国当前面临的重大问题。由于边际土地很大一部分是盐碱地，所以，是否可以理解为 解决边际土地利用问题首先要解决盐碱地的科学利用问题？

林启美：可以这么讲。盐碱地是边际土地利用中的一个重要问题。边际土地是一个土地经济概念，土地入不敷出，但其核心仍然是土壤资源利用问题。我国边际土地面积非常大，40多亿亩，分布也比较广，各省市地县都有；有零星的分布，也有成片的分布；类型也比较多，有些是原生的，即自然条件比较恶劣的地区，如我国西北部干旱地区；有些是次生的，也就是人类生产活动引起的，如次生盐渍化土地。

我国尽管幅员辽阔，土地面积也很大，但可耕种的土地面积十分有限，而且快速发展的社会和经济每年占用大量的基本耕地，18亿亩基本农田红线面临巨大的压力。大部分边际土地成片分布区气候条件恶劣，自然条件比较差，多为生态环境脆弱地区，土壤存在多种障碍，肥力一般都很低，边际土地成片分布区不少是国家级或省市级贫困地区。显然，科学地利用边际土地，不仅关系到基本农田保障，而且还涉及到生态环境建设与保护，以及脱贫致富等社会问题。

问：您提出，种植盐生植物是较为可行的措施，并将盐生植物转化为生物炭，其中最好的利用方式是异地改良酸性土壤，可以取得多赢的效果，具有很好的前景？

林启美：是的。我们知道生物炭特性在很大程度上取决于原材料，真盐盐生植物由于含有大量的盐分，主要是氯化钠，所制备的生物炭灰分含量比较高，可超过20%，而一般秸秆不到10%。如果简单地去除灰分，盐生植物生物炭可直接原位施用到盐碱土，改良盐碱土，主要是增强土壤的通透性，加快盐分淋洗，阻断毛细管。但最好是施用到缺乏盐基的酸性土壤，一方面补充酸性土壤盐基不足，另一方面中和酸基离子，还可以提供大量的钠，我们知道一些作物喜欢钠，如菠菜，能够取代或部分取代钾的功能，这对于我国南方缺钾的土壤是一个好消息，通过生物炭实现矿质养分地球化学空间转移。

问：科学利用边际土地，我们找到了很好的利用模式，同时对于充足且低廉的生物炭原材料供应问题，也找到了解决办法。那么对于边际土地科学利用与生物炭的关联，未来需要进一步研究的课题会包括哪些？

林启美：边际土地种类很多，不同区域边际土地的障碍因素和资源环境是不一样的。所以有几个前提条件，首先基于当地边际土地的自然条件和土壤情况制定科学合理的植被建设方案，方案包括植物种类和布局，在布局前，必须以生态环境优先为原则。第二，要考虑植被的综合用途，加强它的可持续性。第三，加快边际土地的修复过程，这也是核心问题。第四，将盐碱地的盐渍资源进行空间转移。

利用边际土地，因地制宜地种植抗逆性比较强的植物，用作制备生物炭的原材料，再将生物炭归还到土壤，起到多赢效果，确实是一个值得去研究和推广应用的模式。但方兴未艾，还有许多问题没有解决。例如：如果选育抗逆性强，生物量比较大的植物？如何合理地配制植物群落和科学地管理和利用生物量？我们目前聚焦于满足农学效益的生物炭应用技术研究，未来需要研究生态环境保护优先的生物炭应用原理和技术，尤其是利用生物炭实现碳封存，争取将生物炭纳入碳贸易市场。对于农田生物炭应用技术，不仅着眼于改良表层土壤性状，而且应研究基于根系活动需要的土体生物炭施用技术和原理，特别是对于土壤孔性、通透性、水分等物理性状的影响。这些在未来都是我们需要进一步研究的内容。

问：您建议，如果生物炭可以纳入碳交易市场，就可以进行生态补偿？

林启美：是的。生态补偿是多方面的，目前关注的仅仅是生物炭本身，实际上就像我报告中所说，从边际土地利用来看，能够通过种植生物炭原材料，从而提高植被覆盖率改善环境，这也是一种生态补偿。这里的生态补偿从两个角度出发，一是从生物炭原材料生产，绿色植物种植的角度；另外是生物炭的应用。从这两个角度联动起来去考量，可能会是一个很好的举措。

目前的生物炭大多是以废弃物再利用来进行，很少有人从种植原材料这个角度出发来思考。但如果可以把生物炭的经济运行分析清楚，从经济角度提出有关生物炭使用的生态补偿方案和策略，我想，这样会很好的鼓励大家使用生物炭的积极性，随之也会形成一套系统的方法。

另外，如果生物炭可以纳入碳交易市场，那就完全可以进行生态补偿。

问：最后，还请您谈一谈，对“全国生物炭研究与应用研讨会”的举办有哪些建议？

林启美：会议举办的很圆满。大家对生物炭研究与应用的研讨也很深入。具体建议，有三点：第一，希望这样的生物炭大会可以每两年进行一次，形成周期。第二，每年有一个针对生物炭研究和应用领域的重点热点梳理，梳理出生物炭领域在全球、在中国的发展情况，未来有哪些走向，给大家以引领。可以通过会议或媒体平台发布出来。第三，提高或者是拓宽会议的作用。会议凝聚了大家的智慧，能否把会议中大家商讨出非常有价值的内容整理出相应的报告进行发布，供更多人知晓。

生物炭未来发展方兴未艾，它的发展需要大家共同努力！