自然科普:天然橡膠就快用完了?能找到替代來源嗎?
來源:新浪科技
發(fā)布時(shí)間:2021-03-11
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氣候變化、價(jià)格沖擊和病害正威脅著世界各地的橡膠樹,甚至可能造成致命的打擊。為了應(yīng)對(duì)這場(chǎng)危機(jī),我們是否需要盡快地找到替代的橡膠來源?

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  天然橡膠是一種獨(dú)特的材料,既柔軟又有韌性,還高度防水。我們的日常生活中隨處可見由天然橡膠制成的產(chǎn)品,比如車輛的輪胎、運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底、引擎和冰箱中使用的密封劑、絕緣電線電纜等。它還被制成避孕套、衣物、運(yùn)動(dòng)球類和常見的松緊帶。在過去的一年里,橡膠在全世界醫(yī)生和護(hù)士穿戴的個(gè)人防護(hù)裝備中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

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  事實(shí)上,橡膠被視為一種具有全球重要性的大宗商品,已被列入歐盟的關(guān)鍵原材料清單。但不幸的是,有跡象表明,世界上的天然橡膠可能就快用完了。疾病、氣候變化和全球橡膠價(jià)格暴跌已使橡膠供應(yīng)陷入危機(jī)。這也促使科學(xué)家們?cè)跒闀r(shí)未晚之前尋找解決方案。

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  那么,如此重要的大宗商品最初是如何陷入這場(chǎng)危機(jī)的呢?

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  全球每年的天然橡膠供應(yīng)大約為2000萬噸,幾乎完全是由在熱帶森林中耕種小塊土地的小農(nóng)戶生產(chǎn)的。數(shù)以百萬計(jì)的工人在泰國、印尼、和西非等地的種植園里,小心翼翼地剝下樹皮,提取出乳白色的樹液,再置于陽光下曬干,形成片狀。這些農(nóng)民提供了世界85%的天然橡膠。

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  但這種脆弱的供應(yīng)模式正受到威脅。橡膠樹(學(xué)名:Hevea brasiliensis)原產(chǎn)于巴西熱帶雨林,由于南美葉枯病的流行,巴西已不再進(jìn)行橡膠樹的商業(yè)種植。南美葉枯病是一種災(zāi)難性的植物病害,在20世紀(jì)30年代扼殺了巴西的橡膠工業(yè)。目前,依靠嚴(yán)格的隔離控制,這種疾病被控制在南美洲,但侵襲亞洲幾乎是不可避免的。

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  與此同時(shí),世界其他地方的農(nóng)民也受到當(dāng)?shù)夭≡w的困擾,如白根腐爛病和其他葉枯病,后者可能是來自鄰近的油棕種植園。氣候變化也造成了橡膠產(chǎn)量的損失,如泰國的橡膠生產(chǎn)近年來就受到了干旱和洪水的打擊,洪水還會(huì)進(jìn)一步在種植區(qū)傳播致病微生物。

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  對(duì)農(nóng)民來說,對(duì)橡膠需求的增長和供應(yīng)的短缺應(yīng)該算是好消息,因?yàn)檫@將使橡膠的種植更有利可圖。但不幸的是,事實(shí)并非如此。橡膠的價(jià)格由距離產(chǎn)地較遠(yuǎn)的期貨交易所確定的,在那里,中間商對(duì)橡膠、黃金、鋁和燃料油等商品進(jìn)行交易。合盛農(nóng)業(yè)集團(tuán)(Halcyon Agri)是天然橡膠領(lǐng)域的供應(yīng)鏈主導(dǎo)企業(yè),其聯(lián)合創(chuàng)始人羅伯特?梅耶爾表示,橡膠的“定價(jià)與生產(chǎn)成本毫無關(guān)系”。正因?yàn)槿绱?,每噸橡膠的價(jià)格會(huì)在兩個(gè)月之內(nèi)變動(dòng)多達(dá)三倍,近年來一直保持在非常低的價(jià)格。

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  這種情況進(jìn)一步危及橡膠的供應(yīng)。小農(nóng)戶的計(jì)算方法是,收入等于價(jià)格乘以數(shù)量,更低的價(jià)格會(huì)迫使農(nóng)民過度開采樹木以獲得更多的橡膠,這會(huì)使樹木變得更加脆弱,更容易患病。低廉的價(jià)格也阻礙了人們種植新的樹木,來取代那些在商業(yè)上已經(jīng)結(jié)束壽命的樹木;另一方面,許多農(nóng)民已經(jīng)完全放棄了種植園。在單位土地上,油棕和天然橡膠的收入相同,但橡膠的勞動(dòng)力投入更高,由于橡膠價(jià)格下跌,農(nóng)民們?yōu)榱硕唐诶麧?,正從生產(chǎn)橡膠轉(zhuǎn)向銷售木材,之后改種油棕。

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  這些因素加在一起,意味著目前世界上的天然橡膠供應(yīng)并不能滿足需求。2019年末,國際三方橡膠理事會(huì)(International Tripartite Rubber Council,簡稱ITRC)警告稱,到2020年,全球橡膠供應(yīng)將短缺100萬噸,約占產(chǎn)量的7%。然后,新冠疫情爆發(fā)了。

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  隨著各國進(jìn)入封鎖狀態(tài),橡膠需求出現(xiàn)了下降。作為衡量橡膠最終需求的關(guān)鍵指標(biāo),汽車的行駛里程也下降了。不過,橡膠很快就出現(xiàn)反彈,需求甚至超過了最樂觀的預(yù)測(cè)。在疫情基本結(jié)束后,新車銷量大增,現(xiàn)在許多地方(橡膠)嚴(yán)重短缺,輪胎制造商擁有的庫存非常低。

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  盡管利用石油化工產(chǎn)品可以合成橡膠,但天然橡膠具有的獨(dú)特屬性,是這些合成材料無法與之媲美的:天然乳膠手套比丁腈手套更耐撕裂;飛機(jī)輪胎使用具有高彈性和耐熱性的天然橡膠,可以在著陸時(shí)提供更大的摩擦力。

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  橡膠供應(yīng)短缺的部分原因是負(fù)責(zé)收集橡膠的外來務(wù)工人員仍然不能跨越邊境,因此無法收割橡膠樹。2020年春季,許多將橡膠加工成可用產(chǎn)品的工廠停工了好幾個(gè)月。但更大的麻煩是,這種短缺來自于一些深層次的結(jié)構(gòu)性問題,而這些問題并不容易解決。我們需要尋找到能夠解決橡膠危機(jī)的緊急措施。

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  一個(gè)顯而易見的答案可能是種植更多的橡膠樹。另一方面,如果橡膠在供應(yīng)短缺時(shí)價(jià)格上漲,農(nóng)民就會(huì)有動(dòng)力清理熱帶雨林,種植更多的橡膠。盡管油棕園受到了更多的關(guān)注,但橡膠種植園同樣會(huì)導(dǎo)致生物多樣性的喪失。

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  2011年,在橡膠需求不斷增長的推動(dòng)下,其價(jià)格飆升導(dǎo)致東南亞大規(guī)??撤ド?,各國政府紛紛開放林地用于種植橡膠,試圖從這一趨勢(shì)中獲利。僅在柬埔寨,橡膠種植園就占森林砍伐總量的四分之一。然而,橡膠樹需要很長一段時(shí)間——生長過程長達(dá)7年——才能進(jìn)行收割。

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  或許我們可以嘗試從現(xiàn)有的種植園中獲取更多的橡膠。美國俄亥俄州立大學(xué)的生物自生材料教授卡特里娜·科尼什說:“在印度尼西亞,有很大的機(jī)會(huì)提高橡膠產(chǎn)量。他們正在種植與泰國和馬來西亞相同的無性繁殖體,但產(chǎn)量要低得多,因此可以采取更加合理的作物管理措施?,F(xiàn)有的橡膠樹應(yīng)該可以緩解目前的壓力?!币粋€(gè)選擇是在橡膠樹上施用乙烯利(ethephon),這是一種刺激樹木產(chǎn)生更多乳膠樹液的化學(xué)物質(zhì),但過多的乙烯利會(huì)殺死樹木,使得一些農(nóng)民不愿意使用它。

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  另一個(gè)選擇是完全放棄巴西橡膠樹。科尼什說:“產(chǎn)量的增加需要借助新的選擇,而不是巴西橡膠樹?!彼诘亩砗ザ碇萘⒋髮W(xué)參與了“天然橡膠替代選擇卓越項(xiàng)目”(PENRA),這是一個(gè)致力于應(yīng)對(duì)橡膠危機(jī)的行業(yè)合作項(xiàng)目,參與該項(xiàng)目的研究人員正在探索可能取代橡膠樹的植物。

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  其中一種受到關(guān)注的植物是橡膠草(Taraxacum kok-saghyz),這是在第二次世界大戰(zhàn)期間,當(dāng)亞洲橡膠供應(yīng)受到威脅時(shí),蘇聯(lián)種植的一種小型蒲公英屬植物,產(chǎn)地來自哈薩克斯坦。

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  我們可以通過碾壓橡膠草的根部來提取膠質(zhì),而這種植物的橡膠產(chǎn)量僅為橡膠樹的十分之一。不過,橡膠草在三個(gè)月內(nèi)就可以收獲,并且可以產(chǎn)生大量的種子,使得它很容易重新種植和擴(kuò)大產(chǎn)量。盡管化學(xué)成分與天然橡膠相似,但橡膠草不含有導(dǎo)致乳膠過敏的蛋白質(zhì)。

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  德國弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所推出了一款名為“Biskya”的輪胎,該名稱來自德語縮寫,意為“德國仿生合成橡膠”。該研究所稱,這種橡膠由橡膠草的橡膠制成,具有比普通橡膠更好的耐磨性和耐撕裂性??茖W(xué)家們也正在開發(fā)新的橡膠草品種和栽培技術(shù)——包括水培和垂直農(nóng)場(chǎng)——以幫助這種橡膠實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。在這個(gè)系統(tǒng)中,充滿膠質(zhì)汁液的橡膠草根部一年可以收獲5次。

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  同樣引人注意的還有灰白銀膠菊(Parthenium argentatum),這是一種生長在美國和墨西哥邊境沙漠中的灌木。第二次世界大戰(zhàn)期間,由于缺乏橡膠,美國曾一度強(qiáng)制種植銀膠菊。在當(dāng)時(shí)的“緊急橡膠項(xiàng)目”(Emergency Rubber Project)中,一群科學(xué)家和工人辛苦種植了13000公頃的銀膠菊,并很快每月就能生產(chǎn)約400噸的橡膠。這種灌木需要兩年時(shí)間才能進(jìn)行第一次提取,但之后可以通過修剪,轉(zhuǎn)為每年提取。然而,在二戰(zhàn)結(jié)束之后,隨著廉價(jià)的亞洲橡膠重返市場(chǎng),該項(xiàng)目被放棄了。

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  如今,只有兩家公司使用銀膠菊進(jìn)行商業(yè)化橡膠生產(chǎn),其中就包括Yulex,該公司與戶外服裝品牌Patagonia(巴塔哥尼亞)合作,推出了含部分銀膠菊橡膠的潛水服。輪胎制造商普利司通(Bridgestone)在亞利桑那州保留了一塊114公頃的銀膠菊試驗(yàn)田,并于2015年用其出產(chǎn)的橡膠生產(chǎn)了第一批輪胎。該項(xiàng)目得到了意大利石油巨頭埃尼集團(tuán)(Eni)的協(xié)助,后者在西西里島也擁有一塊銀膠菊試驗(yàn)田。

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  在將來,諸如此類的嘗試只會(huì)變得更加緊迫。全球?qū)μ烊幌鹉z的需求將持續(xù)增長,特別是隨著發(fā)展中國家越來越富裕。汽車是橡膠市場(chǎng)的最大需求來源,如果每個(gè)非洲家庭最終擁有兩輛汽車,那將意味著大量的橡膠。

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  目前已經(jīng)有一些做出改變的跡象:包括普利司通、德國馬牌(Continental)和固特異(Goodyear)在內(nèi)的許多橡膠大買家都已簽署了“可持續(xù)天然橡膠全球平臺(tái)”(Global Platform for Sustainable Natural rubber)的協(xié)議,共同禁止購買在最近被砍伐的土地上種植的橡膠,希望為橡膠引入一個(gè)固定的最低價(jià)格。正如咖啡和可可的“公平貿(mào)易”計(jì)劃一樣,這將保障發(fā)展中國家橡膠農(nóng)的生計(jì),并有助于確保橡膠的供應(yīng)更加充足。

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  我們必須支持小農(nóng)盡其所能,使他們能夠抵御價(jià)格沖擊,從而改善生產(chǎn)力體系并能夠二次種植。進(jìn)一步砍伐森林來種植這些經(jīng)濟(jì)作物,無論是對(duì)氣候還是生物多樣性,抑或是對(duì)人類而言,都是壞消息,確實(shí)需要仔細(xì)考慮。

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  如果南美葉枯病入侵亞洲,這些擔(dān)憂就會(huì)變得更加迫切。想想花曲柳窄吉丁、榆樹病、松甲蟲——你可能會(huì)失去整個(gè)物種、數(shù)十億棵樹木,而當(dāng)所有橡膠樹在一年內(nèi)死亡時(shí),你不可能馬上找到4000萬噸的替代品。

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  如果全球使用的橡膠中至少有10%來自替代來源,那么在這種緊急情況下,它們可以迅速擴(kuò)大規(guī)模,橡膠危機(jī)將是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì),可以幫助這些替代來源吸引投資。可以肯定的是,如果我們不能很好地處理橡膠樹的危機(jī),無論是對(duì)發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,后果都是不堪設(shè)想的。


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