油价高企，人们会重燃利用藻类生产生物燃料的热情吗？

藻类是海洋和内陆水体中最主要的初级生产力，其生产力约占全球植物总生产力的45%。藻类的光合作用不仅为全球水体食物网提供初级营养和能量来源，为维持地球生态系统的稳定发挥着重要作用，也对我国“蓝碳计划”具有重要意义。

藻类学是研究藻类，即淡水和海洋食物链中主要的光合生物的学科。Phycology自1981 年第一版出版以来，已成为藻类学研究领域的经典教材。针对藻类学、湖沼学和生物海洋学的高年级本科生和研究生，《藻类学（原书第五版）》沿用了前几版的格式，同时纳入了该领域的最新进展，例如，藻类生物燃料的潜力与挑战，藻毒素的扩散机制，藻类起源、系统发育和分类学等方面新的分子工具和技术的开发。

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《藻类学（原书第五版） 》购买

(美) R. E. 李 (Robert Edward Lee) 著

段德麟 等 译

北京 : 科学出版社, 2026. 3

ISBN 978-7-03-080013-8

从《藻类学》第四版（2008 年）出版到2015 年，媒体对利用藻类生产生物燃料的关注度大幅增加。这导致对使用藻类作为生物燃料的研究激增，以及验证其商业化可行性的示范性试点工厂的建立。《藻类学（原书第五版） 》中讨论了世界上许多石油矿藏的起源是藻类细胞群体演变的结果，并客观评估了藻类生物燃料的未来。

藻类与生物燃料

当今开采的大部分原油和天然气都来源于海洋生物，如藻类和浮游动物（尽管少量可能是非生物来源，或非有机来源）（Service, 2011）。它们的残留物在高温和高压作用下变成油母岩质（kerogen）——一种蜡状物质。在更高的温度下，油母岩质会变成液态和气态的烃类化合物。对一些石油矿床，如第三纪的沼泽煤（boghead coal）[如铜铀云母（torbonite）]和油页岩进行勘察，发现存在与现今绿藻丛粒藻（亦称布朗葡萄藻）Botryococcus braunii 群落相似的遗迹（Blackburn and Temperley, 1936; Cane, 1977; Wolf et al., 1985）。

丛粒藻（Botryococcus braunii）显微照片及从中分离的碳氢化合物的结构。

伴随着石油价格的起起落落，人们阶段性地对培养藻类细胞来生产石油产生兴趣。20 世纪70 年代末，位于科罗拉多州戈尔登市的美国国家可再生能源实验室（NREL）设立了一个专注于藻类生物燃料的项目。该项目于1996 年被美国能源部以不经济为由而叫停。1974 年，本文作者在威特沃特斯兰德大学（金山大学）（University of the Witwatersrand）工作期间，在南非煤炭、石油和天然气公司SASOL 的资助下进行了藻类生物燃料研究。该项目经过多年的不断完善，也得出这样的结论：藻类生物燃料项目要付诸实践还需要一段时间。

烃类化合物存在于所有藻类中，但其含量通常低于干重的2%。在氮缺乏的情况下，烃类化合物的含量会增加（Qin, 2010）。有些丛粒藻Botryococcus braunii 含有高达干重60%的烃类化合物，其主要存在于细胞外基质中。这引发了关于每公顷藻田能生产多少生物燃料的奇妙猜测，藻类最多可生产80 000 L/hm² 的生物燃料，相比之下，棕榈油的产量为5000 L/hm²（Rhodes, 2012; Service, 2011）。然而，从藻类中生产生物燃料面临重大挑战。石油的开采和提炼是一项复杂的技术挑战，仍需要在经济层面上加以掌控（Moheimani et al., 2013; Georgianna and Mayfield, 2014）。

本文摘编自《藻类学（原书第五版） 》[(美) R. E. 李 (Robert Edward Lee) 著 ; 段德麟等译. 北京 : 科学出版社, 2026. 3]一书“第23 章 藻类与环境”，有删减修改，标题为编者所加。

(生命科学名著)

ISBN 978-7-03-080013-8

责任编辑：朱 瑾 岳漫宇 高璐佳 付丽娜

本书适合海洋生态学、海洋生物学、海洋植物学（藻类学）、湖泊科学及生物海洋学等研究方向的科研 人员及师生阅读参考。

（本文编辑：刘四旦）

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