神奇材料天然橡胶面临消耗殆尽危机
天然橡胶是一种坚硬而又柔韧，并且高度防水的独特材料，用途极广，是我们车辆轮胎的原料，能做我们鞋子的鞋底，能为我们的引擎和冰箱制造密封圈，还可以制作绝缘电线和其他电子元件。天然橡胶也用于避孕套和衣服，运动球类，甚至不起眼的弹力松紧带。在新冠病毒大爆发的一年里，橡胶在全球医生和护士穿戴的个人防护装备中也起到了不可或缺的作用。
种植农户小心割开橡胶树皮，收集树干流出的橡胶乳液。这就是天然橡胶。 橡胶确实为当今世界一种广泛使用且举足轻重的大宗商品，已列入欧盟的关键原材料清单。 很不幸，有迹象显示，全球的天然橡胶可能快要消耗殆尽。橡胶树病害、气候变化和全球橡胶价格的暴跌已使全球橡胶供应下降到危险程度。这促使科学家们必须未雨绸缪，寻找解决方案。 但如此重要的大宗商品一开始是如何陷入穷途末路？ 全球现年产大约2000万吨的天然橡胶，几乎完全来自于热带森林小农户经营的小规模橡胶园。在泰国、印尼、中国和西非的这些橡胶种植园有数以百万计的工人，他们小心翼翼地割开树皮，提取裂缝处流出的乳白色树液，然后把生橡胶汁压成片状，在阳光下晒干。这些小规模种植农户提供了全世界85%的天然橡胶。 全世界大多数天然橡胶产于东南亚，由于价格太低一些橡胶种植农已放弃种植。 而这种脆弱的供应现正受到威胁。橡胶树原产于巴西亚马逊热带雨林，一种灾难性的病害，即南美黄叶病的流行，在20世纪30年代扼杀了巴西的橡胶工业，巴西从此不再商业种植橡胶树。目前人们已采取严格的隔离措施防止橡胶树黄叶病从南美洲蔓延到全球，但最终抵达亚洲几乎是迟早之事。 而世界其他地方的橡胶种植农户还面临着本地的病害，如橡胶树白根病和从邻近油棕种植园传来的其他类枯叶病。气候变化也冲击到东南亚的橡胶种植。泰国的橡胶生产近年来即受到了干旱和水灾的影响，而且水灾还在橡胶种植区传播致病的微生物。 橡胶需求增长而供应短缺对橡胶种植农户来说本应该是个好消息，因为这使得种植生产橡胶的利润会升高。但不幸的是，现实恰恰相反。因为橡胶的价格是由远在一隅的上海期货交易所所定。期货交易的经纪人对橡胶以及黄金、铝和燃料的价格进行投机炒卖，是他们决定着橡胶价格的高低。橡胶业合盛集团（Halcyon Agri）联合创始人罗伯特•迈耶（Robert Meyer）表示，橡胶交易的“价格与生产成本毫无关系”。由于期货炒卖，每吨橡胶的价格会在一个月到下一个月之间起伏变化达三倍之多，而近年价格一直保持在非常低的位置。 橡胶在期货市场的价格偏低进一步危及橡胶的生产。迈耶解释说，“小种植农户的计算法是，收入等于价格乘以产量。”价格偏低迫使种植农户要从橡胶树过量采集橡胶乳液，结果使橡胶树的生长孱弱，较容易感染病害。价格低廉也阻碍了种植者种植新的橡胶树来取代已经老化而失去商业价值的老树。而许多种植农户则干脆放弃了种植园。 威尔士班戈大学（Bangor University）的研究员埃莉诺·沃伦-托马斯（Eleanor Warren-Thomas）专研究橡胶种植园的动态。她表示：“在每单位土地上，油棕和天然橡胶的收入相同，但橡胶的劳动力投入较高。由于橡胶价格下跌，农民们为了短期利润，正从生产橡胶转向销售木材，或种植油棕。” 上述种种因素相加意味着，目前世界上的天然橡胶生产已到达供不应求之时。2019年末，国际橡胶三方理事会（International Tripartite Rubber Council）警告，到2020年，全球橡胶供应将短缺近100万吨（实际90万吨），约占产量的7%。然后新冠病毒大爆发。 随着各国进入锁国封城，橡胶需求立即下降，衡量橡胶最终需求高低的关键指标，即车辆行驶里程也大幅下降。但对橡胶的需求很快就反弹上升。迈耶说，“需求量甚至超过了最乐观的预测”。由于对公共交通安全的担忧，中国民众在封城结束后，购买了大量新车。预计全球也会出现类似的情况。迈耶说，“需求已经超过了供给。现在许多地方（橡胶）严重短缺，轮胎制造商的橡胶库存量非常低。” 虽然有石化产业生产的合成橡胶，但品质无法与具有独特物理属性的天然橡胶相比。例如，天然橡胶手套比丁腈手套耐撕裂，使用天然橡胶的飞机轮胎有更高的弹性和耐热性，可抗飞机着陆摩擦地面产生的高热。 天然橡胶具有许多优良的物理特性，比如很强的弹性和防水性能，是人类所需的无价宝贵资源。 橡胶短缺的部分原因是负责收集橡胶的外地劳工至今不能入境，所以不能收割橡胶树的橡胶汁。而且将橡胶加工为成品的工厂从去年春季已停工了好几个月。但最大的问题是，橡胶短缺是难以解决的深层次结构性问题造成的。这迫使人们要寻找紧急办法以解决橡胶危机。 显而易见的解决之道是多种植橡胶树。橡胶供应短缺，价格上涨，种植农户就会有获利的动机去开发热带雨林，广种橡胶树。沃伦-托马斯说，棕榈油种植园对地球生态的破坏受到比较多的关注，但实际上，橡胶种植园同样有害于生态，也会加速地球生物多样性的丧失。 2011年，在中国需求不断增长的推动下，橡胶价格飙升，曾导致东南亚大规模砍伐热带森林。当时各国政府着眼于中国需要推动橡胶种植带来的利益，纷纷释放林地用于开发。仅在柬埔寨一国，橡胶种植园就占森林砍伐总面积的四分之一。然而，新种植的橡胶树到生长成熟可以收割乳胶是一段很长的时间，一般需要7年。 另一个解决之道是尝试从现有的种植园中挤压出更多的橡胶产量。美国俄亥俄州立大学研究生物新兴材料的教授卡特里娜‧科尼西（Katrina Cornish）说：“印度尼西亚提高橡胶产量的可能性很大。印尼种植的橡胶树与泰国和马来西亚都是一样的无性繁殖体，但印尼产量要低很多，所以可以提高管理来增加产量。提高现有的橡胶树产量可以解一时之急。” 一个办法是为橡胶树施用刺激树木产生更多乳胶树液的化学物质乙烯利，但施用过量会导致橡胶树死亡，因此一些农民不愿意采用。 另一个选择是完全放弃巴西橡胶树这个物种。科尼西说，“增加产量需要替代品来填补，而不是橡胶树”。俄亥俄州立大学是天然橡胶替代品卓越计划（PENRA）的参与机构之一。此计划是橡胶业者为解决迫在眉睫的天然橡胶短缺危机而推行的项目，参与的科研人员正在探索可能取代橡胶树的植物。 其中一种被研究的可替代植物是橡胶草，这是一种蒲公英属的草本植物，第二次世界大战期间亚洲橡胶供应中断时，前苏联曾大量种植来生产橡胶，美国也曾把橡胶草作为一种紧急橡胶替代作物进行试验。科尼西警告说，“千万别称之为俄罗斯蒲公英，因为原生地是哈萨克斯坦。哈萨克人对这种叫法很生气。” 哈萨克蒲公英每英亩的橡胶产量仅为橡胶树的十分之一，人们通过碾压这种橡胶草的根部来提取橡胶乳液。但是橡胶草下种三个月内就可以收获，并且可以产生大量的种子，因此很容易不断栽种和扩大种植。 去年，德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所（Fraunhofer ISC）推出了一款名为“Biskya”的轮胎，其名是德文“仿生合成橡胶”的缩写。该公司称，这种橡胶由蒲公英橡胶制成，耐磨性和延展性比普通橡胶还要好。科尼西和她在俄亥俄州立大学的同事们正在开发各种替代品种，及研究橡胶草的栽培技术，包括水培和垂直种植等，以让橡胶草可以达到商业化规模的种植。按照他们研究的种植系统，充满乳液的橡胶草一年可以收成五次。 另一种令人感兴趣的植物是灰白银胶菊，这是一种生长在美国和墨西哥边境沙漠中的木质灌木。第二次世界大战期间，由于缺乏橡胶，美国一度紧急生产银胶菊。虽然其化学成分与天然橡胶相似，但却不含有产生乳胶过敏反应的蛋白质。 根据美国当年的紧急橡胶计划，一小群科学家和工人辛苦地种植了13000公顷的银胶菊，很快每月就能生产约400吨的橡胶。这种灌木需要栽种两年后才会有第一次收成，但之后可以通过剪枝嫁接，实现每年都可以收获。然而，到二战结束，廉价的亚洲橡胶重返市场，银胶菊紧急种植计划遂被放弃。 如今，只有两家公司在商业上使用过银胶菊生产的橡胶，其中一家公司Yulex通过户外服装品牌巴塔哥尼亚（Patagonia）推出一款有银胶菊橡胶成份的潜水服。另一家公司，日本轮胎制造商普利司通（Bridgestone）在亚利桑那州保留了一块114公顷的银胶菊试验田，2015年用银胶菊橡胶生产了第一批轮胎。该计划得到了意大利石油巨头埃尼集团（Eni）的协助，埃尼集团在西西里岛也拥有一块银胶菊试验田。 扩大这类试验的迫切性只会越来越强。现在全球对天然橡胶的需求将持续增长，特别是随着发展中国家越来越富裕。科尼西说。“汽车占了橡胶市场的最大份额，如果今后每个非洲家庭拥有两辆汽车，那就需要巨量的橡胶。” 事情出现了转机。许多橡胶大买家，包括普利司通、德国大陆集团（Continental）和固特异轮胎与橡胶公司（Goodyear）都已签署了“可持续天然橡胶全球平台”（Global Platform for Sustainable Natural Rubber）的协议，该协议禁止购买在新近开垦砍伐森林的土地上所种植之橡胶。 迈耶目前正在开展活动，争取订立橡胶最低固定价格标准。就像咖啡和可可的公平贸易计划一样，这将保障发展中国家小规模种植农的生计，并有助于确保充足的橡胶生产供应。 橡胶在医疗设备上有许多用途，尤其是在新冠病毒大爆发中的个人防护装备更是不可或缺。 迈耶说：“我这样做不是为了获利或在一两个季度内维持利润，而是着眼于长远未来。我所寻求的是一种不会违背人类良知，可持续的生产。” 沃伦-托马斯补充说，“我们必须支持小种植农户优化生产，让他们能够抗衡价格的冲击，比如改进生产方式，能够一年两次收成等。为了生产经济作物进一步砍伐森林，最终对气候、生物多样性和人类来说都是坏消息，这需要我们三思而后行。” 而最令人担忧的是南美橡胶树黄叶病会总有一天会传播到亚洲。科尼西说，“想想绿白蜡虫、榆树病、松甲虫（对生物物种的破坏），我们可能会（因黄叶病）失去整个物种、失去数十亿棵橡胶树，当全部橡胶树木在一年内统统病死，无法临时找到3900万吨橡胶的替代品。”因此需要未雨绸缪。 科尼西认为，如果全球使用的天然橡胶中至少有10%来自替代物种，如遇到黄叶病危机的紧急情况，可以迅速扩大替代生产规模。现在仅美国亚利桑那州就有超过300万公顷的沙漠土地适合种植银胶菊。科尼西说，现在的橡胶危机是吸引投资橡胶树替代品的一个千载难逢的良机。 科尼西说，“我们有足够的橡胶草种子供40公顷的垂直栽培农场种植，以及可供3000公顷土地的银胶菊种子，但我们需要资金才能做到。我们需要一些亿万富翁参与进来。我决心在自己有生之年完成。我们必须让替代系统起作用。如果橡胶树（大规模）歉收，后果对发达国家会是难以想象的。” 请访问 BBC Future 阅读 英文原文。