。但自那以后，小鎮(zhèn)竟然成了全球規(guī)模最大的鎳礦產(chǎn)區(qū)之一，其中僅一家公司就占據(jù)世界鎳供應(yīng)總量的5%。

2004年，蘇拉威西省中部Tadulako大學(xué)土壤生物學(xué)家兼講師Tjoa抵達(dá)Sorowako小鎮(zhèn)時(shí)，當(dāng)?shù)卮蟛糠置艿闹脖欢家言馇謇恚瑸榱饲謇沓鲩_(kāi)采面，那里只留下大片貧瘠的土壤與塵土飛揚(yáng)的道路。

僅有部分灌木和樹(shù)苗幸存下來(lái)。那時(shí)的Tjoa希望，能夠找到可以適應(yīng)這種全新富鎳環(huán)境的稀有植物。在她看來(lái)，這將是一種“超級(jí)植物”，不僅能夠從土壤中吸收高量鎳元素，同時(shí)也能夠?qū)⑵浯鎯?chǔ)在體內(nèi)。除了清潔土壤，人們甚至可以直接“開(kāi)采”這些富鎳植物，以獲取另外一種金屬來(lái)源，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下保障礦物產(chǎn)出。

Tjoa尋找的植物，被稱為「鎳超富集體」，人們從每1克干葉中至少能夠提取出1000微克鎳。

大多數(shù)植物都會(huì)吸引少量的重金屬，以激活體內(nèi)某些重要的酶，其中，鎳正是對(duì)植物開(kāi)花過(guò)程至關(guān)重要的金屬元素。但一旦超量，即使是略微超量，鎳也會(huì)產(chǎn)生毒性并殺死大多數(shù)植物。Tjoa表示，鎳超富集體能夠?qū)⒔饘俳Y(jié)合在細(xì)胞壁內(nèi)或存儲(chǔ)在液泡當(dāng)中，借此實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)量鎳富集的抵抗能力。根據(jù)觀察，這類植物主要將鎳儲(chǔ)存在芽、葉、根或汁液當(dāng)中。

▲ 圖：某些鎳超富集體能夠?qū)⒋罅拷饘僭貎?chǔ)存在汁液當(dāng)中，因此呈現(xiàn)出鮮艷的綠色或藍(lán)色。圖片來(lái)源/Antony van der Ent。

一部分親鎳物種，例如原產(chǎn)于意大利的Alyssum murale（十字花科植物），每1克干葉可以吸收高達(dá)30000微克的鎳。而包括Phyllantus balgoyii在內(nèi)的部分植物則生長(zhǎng)在馬來(lái)西亞，并憑借著極高的鎳含量，令汁液呈現(xiàn)出顯著的亮藍(lán)綠色。迄今為止，全球已經(jīng)記錄了約450種親鎳植物。這些植物大多生長(zhǎng)在植物多樣性較低，且鎳儲(chǔ)量低于印度尼西亞的國(guó)家，例如古巴（130種）、南歐（45種）、新喀里多尼亞（65種）以及馬來(lái)西亞（24種）。

令人訝異的是，在印度尼西亞這片生物多樣性最豐富的土地上，這類植物反而非常稀少，特別是對(duì)這個(gè)全球鎳儲(chǔ)量最大的國(guó)家而言。那為什么鎳超富集體極其罕見(jiàn)？在Tjoa看來(lái)，應(yīng)該是很少有人愿意花時(shí)間尋找這類植物的蹤跡。

漫長(zhǎng)的探索

從Sorowako當(dāng)?shù)氐牟傻V公司獲得許可之后，Tjoa迅速展開(kāi)探索。四年以來(lái)，她只能自費(fèi)研究，一次又一次前往Sorowako，一次又一次無(wú)功而返。

探索進(jìn)度之所以緩慢，是因?yàn)檫@種植物用肉眼看來(lái)其實(shí)非常普通，一旦發(fā)現(xiàn)可能的富集體，需要通過(guò)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以確定是否是需要的植株。昆士蘭大學(xué)植物生態(tài)學(xué)家Antony van der Ent表示，可以用白色的圓形檢測(cè)紙測(cè)試植物中的鎳含量（如下圖）。“只要將葉子按在紙上，如果鎳含量達(dá)到一定程度，試紙就會(huì)變紅。這種測(cè)試方法萬(wàn)無(wú)一失，易于操作而且速度很快。”

▲ 圖片來(lái)源/Antony van der Ent

但體內(nèi)有鎳，并不能證明植物就屬于鎳的超富集體。為了分析鎳濃度，研究者還需要將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行干燥處理，并使用X射線檢查。具體通過(guò)X射線的特定能量水平激活鎳原子的特征反應(yīng)。

經(jīng)過(guò)四年的探索，Tjoa終于在2008年發(fā)現(xiàn)了兩種生長(zhǎng)在印度尼西亞本地的鎳超富集體：Sarcotheca celebica與Knema matanensis。在實(shí)驗(yàn)室中，她發(fā)現(xiàn)這兩種本地植物都能夠在每克干葉中儲(chǔ)存1000-5000微克的鎳元素。

這僅僅只是開(kāi)始，Tjoa還希望找到更多。與其他地方發(fā)現(xiàn)的親鎳植物相比，這兩種植物的鎳含量還是太低了。她解釋道，“我們希望找到至少能夠積累下10000微克鎳的植物。”只有高于這一閾值，種植用于礦物提取/植物采礦的植物，才具有經(jīng)濟(jì)可行性。

Tjoa的這項(xiàng)植物研究，引起了萬(wàn)隆技術(shù)學(xué)院地磁學(xué)教授Satria Bijakasana的注意。Bijaksana沉迷于蘇拉威西島當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)學(xué)與生態(tài)學(xué)之間的關(guān)系，他很想知道，自己的地磁學(xué)專業(yè)知識(shí)能否幫助他們加快探索速度。

▲ 圖：印度尼西亞的森林正好是鎳超富集體植物的樂(lè)園——這里生物多樣性極佳，土壤中又分散著大量的鎳元素。圖片來(lái)源/Antony van der Ent。

由于超富集體植物中的金屬含量很高，因此即使是燃燒后余下的灰燼，也仍包含大量金屬元素——而其中一些金屬具有磁性。已經(jīng)有大量研究表明，超富集體植物中的鎳吸收與鐵（一種廣為人知的高磁金屬）吸收會(huì)同時(shí)發(fā)生。因此，Bijaksana與Tjoa共同設(shè)計(jì)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以觀察植物積累更多鎳時(shí)，其磁化率是否也會(huì)同步增加。通過(guò)比較兩種著名的超富集體（Alyssum murale 與 Alyssum corsicum）的灰燼，以及蘇拉威西與哈馬黑拉島當(dāng)?shù)?0種本地植物的灰燼，他們發(fā)現(xiàn)了令人振奮的結(jié)果——其中一種本地植物擁有極高的鎳與鐵含量。

Bijakasana表示，“我們認(rèn)為通過(guò)磁性表現(xiàn)可以加快研究過(guò)程，借此檢測(cè)出高濃度的鎳。”憑借著更低的誤報(bào)率，他們于2020年5月發(fā)表研究結(jié)果，從蘇拉威西發(fā)現(xiàn)了另外兩種親鎳植物：Casearia halmaherensis以及一種胡椒品種。二者都能夠在1克干葉中累積到2600-2900微克的鎳。盡管這項(xiàng)研究仍處于起步階段，但Bijaksana希望通過(guò)這項(xiàng)結(jié)果說(shuō)服人們認(rèn)真對(duì)待印度尼西亞的植物采集業(yè)務(wù)。

新的采礦方式

鎳超富集體的優(yōu)勢(shì)在于，它們能夠從土壤中收集到存在毒性的殘留污染物，同時(shí)以富集的形式將其轉(zhuǎn)化為有價(jià)值材料——鎳就是一種應(yīng)用廣泛的礦物，可用于制造廚房水龍頭、電動(dòng)汽車、電池等多種產(chǎn)品。

而且，從植物中收集鎳，相比之下更加簡(jiǎn)單易行。

昆士蘭大學(xué)的van der Ent計(jì)算出，像Phyllantus balgoyii這樣的超富集體每年每公頃可出產(chǎn)120公斤的鎳，相當(dāng)于每公頃產(chǎn)出1754美元的價(jià)值。鎳的提取過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要修剪枝條（即植物中金屬濃度最高的部分）并燃燒，而后將鎳與灰分進(jìn)行分離即可。Van der Ent表示，燃燒的過(guò)程雖然會(huì)釋放二氧化碳，但鎳超富集體的生長(zhǎng)過(guò)程中卻會(huì)消耗二氧化碳并產(chǎn)生氧氣，因此總體可維持排放平衡。他表示，“燃燒后釋放出的所有碳，都將在幾個(gè)月內(nèi)被后續(xù)種植的作物再次「捕捉」。”

與傳統(tǒng)采礦方式相比，植物采礦具有顯著的環(huán)境保護(hù)優(yōu)勢(shì)。在Sorowako，鎳通過(guò)露天礦場(chǎng)開(kāi)采獲取，借此提取埋藏在紅土巖層中的鎳。為了獲得鎳，人們需要打碎巖石，過(guò)程中會(huì)釋放出放射性元素、天然存在的石棉樣物質(zhì)以及金屬粉塵。露天采礦還會(huì)產(chǎn)生有毒的半液體廢料，即尾礦。如果管理不當(dāng)，砷與含汞尾礦會(huì)持續(xù)泄露到周邊環(huán)境當(dāng)中。從更廣泛的角度來(lái)看，傳統(tǒng)采礦業(yè)總體上會(huì)產(chǎn)生巨大的碳排放量，其碳排放占2017年全球溫室氣體排放總量的至少10%。

除了提升鎳礦開(kāi)采的環(huán)保水平，這種新方式還有助于恢復(fù)已被開(kāi)采的土地。Tjoa表示，印度尼西亞的大多數(shù)礦業(yè)公司并不會(huì)在廢棄的礦場(chǎng)中種植物。更重要的是，即使少數(shù)企業(yè)進(jìn)行植物種植，選擇的也大都是普通植物、而非親鎳物種。

Van der Ent指出，這種一廂情愿式的植物恢復(fù)過(guò)程存在問(wèn)題。他提到，“這類恢復(fù)用植物大多屬于常見(jiàn)雜草，非常不適合土壤恢復(fù)。”在除鎳殘留并恢復(fù)土壤主要養(yǎng)分及健康狀態(tài)方面，鎳超富集體植物的表現(xiàn)更好。他強(qiáng)調(diào)，“在完成植物采摘之后，這類土壤還可以種植普通的農(nóng)作物。”這種方式也將給采礦企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益，因?yàn)橐呀?jīng)難以直接開(kāi)采的礦物將通過(guò)植物再次集中，并按季節(jié)進(jìn)行收割獲取。目前，傳統(tǒng)鎳采礦方法只適用于含鎳量至少達(dá)到1%的土壤。“而對(duì)鎳富集體植物而言，即使是鎳占比僅為0.1%的土壤，也足以使其茁壯生長(zhǎng)。”

自2014年以來(lái)，van der Ent一直在馬來(lái)西亞沙巴進(jìn)行植物采礦實(shí)驗(yàn)。他表示，“我們發(fā)現(xiàn)植物采礦確實(shí)有效”，適用于那些尚未開(kāi)采但天然具備高含鎳量的土壤。但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)稱，這項(xiàng)技術(shù)并不能取代露天采礦。印度尼西亞是目前全球最大的鎳生產(chǎn)國(guó)，去年出口約7300萬(wàn)噸鎳，單靠植物采礦很難維持同樣的產(chǎn)量。相反，植物采礦可以與傳統(tǒng)開(kāi)采方法并行推進(jìn)。更重要的是，植物采礦往往不會(huì)像傳統(tǒng)采礦方法那樣帶來(lái)與當(dāng)?shù)鼐用竦募怃J矛盾。Van der Ent指出，“我們認(rèn)為，植物采礦能夠?yàn)樯钤诟绘嚨貐^(qū)的農(nóng)村社區(qū)提供新的耕作選項(xiàng)，甚至成為新的補(bǔ)充性農(nóng)業(yè)形式。”

盡管潛力無(wú)限，但Tjoa對(duì)于印度尼西亞植物采礦事業(yè)的緩慢動(dòng)態(tài)感到沮喪。她表示，“似乎沒(méi)人關(guān)心其中的潛力。”她曾于2009年試圖與印尼國(guó)有礦業(yè)公司PT Aneka Tamang（Antam）溝通，但對(duì)方的回應(yīng)遲緩且左右搖擺。PT公司曾經(jīng)對(duì)Sorowako的Alyssum murale植物適應(yīng)性進(jìn)行過(guò)田間試驗(yàn)，結(jié)果也支持了Tjoa提出的植物敏化研究結(jié)論。但之后隨著公司重組，合作計(jì)劃也不了了之。她回憶道，“很遺憾，這事之后再無(wú)下文。”

在van der Ent看來(lái)，這樣的狀況充滿諷刺。“沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家，能像印度尼西亞這樣擁有巨大的植物采礦潛力。”憑借著非同尋常的植物多樣性與地質(zhì)歷史，他深信該國(guó)在發(fā)現(xiàn)鎳超富集體方面擁有巨大潛力。事實(shí)上，蘇拉威西島與哈馬黑拉島擁有著世界上最大的超鎂鐵基巖，其中富含鎳元素，總面積達(dá)23400公頃（約合234平方公里）。除了鎳含量高外，源自該基巖的土壤還支撐著高海拔植物種群。Van der Ent表示，“繼續(xù)采用傳統(tǒng)采礦方法，只會(huì)迫使當(dāng)?shù)鼐用裨阪囐Y源與生物多樣性之間二選一。”

▲ 圖：如果能夠利用稀有植物中的鎳元素，電動(dòng)汽車電池將獲得可持續(xù)的鎳礦來(lái)源。圖片來(lái)源/Antony van der Ent。

研究人員認(rèn)為，如果不加快速度，很多潛在的超富集體植物可能在被發(fā)現(xiàn)前就徹底滅絕。在1990年-2018年之間，蘇拉威西島的森林覆蓋率已經(jīng)下降近19%。Tjoa表示，“我們可能已經(jīng)永遠(yuǎn)失去了發(fā)現(xiàn)這些植物的機(jī)會(huì)。”

希望之光

但Tjoa并沒(méi)有放棄她的探索之路。在蘇拉威西島中部，莫羅瓦利自然保護(hù)區(qū)的富鎳土壤上，仍然坐落著一片原始雨林。這片灰色土壤形成于蛇紋石基巖之上，也是親鎳植物的理想生物環(huán)境。Van der Ent指出，“我們?cè)诠R黑拉島的調(diào)查顯示，這類土壤上的鎳超富集體植物相當(dāng)常見(jiàn)，但人們還沒(méi)有在蘇拉威西找到類似的植物種群。只有大家團(tuán)結(jié)一致，才能盡早發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡。”

與此同時(shí)，一家海外礦業(yè)公司表示有興趣在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行植物采礦實(shí)驗(yàn)。2017年，美國(guó)投資者與她聯(lián)系，打算在蘇拉威西島面積5000公頃（約合50平方公里）的土地上提供試驗(yàn)資金。Tjoa打算在此次試驗(yàn)中采用來(lái)自意大利的鎳超富集體植物Alyssum murale。雖然向蘇拉威西生態(tài)系統(tǒng)中引入外來(lái)物種可能存在一定風(fēng)險(xiǎn)，但她希望通過(guò)初步試種“說(shuō)服印度尼西亞政府真正重視植物采礦的可行性。”

Tjoa希望，將植物采礦技術(shù)引入每一處礦區(qū)，最好能通過(guò)法規(guī)要求各礦業(yè)公司在特許經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)保留一部分雨林。植物采礦方法相較于傳統(tǒng)方法將產(chǎn)生更少的廢料、保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)并降低有毒排放量。“這，為采礦業(yè)開(kāi)辟出了前所未有的新道路。”