文|創(chuàng)瞰巴黎 Ana s Marechal
編輯|Meister Xia
導(dǎo)讀
土壤是碳儲存的一大主力軍,增加土壤中的碳儲量可以減少大氣中的二氧化碳含量,部署可增加土壤碳儲量的農(nóng)業(yè)舉措有助于減少溫室氣體排放。哪些農(nóng)業(yè)措施有利于土壤的碳儲存?這些舉措是否在世界各地適行?是否會產(chǎn)生其他附帶效應(yīng)?能為氣候帶來什么益處?
一覽:
- 增加土壤碳儲量可以減少大氣中的二氧化碳含量,而二氧化碳是眾所周知的溫室氣體。得益于土壤有機質(zhì)的存在,土壤已成為了碳儲存的一大主力軍。
- 部分農(nóng)業(yè)耕作方法可以凈增加輸入土壤的碳:在作物間保持植物覆蓋、延長短期草地的壽命、在葡萄樹和果樹間植草等。
- 土壤侵蝕,尤其是土壤有機質(zhì)礦化會導(dǎo)致碳流失。礦化過程中,碳會還原成二氧化碳這種氣態(tài)形式。
- 根據(jù)INRAE在歐洲范圍內(nèi)建模所得出的數(shù)據(jù),碳儲量的增加可以抵消5-12%的農(nóng)業(yè)二氧化碳排放量。
- 這些農(nóng)業(yè)實踐還有其他好處。例如,減少犁耕并不能顯著增加土壤碳儲量,但它能夠改善土壤的生物多樣性,并提升其抗侵蝕能力。
碳農(nóng)業(yè)(carbon farming)以減緩氣候變化為目的,旨在改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,增加土壤中的二氧化碳儲存,并加快減少大氣中的碳排放。歐盟針對這一概念建立起了一個認(rèn)證框架,并希望在2022年底前實現(xiàn)部署。
在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第21次締約方會議(COP21)上,法國發(fā)起了“千分之四”倡議(4 per 1,000)[1]。其宗旨是維持并盡快增加土壤的碳儲量,保障糧食安全,以適應(yīng)和減緩氣候變化。增加土壤碳儲量可以減少大氣中的二氧化碳含量,而二氧化碳是眾所周知的溫室氣體。得益于土壤有機質(zhì)的存在,土壤已成為了碳儲存的一大主力軍。
01 農(nóng)民能為土壤碳儲存做出怎樣的貢獻?
土壤中的有機碳含量取決于土壤中輸入和流出的碳量。部分農(nóng)業(yè)耕作方法可以凈增加輸入土壤的碳,同時使作物產(chǎn)量提高十倍。這些方法包括在作物間保持植物覆蓋、延長短期草地的壽命、在葡萄樹和果樹間植草、種植樹籬,以及農(nóng)林間作等。有機物質(zhì)還能以堆肥的形式被添加到土壤中。
法國國家農(nóng)業(yè)食品與環(huán)境研究院(INRAE)2019年的一項研究表明,上述舉措不僅擁有技術(shù)可行性,而且在法國取得了非常好的效果。此外,法國還出臺了一些搭配性舉措來支持這些做法,例如,對農(nóng)民開展培訓(xùn)并提供財務(wù)支持,推出共同農(nóng)業(yè)政策(Common Agricultural Policy)等財政激勵舉措來抵消農(nóng)民的額外支出。
盡管世界各地的理念一致,但并沒有一套普世的做法。例如,在某些地區(qū),種植中間作物可能十分耗水,因而無法采取這一舉措。水土保持耕作法通常被視為改善土壤的重要舉措,但法國在這方面的研究并不充分,不足以評估其效果。
02 這些舉措的采納是否會產(chǎn)生其他附帶效應(yīng)?
科學(xué)界正在研究附帶效應(yīng)。例如,土壤覆蓋會改變反照率(即土壤的反射率)并影響全球地表溫度。長期耕種淺色土壤,會導(dǎo)致氣溫升高,從而抵消碳儲存的積極效果。這些反照率效應(yīng)的嚴(yán)重性直到最近才被發(fā)現(xiàn)。
永久性草地的管理也會產(chǎn)生附帶效應(yīng)。施肥能夠增加草地肥度,進而讓土壤儲存更多的碳,但與此同時,施肥也會帶來更多的一氧化二氮,增加溫室氣體排放量。因此,我們需要綜合考慮溫室氣體的平衡問題。
值得一提的是,植物生物質(zhì)的使用備受爭議。如果作物殘留物被直接埋入土壤,便會產(chǎn)生大量的碳。那么,什么才是植物生物質(zhì)的最佳形態(tài)?是植物殘渣、糞便、堆肥,還是甲烷轉(zhuǎn)化器的副產(chǎn)品?不同形態(tài)所產(chǎn)生的碳在土壤中的停留時間各不相同。在植物生物質(zhì)的回收方面,我們并未實現(xiàn)很好的碳氮平衡。考慮到甲烷化能為農(nóng)民帶來收入,有關(guān)部門應(yīng)該出臺相應(yīng)的解決方案。
03 既然土壤中的碳儲量取決于輸入和流失的碳量,那么土地利用方式的改變會產(chǎn)生何種影響?
土壤侵蝕,尤其是土壤有機質(zhì)礦化會導(dǎo)致碳流失。礦化過程中,碳會還原成二氧化碳這種氣態(tài)形式。當(dāng)流失量大于輸入量時,碳儲量就會減少。當(dāng)土地利用方式發(fā)生變化,比如森林或永久性草地變成農(nóng)業(yè)耕地時,就會出現(xiàn)上述情況。從全球?qū)用鎭砜?,森林和永久性草地的消失是土壤碳儲量減少的首要因素。法國的森林面積雖然在不斷擴大,但永久性草地的改造仍在繼續(xù),因此碳流失并未停止。
04 當(dāng)前,土壤碳儲量有什么變化趨勢?
最近,法國[2]、歐洲[3]和全球[4]開展了多項研究,旨在初步評估時間推移對土壤碳儲量的影響。我們雖并不清楚具體數(shù)字,但地區(qū)層面的實驗提供了一些參考。在法國,農(nóng)業(yè)和森林土壤中的碳儲量變化介于每年千分之負(fù)0.2至正3.2之間[5],但不同區(qū)域差異顯著:部分地區(qū)的碳儲量會減少,其他一些地區(qū)則會增加。
氣候變化也會影響土壤碳儲量。溫度升高會大大加快土壤的礦化速度,從而增加碳流失。
05 這些農(nóng)業(yè)實踐能為氣候帶來什么益處?
INRAE的研究表明,增加土壤中的碳儲量可在每年增加3000萬噸二氧化碳當(dāng)量的存儲。當(dāng)前儲量較低的大田耕種區(qū)域若能實現(xiàn)轉(zhuǎn)型,將為減排貢獻巨大力量。3000萬噸相當(dāng)于法國農(nóng)業(yè)碳排放量的41%、全國總排放量的7%。根據(jù)INRAE在歐洲范圍內(nèi)建模所得出的數(shù)據(jù)[6],碳儲量的增加可以抵消5-12%的農(nóng)業(yè)二氧化碳排放。全球?qū)用娌o對應(yīng)的預(yù)估數(shù)據(jù),但毋庸置疑,部署可增加土壤碳儲量的農(nóng)業(yè)舉措有助于減少溫室氣體排放。
當(dāng)然,我們?nèi)孕柙u估這些農(nóng)業(yè)舉措在全球范圍內(nèi)的影響。例如,減少犁耕并不能顯著增加土壤碳儲量,但它能夠改善土壤的生物多樣性,并提升其抗侵蝕能力。不過,部署上述農(nóng)業(yè)實踐的主要目的不應(yīng)是減緩氣候變化,而是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性,改善物種多樣性,并讓土壤發(fā)揮更大的作用。