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土壤如何缓解气候变化?

媒体:原创  作者:保护国际基金会
专业号:保护国际基金会 2020/6/16 15:32:36

2019年,联合国的一份报告指出:“当前的粮食生产系统正在加剧对全球森林的破坏。人类必须革新粮食的耕种和运输方式,以阻止气候崩溃。”

世界各国正努力实现在满足日益增长的生产需求的同时保障农业发展的可持续性,然而,整个过程却步履维艰。到2050年,粮食需要增产25%-70%,才能养活届时近百亿的人口。

近日,据《nature sustainability》期刊发表的一项新研究显示,要在农业和气候变化问题上取得双赢,关键在于土壤,更确切的说,在于土壤碳(soil carbon)

保护国际基金会(CI)科学家Bronson Griscom作为该研究合著者,通过一个采访问答为我们进一步解释了土壤在应对气候变化上可释放的巨大潜力,以及为什么说保护土壤碳是“农业生产及自然保护的双赢之举”。

湛江红树林国家级自然保护区-滨海红树林土壤 ©欧阳凯

问:首先,土壤是如何储存碳的?

答:植物吸收空气中的二氧化碳,利用它来储存能量,生长出根茎叶。植物能将我们排放出去的碳转化为对我们有用的东西——食物、木材,以及土壤碳。植物在活着的时候将碳逐渐渗入土壤,或者在死亡后一下子全部渗入。通过植物的参与,全球范围内土壤的碳含量达到了大气的三倍。这不仅对气候有利,同时也有助于改善土壤健康,提升土地生产力。

其实我们早已了解这个过程。但我们发现,如果遵循一套特定的实践方法,尤其是可持续的农业生产模式,土壤的储碳能力可大大增强。根据分析,我们的结论是:通过保护或恢复土壤中的碳,土壤每年可吸收的碳量高达30亿吨,堪称高性价比的气候缓解措施

蓝碳科学工作组科学家野外采集土壤样本 ©保护国基金会/摄影 Sarah Hoyt

问:什么是“高性价比的气候缓解措施”?

答:经济学家们的数据显示,为了补偿气候危机造成的毁灭性影响,人类每排放一吨二氧化碳就要付出一百多美元的代价。所以说,任何避免碳排放或减少大气中碳含量的措施,只要单位成本低于一百美元,都算是高性价比的气候缓解措施。

此外,我们为增加土壤碳所采取的许多行动也能带来其他的经济效益,比如提高农业用地土壤的肥力。

问:我们保护土壤不受人为干扰和破坏就可以了吗?

答:视情况而定。例如,对于湿地生态系统确实如此,因为湿地土壤储藏着大量的碳。比如在红树林及柏木沼泽等湿地生态系统中,树木中储存的碳只是冰山一角,红树林可以将大量的碳储存在土壤中,储碳能力是陆地森林的十倍。湿地生态系统是十分宝贵的碳储存地点,而且在洪水防控、水源调节、野生动物保护方面都有重要的意义。多数情况下,如果我们能通过保护这些生态系统不受干扰和破坏为社会带来积极的影响。

在农业系统中,比如农场或牧场,储存更多的碳可以增加土壤的肥力,改善作物生长,增加土地蓄水能力,使农牧场环境更加良好。我们的研究不是在提倡抛弃现有的农业模式,而是给出更好的农业管理建议,以提升土壤碳储存能力、改善土壤健康、推进可持续的粮食生产。

高碳生态系统滨海红树林土壤 ©保护国基金会/摄影 Sarah Hoyt

问:听起来保护和增加土壤碳是一个双赢之举。

答:当然了!这是一个能实现农业生产和自然保护双赢的完美解决方案。可持续的农业生产能保护和恢复土壤碳,既能让土地增产,也有助于减少土壤侵蚀。

问:那么是什么使土壤中的碳流失了?

答:为了满足人们的消费需求,许多农民和企业使用了各种方法提高产量。通常,他们会使用更多的化学肥料和杀虫剂,越来越少依靠土壤固有的肥力。当土壤健康每况愈下、土壤碳相应减少、土壤肥力也大大下降,这时农民就不得不使用更多的肥料。最终,越来越多的肥料流入小溪与河流,对人类和动物造成伤害。墨西哥湾的死区就是一个例子,由于富含氮的肥料被排入,造成水体富营养化、水体缺氧,22729平方千米的海洋中没有任何海洋生物能存活。

还有很多农场的土壤退化十分严重,除非使用大量的肥料,否则连植物都长不出来。土壤退化不仅使土壤的储碳能力下降,推波助澜气候变化,更会让这片土地容易受到干旱的影响,因此在气候变化面前更加脆弱。

幸运的是,我们有许多方法来恢复和增加土壤碳,打破这种恶性循环,提高土壤固有的肥力和吸收水分的能力,让作物能够经受住干旱。

在一些发展中国家,很多农民在面临土壤退化时负担不起购买更多化肥的开支,因此不得不经常毁林开荒,获得肥沃的土地。农业,无论是大规模农业生产还是小农经营,都是造成热带森林被砍伐的主要原因。

不过,在这些关键的生态系统中,农业不是森林砍伐及土壤碳减少的唯一因素。其他威胁因子还包括沿海开发,比如一些开发项目经常破坏红树林,或将红树林改造成虾塘鱼塘,导致大量的碳从树木和土壤中释放出去。

问:我们如何能保持住土壤中的碳?

答:保护、恢复土壤碳是基于自然的气候解决方案的一个例子。基于自然的气候解决方案是指在增加碳储存或避免温室气体排放的同时,保护生态系统或使其恢复到更自然的状态而采取的行动。保护森林、农业系统和湿地是高性价比的基于自然的气候解决方案,可以为2030年防止气候灾难发生提供了30%的气候缓解措施,而土壤碳方案所提供的可以占到这些措施的四分之一。

土壤碳方案在农业中的一个例子是种植覆盖作物。目前,农民种植作物时,通常的做法是收割完成后便等到来年再播种。其实,他们可在收获作物的间隔期,种植诸如三叶草之类的覆盖作物,恢复土地肥力,进而提高作物产量。在季末,这些覆盖作物可以被犁入土中,进一步增加土壤肥力和碳储存,同时减少表土层因侵蚀而流失。

此外,保护、恢复红树林和泥炭地也可以帮助保持土壤碳。这些生态系统能储存非常高密度的碳,我们从根本上就不应该将红树林及泥炭地转化为农业用地,或进行任何开发。

湛江红树林国家级自然保护区-滨海红树林土壤 ©欧阳凯

问:为什么现在没有更多的人采取这些措施?

答:虽然这些土壤碳相关的气候解决方案从长期角度来看具有很高的性价比,但是前期确实需要投资和资金支持。不过,这就像人们提前预存养老金,为自己的未来做打算一样。对于农民来说,对他们依靠的土壤的质量与健康做一笔小投资,可以提高农场的生产力,可能在之后带来更多收益。

无论是提升粮食安全,还是减少温室气体排放,土壤碳方案产生的效益远远超出某一个农场或任何一年内的生产效益。因此,我们需要合力投资,帮助农民做出改变。

如今距离避免气候变化最恶劣影响只剩下十年行动时间了,我们不应该再等待了。若要激励农民立刻开始保护土壤碳,可以采取给土壤碳定价的方法,让土壤碳方案进入成熟的碳市场。政府可以给农民提供一笔投资,帮助他们实现提高粮食产量、减少碳排放。

还有一点就是可以为红树林和泥炭地的恢复与保护提供资金。比如,保护国际基金会与保险公司合作,创立了“生态修复保险服务公司”(Restoration Insurance Service Company, RISCO),将通过服务费用和碳信用额度的形式,将红树林的生态价值纳入保险产品,以支持基于社区的湿地恢复和保护工作。

问:各国还能采取什么行动来保护土壤碳?

答:减少森林砍伐、提升沿海开发项目的可持续性、建立红树林和泥炭地的相关保护区。

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