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探索土壤固碳在减缓气候变化中的关键作用。了解全球范围内增强土壤健康和碳储存的最佳实践、挑战与机遇。

土壤固碳:一项全球性的当务之急

气候变化是当今人类面临的最紧迫挑战之一。虽然减少温室气体排放至关重要,但从大气中移除现有的二氧化碳(CO2)也同样必要。土壤固碳,即捕获大气中的CO2并将其储存在土壤中的过程,提供了一种强大而自然的解决方案。这篇博文探讨了土壤固碳在减缓气候变化、促进可持续农业和增强全球粮食安全方面的关键作用。

什么是土壤固碳?

固碳是指将碳长期储存在植物、土壤、地质构造和海洋中。土壤固碳特指将大气中的CO2转移到土壤中并以土壤有机碳(SOC)形式储存的过程。这个过程是全球碳循环的关键组成部分,在调节地球气候方面发挥着至关重要的作用。

土壤能够储存的碳量取决于多种因素,包括:

为什么土壤固碳如此重要?

土壤固碳能带来诸多益处,包括:

增强土壤固碳的实践方法

许多土地管理实践可以增强土壤固碳。这些实践侧重于增加土壤有机质的输入并减少其分解。关键实践包括:

免耕农业

免耕农业,又称零耕作,是指在不犁地或耕作的情况下,将作物直接播种在未经扰动的土壤中。这种做法减少了土壤扰动,最大限度地减少了侵蚀,并促进了表土中有机质的积累。免耕农业在阿根廷的潘帕斯草原和北美的北美大平原等地区得到广泛应用。

例如:在阿根廷,采用免耕农业显著增加了农田的土壤固碳量。这改善了土壤健康,减少了侵蚀,并提高了作物产量,特别是大豆和小麦。

覆盖种植

覆盖作物主要是为了保护和改良土壤而种植的植物,而非为了收获。它们可以种植在经济作物之间或休耕期间。覆盖作物有助于增加土壤有机质、减少侵蚀、抑制杂草并改善养分循环。常见的覆盖作物包括豆科植物、草类和芸苔属植物。

例如:在欧盟,共同农业政策(CAP)推广使用覆盖作物以改善土壤健康和减少硝酸盐淋溶。农民因实施覆盖种植实践而获得补贴。

作物轮作

作物轮作是指在一段时间内按计划顺序种植不同的作物。这种做法可以改善土壤健康,减少病虫害问题,并增强养分循环。轮作具有不同根系深度和养分需求的作物可以优化资源利用,增加土壤固碳。

例如:在非洲许多地区的传统农业系统中,长期以来一直利用作物轮作来维持土壤肥力和提高作物产量。常见的轮作方式是玉米与豇豆或花生等豆科植物交替种植。

农林复合经营

农林复合经营是将树木和灌木融入农业系统。树木可以提供遮荫、防风林和有益昆虫的栖息地。它们还通过其根系和落叶为土壤固碳做出贡献。农林复合系统可以增强生物多样性,改善土壤健康,并为农民提供额外收入。

例如:在东南亚,涉及橡胶树、咖啡和果树的农林复合系统很常见。这些系统提供多种惠益,包括固碳、生物多样性保护和改善当地社区的生计。

管理放牧

管理放牧,也称为轮牧或集约放牧管理,是指定期在牧场之间移动牲畜。这种做法可以防止过度放牧,促进植物生长,并改善土壤健康。管理放牧可以增加土壤固碳,减少侵蚀,并增强草原和牧场的生物多样性。

例如:在新西兰,管理放牧系统被广泛用于提高牧场生产力并减少牲畜的温室气体排放。农民精心管理放牧强度和持续时间,以优化植物生长和土壤健康。

施用堆肥和粪肥

向土壤施用堆肥和粪肥是增加土壤有机质和提高土壤肥力的有效方法。堆肥和粪肥富含碳和养分,可以改善土壤结构、保水性和微生物活性。这些做法对退化土壤尤其有益,可以显著增加土壤固碳。

例如:在亚洲许多地区,传统农业系统依靠施用堆肥和粪肥来维持土壤肥力。农民收集并堆肥来自家庭和牲畜的有机废物,并将其施用于田地以提高作物产量。

生物炭改良

生物炭是一种通过称为热解的过程由生物质生产的类木炭材料。添加到土壤中后,生物炭可以改善土壤肥力、保水性和养分有效性。生物炭也非常稳定,可以在土壤中存留数百年,使其成为长期固碳的有效工具。

例如:在亚马逊盆地的研究表明,用生物炭改良的土壤(称为“Terra Preta”或“亚马逊黑土”)比周围的土壤肥沃得多,并且含有更高水平的有机碳。这引起了人们对将生物炭作为可持续农业土壤改良剂的日益增长的兴趣。

再造林和植树造林

再造林是指在以前是森林的土地上植树,而植树造林是指在以前不是森林的土地上植树。这两种做法都可以通过从大气中移除CO2并将其储存在树木的生物质和土壤中来显著增加碳固存。再造林和植树造林还可以提供许多其他益处,包括生物多样性保护、流域保护和木材生产。

例如:非洲的“绿色长城”倡议旨在通过在萨赫勒地区种植一条林带来防治沙漠化和土地退化。该项目预计将封存大量碳并改善数百万人的生计。

挑战与机遇

虽然土壤固碳在减缓气候变化和改善农业可持续性方面具有巨大潜力,但仍需应对一些挑战和机遇:

挑战

机遇

全球倡议与政策

认识到土壤固碳的重要性,全球已制定了许多倡议和政策来推广其应用。这些包括:

结论

土壤固碳是减缓气候变化、改善土壤健康和增强全球粮食安全的关键策略。通过采用增加土壤有机碳储量的可持续土地管理实践,我们可以创建更具弹性的农业系统,减少温室气体排放,并改善地球的整体健康。应对与土壤固碳相关的挑战并抓住机遇,需要农民、决策者、研究人员和公众的共同努力。我们可以共同释放土壤作为碳汇的全部潜力,为所有人建设一个更可持续的未来。

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