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：

气候：温度和降雨影响分解速率和植物生长。
土壤类型：质地、结构和矿物成分影响碳储存能力。沙质土壤的碳储存量通常低于富含粘土的土壤。
土地管理实践：农业、林业和放牧实践对土壤碳水平有显著影响。
植被覆盖：植被的类型和密度影响进入土壤的碳量。

为什么土壤固碳如此重要？

土壤固碳能带来诸多益处，包括：

减缓气候变化：通过从大气中移除CO₂并将其储存在土壤中，固碳有助于降低温室气体浓度，减缓全球变暖。
改善土壤健康：增加土壤有机碳可以改善土壤结构、水分渗透、养分保持和微生物活性，从而使土壤更健康、更肥沃。
提高农业生产力：更健康的土壤能支持更高的作物产量和更具弹性的农业系统。
增加水资源可用性：土壤有机质能改善水分渗透和保持能力，减少径流，增加植物可用的水量。
减少水土流失：土壤有机质有助于将土壤颗粒粘合在一起，减少风蚀和水蚀。
改善生物多样性：健康的土壤支持多样化的土壤生物，有助于整个生态系统的健康。
增强粮食安全：农业生产力和弹性的提高有助于全球粮食安全。

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

测量与监测：准确测量和监测土壤碳变化具有挑战性，需要标准化的协议和先进技术。
持久性：土壤碳储量可能容易受到干扰和土地管理实践变化的影响。确保封存碳的长期持久性至关重要。
可扩展性：扩大土壤固碳实践的规模需要解决经济、社会和政策障碍。
区域差异性：土壤固碳潜力因气候、土壤类型和土地管理实践的不同而差异巨大。需要针对具体情况采取相应方法。
政策与激励：缺乏明确的政策和激励措施可能会阻碍土壤固碳实践的推广。

机遇

技术进步：遥感和土壤传感器等新技术可以提高土壤碳监测的准确性和效率。
碳市场：发展健全的碳市场可以为农民和土地管理者实施土壤固碳实践提供经济激励。
综合土地管理：将土壤固碳纳入更广泛的土地管理战略中，可以最大限度地发挥其效益并应对多种环境挑战。
教育与推广：提高农民、决策者和公众对土壤固碳重要性的认识，对于促进其采纳至关重要。
国际合作：国际合作对于分享知识、制定标准化协议以及为土壤固碳倡议调动资源至关重要。

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：

“千分之四”倡议：该倡议在巴黎COP21上发起，旨在每年将土壤有机碳储量增加0.4%，以减缓气候变化和改善粮食安全。
全球土壤合作计划：这是联合国粮食及农业组织（FAO）的一项倡议，旨在促进全球范围内的可持续土壤管理和土壤资源保护。
《联合国防治荒漠化公约》（UNCCD）：该公约旨在解决土地退化和荒漠化问题，这些问题会严重影响土壤碳储量。
国家政策与项目：许多国家已实施国家政策和项目来推广土壤固碳，例如碳汇农业倡议和生态系统服务付费计划。

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。

行动呼吁：

了解更多关于土壤固碳及其益处的信息。
支持推广可持续土地管理实践的政策和倡议。
鼓励农民和土地管理者采用土壤固碳实践。
传播关于土壤固碳重要性的认识。