土壤在全球氣候變化調(diào)節(jié)中發(fā)揮著什么樣的作用？

近日，聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（下稱“糧農(nóng)組織”）發(fā)布了首份《全球草原土壤碳評(píng)估報(bào)告》。報(bào)告顯示，改善草原（即地面覆蓋草本植物，尤其是用于放牧的大面積區(qū)域）管理可以提高土壤的碳匯能力，并幫助各國(guó)實(shí)現(xiàn)其氣候目標(biāo)。該報(bào)告旨在闡明草原系統(tǒng)中土壤碳存量的狀況及其封存土壤碳的潛力。

《巴黎協(xié)定》（2016年簽署的氣候變化協(xié)定）確定了全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高幅度控制在2攝氏度之內(nèi)的目標(biāo)，并提出為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)而努力。研究顯示，目前全球氣候平均氣溫已經(jīng)比工業(yè)化前水平升高大約1攝氏度。

【資料圖】

國(guó)際能源署（IEA）在《2022年世界能源展望》中提到，與2020年相比，2021年能源相關(guān)的二氧化碳排放量增長(zhǎng)了6%（即20億噸以上），達(dá)到363億噸。這使得2021年超過(guò)2010年，成為有史以來(lái)與能源相關(guān)的二氧化碳排放量同比增長(zhǎng)最多的一年。

為履行《巴黎協(xié)定》，碳中和已成為國(guó)際社會(huì)共識(shí)，包括中國(guó)在內(nèi)的全球多國(guó)也相繼給出實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間表。

草原土壤“碳容器”

報(bào)告開(kāi)篇介紹道，草原生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)主要包括植被碳庫(kù)和土壤碳庫(kù)兩部分；草原的碳儲(chǔ)存主要分布在土壤碳庫(kù)。草原生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并以有機(jī)碳（SOC）的形式將碳固定在草原植物體內(nèi)和草原土壤中，從而形成草原生態(tài)系統(tǒng)的“碳容器”。草原系統(tǒng)所包含的土壤有機(jī)碳約占世界總量的20%，是陸地上僅次于森林的第二大碳庫(kù)。

土壤既是二氧化碳排放的來(lái)源，也可作為碳匯的載體。土壤一旦遭到破壞，其儲(chǔ)存的大量碳將重新回到大氣中，加劇溫室效應(yīng)和全球變暖。比如，密集放牧、農(nóng)業(yè)活動(dòng)和其他土地使用等人類活動(dòng)已導(dǎo)致許多草原受損。

報(bào)告評(píng)估了2010年半天然和人工管理草原的土壤有機(jī)碳存量基線，即土壤中可測(cè)量的碳含量，以重量百分比“克碳/公斤土壤”為單位，并對(duì)其封存土壤有機(jī)碳的潛力進(jìn)行估算。

據(jù)估計(jì)，2010年全球30厘米深的草原土壤中每年吸收63.6兆噸碳。其中，未改善的土壤系統(tǒng)中碳儲(chǔ)量（33.8兆噸）略高于改善后的土壤系統(tǒng)（29.8兆噸）。在應(yīng)用加強(qiáng)土壤有機(jī)碳封存的管理做法20年后，上述深度層中的土壤有機(jī)碳含量增加0.3%，即每年可實(shí)現(xiàn)0.3噸碳/公頃的封存量。

目前，世界上大多數(shù)的草原碳吸收量大于排放量，這意味著這些草原系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)或維護(hù)良好。比如，在未經(jīng)改善或有效管理的草原，俄羅斯擁有全球最高的有機(jī)碳存量（約8兆噸）；南亞與東歐地區(qū)的土壤有機(jī)碳存量不足1兆噸；在有效管理的草原系統(tǒng)中，中南美洲的有機(jī)碳存量最高，約在5兆~6兆噸；東歐位居末尾。

在衡量草原土壤碳匯能力方面，報(bào)告將草原土壤碳總輸入量與估值之間的比值稱為碳平衡（Carbon balance）。目前，報(bào)告得出的平均值是1.1，也就是超過(guò)1.1的地區(qū)在草原土壤碳匯方面處于平衡狀態(tài)，低于1.1相當(dāng)于欠平衡。報(bào)告認(rèn)為，東亞、中美洲和南美洲以及赤道以南非洲草原的碳平衡狀況不佳，意味著人為壓力因素和氣候條件疊加可能導(dǎo)致該地區(qū)的碳儲(chǔ)量正在下降。

糧農(nóng)組織畜牧生產(chǎn)及動(dòng)物衛(wèi)生司長(zhǎng)天信（Thanawat Tiensin）表示：“我們需要深入了解草原對(duì)糧食安全、保護(hù)生物多樣性和緩解氣候變化的積極意義，關(guān)鍵就在于評(píng)估草原系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其土壤碳封存的潛力。”

他進(jìn)一步指出：“這份報(bào)告全面分析了全世界草原土壤的碳儲(chǔ)量狀況和碳補(bǔ)償潛力，也可以作為未來(lái)工作的基準(zhǔn)，通過(guò)可持續(xù)的放牧管理提高土壤碳封存水平。”

土壤有機(jī)碳目標(biāo)或可納入“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”

有哪些辦法能改善土壤的碳匯能力？

報(bào)告認(rèn)為，通過(guò)促進(jìn)植物生長(zhǎng)，捕集土壤中的碳，以及保存半天然（非人工管理的）草原等高有機(jī)土壤中的碳，可以逆轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)。同時(shí)，在放牧方面，輪流或者有計(jì)劃、適應(yīng)性的畜牧管理措施，也可改善土壤的碳匯能力。

以非洲為例，報(bào)告研究探討了其他改善土壤有機(jī)碳存量的可能措施。目前，肯尼亞和烏干達(dá)的4萬(wàn)多名小農(nóng)在園中栽種朱纓花樹(shù)，以提高牛奶產(chǎn)量并改善奶牛健康。這些樹(shù)木在保護(hù)土壤、養(yǎng)分循環(huán)和養(yǎng)分保留方面卓有成效，但人們對(duì)其在土壤中固碳的潛力卻知之甚少。

報(bào)告研究顯示，此類草料園可促使土壤碳每年增加0.03噸碳/公頃。

該報(bào)告還探討了放牧系統(tǒng)集約化的不同方案，以應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的畜牧產(chǎn)品需求和土地競(jìng)爭(zhēng)。這些方案包括通過(guò)管理放牧?xí)r所消耗的植物生物質(zhì)來(lái)提高植物根系和殘茬的碳輸入，或通過(guò)改良物種、灌溉和施肥來(lái)提高草料產(chǎn)量。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織強(qiáng)調(diào)，動(dòng)物源性食品和家畜飼養(yǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)、健康、生計(jì)和福祉有諸多貢獻(xiàn)，同時(shí)我們迫切需要減少溫室氣體排放以應(yīng)對(duì)同樣威脅糧食安全的氣候危機(jī)，兩者需要平衡兼顧。

盡管通過(guò)有效、全面的管理可以提高土壤碳匯能力，但報(bào)告指出，在實(shí)踐中遇到的挑戰(zhàn)不少。比如，農(nóng)民缺乏改善管理做法的動(dòng)力；監(jiān)測(cè)土壤有機(jī)碳存量和變化量面臨準(zhǔn)確性的困難，這也是土壤有機(jī)碳未被納入“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”（NDCs）的主要原因。“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”是指各方根據(jù)自身情況確定應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)的目標(biāo)，是《巴黎協(xié)定》的重要組成部分，各國(guó)根據(jù)自身情況每5年更新一次。

因此，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織認(rèn)為，這份報(bào)告的成果可為將土壤有機(jī)碳目標(biāo)納入“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”提供支撐，以提高透明度，跟蹤和比較各國(guó)土壤相關(guān)政策的進(jìn)展。根據(jù)國(guó)際能源署提供的數(shù)據(jù)，已批準(zhǔn)《巴黎協(xié)定》的國(guó)家中約有40%更新了“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”，凈零承諾涵蓋了全球約79%的二氧化碳排放量。

此外，報(bào)告作者還強(qiáng)調(diào)，全球土壤碳儲(chǔ)量的估算仍存在較大不確定性，迫切需要改進(jìn)與土壤、動(dòng)物和植被特性及其碳交換相關(guān)的地理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。“報(bào)告提供的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量水平可為未來(lái)工作設(shè)定基線，以在國(guó)家和農(nóng)場(chǎng)層面探索畜牧管理對(duì)土壤碳的影響。然而本地?cái)?shù)據(jù)集至關(guān)重要，代表性不足的地區(qū)（例如非洲）的數(shù)據(jù)集尤其關(guān)鍵。此外還要探索現(xiàn)有數(shù)據(jù)集之間的差異情況。”

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