再生农业究竟能储存多少碳?
简而言之,土壤能够储存相当可观的碳量,但具体数值因耕作方式和地理位置差异显著。一项涵盖345项测量的全球荟萃分析发现,覆盖作物、免耕和农林复合等七种常见再生农业实践均能有效提升碳封存速率,且没有任何一种方法在统计学上显著优于其他方法[2]。在农田中,免耕使表层20厘米土壤有机碳含量增加11.3%,而种植系统集约化(即每年增加作物种植次数)则使其提升12.4%[1]。这些百分比对应着实际的碳储存量,但并非无限增长:随着土壤在数十年内达到新的平衡状态,碳积累速率会逐渐放缓[4]。
在美国佛蒙特州的一项区域性研究中,将农田转为轮牧在再生农业实践中展现出最高的固碳潜力,十年后可增加126.9万吨碳储量,较当前水平提升5.3%[5]。相比之下,让农田自然恢复为原始森林的固碳效果更佳(十年内增加6.5%)[5]。因此,尽管再生农业具有固碳能力,但并非万能灵药;它更适合作为更广泛土地利用策略的一部分来发挥作用。
气候变化是否会削弱碳效益?
是的,气候变化是一个重大变数,可能显著削弱再生农业的碳汇潜力。佛蒙特州的一项建模研究发现,若将预估的气候变化(气温升高)纳入考量,与气候恒定情景相比,所有管理方案下的土壤碳储量均下降了9.1%至19.9%[3]。这意味着,即使采用免耕或覆盖作物等再生农业实践,到本世纪末土壤仍可能整体流失碳——因为气温升高会加速有机质分解[3]。
然而,并非所有农业实践都同样脆弱。同一项研究发现,即使在气候变化背景下,轮牧也能在2099年前维持或略微增加土壤碳储量;而植树造林(在农田上种植树木)则可使全州碳储量增加多达450万吨[3]。关键在于,再生农业依然至关重要——其意义未必在于实现大规模净固碳,而在于防止传统农业在全球变暖背景下可能导致的更严重的碳流失[3]。
哪些做法效果最佳,且适用于哪些地区?
再生农业实践的效果在很大程度上取决于地区以及所采用的具体方法组合。在东南亚,一项涵盖92项研究的综述发现,有充分证据表明,生物炭、堆肥和粪肥等有机改良剂,以及覆盖作物和保护性耕作,能够增加土壤碳含量[6]。然而,一个隐患随之出现:添加堆肥和粪肥也会增加甲烷和氧化亚氮等其他温室气体的排放,这可能会抵消碳的收益[6]。这凸显了需要测量完整的温室气体平衡,而不仅仅是土壤碳。
在美国中西部偏北地区,一项根据农场采用的再生农业实践数量进行评分的系统发现,评分越高,土壤有机质、土壤总碳含量和水分渗透率也越高[7]。有趣的是,采用更多再生实践的农场玉米产量略低,但利润却更高,这很可能是因为投入成本降低所致[7]。在加利福尼亚州的杏仁园中,再生实践并未影响产量,而利润却有所增加[7]。这表明,即使在某些情境下碳封存率并不显著,再生农业的经济效益依然可能十分可观。
多种做法相结合能够放大效益。例如,免耕与牲畜放牧相结合使颗粒有机碳增加了38.1%,而种植集约化与牲畜放牧相结合则使矿物结合态有机碳(一种更稳定的形态)提升了33.1%至53.6%[1]。这意味着,采用覆盖作物、免耕和动物整合等多种再生农业措施的农民,最有可能获得最大的碳收益。
本文引用的文献
通过再生农业恢复颗粒有机碳与矿物结合态有机碳。
一项全球荟萃分析发现,免耕和种植集约化使表层土壤有机碳分别增加11.3%和12.4%,而免耕与牲畜放牧相结合则使颗粒有机碳提升38.1%。
量化农作物与葡萄园中再生农业实践对土壤碳固存的作用
一项对345项测量数据的回顾发现,所有七种再生农业实践(如覆盖作物、免耕)均提高了碳封存速率,且各实践之间无显著差异。
将气候变化纳入再生农业土壤固碳预测中
佛蒙特州的模型研究表明,在再生农业情景下,气候变化可能导致土壤碳储量减少9.1%至19.9%,不过轮牧仍能维持或小幅增加碳含量。
面向再生有机农业的愿景:以应对气候变化并遏制全球变暖
再生农业实践带来的土壤碳增加速率是暂时的,随着新的平衡状态达成而减缓;与填埋相比,蚯蚓堆肥减少了温室气体排放。
在美国佛蒙特州,通过再生农业实现土壤碳封存
在佛蒙特州,轮牧十年后固存了126.9万吨碳(比现有碳储量高出5.3%),而造林则多储存了6.5%的碳。
再生农业对东南亚农田土壤碳固存效果的综合分析
在东南亚,生物炭和堆肥等有机改良剂虽能增加土壤碳含量,但同时也提高了甲烷和氧化亚氮的排放量,可能抵消其固碳效益。
使用排名农业实践的综合指标来定义和验证再生农业系统
一项基于实践的评分系统显示,采用更多再生农业实践的农场,其土壤碳含量、水分渗透率和利润均更高,尽管玉米产量略有下降。
