土壤在全球氣候變化調節(jié)中發(fā)揮著什么樣的作用？

近日，聯合國糧食及農業(yè)組織（下稱“糧農組織”）發(fā)布了首份《全球草原土壤碳評估報告》。報告顯示，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，并幫助各國實現其氣候目標。該報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攝氏度之內的目標，并提出為把升溫控制在1.5攝氏度之內而努力。研究顯示，目前全球氣候平均氣溫已經比工業(yè)化前水平升高大約1攝氏度。

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國際能源署（IEA）在《2022年世界能源展望》中提到，與2020年相比，2021年能源相關的二氧化碳排放量增長了6%（即20億噸以上），達到363億噸。這使得2021年超過2010年，成為有史以來與能源相關的二氧化碳排放量同比增長最多的一年。

為履行《巴黎協(xié)定》，碳中和已成為國際社會共識，包括中國在內的全球多國也相繼給出實現碳中和的時間表。

草原土壤“碳容器”

報告開篇介紹道，草原生態(tài)系統(tǒng)碳庫主要包括植被碳庫和土壤碳庫兩部分；草原的碳儲存主要分布在土壤碳庫。草原生態(tài)系統(tǒng)通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并以有機碳（SOC）的形式將碳固定在草原植物體內和草原土壤中，從而形成草原生態(tài)系統(tǒng)的“碳容器”。草原系統(tǒng)所包含的土壤有機碳約占世界總量的20%，是陸地上僅次于森林的第二大碳庫。

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

報告評估了2010年半天然和人工管理草原的土壤有機碳存量基線，即土壤中可測量的碳含量，以重量百分比“克碳/公斤土壤”為單位，并對其封存土壤有機碳的潛力進行估算。

據估計，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)中碳儲量（33.8兆噸）略高于改善后的土壤系統(tǒng)（29.8兆噸）。在應用加強土壤有機碳封存的管理做法20年后，上述深度層中的土壤有機碳含量增加0.3%，即每年可實現0.3噸碳/公頃的封存量。

目前，世界上大多數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)或維護良好。比如，在未經改善或有效管理的草原，俄羅斯擁有全球最高的有機碳存量（約8兆噸）；南亞與東歐地區(qū)的土壤有機碳存量不足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，報告得出的平均值是1.1，也就是超過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相當于欠平衡。報告認為，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致該地區(qū)的碳儲量正在下降。

糧農組織畜牧生產及動物衛(wèi)生司長天信（Thanawat Tiensin）表示：“我們需要深入了解草原對糧食安全、保護生物多樣性和緩解氣候變化的積極意義，關鍵就在于評估草原系統(tǒng)的現狀及其土壤碳封存的潛力。”

他進一步指出：“這份報告全面分析了全世界草原土壤的碳儲量狀況和碳補償潛力，也可以作為未來工作的基準，通過可持續(xù)的放牧管理提高土壤碳封存水平。”

土壤有機碳目標或可納入“國家自主貢獻”

有哪些辦法能改善土壤的碳匯能力？

報告認為，通過促進植物生長，捕集土壤中的碳，以及保存半天然（非人工管理的）草原等高有機土壤中的碳，可以逆轉這一趨勢。同時，在放牧方面，輪流或者有計劃、適應性的畜牧管理措施，也可改善土壤的碳匯能力。

以非洲為例，報告研究探討了其他改善土壤有機碳存量的可能措施。目前，肯尼亞和烏干達的4萬多名小農在園中栽種朱纓花樹，以提高牛奶產量并改善奶牛健康。這些樹木在保護土壤、養(yǎng)分循環(huán)和養(yǎng)分保留方面卓有成效，但人們對其在土壤中固碳的潛力卻知之甚少。

報告研究顯示，此類草料園可促使土壤碳每年增加0.03噸碳/公頃。

該報告還探討了放牧系統(tǒng)集約化的不同方案，以應對不斷增長的畜牧產品需求和土地競爭。這些方案包括通過管理放牧時所消耗的植物生物質來提高植物根系和殘茬的碳輸入，或通過改良物種、灌溉和施肥來提高草料產量。聯合國糧農組織強調，動物源性食品和家畜飼養(yǎng)對營養(yǎng)、健康、生計和福祉有諸多貢獻，同時我們迫切需要減少溫室氣體排放以應對同樣威脅糧食安全的氣候危機，兩者需要平衡兼顧。

盡管通過有效、全面的管理可以提高土壤碳匯能力，但報告指出，在實踐中遇到的挑戰(zhàn)不少。比如，農民缺乏改善管理做法的動力；監(jiān)測土壤有機碳存量和變化量面臨準確性的困難，這也是土壤有機碳未被納入“國家自主貢獻”（NDCs）的主要原因。“國家自主貢獻”是指各方根據自身情況確定應對氣候變化行動的目標，是《巴黎協(xié)定》的重要組成部分，各國根據自身情況每5年更新一次。

因此，聯合國糧農組織認為，這份報告的成果可為將土壤有機碳目標納入“國家自主貢獻”提供支撐，以提高透明度，跟蹤和比較各國土壤相關政策的進展。根據國際能源署提供的數據，已批準《巴黎協(xié)定》的國家中約有40%更新了“國家自主貢獻”，凈零承諾涵蓋了全球約79%的二氧化碳排放量。

此外，報告作者還強調，全球土壤碳儲量的估算仍存在較大不確定性，迫切需要改進與土壤、動物和植被特性及其碳交換相關的地理統(tǒng)計學方法和數據準確性。“報告提供的土壤有機碳儲量水平可為未來工作設定基線，以在國家和農場層面探索畜牧管理對土壤碳的影響。然而本地數據集至關重要，代表性不足的地區(qū)（例如非洲）的數據集尤其關鍵。此外還要探索現有數據集之間的差異情況。”

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