农业土壤固碳措施

农业土壤固碳措施

联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告指出，农业温室气体减排潜力90%是通过土壤固碳，因此，通过适当的农业管理措施，农业土壤可以发挥较大的固碳作用，从而减少农业生产引起的土壤温室气体排放。农业上主要的土壤固碳措施有以下几种。

秸秆还田  它是常见的农业管理措施，也是重要的土壤固碳途径之一。作物秸秆是农业生产过程中的主要副产品，含有丰富的氮、磷、钾等营养元素和其他微量元素，是一种宝贵的可再生有机资源。秸秆还田不仅能改善土壤结构，增加土壤团聚体稳定性，提高土壤中养分含量，而且能促进作物生长，增加作物产量，尤其重要的是能增加土壤有机质含量、减少土壤温室气体排放 。据估计，秸秆约占生产性农作物总生物量的50%，全球范围内每年农业生产约产生40亿吨秸秆，具有巨大的固碳减排潜能。以中国江苏为例，2014年未被利用的秸秆资源相当于170万吨标煤，若将其全部还田，所返还的养分替代化肥可抵消36万吨二氧化碳当量温室气体的排放；若将其全部进行热裂解炭化，则可以生产近130万吨生物质炭，发电9.19亿千瓦时，所生产的生物质炭有机碳含量为77万吨，施入土壤相当于固碳280万吨二氧化碳当量。综合土壤固碳和稻田甲烷减排，推广秸秆“旱重水轻”还田技术（即主要还田于旱作季，尽量少还田于稻作季），中国农田每年可减少二氧化碳排放当量约2.1亿吨，相当于2000年中国全年二氧化碳排放量的6.2%。

生物质炭  它是有机物质在完全或部分缺氧的条件下低温热裂解生成的固态混合物，原料可包括作物秸秆、树木枝干、畜禽粪便和稻壳等，其在农业应用实现土壤固碳的技术近年来受到了广泛关注。由于生物质炭较为稳定，难以被微生物降解，使得其成为土壤的惰性碳库，只有5%的碳会通过土壤微生物的作用重新释放到大气，而土壤多固定了20%的碳。研究估计如果能将作物秸秆、树木枝干等转化为生物质炭施于土壤，而不是直接燃烧，全球尺度下碳排放将降低12%~84%。国际生物质炭组织估计，到2040年平均每年仅利用农林废弃物就可以减少3.67亿吨二氧化碳当量温室气体排放。就全球作物秸秆的利用情况来看，发展以及推广应用低温热裂解生物质炭技术，对于农业应对气候变化和实现粮食生产可持续发展具有重要的意义。

保护性耕作  自20世纪30年代以来，保护性耕作已经为世界各国广泛采用。据联合国粮农组织统计，目前全球保护性耕作面积约为1.7亿公顷，占总耕地面积的11%。随着全球气候变化加剧，人类逐渐认识到自身活动，特别是耕作对土壤温室气体排放的贡献，保护性耕作作为一项有效减少温室气体排放的措施受到特别关注。最新的研究表明，土壤有机质分解的关键在于有机质在土壤中失去团聚体的保护而被微生物所分解，在常规耕作模式下，土壤结构的破坏以及频繁的干湿交替作用，使原来受到团聚体保护的土壤有机碳暴露而被土壤微生物利用，导致土壤有机碳矿化速率提高，加速了土壤碳的释放。实施保护性耕作后，减少了对土壤的扰动，一方面降低了土壤有机质的矿化分解，另一方面还能够促进土壤团聚体的发育。研究表明，通过采用保护性耕作和其他农田管理措施，大约60%~70%的损失碳可被重新固定。全球范围内，如果采用保护性耕作等碳管理措施，每年从大气中吸收固定的碳量为 4亿~12亿吨，相当于全球每年排放量的5%~15% 。以美国为例，57%的耕地采用保护性耕作技术时，美国土壤的碳收集能力达到0.8亿~1.3亿吨；若有76%的耕地采用保护性耕作措施，美国土壤的碳收集能力将达到3亿~5亿吨，由此可见保护性耕作对于增加土壤碳汇和应对全球气候变化的重要意义。

文章来源：土壤观察