文/克莉斯汀.歐森 Kristin Ohlson

編按:本文摘自土壤的救贖:科學家、農人、美食家如何攜手治療土壤、拯救地球》作者為資深作家,對土壤議題情有獨鍾,她發現,我們的腳下就有一個龐大無比的微生物帝國,能將植物從大氣中吸收的二氧化碳轉換成生物生存所需的土壤碳。以下文章摘錄自書中章節,由大家出版授權刊出。

犁田擾動了土壤,碳到哪裡去?

人類的生活方式一從狩獵採集演變成農耕,就開始改變土壤和大氣中二氧化碳的自然平衡。公元前五千年左右,人類開始製造簡單的種植、收割工具。最早的工具只是挖掘用的木棍,不過在公元前二千五百年,印度河河谷已經有人用動物來拉犁了。

犁田看似沒有害處,而且帶著撫慰人心的田園氣息,尤其是用牛或馬來拉犁的時候。但在自然界中,沒有東西會定期、重複地翻起十五至二十公分深的泥土(犁田就會翻到這麼深),因此植物和土壤生物的演化中都沒有經歷這麼劇烈的擾動,也無法適應。

現代的機械化農業加重了這個問題:重型機具把土壤壓得更緊實,也就需要犁得更深,才能鬆動土壤。更多土壤被翻起、曝露在空氣中,土壤碳接觸到氧,結合成二氧化碳,散逸到上層大氣中。這些碳可能已經藏在地面下幾百或幾千年。

畜牧也打亂了碳的平衡。在人類馴養反芻動物之前,這些動物成群結隊在大草原上漫步,啃食草和其他植物的頂端,撒下大量肥沃的糞便回報。牠們害怕掠食者,待在一個地點吃草的時間也絕不會太長。然而人類放牧這些牲畜的模式造成了劇烈的變化,動物不再持續在平原上遊蕩,而是限制在一個地區,他們會把地上的草吃得一乾二淨,連根拔除。

放任牲畜把草原吃成光禿禿的地面,會阻礙一種偉大的生物過程,也就是當初把碳大量儲存在地下的光合作用。植物吸取空氣中的二氧化碳,把二氧化碳跟陽光結合起來,轉化成植物可以使用的能量,也就是碳基糖。不是所有的碳都由植物消耗,有些是以腐植質的狀態儲存在土壤中,這個穩定的碳分子網路能在土壤裡留存幾個世紀。

土壤裡的碳有許多好處,包括讓土壤更肥沃,讓土壤形成蛋糕般的質地,內部含有許多小氣室。富含碳的土壤可以緩解乾旱或洪水:下雨的時候,水被土壤吸收、留住,而不是積成水潭或流走。健康的土壤也富含微小的生物(一湯匙裡的數目高達六十億),可以分解隨著雨水滲入土壤的毒素和汙染物。

除了光合作用,沒有其他自然的過程會持續從大氣中移除那麼大量的二氧化碳。人類若要用那麼大的規模來移除二氧化碳,不是所費不貲,就是無法保證安全。光合作用能調控建造生命的碳進入土壤的穩定循環,並產生我們許許多多的生命賴以維生的另一種氣體:氧氣,因此對我們星球上的生命而言,光合作用是最基礎的自然過程。

從二十五年前我第一次讀到全球暖化的報導以來,我第一次覺得有希望。土壤可以拯救我們。我真的相信。

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photo credit: Long Straight Rows via photopin (license)

讓土壤「種植碳」,靠碳賺錢

我在二○一二年九月造訪澳洲的時候,用生物方法來儲藏碳的方式中,唯一受到認可的是種植樹木,並保證在一百年之內不砍伐。這使農民怨聲載道,他們覺得全球另一個隱藏的危機是要餵飽在二○五○年預估會成長到九十六億的人口,而把現有的農地變成森林,實在說不通。

有許多農民發現他們的腐植質有助於隔離大氣中過剩的二氧化碳,他們變成平民科學家,實驗「種植碳」的新方式,也成為創業者,努力思考這種新作物怎麼讓他們獲利。

他們希望碳農業倡議可以擴大獎勵碳儲藏活動的清單,把用更好的土壤管理方式來培養土壤碳也納進去。世界各地的農民把這樣的管理稱為碳農業──至少在二○○六年是如此,那一年,佛蒙特州的柯林斯和人共同創立了一間公司,名為「美國碳農」。

美國碳農將碳權當作商品,也就是碳匯,一公噸大氣的二氧化碳轉換成土壤裡二百七十二.五公斤的碳,由農民將這些碳從空氣中固定到土壤,買主是任何想投資土壤再生的人,或是想彌補自己的碳足跡的人。這個計畫雖然最後還是沒能運作,卻令人鼓舞。

不過實際的錢在易手的時候有個可能的風險:要計算土壤碳積存的報酬,會既緩慢又有爭議。這多少是因為土壤並不透明。沒人懷疑種樹可以移除空氣中的碳,並把碳以穩固的型態鎖在土壤中。那就發生在我們眼前,雖然碳一直躲在土壤裡。然而,我們對土壤的了解通常不如其他生態系,要說服政策制定者和其他人相信土壤可以吸收、儲藏碳,格外困難。

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photo credit: A person holding soil in hands via photopin (license)

如何具體測量碳儲藏量?

培養土壤碳的潛在益處很大,有人就發展出一些通則,讓這種生物帳對齊經濟帳。首先,儲藏的碳量必須可以測量,才能納入會計系統。

第二,儲藏碳的活動必須是額外的措施,這表示採取免耕或覆蓋作物的農業家,先前必須不曾採用這些農法。

第三,培養土壤碳的活動不能有碳洩漏,也就是別處的土壤碳不能因此減少。如果一個農業家採取某種方法培養土壤碳,卻使自己土地的生產力下降,其他農民或牧人因此必須用會破壞土壤碳、把碳釋放到大氣中的傳統方式來補足糧食供應量,就是碳洩漏。換句話說,土壤碳的總合並沒有增加。

第四,碳的儲藏期必須有意義,而這個想法引起一些強烈爭議,主題就圍繞在「永久」的概念上。比方說,有個農民或許在土地上培養了五年的土壤碳,但他把農場賣給別人,那人把土地變成住宅開發地,如此一來,積蓄的那些碳就會在推土機推過後散逸到空氣中。

當土壤碳和微生物、真菌群落都被切開割碎之後,即使是形態最穩定的土壤碳,也會在幾年之內分解,就像樹木儲藏的碳會因火而釋放到空氣中。

為積存土壤碳而付錢的人,當然不希望這種事情發生,但實際情況是農地會易主。不少農地簽的是年年更新的契約。依據經驗,在五年間,大約十七%到二十%的土地會更換經營者。變動可不少。

一個複雜的生物系統裡很少有什麼是永久的,這很難計量!當然了,就算煤也不是碳儲藏的永久形態。或許只有鑽石是永久的。不過世界各地都有聰明人努力發展出協議,這些協議擬定了自願市場或規範市場,以科學眼光來看很可靠,並且能查證、獎勵那些可以儲藏土壤碳、減少其他溫室氣體的農法。

即使是與全球暖化的商機無關的人,也逐漸關注健康的土壤。農業與自然資源經濟學家榭爾在電話裡告訴我:「現在有許多團體在做大規模的複雜分析,想知道健康土壤和健康田野的價值。我認為這情況會擴大到政策上,而人們愈來愈意識到,有些土地管理能提供各種生態系統服務,而忽略這種管理,我們會付出代價。」

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1 則回應

  1. 如果地球升溫至3~400度,有事的不會只是人類。除了肉眼看得到的動、植物,生態系中扮演分解者的微生物也會有問題。屆時可能就只剩下一片荒蕪的岩石,以及少數倖存的微生物了。

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