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增加土壤碳匯可以減緩地球暖化
增加土壤碳匯可以減緩地球暖化

呼籲各國參與全球聯合農業工作計劃KJWA (Koronivia Joint Work on Agriculture),偵測農地的碳量變化,並且復育土地品質。-這是「4p1000倡議」科學與技術委員會主席Cornelia Rumpel在Nature 雜誌上的文章「增加土壤碳匯…呼應巴黎氣候宣言」的呼籲。

土壤可以減少溫室氣體。土壤可以儲藏大氣2~3倍的碳量,大氣中的二氧化碳可以藉由植物吸收轉化進來土壤裡儲存,土壤可吸收人類產生的二氧化碳之1/3,其10~15%是儲放在土壤裡。

碳是土壤肥沃度及農業的基礎。腐化中的植物、細菌、真菌、和土壤裡的小動物蚯蚓等,會釋出有機質和氮磷等營養供植物生長。進一步強化改善結構,讓土壤不易流失,且可涵住水分。

有機質在土表只占幾個百分比,只要全世界土壤的碳含量每年增加0.4%,就可減少大氣裡3~4Gt(3~4×1012公噸)的二氧化碳,相當於歐盟每年燃油的排放量。土壤的碳含量增加也可改善土質,在非洲、亞洲、拉丁美洲的研究,每年增加0.4%的土壤碳含量,可以增加1.3%的收成。

然而,全世界有1/3的土壤在惡化中,不良的農耕方式、工業化及都市擴張是幾個重大因素。因地球暖化造成的乾旱和洪水,每年有一千二百萬公頃可耕地流失,造成極大的經濟損失。人類歷史以來,已有133Gt的碳自土壤消失,已排放500Gt的二氧化碳到大氣裡。有機質減少後,土壤更容易受到雨水、日晒、及乾旱的影響,惡性循環的結果,土壤最終將無法耕作,一九三○年代美國中南部的大塵暴就是歷史見證。

增加土壤裡的碳匯現在已是國際政治議題。它開始於二○一五年的巴黎氣候高峰會COP21,法國農業部提出了4p1000倡議,提倡進行全球性的研究與行動,以增加土壤碳匯。以每年增加土壤4/1000碳含量為目標,把大氣中的二氧化碳存入土壤內,就可中和溫室氣體,減緩地球的暖化。它是歷年來最具體可行的辦法,也得到了各國的附議。

二○一七年底,在德國Bonn舉行的聯合國氣候變遷會前會,與會國草擬了一個聯合農業工作計劃KJWA (Koronivia Joint Work on Agriculture),並且在二○一八年底的正式會COP23正式通過,確定農業在適應及減緩氣候變遷上的重要性。聯合國農糧署FAO配合聯合國氣候高峰會之年度聯合國氣候變化公約UNFCCC開始推動相關工作,幫助農民改變農耕方式以減少碳排放及確保糧食生產。

是故呼籲全球參與聯合農業工作計劃KJWA (Koronivia Joint Work on Agriculture),偵測農地的碳量變化,並且復育土地品質。更明確的,以下為8個進行方式,希望能確實實施,以減緩地球暖化,保障糧食的生產:

1、停止碳排放。

保護泥碳土地是首要的,它們約為一半巴西的面積。它們可把大量碳留在土壤裡,佔地球土壤總碳量的32~46%(500~700Gt/1,500Gt),每年可吸收1%全球人類產生的二氧化碳。但是10~20%的泥碳地,尤其位於熱帶國家者,已被開採,或燒毀成農地。亞洲東南方的焚燒,曾造成二○一五年在印尼九月及十月被黃色有毒陰霾覆蓋的案例,當時每天排放的二氧化碳比整個歐盟還多,也用盡了巴黎氣候公約每年不超出1~2Gt的排放量約定。要保護泥碳地,政府應禁止其焚燒,不再用於農耕,並且保存在濕潤狀態。

其它土地復育,要限制放牧,土地鋪蓋綠肥或種植覆地植物。

全球40%,大約一千~六千萬平方公里的土地在惡化中。復育之後,可以每年吸收3~7Gt二氧化碳,在25~50年之間可吸收9~19%全球碳排放量。

據估算,復育12%土質不良的農地,可增加小農每年400億美元的收入,在15年間每年多餵飽2億人口,且減少溫室氣體每年2Gt的二氧化碳。

現在全球性的目標,是保育、復育、與永續管理森林與各種生態系,在二○二○年前改良150萬平方公里退化與被砍伐的土地,二○三○年達350萬平方公里。由國際自然保育聯盟IUCN執行,全球森林與地景復育委員會GPFLR監督。

2、促進碳的吸收。

應該研究把碳儲放到土壤裡的有效方式。目前已知的有效方式有:(1)土地全年覆蓋種植植物,(2)土地添加植物殘骸如稻草,堆肥,土表覆蓋有機質,盡量減少翻犁土地,(3)易流失的土地,要用等高線或梯田種植方式,(4)農林耕作,樹籬及濕地可以增加生物多樣性及土壤碳匯,(5)種植固氮植物,如豆科,苜蓿等,可減少化學肥料。它們會釋放一氧化二氮N2O,是比二氧化碳CO2強300倍的溫室氣體。

土壤需要經年補充多樣化的有機質,因營養不足,植物可能無法正常生長,無法生產足夠的植株及有機質去復育土地。

生態永續復育計畫其實花費不多,復育一公頃農地可能只需美金25元,使用的是很簡單傳統的農林混種、水土保育及牲畜管理等技術。全球土地與經濟倡議ELD估計,採用永續的土地管理政策與方式,可增加1.4兆美元的農作物。

各地要有適地的方式,視其土壤、植物種類、氣候、改變狀況、社經情況而異。例如亞洲和南美要停止收割後焚燒稻草,非洲要停止開墾時燒毀森林,歐洲要減少化學肥料。實施生態農業是有效的復育方法。

3、偵測、追蹤、評估及報告土壤的變化。

研究單位及土地管理者要追蹤土壤的變化。長期大規模的追蹤土壤有機質變化,採集土壤標本,實驗室分析等。它是耗時耗力耗資的工作,聯合國農糧署的全球土壤研究聯會GLOSOLAN正發展一套土壤分析的標準作業方式中,也將提供訓練課程。

4、科技的配合。

研發簡單、便宜、正確、可攜帶式的土壤分析設備。以衛星影像追蹤大範圍。各地可研發一套標準流程,例如由地面植栽去推測土壤的碳含量等方法。

5、數據分析整合。

電腦程式,土地分佈,了解不同的農耕方式(例如不再翻犁),對土壤碳含量的影響。農場記錄其農耕方式,研究單位整合追蹤。土質等資料也需收集,現今已有開放查詢網站,例如整合性碳量觀測ICOS,在歐洲有120個實驗地點追蹤溫室氣體的排放情形。

UNCCD列出了3項檢測標的:土地使用及綠覆蓋情形、土地產能的改變情況、土壤有機質的改變情形。

6、社區的參與。

大眾包括農場,家庭農園及公共場所要了解土壤碳匯量減少的影響,及增加後,能改善農業生產的好處。都市計劃的資料收集要包括土壤品質,絕佳範例是英國的農夫追蹤一千三百公頃的蚯蚓數量,因而建立了農地生物多樣性的資訊。

全球性可查詢的土壤碳量資料可以逐步建立,例如二○○九年由科學家們建立的全球土壤圖GlobalSoilMap。利用普及的科技,例如地理資訊系統GIS,可以免去訓練及障礙。

 

7、政策的整合。

土壤與氣候變化的政策與單位要整合,目標在減少碳排放,增加土壤碳匯。農夫需要鼓勵與支持以改變耕作方式,轉變期或許需要補助。研究者需要了解地理上的優先性,例如較易受到氣候變化影響的地區和人們。

8、提供協助。

土壤碳含量要包含在碳稅及排放交易體制內,以土壤碳量的改善為補助農夫的標準。有些國家已經開始推動,例如印度發出1億張土壤健檢卡給農夫,解釋如何測驗土壤養分,如何選擇有機肥料等。中國已經禁止農場的焚燒,把植物殘骸放回農地,可以獲得補助。美國補助農地轉型,補助增加碳匯的草原。

銀行及投資者可建立改善土壤碳含量的投資基金,就如Moringa基金,它是投資在拉丁美洲及薩哈拉以南非洲的農林計劃。

總言之:一,研究單位,政策制定及土地管理者應該了解增加土壤碳匯及保護碳匯,對復育土地是很重要的,也是國際間達成巴黎氣候協定及永續發展目標SDG的關鍵。國家間要合作及交流,以降低及因應氣候變化的衝擊。二,偵測,追蹤,交流土壤碳含量。政府要整合政策制定單位、土壤專家及地主,努力增加土壤的碳含量。


本篇編譯自Cornelia Rumpel在Nature 雜誌的文章「增加土壤碳匯…呼應巴黎氣候宣言」,他是4p1000倡議科學與技術委員會主席。

 
“Put More Carbon in Soil to Meet Paris Climate Pledges.” 6 Dec, 2018 Vol 564, Nature https://www.nature.com/articles/d41586-018-07587-4

後記:


1、二○一五年的巴黎氣候高峰會COP21,法國農業部提出了4p1000倡議,以每年增加土壤4/1,000碳含量為目標,把大氣中的二氧化碳存入土壤內,以減緩地球的暖化,是歷年來最具體可行的辦法,也得到了各國的附議。在非洲,有10個國家開始了非洲森林復育計畫,將復育1億公頃的土地。在拉丁美洲,有「20×20倡議」,各國將在二○二○年之前復育二千萬公頃的土地。地球暖化不再是猜想,各國已開始行動了。


2、如何推動土地復育最重要的關鍵在土地的使用者(農夫),他們每天的思考、決定和採取的行動,影響著土壤和水資源。所以如果農夫有足夠的知識與目標,了解永續的農業方式將帶來的好處,了解如何操作,並且得到必要的協助。他們自有足夠的動力完成改良土地同時增加農業生產的行動,因為他們可以因而改善家庭的生活與經濟,何樂而不為。

 

PIP是一套協助農民規劃農場及土壤永續管理的方案,是荷蘭在非洲浦隆地的一個脫貧計畫。

 
浦隆地是非洲中心的一個小國,多山坡、原野綿延、氣候優良、土地肥沃,但人民的糧食供應並無保障,大多數人擁有的農地小於1/2公頃,生產自食都有問題。永續的,有保障的農業才能維持一家現在及未來的溫飽,然而超量的使用,又沒有適當的經營方法,土壤及營養都在快速的流失中,氣候變遷讓情況更惡化,尤其豪大雨降臨時。所以浦隆地的農夫常陷入土壤產值降低、糧食和收入降低、更加貧困交集的惡性循環中。他們被迫往更遠的山林與陡坡的土地耕作,結果帶來更多水土流失、流失更多優良土壤、糧食產量更低、糧食供應更無保障。

 
如何激勵農夫永續管理他們的土地,以改善他們的生活?PIP 就是這麼發展出來的一套方案,是荷蘭在非洲浦隆地的一個脫貧計畫。

 
在這套方案裡,整個家庭一起預想想像他們想要的農場。他們要畫出兩張圖畫,一是目前農場情況,一是他們夢想的未來農場,經由全家人包括孩童一起完成這兩張圖畫,全家因而受到鼓舞與激勵。PIP的工作坊改變了農夫的思考模式,他們更能計畫未來,也更能一起規劃行動步驟及分工,因而更能進一步採取行動。

 
一開始,PIP的課程是先訓練20個農夫家庭,他們接著就可分享經驗,教導更多家庭,如此才能受益更多人。

 
為了更有趣,他們還分組進行比賽,目的是讓農夫們邊做邊學,也激勵團體合作與交流。最後還讓各組發表成果,因而達到互相學習經驗的效果。僅經過2次PIP比賽,大多數農夫家庭就已經開始改變他們的農場經營方式,效果極顯著。


https://www.wur.nl/en/Research-Results/Research-Institutes/Environmental-Research/Programmes/Sustainable-Land-Use/The-PIP-approach-proud-farmers-better-soils-more-food.htm

 

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