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潘根兴:筑起土壤碳库 减排二氧化碳

作者: 赖敏 来源:中国气象报 2009-05-15 05:51:08

    中国气象报记者赖敏访南京农业大学资源与生态环境研究所潘根兴教授

    近年来,二氧化碳减排日益成为世界各国应对气候变化的“重头戏”。我国在二氧化碳排放方面承受着巨大的减排压力,我国政府也积极实施各种可行措施,致力于减少二氧化碳排放、应对气候变化,其中包括培育生物碳库等。但是,我们在重视生物碳库时,却忽略了另一个更大、更有潜力的碳库,这就是我国土壤碳库。

    土壤碳库在应对气候变化中究竟有哪般“能耐”?我国土壤有机碳库的现状与演变态势怎样,对我国应对气候变化有何意义?记者为此采访了南京农业大学资源与生态环境研究所潘根兴教授。
    土壤碳库储量折射应对气候变化潜力
    土壤是地球表面最大的有机碳库,全球土壤有机质碳库为1.5万亿吨,是陆地生物碳库的大约3倍,大气碳库的2~3倍。但土壤碳库既是二氧化碳的“汇”,也可能是“源”,将高有机碳含量的森林与草原土壤开垦为农田,以及农田的耕作管理措施不当,都会造成土壤有机碳含量下降,成为重大的二氧化碳排放源;但如果农业利用措施得当,就可以提升土壤有机碳含量,并维持在较高的含量水平。所以,考虑固碳减排问题决不可忽视土壤碳库的作用。
    近几年来,为了明确土壤固碳与温室气体减排的自然潜力和主要途径,土壤固碳研究已经成为国内外应对气候变化研究中一个极其活跃的新兴研究领域。潘根兴介绍道,在全球陆地生态系统碳库中,只有农业土壤碳库是受到强烈的人为干扰,且在较短的时间尺度上可以调节的碳库。因而全球农业土壤碳库储量及其固碳能力是评估近期温室气体减排潜力的重要依据。
    我国是世界上平均土壤碳密度较低的国家。据统计,我国表土平均有机碳密度略小于全球平均值,是欧盟国家平均值的70%~75%,可见土壤碳储存的差距是相当大的。潘根兴认为,这种低土壤碳密度的国情,一方面反映了我国生态系统总体质量较低,应对与抵御气候变化的自然能力较弱,另一方面也提供了我国固碳减排的巨大空间。这是我国可以通过生态系统恢复和农业生产可持续发展而增强应对气候变化能力的潜力所在,也受到了国际科学界的重视和肯定。
    近20年土壤固碳效应明显,有机质碳呈增加态势
    潘根兴介绍说,从全球层面上,自然土壤的农业利用都趋向于降低土壤的碳密度,耗减土壤碳库。众多学者通过研究认识到,我国耕作下土壤碳损失主要发生在全球变化敏感地区(如东北地区)和生态脆弱地区(如西南喀斯特石山区),而我国东部和南部的红壤地区或水稻土区则相对稳定。一些关于不同土地利用和生态退化的案例研究也显示生态退化、土壤侵蚀和湿地开垦可能是我国土壤有机碳库历史损失的主要途径。
    碳库的历史损失也许是不可避免的,但是合理的人为活动和一些因素的综合作用可以让土壤碳库往有利的方向发展。潘根兴说,最近50年来,我国土地利用和人为土壤管理发生了深刻的变化。这种变化一方面促进了土壤生产能力的不断增长,另一方面也对土壤的有机碳储存产生了深刻的影响。尤其自20世纪80年代以来,我国农业生产的经营体制和农业技术支撑条件发生了根本性的改变,农业整体生产力大为提高,农业土壤肥力质量也发生了明显的变化,这增强了农业土壤有机质固碳能力。潘根兴等人通过对江苏太湖平原县域尺度和江西红壤丘陵自然村农田田块尺度资料的分析,以及国内多个研究组对黄淮海平原、南方红壤丘陵等地区、东北黑土区等中小区域尺度的有机碳水平的调查和统计,得出我国农田有机碳变化呈总体增加态势的结论。
    潘根兴说,作为我国特殊的农业土地利用方式,稻田不仅是最重要的粮食生产保障,也是我国农业固碳减排十分重要的土壤类型和农作系统,这与我国农学家提出的稻田是我国可持续发展的最佳农业选择的论点不谋而合。根据在太湖平原和江西红壤丘陵稻田的实验研究,稻田有机质碳增多可以改善土壤供氮能力,显著提高肥料氮素利用率,这不但可以减少肥料成本和环境污染,而且可以减少化肥工业这个排放大户的温室气体排放量,对我国减排是极其有利的。他认为,稻田系统固碳可以起到减排、高产稳产和提高生态系统服务功能的三赢作用。这是我国土地利用对陆地碳循环与应对气候变化的特殊贡献。
    双管齐下构筑气候友好的新型农业
    鉴于土壤固碳效应在我国农业应对气候变化中的重要地位,潘根兴呼吁应将其纳入我国农业固碳减排战略。尽管研究已经明确良好施肥、合理轮作和保护性耕作都可以较大程度地促进土壤有机质碳库,但是其实际效益将取决于农业生产的经济收益。因此,他提出,技术和政策是实现和提高我国土壤碳汇、促进我国应对气候变化能力建设的双重手段。一方面需要在国家的气候变化政策框架中考虑对固碳农业实行补贴或减税;另一方面,需要加紧研发和试验成套的固碳减排增汇技术。
    他表示,在良好的农业气候变化政策和措施下,我国农业完全可能在保持和提高土壤(农田)碳库与维持(农田)生态系统高生产力之间找到平衡点。当前,农业部门正在实施有机质提升计划,如何提高有机质碳与农业生产力功能的良好协调而实现农业的高产和高碳汇双目标,应该是资源环境和农业生产基础研究的关键支持领域。研发和推广粮食安全和气候友好的新型农业生产体系是实现我国农业可持续发展的根本途径的迫切需求。