这篇文章最初发表在360年耶鲁大学环境。

特雷·希尔(Trey Hill)带领一小群农民来到他办公室外的一块田地。他的办公室位于马里兰州东岸的罗克霍尔(Rock Hall)。这是一个多云的二月天，但地面充满了色彩——紫色和红色的萝卜顶端与绿色的黑麦、野豌豆和三叶草混合在一起，下面是肥沃的棕色土壤。山俯下身，从地里拔下一根又长又粗的白萝卜，给他的客人们看粘在毛茸茸的细根上的咖啡色的土块。他解释说，这些团块储存了碳——没有使地球变暖的碳。

希尔没有采用“碳聪明”的做法，例如种植覆盖物来应对气候变化。他这样做是为了建土、蓄水和赚钱。但是,当第三代种植玉米、小麦和大豆的农民learned about Nori, a Seattle-based startup looking to sell credits for carbon stored in the soils of farms such as his, he was all in. Hill didn’t necessarily expect a windfall, but he wanted to show fellow farmers they could make money while helping fight climate change. "If it works out and we make some money on it, that’s great," Hill says. "If it doesn’t, well, somebody’s got to be first, and we’re willing to take that risk."

今年早些时候，紫菜付山$ 115,000存储在山的土壤刚刚超过8000吨碳。在未来，如果每个万英亩他的农场可以远离袜子额外吨每年碳的 - 各地最好的，他可以希望，他说 - 他可以赚取高达每年$ 150,000。

随着社会摆脱对化石燃料依赖的努力陷入停滞，土壤固碳等“自然气候解决方案”迅速升温。2018年，美国国家科学院、工程院和医学院报告称，需要“负排放技术”——从大气中去除碳的技术，而不是简单地减少新的碳排放——将全球变暖稳定在2摄氏度以下，科学家认为这个水平可能是灾难性的。

院校报告确定土壤固碳的成本效益和随时可用的解决方案的气候，有潜力只除去每年2.5亿吨以上的二氧化碳在美国。这是对美国的年二氧化碳排放量的5％，共计5.4十亿吨2018。本月，自然保护协会(TNC)的研究人员领导的一个小组估计，如果在全球范围内实施，土壤保护和土壤建设活动可以提供帮助需要减少近10%的碳排放以避免突破2度的屏障。

数以百万计的美元正从微软和其他公司的土壤气候项目中注入通用磨坊比如莱昂纳多·迪卡普里奥(Leonardo DiCaprio)这样的慈善家，以及大大小小的政府。一家位于波士顿的农业技术公司，靛蓝Ag)他说，数千名拥有超过1800万英亩农田的农民，几乎都是美国人，已经表示有兴趣参加碳封存计划。一个由食品巨头和像TNC这样的非营利组织组成的财团已经筹集了2000多万美元来建立一个出售土壤碳信用的市场。博尔德、科罗拉多和旧金山等城市正在将土壤碳储存纳入其气候行动计划。加州已经为一些减少温室气体排放的农民支付了费用，而马里兰州的立法者正在考虑为希尔等“碳精明”的农民提供新的资金。

在国家层面上，美国参议员科里·布克(新泽西州民主党人)、众议员德布·哈兰德(新墨西哥州民主党人)和众议员谢莉·平格里(缅因州民主党人)已经提出法案，向采取气候友好措施的农民支付费用。甚至农业部长桑尼·珀杜也赞同这个概念。

但越来越多的科学家担心，社会要求采取措施应对气候变化的压力越来越大，导致资金被推到所谓的碳农业上，而支持碳农业的科学尚未成熟。新的研究表明，即使是长期接受的碳封存做法也可能不会产生效果希望气候的好处。在深度土壤测量低至6.6脚所投上减少土壤耕作的气候影响严重的怀疑，以及类似的研究都在质疑多少碳覆盖作物如何在某些情况下可以封存。土壤有机碳数据从运作的农场一个巨大的斜坡上升是迫切需要的，专家说。

甚至一些支持者也希望遏制这种炒作。

“我们正处在一个碳繁荣的时期，”位于博尔德的再生农业组织(re - re agriculture organization)的联合创始人、生态学家菲利普•泰勒(Philip Taylor)表示疯狂的农业。“社会希望农业能解决气候变化的愿望被夸大了。”

从第一台犁破土开始，农业就一直在排放二氧化碳。表层土壤将含有碳的地下分子与大气中的氧气混合在一起，产生的温室气体比其他任何气体都更能危害人类文明。最近的估计表明，全球土壤流失了大约1330亿吨碳，约占工业革命以来人类排放的碳总量的四分之一。

在上个世纪，技术进步显著增加了农业的排放量。粮食系统使用的化石燃料，包括拖拉机燃料、运输燃料和化肥生产的能源，占所有温室气体排放的10%以上。向土壤中添加化肥会导致微生物释放一氧化二氮，即N2O，这种温室气体的效力是二氧化碳的300倍。根据美国环境保护署的数据，一氧化二氮对全球变暖的贡献率约为6%。

但这种趋势有望逆转。2004年，俄亥俄州立大学(Ohio State University)的土壤科学家拉坦·拉尔(Rattan Lal)估计，从理论上讲，农业和土壤管理实践的改变可能会将土壤中流失的多达三分之二的碳重新输送回地下，从而大幅降低大气中的二氧化碳含量。拉尔和其他推荐实践证明增加上层土壤中含碳化合物层的一部分,其中包括减少或停止耕作,使土壤碳在空气中,与作物秸秆和种植覆盖作物覆盖领域——谷物、豆类或其他蔬菜种植而不是收获来减少土壤侵蚀和丰富营养和富碳有机物。

一些农民，事实证明，已经采用了这种做法。美国的免耕运动开始于20世纪40年代，当土壤保护的干旱西部土地耕翻后成为一个优先事项引发了毁灭性的沙尘暴，以及新的可用除草剂允许农民杀死杂草头也不回的土壤。超过美国耕地的三分之一是养殖免耕，另外三分之一是在所谓的低耕管理，根据农业部美国农业部（USDA）的统计数据。

覆盖作物也获得了动力，不过速度要慢一些。1992年，为了减少切萨皮克湾的污染，马里兰开始付钱给农民，让他们在光秃秃的土地上种植遮盖作物。尽管希尔怀疑自己能否从中获益，但他还是最早的采用者。“这与气候和土壤健康无关，”希尔说。“我们所有人都认为这是一堆环境垃圾……然后我们发现它起作用了，看到土壤开始发生变化。”Where Hill grew cover crops, his soils eroded less and held more water.

马里兰拥有全国最高的种植覆盖率。希尔等先进的农民已经从单一品种种植过渡到多种混合种植，例如他在2月份展示的那一种，它不仅提供侵蚀和径流减少，还提供固氮和授粉昆虫的食物。这种做法开始广泛流行起来，从2012年到2017年，全国的复种率增加了50%。

支付农民实际绘制下来碳的想法，但是，并没有起飞。没有人知道如何准确，但经济实惠，测量土壤碳小，缓慢的变化可能会累积在一个甚至多个生长季节。的金标准土壤碳测量涉及从字段中提取多个柱形芯子，干燥它们，它们燃烧的炉中并测量所释放的二氧化碳 - 耗时和昂贵的过程。

技术终于开始赶上雄心壮志了。希尔和许多农民一样，使用软件将有关他的农业实践的大量数据记录下来——每次他开地、喷洒化学品或种植作物时——输入一个名为“粒状”的软件程序，这个程序可以帮助他调整输入和决策。科学家们意识到，同样的数据可以用来估计农场的碳吸收和温室气体排放速率。

grain员工将希尔与Nori联系在一起。Nori是由理想主义的年轻环保主义者在2017年创办的一家初创公司，希望利用科技降低补偿农民碳汇的成本。Nori的工作人员认为希尔的颗粒数据可以帮助解决碳测量的问题。接下来是双方的教育过程。Nori的创始人并不熟悉保护性耕作的微妙之处。希尔对区块链了解不多，这是一种理论上安全、无需银行支付的技术，Nori希望利用它向寻求补偿的二氧化碳排放企业的农民支付款项。

经过两年的讨论，Nori决定基于Hill公司从2014年到2018年五年的碳封存实践，出售碳信用。Nori将使用COMET-Farm(美国农业部生产的数字工具)计算希尔的气候影响。COMET-Farm从颗粒状土壤等平台获取农业实践信息，将其与卫星和传感器的天气数据以及美国农业部数据库中的土壤信息结合起来，并使用复杂的计算机模型来估计土壤中的碳含量和温室气体逃逸的速度。

由于不需要实地考察或土壤样本，Nori的认证成本很低，而土壤样本的成本可能高达数千美元。核查过程花费了希尔3500美元左右，不过他需要在10年内支付一笔审计费用，以确认碳确实被储存了起来。

10月7日，Nori向Hill 's credit提供了每吨16.50美元的贷款，Nori为1.5美元，Hill为15美元。据统计，共有342名买家购买了8,010吨的信用额度，而实际购买的信用额度为14,011吨紫菜。在该公司的网站上，可以看到希尔田地的卫星图像，以及每片田地的信用额度，甚至一些买家的名字，其中包括只想购买一两份信用额度的个人;像BootsnAll这样的公司，其领导人希望减少公司的碳足迹;以及亚利桑那州立大学等机构南加州大学的施瓦辛格学院。

正是这种极端的透明度使Nori的希尔项目与众不同。他有区块链认证的证据，证明他的作物是用气候友好型的方法种植的，他希望这些方法能帮助他高价出售小麦和大豆，或许是卖给华盛顿特区附近富裕、有气候意识的消费者。他正在投资，使他的经营更加可持续。他刚刚订购了一种名为“轧辊卷曲器”的设备，这种设备可以杀死没有化学品的作物，并在同一块农田种植经济作物。希尔说，新机器将使他能够喷洒更少的除草剂，并在一个季度内减少耕种次数，从而获得更多的收益，从而支持Nori的进一步销售。

尽管推出了强劲的产品，Nori的成功仍不确定。去年12月，当我与Nori的首席开发官克里斯托夫•乔斯佩(Christophe Jospe)交谈时，他希望在2020年第一季度末之前出售价值10万吨的信贷，但到目前为止，该公司还没有再进行过一次销售;Jospe说，代表50多万英亩土地的150多名农民正在通过认证程序，计划在今年晚些时候出售他们的信用。

竞争对手紧随其后。今年6月，Indigo Ag宣布将开放碳市场。该公司将在今年春天公布其监测和验证方法，并希望在年底前出售信用。第三个组织是生态系统服务市场财团(Ecosystem Services Market Consortium)，它将以企业、市政和其他大型买家为目标，为碳封存、水质和避免径流提供信用。该市场正在5万英亩农田上进行试点，并宣布了2022年在全国范围内启动的目标。

随着国会参众两院都在考虑通过立法鼓励采用再生农业技术，农民们可能很快就会有更多的方式为应对气候变化而获得报酬。国际上也在发生着同样的事情。澳大利亚和加拿大的阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省已经向农民支付了土壤固碳的费用，法国政府在2015年启动了这项计划“4每1000人”计划每年增加0.4%的土壤碳储量。

“势头非常强劲，”拉尔说。“我对正在发生的事情印象深刻。”

然而，越来越多的科学家对土壤固碳淘金热背后的科学原理并不感兴趣。

2006年，美国农业部土壤科学家约翰·贝克分析说，已通过1米深的土壤样品测定的影响免耕碳研究。从历史上看，大多数研究只测前8到12英寸 - 即所谓的耕作层 - 发现碳建在那里。少数研究，去更深，但是，经常发现碳的大致相等量低于30厘米层消失。免耕出现改变碳的垂直分布，而不是总量隔离，贝克和他的同事报告(PDF)。最近更多的论文证实了贝克的发现。

作为一种气候解决方案，覆盖作物一直享有较高的声誉。TNC本月发表的研究估计，如果全世界的农民都采用这种做法，他们每年将吸收近5亿吨的二氧化碳。

但和迄今为止的大多数研究一样，这项研究主要依赖于在犁层进行的测量。最近的深层土壤研究对覆盖作物的气候效益提出了质疑。爱荷华州立大学(Iowa State University)的土壤科学家进行了一项为期10年的实验，取样深度为3.3英尺(约合1.8米)。他们发现，深植于土壤中的多年生植物和覆盖作物会加速土壤微生物的生长，这些微生物会将作物沉积的碳释放回大气中。“简单地增加更多的碳并不一定意味着碳会停留在那里，”该研究的合著者Steven Hall说。

加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的研究人员进行了一项长达19年的研究，测量了地下6.6英尺的深度，他们发现，除非使用昂贵的堆肥作为补充，否则仅种植覆盖层并不会增加碳排放。“这真的让我们很惊讶，”研究负责人Nicole Tautges说。“在我们看来，至少在半干旱的地中海生产环境下，覆盖作物似乎并没有像人们所说的那样。”

还有一些研究发现，在某些情况下，增加土壤的碳含量会使消耗氮并释放出强大的温室气体一氧化二氮的土壤微生物处于超负荷状态，潜在地抵消了碳吸收的气候效益，除非氮肥得到精心管理。

然而，对土壤固碳效益提出质疑的研究，往往是在大学或政府的长期研究基地进行的，专家表示，这些研究不一定能复制现实农场做出的许多和各种各样的管理决策。耶鲁大学森林与环境研究学院的土壤科学家马克·布拉德福德说:“我认为，那些反对这一倡议的论文就像那些认为你可以做到的论文一样有很多漏洞。”

康姆特农场是Nori所依赖的工具，它反映了当今土壤科学的前景和局限性。它主要基于美国每年向联合国报告农业相关温室气体排放的计算机模型。包括布拉德福德在内的许多人说，这些模型是模拟土壤复杂的化学和生物学的最佳尝试之一。这些模型得到了来自100多个研究地点的数据的验证。

但即使是100个地点也只能采集30万种已知土壤类型中的一小部分样本，以及一个农民在其整个职业生涯中可能做出的数千种决定。彗星农场也基本上是把赌注放在了深层土壤的问题上，只考虑了土壤上层12英寸的碳含量的变化。

对于威廉·施莱辛格，生态系统研究的纽约Millbrook卡里协会名誉主席，谁拥有强烈的质疑不管土壤固碳是否能对抗气候变化，忽视底土是新兴碳市场潜在的致命缺陷。施莱辛格说:“在付款完成之前，我希望看到有人将采样深度降低到(3.3英尺)，如果有的话，只支付净总积累。”

科罗拉多州立大学的土壤生态学家Keith Paustian领导了COMET-Farm的开发，他说他的团队不久将发布模型预测的统计不确定性估计，这将帮助Nori和其他用户。但他认为科学已经足够强大，足以支持碳市场。“我们从几十年的土壤科学和野外测量中获得了相当坚实的经验基础，”鲍斯蒂安说。“我绝对认为，我们知道的足够多，可以向前迈进。”

去年，布拉德福德汇集了一批来自学术界和保护研究人员的评估提供科学支持是否土壤为基础的气候解决方案。在《自然可持续性》上的一篇论文竞彩足球app怎么下载报告的作者们一致认为，再生农业的做法可以隔绝碳。但他们也承认，现有的方法无法准确测量某一特定农场的碳积累速度。布拉德福德的一个博士生正在成长手持式现场扫描仪通过与土壤碳含量的光反射离开的土壤特性相关，以提供这样的测量。

布拉德福德还呼吁进行专门的试验，对更大范围的农场、种植方式和土壤类型进行取样。他为Indigo Ag公司的这个项目提供咨询Terraton实验该计划预计将至少持续到2029年，并将支持该公司的碳市场。Indigo系统创新高级主管Dan Harburg说，该研究已经对数万英亩的土壤进行了采样，其中一些土壤的深度达到3.3英尺，并最终将收集到最大的数据集，以评估农业活动对气候的影响。

一个参与农民，俄克拉何马州的汤姆·坎农，告诉我靛蓝研究人员参观他的农场每周取土壤样品，并采访他关于他的做法。“这是谁的数据的最全面量问我，”他说。

除了科学和测量的不确定性之外，科学家们还担心，土壤固碳的简单生物物理限制被忽视了。美国农业部的贝克指出，储存在表层土壤中的碳很容易被释放回大气，比如，如果一个农民决定在多年的免耕之后耕作，或者土壤微生物呼吸速率随着全球变暖而增加——这是多项研究预测的结果。“你不是把碳锁在保险库里，”他说。

此外，肯塔基大学的土壤科学家Hanna Poffenbarger指出，没有土壤是无底的碳汇。即使是潜在的碳收益得到最好记录的表层土壤，经过几十年的免耕耕作或覆盖种植后，也能重新平衡到稳定的碳浓度。英国研究人员2018年的回顾他指出，这种情况已经在一些地方发生了。

每个人都与我交谈同意，再生农业是土壤健康良好，具有重要的环境效益，可能是值得付出的。大多数人认为，土壤可能在吸收碳方面发挥作用。但是，几乎所有的科学家也想全心全意赞同使用的耕作方式应对气候变化之前更多的确定性。

贝克说:“我认为，依靠这些措施来真正缓解气候变化是一件有风险的事情。”

这个故事是与……合作制作的食品与环境报告网络这是一家非营利性调查新闻机构。