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再生农业有利于土壤健康。但有其减缓气候变化的潜在限制?

第一代农民在牧场宋农场波茨敦,PA制备释放鸡拖车负载到牧场首次。

第一代农民在牧场宋农场波茨敦,宾夕法尼亚州准备释放拖车装载的鸡到牧场上的第一次。佐伊·谢弗

佐伊·谢弗/ Unsplash

这篇文章最初出现在世界资源研究所

农业需要关闭一个11-十亿吨的温室气体(GHG)间隙在2050年和预期排放那些持有全球变暖之间需要下面2摄氏度几个值得一提的报告已经提出了一系列的缓解办法。我们的 ”世界资源报告:创造一个可持续发展的未来粮食”与世界银行和联合国联合发布,奠定了22种解决方案通过削减三分之二的排放量,而2050年还喂养10十亿一个可能的人口然而,大部分最近风头农业减排的洒在一个选项,我们的报告发现有潜力有限:通过实践提高土壤固碳广泛称为“再生农业”。

再生农业已成为许多人的宠儿决策者食物公司农民。提倡者声称一个三赢:减缓气候变化;利润增加农民;和更大的抵御气候变化。我们的观点是,归纳为再生农业实践可以改善土壤健康,产生一些有价值的环境效益,但不太可能实现大规模减排。

在这里,我们解释人们呼吁再生的农业实践,考察其减缓气候变化的潜力,并评估他们的其他农业减缓选项中的地方。

1.什么是再生农业?

虽然再生的农业,没有统一的定义,术语通常用来描述旨在通过恢复土壤的有机碳促进土壤健康的做法。全球土壤储存的几倍碳的气氛,作为一个天然的“碳汇”。但全球范围内,土壤碳储量一直在下降为多种因素的结果,例如原生景观为农田和过度放牧的转换。再生实践目标之一是使用一些碳,植物从大气中吸收,以帮助恢复土壤中的碳。

根据再生农业分类的做法包括免耕农业(农民避免耕作土壤,而是在土壤中播种)和使用覆盖作物,即在农民收获主要作物后种植覆盖土壤的作物。其他做法包括多种作物轮作,例如在数年内轮作种植三种或三种以上作物,以及牲畜放牧轮作。有时,任何涉及减少化肥或农药使用的做法都被视为再生农业。

提倡者声称一个三赢:减缓气候变化;利润增加农民;和更大的抵御气候变化。

2。再生农业实践能产生环境效益吗?

它是大致同意大多数再生农业的做法是好的土壤健康并有其他环境效益。免耕减少水土流失并鼓励水渗透到土壤中(虽然它可能需要更多地使用除草剂)。覆盖作物做同样的,也可以减少水体污染。不同作物轮作可以降低农药的使用。而良好的放牧方法 - 如移动牛频繁身边,加入豆类或肥料,避免过度放牧 - 可以增加植被和保护水源。

三。再生农业实践缓解气候变化的潜力如何?

作为一项气候缓解战略,再生实践背后的思考是除去二氧化碳的空气的通过将其存储在土壤的有机碳。虽然实践如添加肥料可以增加土壤碳,缩放在大面积上这种做法大幅增加土壤碳和减缓气候变化的可行性要少得多清楚。在粮食和土地部门我们自己的报告分析减缓方案的结论是,实际潜在充其量只是温和的,由于多种挑战,包括:

  • 收益不确定:有限制的是什么使土壤碳科学认识和隔离,因此,关于是否再生做法实际上封存额外的碳的不确定性。例如,有一个活跃的科学辩论关于是否免耕,初级实践依靠通过再生农业提议者产生的气候效益正确地测量时,实际上增加了土壤中的碳。研究牧场发现放牧对土壤碳的影响是复杂的,特定地点和难以预料的,虽然放牧的做法,增加草一般成长封存一些碳量。即使撇开这些不确定性,保持增加土壤碳含量实际上是具有挑战性的。例如,在美国,绝大多数的农民谁搞免耕还耕了他们的土壤至少每隔几年,即使不是全部,也逆转了短期碳储存的大部分好处。
  • 故障的碳核算:必须向土壤中添加碳以增加土壤碳,而这种碳最终必须来自从空气中吸收碳的植物。但是,如果直接的碳源本来可以储存或在其他地方使用,它只是把碳从一个地方转移到另一个地方,没有实现额外的减排。计算某一特定农场土壤碳固存的碳效益,往往忽略了在其他地方产生排放的农场外效应。例如,肥料中充满了最初被植物吸收并被动物食用的碳和营养物质。因此,在田间施用肥料会增加土壤碳含量。但由于世界上肥料的供应量有限,在一个地方使用几乎总是意味着从其他地方获取,因此全世界的土壤不会增加额外的碳。全球农作物残留物的供应也很有限。如果用作动物饲料的残留物(在非洲很常见)被用来增加农场的土壤碳,农民可能需要将农田扩大到森林或草原,以取代动物饲料,释放储存在这些自然生态系统土壤和植物中的碳。把农田改为放牧可以增加土壤碳含量,在种植业处于边缘的地区可能是可取的。但是,如果被放牧所取代的农作物最终是通过砍伐森林或草原在其他地方种植的,那么这可能会导致温室气体排放量的净增加。如果再生的做法存在,在其他地方也同样需要替代食物减少家畜或作物的产生量在给定的土地面积(和许多实践的研究,到目前为止已经出产量的影响)。如果土壤碳利益要求作为碳补偿来算,这些非农效应的失败尤其重要。
图显示了三种情况下的土壤碳固存策略
  • 对大量氮的需要:储存土壤碳的另一个限制是对氮的需求,氮通常以肥料的形式存在。对于碳在土壤中停留的时间超过一段时间,科学家们普遍认为同意必须转化成微生物有机物。每隔离12吨碳,就需要大约1吨氮(除了生长过程中使用和去除的氮)。无论是通过肥料或固氮豆科植物来增加土壤碳,向农田施用更多的氮都是个问题。只有一些增加的氮可能会被捕获并转化为土壤碳;很多会逃逸到水道,在那里它会燃料藻类生长和水的污染。一些将由土壤被转换成一氧化二氮,一强大的温室气体。的确,在世界的许多地方,农民已经超过作物实际使用应用较多的氮,但他们这样做,以弥补一些应用氮气释放到空气和水的事实。要使用更多的这种氮构建土壤碳,农民必须想方设法防止氮气逸出。种植覆盖作物是一种方式,因为他们的根捕获氮,否则将滤出,创造一些潜在打造稳定的土壤有机碳。但总的来说,需要氮是一个重大的,但经常被忽视的限制土壤碳收益。
  • 跨越数百万英亩:根据最近的一项研究中,利用覆盖作物每年跨越美国种植农田的85%可以隔离左右亿吨每年二氧化碳。这种前所未有的成就将偏移约美国农业生产排放的18%,总的美国排放的1.5%。然而,尽管使用覆盖作物已经在美国的规模不断扩大,他们仍然占据美国的不到4%的农田和脸壁垒广泛采用,如成本和有限的时间来建立他们的冬天开始之前。覆盖作物应积极促进赋予他们的潜力,以改善土壤健康,减少氮污染和气候创造效益,但他们对土壤碳收益实际潜力是一个未知数。

鉴于这些挑战,我们认为农业土壤碳减缓气候变化的潜力的大估计是不现实的。巨大潜力的许多出版要求并没有解决这些科学性和实用性的挑战。最近的一个文件例如,据估计,如果全世界所有的农业用地每年每公顷封存0.5吨碳,每年将实现约250亿吨的碳储存,抵消全球每年20%的温室气体排放。另一种说法是万亿吨二氧化碳进入农业土壤 - 超过土壤中碳的损失的全部金额的量由于农业的曙光。根据现有的证据,节能减排的潜力,这些水平是不可信的。

然而,自然土壤碳储存大量的,而这个过程背后的科学理解仍在不断涌现。如果未来的研究发现新的方法来固碳或极大地改变了我们的现有方法的理解,我们的结论会改变。一个WRI研究论文详细介绍了一些行动的决策者可以采取加速这样的研究。

4.我们能做到现在在粮食和农业领域减缓气候变化?

幸运的是,控制农业温室气体排放还有很多其他方法。世界资源研究所确定了22个解决办法,分为五个步骤:减少对粮食和其他农产品的需求增长;在不扩大农业用地的情况下增加粮食产量;保护和恢复自然生态系统;可持续增加鱼类供应;减少农业生产的温室气体排放(对土壤固碳作用有限,对减少牛、粪、肥料、水稻种植和能源使用的排放作用更大)。

许多这些解决方案都准备好缩放,并配备了农民,消费者,粮食安全和环境的共同利益。随着各国政府寻求构建经济回和食品公司榜雄心勃勃的气候策略,我们建议决策者从这一更广泛的选择菜单缩小农业排放差距可持续的粮食未来。

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