生态农业的边界在哪里？ 蒋高明 生态农业，顾名思义农业生产方式是生态的，是在健康的生态环境之下，用健康的办法进行管理的农业，以种植谷物、油料作物与经济作物和仿生态养殖为主。生态农业所需要的原料尽量就地取材，来自自然界，不用农药、农膜、植物生长添加剂和转基因种子，尽量不用或使用少量化肥而并满足作物对水、热、矿物质需求，其产量不低于或略高于常规农田。生态农业具有较高的生物多样性，尤其土壤微生物多样性，自然生态平衡；在必要的时候用物理+生物方法控制虫害，不用化学农药灭杀；对于杂草，则采取机械处理与人工处理相结合的办法，尽量避免使用有害除草剂。 生态农业是在生态科学理论指导下，所开发的环境友好性、耕地固碳固氮型农业。长期坚持下去，耕地生产力不断提高，生产出来的食物为绿色食物或有机食物。因此，生态农业不是为落后、低产、低效的代名词，而具有十分明显的生态、社会与经济效益。如果仅仅因为环境保护而发展生态农业，不能满足日益增长的人口需求，这样的农业显然没有推广的必要。实际上，生态农业是在传统农业智慧基础上，利用现代生态学原理和技术提升的一类环境友好型农业模式。 生态农业涉及的范围很广，农林牧副渔都会涉及，但在每一个环节都有物种的贡献，都有从事该行业农民的贡献。生态农业的典型特点是：①优美的农业生态环境、人与自然和谐共生；②元素循环再生、生态平衡；③多样性的栽培物种；④大大减少乃至杜绝农药、化肥、人工合成激素用量；⑤大部分化肥被作物吸收而不是污染环境。概括起来，生态农业具有以下八大优势： 第一，生态农业保护生态环境，没有面源污染。没有健康的生态农业无从谈生态农业。农田中主要害虫和杂草其实都是自然界正常的物种，能够用物理方法干扰控制的，尽量不用化学办法，能够恢复生态平衡，对产量不造成明显影响的，尽量减少人为干预，既节约了人工成本，还保护了农田生态环境。生态农业可以用少量的农药，主要是应急之用。可以用少量的化肥，但化肥利用效率高、用量少。根据我们的前期研究，如果发展生态农业，将目前90%以上的农药和50%以上的化肥停下来，对产量影响并不大。 第二，生态农业产出的食物质量高，很少农药残留或零农残。由于前期投入的化学物质非常少，且尽量投入可降解的生物农药或低毒农药，再加上自然界的自净能力，以大量的有机肥为主，这样的农产品口感是好的，即很多上世纪50-70出生的年代小时候的味道。最终产品是经得起农药残留检测的。如果农产品后期检测出多种农药残留，就不是在生态农业里生产的。 第三，生态农业单位土地经济效益高。目前由于采取粗放式的化学办法种地，虽然产量相对高，但价格便宜，有时市场不好还会烂在地里，资源浪费严重。提高经济效益的办法有两种，要么继续扩大土地规模，但质量不提高价格不变，使经营者有利可图；要么提高产品质量，价位提高，加上生态农业不减产，一亩效益等于几亩，这样的话，对于消费者和生产者都是好事。前者购买了放心食品，保护了自身与家人健康，后者增加了收入，更愿意向土地中投入优质劳动。 第四，种养结合、种植多样化、间作套种、立体种植。这是生态农业的最大优点。生态农业的大量肥料来自系统本身，“六畜兴旺”才能“五谷丰登”。在少量的土地面积上，可以提供大量的食物种类，豆科与禾本科植物间作套种，可以直接利用空气中的氮源，立体种植也能够实现。生态农业的食物多样性是其他农业方式做不能比拟的。物种多样性丰富，系统就稳定，抗风险能力就高。据笔者粗略估计，在北方一个1000人左右的村庄，可以提供的食物种类近200种，而美国农业模式，几百甚至几千平方公里内只能生产一两种食物，要么玉米要么小麦。不要说搞间作套种，就是联茬种植业做不到。他们的农业根本就没有人气，几十平方公里难见到一个人。 第五，生态农业产量高。生态农业产量并不低，由于用地养地，被带走的养分通过有机肥或少量化肥补充。更关键的是，由于化学物质少，土壤动物和土壤微生物丰富，这些生物就间接将土壤中的矿物质释放出来，供植物根系吸收。这样模式下，如果坚持长期样地，产量是稳步增加的。12年实践，我们已经成功将低产田改变成高产稳产的吨粮田，取得这样的成绩我们没有使用农药、化肥、除草剂、激素、地膜、转基因种子。 第六，全面提高水分与养分利用效益，节约资源，不产生浪费。由于生态农业尊重植物生长规律，因地制宜，根据农业的气候特点安排种植和养殖，重在与自然规律相一致，遵守24节气的农时，其水分、养分利用效率高，加上有饲养的动物，乡村餐余和作物秸秆都能够利用，增加了资源利用效率。所有这一切要实现，必须有人气，人在其中起到非常大的作用。 第七，生态农业是耕地固碳型的，由碳排放逆转为碳吸收。目前的农业模式是排放温室气体的，高达44%-57%的温室气体来自现代农业及其相关的工业活动。用有机肥替代化肥可显著减少温带农田温室气体排放量。我们的长期研究发现，现代农业模式下，普通农田净释放温室气体，为2.7 CO 2当量 ha -1 yr -1 ，而生态农业净吸收温室气体，达8.8 CO 2当量 ha -1 yr -1 ，两者相加为11.5t CO 2当量 ha -1 yr -1 。这就是说，减少化肥使用，增加耕地有机质，可将温室气体埋藏到地下，这个功能是生态农业的副产物。 第八，发展生态农业可全面带动农民就业。由于优质优价，加上生态环境优美，对城市人群有很强的吸引力。农业要素容易变成商业要素，从养殖到种植，从收获到加工，从加工到销售，从餐饮到观光旅游，从保健到养生到养老，乡村可以就地城镇化，吸引农二代、大学生二代，乃至城市精英就业。这样的话，遍布全国的400万个乡村如发展生态农业，可能成为新的经济增长点。 生态农业的缺点是要花费的劳动力多，农忙季节活重活累，农民多不愿意采用。生态学家需要研究一些方法，减少劳动力投入，如打农药的活基本可以停了，用机械播种与收获等。不过，只要比较效益高，农民就会投入劳动。如果进城打工不如在地里刨得多，他们就不愿进城打工。二是集约化单一种植。这类就是美国式家庭大农场模式，每户农民经营土地几千乃至几万英亩，但种植多样性下降，投入的机械、化肥、农药、除草剂少，环境代价大，产品口感差，周围鸟类都停止了叫声。这样的农田是没有人气的农田，适合为动物生产饲料。美国用化学化农田生产的粮食多用于出口、做饲料、或做工业原料。 生态农业的边界在哪里？凡是符合生态学做法，完全不用（有机农业）或极少量使用（绿色）有害化学物质的，都属于生态农业的范畴，包括有机粮食种植加工与销售；海洋自然捕捞、天然的淡水渔业、草原放牧的产品、森林食物采集；自由放养的动物；不用、农药、化肥、激素、地膜、转基因种植的蔬菜、中草药、茶等生产、加工与销售等等，都属于生态农业的范畴，这类食物与工业化食物完全不同，从营养、农药残留、口感、价格上明显区分开来。 当然，生态农业不是万能的，它解决不了所有的问题，其范围的扩大取决于消费者的需求，生产者的参与，政府的支持。下面的农业模式，由于严重违背生态规律与经济规律，不属于生态农业：工厂化养殖、集约化、规模化种单一养殖、反季节种植、使用大量化学物质投入的农业、使用转基因种子的农业、使用大量食品添加剂的加工业、仅有认证证书而食品其实就来自农贸市场的假有机农业或绿色农业、检测出多种农药残留并超标的无公害农业、高密度水生养殖业等等。
本博按：以下这些建议是建设性的，现代农业贡献了全球三分之一的温室气候，问题是如何实施。我们课题组经过近十年的努力，早于国际学者发现了耕地碳储存的巨大潜力，科研成果已经发表。但从事生态农业必须获得政府的支持，并从政策层面予以倾斜。另外就是市场的推动作用，消费者主动消费真正的有机食品，可促进耕地固碳。但是，资本主导的市场经济下，劣币驱除良币，气候变化等问题的解决还有很长的道路要走。人类如不及时醒悟，不从工业化农业的错误道路上停下来，或许大自然给人类纠错的时间不多了。 向巴黎气候大会建议巨量碳回存土壤生态农业是最有效方案 (2015-12-05 21:22:47) 转载 ▼ 标签： 土壤健康 土壤微生物 cop21 有机农业 动物养殖 分类： 批判转基因技术 全球气候危机紧迫，引出越来越多问题，但是全球有效可行的解决方案过少。这显然与全球科学主流对全球气候危机复杂问题缺乏全面深入认识相关，但是与世界大国与企业巨头一系列政治经济商业利益影响不无关系。全球发展中国家与发达国家目前在巴黎 COP21 大会上争论的所有解决方案，无法实现得以遏制足够温室气体排放的目标，因为都是部分 “ 治标 ” 方案，不是精准 “ 标本兼治 ” 的方案。美国《有机消费者协会》文章《 有机生态农业与传统放牧养殖业地下储碳：逆转全球温暖 》与美国《食品安全中心》（ Center for Food Safety ）近日在巴黎全球气候变化大会 COP21 上，提出的全球科学界与政治家们缺乏认识的方案才是全球有效普适解决方案：在全球所有国家强力推动重建土壤碳储存系统的生态农业！【评论：这意味着必须在全球范围摒弃 “ 化学农药、转基因农业、工业化动物集约化密集养殖、工业化森林砍伐建设单品种大规模农场 ” 等破坏生态最大量增加温室气体排放一系列造成更大恶果的 做法！】 SOIL C ARBON 土壤与碳储存 SOIL SOLUTIONS T O CLIM A TE PROBLEMS 土壤与全球气候危机问题 http://www.centerforfoodsafety.org/files/soil-carbon-pamphlet_54305.pdf email: info@centerforfoodsafety . org www . centerforfoodsafety . org 图 2 W hile the f armer holds the title t o the land, actually it belongs t o all the people because civilization itself rests upon the soil. 农民持有土地拥有权时，土地实际上属于全人类，因为人类文明依赖于土壤。 - Thomas Jefferson 托马斯 • 杰斐逊（ 美国第三任总统） AN OVER VIEW 综述 An ex c ess of carbon dioxide (CO 2 ) in the Ear th ’s a tmo sphere is warming the plane t and incr easing the severity and in t ensity of extreme w ea ther events. Because the a tmo sphere can only absorb so much of this gr eenhouse gas, excess CO 2 is dissolving in t o our oceans, causing them t o acidify. Ocean acidifica tion no t only harms marine life, it puts food webs a t risk. 1 地球大气过量二氧化碳（ CO 2 ）温暖我们星球加剧极端气候事件强度与频度。由于大气只能吸收一定量温室气体，过量 CO 2 正在溶解进入海洋，造成酸化。海洋酸化不仅危害海洋生物，同时陷食物网络于危险。 1 While this is a grim stat e of a ffairs, ther e is hope, and it is righ t under our f ee t in the soil. 尽管面临如此可怕境况，依然存在希望，这种希望存在于我们脚下的土壤之中。 In f act , soil is the lar ge st “ sink ” — or ar ea of stor age—where additional carbon w ould actually be e xtremely beneficial. Curren tly our cultiv a t ed soils globally have lost 50-70 p er c en t of their originalcarbon c on t en t . 2 事实上，土壤是最大的“碳汇” -- 或者碳储存区域 -- 而且，土壤中更多的碳实际上及其有益。目前，我们耕作的土壤，在全球范围，丧失了其原先碳储存的 50-70% ！ 2 This means we ha v e a tr emendous opportunity to put carbon back into the soil wher e it crea t es positive feedback loops, making healthy soil a s yst emic solution to multiple problems including food and water security. Not onlyis rebuilding soil carbon en tirely possible, unlik e dr astic clima t e mitigation measures lik e geoengineering, it is withoutrisk. 这意味着，我们存在着将碳储存回土壤的巨大可能性，在土壤中，更多的碳创造正向的反馈环，使更健康的土壤成为解决多重问题的系统性解决方案，同时成为食物安全与水安全的解决方案。重建土壤碳储存不仅完全可能，而且不像某些科学家推荐的地球工程这样的极端气候缓解措施存在极大风险那样，重建土壤碳储存完全没有任何风险。 图 3 、 HO W DID CARBON BEC OME A PROBLEM? 碳如何成为一个问题？ The process that actually removes CO2 from atmospheric circulation is photosynthesis. - Christine Jones, Soil Ecologist A k e y elemen t of all livingthings, carbon is constan tly c y cling thr ough differ en t spheres as eithera liquid, solid,or gas. Humanactivities—including the burning of fo ssil fuels, defor esta tion, the dr aining of we tlands, and r epea t ed tillage— ha v e disrupt ed the carbon c ycle, tak ing it out of balance. Carbonper se is no t the pr oblem as ther e is a fix ed amoun t of carbon on the planet. Humans are altering the chemistry of where carbon is stored, and climate change is a manifestation of that alter ation. 所有生命体中关键性的元素，碳以液态、固态或者气态方式在地球大气、地壳与海洋之间不停循环。人类的活动 -- 燃烧化石燃料、砍伐森林、湿地排水，以及重复耕地 -- 干扰了自然界的碳循环，使其失衡。碳本身不是问题，因为地球上有一个固定的碳量。人类在改变碳储存的化学，气候变化则是其受到的表现形式。 Another wa y of looking a t the problem is tha t t oo much of the carbon tha t was once in a solid phase in the soil is no w a gas. 3 As a r esult, there is t oo much carbon in the a tmo sphere, t oo much in theocean, but no t enough stablecarbon wher e it once was,in the soil.* 看待这个问题的另外一种角度是，原先以固态存在于土壤的太多碳现在以气态存在。作为结果，大气中有太多的碳，海洋中也有太多的碳，而原先存在于土壤的固态碳不足。 * 图 4 HOW DOES ATMO SPHERIC CARBON BECOME SOIL CARBON? 大气中的碳如何成为土壤中储存的碳？ The Ear th’ s soils store 2,500 billion t ons of carbon—more carbon than the a tmosphere (780 billion t ons) and plants (560billion t ons) combined. 4 Additionally , fossil fuels, forme d from ancient, fossilize d plants and animals, store ano ther 5,000-10,000 billion t ons of carbon. 5 When burned,carbon molecules combine with tw o oxygen a t oms t o f orm CO 2 , a gas. 地球的土壤储存着 25,000 亿吨碳 -- 比大气中的碳（ 7800 亿吨）与植物（ 5600 亿吨）中的碳合在一起多得多。 4 此外，化石燃料，由古代化石化的植物与动物形成，另外储存有 50,000 - 100,000 亿吨碳。化石燃料燃烧时，每个碳分子与大气中两个氧原则结合形成气体的 CO 2 。 *In fact, from 1750 to 2011, about one-third of total human-caused emissions were released through deforestation and land use change 6 (approximately 43 percent of which came directly from the Earth’s soils).7 * 实际，从 1750-2011 年，人类造成的温室气体排放的大约三分之一，由砍伐森林改造为农田的变化释放。 6 （其中大约 43% 直接来自地球土壤 ) 。 7 W e kno w more aboutthe movement of c elestial bodies than about the soil underfoot. 我们对星球运动的了解多于对脚下土壤的认识。 - L eonar do da V inci 达芬奇（意大利科学家） Plan t pho t osynthesis has the r emarkable ability t o capture atmospheric CO 2 , r elease the oxygen back in t o the atmospher e, and con v er t the carbon in t o sugars. The plan t uses some of this t o pr o duc e above ground gr o wth such as leaves. Mean while, as much as 40 p er c en t of the captur e d CO 2 is r elease d through the plant’s r oots t o feed soil microb es, which in turn assist the plan t in acquiring n utrients. 8 Microb es r ely on this ener g y t o cr ea t e complex,stable forms of soil carbon, including hum us. 9 If left undisturbed, soil humus can lock carbon in t o place f or “an a v erage life-timeof hundreds t o thousandsof y ear s.” 10 植物光合作用具有捕捉大气 CO 2 释放氧气回到大气并且将碳转换为糖的出色能力。植物的光合作用部分用于使植物地面上生长叶子。同时，职务捕捉到的 CO 2 多达 40% 的部分，通过植物根部喂养土壤微生物，它们则协助植物获得营养物。 8 土壤中的微生物依赖于这样的能量创造复杂的、稳定形式的土壤碳，包括腐殖质。 9 如果不予以干扰，土壤腐殖质能够将其中的碳在土壤中锁住“平均几百年到数千年。” 10 WHA T IS THE CONNECTION BETWEEN SOIL CARBON AND FRESH W A TER S T ORAGE? 土壤碳与新鲜水储存之间的关联 ？ Health y soils ha v e aggrega t es, structures tha t crea t e air pocke ts, allowing wa t er t o in filtr a t e the soil pr ofile. Health y soils act as gian t moisture holdingsponges, a function tha t is especially important in times of drough t and flooding.When the aggrega t es are missing,soils lacks pore space and can becomeeasily compact ed. Compacte d soils lose the ability t o absorb wa t er , r esulting in erosion and sometimes flooding.In order f or r ain f all t o be eff ectiv e, it must be absorbed b y the ground wher e it falls. To do this the soil m ust have carbon t o build aggregate s. 健康土壤有聚合物，其结构创建气泡，允许水渗透到土壤整个剖面。健康土壤发挥巨大水分保留“海绵”的作用，这样的功能在旱涝期间尤其重要。这样的聚合物一旦丧失，土壤缺乏孔隙空间，很容易压实。压实的土壤丧失吸收水分的能力，造成侵蚀以及造成有时洪水。为了让降雨有效，土壤必须能够吸收下降的雨水。为此，土壤必须储存构建聚合物的足够的碳。 图 5 HO W DO SOILS LO SE CARBON? 土壤如何丧失其碳？ T he soil is the gr ea t connector of our lives, the sour c e and des tina tion of all. 土壤是我们生命的最大连结者，是所有生命的来源与归宿。 - W endell Berry 温德尔 . 贝瑞（美国知名诗人、农民、小说家、生态农业捍卫者） Fertile soilcan be de gr ade d and lose carbonin a variety of ways. Paving over land kills soil microorganisms, r endering soil lif eless and in t er f ering with na tur al carbon exchanges. Soilsalso lose carbonwhen native gr asslands are c onver t e d t o cr opland. In the Unite d Sta t es, for instance,between 2008 and 2012, 1.6 million acres of long-term gr asslands w ere c onver t e d t o cr opland, r eleasing an equivalen t amoun t of carbon t o tha t of 28 million cars on the r oad or 34 c oal-fir ed power plants. 11 肥沃的土壤以多种方式退化和丧失碳。在土地上铺设道路、建造无裸露土壤广场、设施等，杀死土壤微生物 , 使土壤丧失生命并干扰碳的自然交换。原生态草原改造为种植农作物的农田时，土壤也失掉碳。在美国， 2008 年到 2012 年之间， 160 万英亩长期草原被改造为种植农作物农田，释放的碳相当于道路上行驶 2800 万辆汽车或者 34 座烧煤火力发电站。 11 As the United Nations Con v en tion t o Comba t Desertification explains, “carbon is then tr appe d in the air as carbon dioxide, with no wher e t o go, because degraded land loses its ability t o capture carbon back in t o the soil. In this wa y , land degrada tion fuels clima t e change. ” 12 如联合国《防治荒漠化公约》解释的那样，“碳然后被捕捉在大气中作为二氧化碳，无处可去，因为退化的土地丧失了其捕捉碳储存回土壤中的能力，土地退化驱动气候变化。” 12 Soils also lose carbonin less ob vious ways including: the long-term use of extractive farming pr actices such as tillage, leaving soils unc overe d and exposed t o the elements, and failing t o feed micr oorganisms with organic ma tt er . A cc or ding t o Ray Ar ch uleta, an agronomist with the Na tur al Res ourc es Conserva tion Service (NRCS), “ our soils are nake d, hungry , thir sty and running a f ever . ” 土壤还以其他不那么明显的方式失掉碳：长期使用耕作这样的采掘式农业作业方式，使土壤裸露暴露与元素，不能用有机质喂养土壤中的微生物体。依据 Ray Ar ch uleta ，为美国自然资源保护服务机构工作的农学家， “ 我们的土壤是裸露的、饥饿的、干渴的，而且在发烧。 图 6 、 HO W CAN WE REBUILDSOIL CARBON? 我们如何重建土壤碳储存？ Because fertile soilis alive and t eeming with living organisms, it needs t o be fe d organic ma tt er . In fact, the abundanceof soil microb es and o ther organisms is generally prop ortional t o the soil’s organic ma tt er c on t en t . 13 It is important t o feed soil and pr o t e ct it from t empera tur e extremes, as w ell as from wind and wa t er erosion, b y keeping it co v ere d. This can be done on agricultural lands b y keeping the ground pr o t e ct e d with a mix of c over cr ops (living plan t r oots feed soil life below), b y leaving cr op r esidues, and b y using prop er pasture management. 由于肥沃的土壤是有生命的，有着丰富的生物，需要有机质喂养。事实上，大量的土壤微生物与其他生物体的数量通常与土壤的有机质含量成比例关系。 13 通过保持土壤覆盖物，给土壤喂养有机质、免遭高温烘烤、免遭风雨水侵蚀，极为重要。通过农田上保留作物残渣，以及采用适当的适当的牧场管理，使农田保持土壤受到混合不同作物的覆盖（生长中的植物根部喂养下边土壤生命），可以实现这样的目标。 We can r ebuild soil b y adopting r egenerative, organic agricultur e including: p oly cultur e, c over cr opping, agroforestry , n utrien t r e c ycling, cr op r otation, and organic soil amendments lik e compost and biochar . 我们可以通过采用可再生的、有机农业，包括：多品种种植、覆盖种植、农林、养分循环、作物轮作、有机土壤改良剂如堆肥和生物炭，来重建土壤碳储存与有机质。 图 7 、 T he real Arsenal of Democr ac y is a f ertile soil, the fr esh produce of which is the birthright of nations. 真正 民主武器是肥沃的土壤，它是任何 国家与生俱来的权利。 – Sir Albert How a rd 霍华德 · 艾伯特爵士 （英国植物学就、有机农业先驱者、 早期有机农业运动推动者） WHY IS REBUILDING SOIL CARBON ESSENTIAL? 重建土壤碳储存为什么至关重要？ Rebuilding soil organic ma tt er on a global scale is essential for food, wa t er , and clima t e security . The multiple benefits of health y soil are incalculable for: impr ove d cr op yields; a gr ea t er availability and variety of n utrients in food; incr ease d r e t ention and supply of fresh wa t er; and, as more carbon is store d in soil, r e duc e d gr eenhouse gases in the a tmo sphere. Soil erosion is an issue of globalconcern and wide spread disregar d for soil as the basis of our food s y stem has led t o desertification, hunger , and clima t e instability . Con v ersely , r ebuilding soil health b y increasing its carbon con t en t will make communities more r esilien t in the face of escala ting clima t e-rela t e d challenges. 全球范围重建土壤有机质对食物安全、水安全与气候安全皆至关重要。健康土壤多重益处具有无法计算的价值：更高产量；食物中更可以获得的更多种营养物；土壤中保留更多水份并提供更多清洁水的供应；随着更多碳储存回土壤中，将减少大气中的温室气体。土壤侵蚀是引起全球担心的问题，长期广泛无视土壤是我们食物系统的基础，导致沙漠化、饥饿与气候不稳定性。与此相反，通过增加土壤碳储存重建土壤健康，使人类社区具有应对继续加剧气候相关挑战更强的适应性。 WHA T IS THE OPPOR TUNITY? 什么是机会？ Scientists are just learning about soil’s sequestration’s capacity, and as a r esult estima t es vary on exactly ho w much carbon w e can store. Rattan Lal, dire ct or of Ohio Sta t e University’s Carbon Managemen t and Sequestra tion Cen t er and pr esiden t elect of In t ernational Union of Soil Sciences, estima t es tha t with prop er management, 75-100parts per millionof CO 2 could be store d in soiland forestry systems. 14 Others believethe p o t ential may be higher . Regardless of the actual amount, tw o things are certain: we ha v e a global soil carbon deficit tha t can be addresse d immedia t ely b y tr ansferring a tmo spheric CO 2 in t o soil humus thr ough plan t biomass,and we know r estoring soil health is the only way w e can pr ovide enough foodand wa t er t o everyone on the planet. 科学家们刚刚开始学习了解土壤储存碳的能力，不同的科学家对于精确估计土壤能够储存多少碳得出差别的结果。拉谭 · 拉勒，美国俄亥俄州立大学碳管理和封存中心主任，国际土壤科学联盟当选主席，估计 : 如果适当管理的话，可以将 75-100ppm 的二氧化碳储存到土壤与森林系统中。其他学者认为土壤潜在储碳能力更高。无论土壤实际储碳能力的实际数量如何，有两点确切：我们面临全球土壤碳赤字，我们可以转移大气二氧化碳通过植物生物量形成土壤腐殖质来应对，而且我们知道，重建土壤健康是我们对地球上所有人类提供足够食物与水的唯一方法。 WHA T ARE THE RISK S ? 有哪些风险？ Unlik e geoengineering, r ebuilding soil carbon is a z ero-risk, low-cost pr op osition. It has univer s al applica tion, and we alr eady k now how to do it. All that stands in our wa y is a grea ter a war eness of the opportunity and the politicalwill to mak e it happen. 与某些科学家鼓吹的“地球工程”不同，重建土壤碳储存是一种零风险、低成本方案。重建土壤碳储存具有全球普适应用，而且我们已经知道如何这样做。唯一阻碍我们实现的障碍，是缺乏对这种机会的更好认识以及实现这种机会的政治意愿。 Soil truly is the skin of the earth—the frontier between geology and biolog y . 土壤真实是地球的皮肤 -- 是地质学与生物学之间的前沿。 – Professor David R. Montgomery 大卫 · R · 蒙哥马利教授 （美国华盛顿大学地球与宇宙科学教授，地貌学科学家） REFERENCES 参考文献 : 1 Harrould-Kolieb, Ellycia, Matthew Huelsenbeck, and Virginia Selz. Ocean Acidification: The Untold Stories. Rep. Oceana, 2010. 3. 2 Lal, Rattan. Crop Residues and Soil Carbon. Rep. Food and Agriculture Organization of the United Nations. 3 Jones, Christine. “SOS: Save Our Soils.” Interview by Tracy Frisch. Acres USA Mar. 2015. Web. 9 Apr. 2015. 4 Lal, Rattan. “Managing Soils and Ecosystems for Mitigating Anthropogenic Carbon Emissions and Advancing Global Food Security.” BioScience 60.9 (2010): 708-21. Oxford Journals. Web. 9 Apr. 2015. 708. 5 Ibid. 6 IPCC, 2013: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change . Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. 12. 7 Lal, Rattan. “Managing Soils and Ecosystems for Mitigating Anthropogenic Carbon Emissionsand Advancing Global Food Security.” BioScience 60.9 (2010): 708-21. Oxford Journals. Web. 9 Apr. 2015. 709. 8 Dilkes, Nigel B., David L. Jones, and John Farrar. “Temporal Dynamics of Carbon Partitioning and Rhizodeposition in Wheat.” Plant Physiology 134.2 (2004): 706–715. PMC. Web. 9 Apr. 2015. 9 Jones, Christine. “SOS: Save Our Soils.” Interview by Tracy Frisch. Acres USA Mar. 2015: n. pag. Web. 9 Apr. 2015. 10 Azeez, Gundula. Soil Carbon and Organic Farming. Rep. Soil Association, 2009. 6. 11 Tyler J Lark et al. “Cropland expansion outpaces agricultural and biofuel policies in the United States.” 2015 Environ. Res. Lett. 10 044003. 12 Land-based Adaptation and Resilience: Powered by Nature. Rep. Bonn: UNCCD. 4. 13 Grubinger, Vern. “Soil Microbiology: A Primer.” University of Vermont Extension. University of Vermont, Nov. 2004. Web. 9 Apr. 2015. 14 Lal, R. (Producer). Carbon Sequestration and Climate Change. . (2012, 5/1/15). Retrieved from http:/ presenter.cfaes.ohio-state.edu/link/Ratan_Lal_5-7-12_-_ Flash_(Large)_-_20120507_03.37.06PM.html
科学通报，2015,60（6）:598-606 发表我组在弘毅生态农场的科学发现：有机耕作模式可将农田有碳排放逆转为碳吸收。这一发现与国际上最新观点（如 Ronnie Cummins 为代表的学者） 不谋而合，所不同的是，老外还停留在理论推导方面，我们的实验已经成功实践了9年，科学通报报道的是我们的部分实验成果。我们提出耕地固碳的观点最早是在2009年，那个时候尚属于理论推导方面。值得庆幸的是，即使在有机农田碳吸收理论推导方面，中国人也与比美国人领先几年！ Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland Haitao Liu • Jing Li • Xiao Li • Yanhai Zheng • Sufei Feng • Gaoming Jiang Received: 17 February 2014 / Accepted: 23 August 2014 / Published online: 7 January 2015 Science China Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015 Abstract Burning crop residues and excessive use of chemical fertilizers results in an enormous waste of biological resources, which further weakens the potential capacity of the agro-ecosystem as a carbon sink. To explore the potential of farmlands acting as a carbon sink without yield losses, we conducted an experiment on a temperate eco-farm in eastern rural China. Crop residues were applied to cattle feed, and the composted cattle manure was returned to cropland with a winter wheat and maize rotation. Four different proportions of fertilizers were designed: 100 % cattle manure, 100 % mineral nitrogen, 75 % cattle manure plus 25 % mineral nitrogen, and 50 % cattle manure plus 50 % mineral nitrogen. Crop yield and greenhouse gas (GHG) emissions were carefully calculated according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories 2006. Our results showed that replacing chemical fertilizer with organic manure significantly decreased the emission of GHGs. Yields of wheat and corn also increased as the soil fertility was improved by the application of cattle manure. Totally replacing chemical fertilizer with organic manure decreased GHG emissions, which reversed the agriculture ecosystem from a carbon source (?2.7 t CO2-eq. hm-2 year-1) to a carbon sink (-8.8 t CO2-eq. hm-2 year-1). Our findings provide useful insights for improving agricultural ecosystems under global change scenarios. Keywords Crop residue Chemical fertilizer Cattle manure Crop yield Greenhouse gas emissions Climate change 以有机肥替代化肥可减少温带农田温室气体排放量 刘海涛, 李静, 李霄, 郑延海, 冯素飞, 蒋高明 燃烧秸秆和过量使用化肥导致大量生物质能源浪费, 进而削弱了农业生态系统固碳能力. 为了保证农田生态系统的固碳潜力和粮食产量, 本研究组在中国东部温带 农村设计了一个生态农场, 将玉米秸秆粉碎后饲养肉牛, 然后将牛粪腐熟后施入冬小麦-夏玉米轮作农田中. 设计了4种不同的有机肥和无机肥配施比例: 100%有 机肥、100%化肥、75%有机肥+25%化肥以及50%有机肥+50%化肥. 根据政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2006年的方法, 计算了温室气体排放量. 结果表明, 用有机肥替代化肥可显著减少温带农田温室气体排放量，其固碳潜力达8.8吨/公顷/年. 与此同时, 施用有机肥还增加了土壤肥力, 进而提高了小麦和玉米产量. 有机肥全部替代化肥后, 农田变 为典型的碳库; 而全部施用化肥, 农田则为典型碳源. 该研究可为提高农业生态系统应对气候变化提供科学依据. 有机生态农业与传统放牧养殖业地下储碳：逆转全球温暖 (2014-10-05 22:14:00) 本文链接：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4bb17e9d0102v2so.html 转载 ▼ 标签： 财经 ipcc 二氧化碳 温室气体 气候变化 分类： 批判转基因技术 罗尼 · 卡敏思《地下储碳：逆转全球温暖》对当代二氧化碳等温室气体上升、全球温暖、气候变化、国际社会应对战略与路线图不可行与无效的症结所在一系列问题内在联系进行了系统论述，同时提出有效可行有机生态循环（再生）农业解决方案，是译者见到过综述这些问题的最佳著作，值得所有人研读。 造成地球大气二氧化碳上升到目前 398 ppm 水平首位原因：全球化学密集与能源密集、转基因作物、工业化食用农作物农场与养殖场作业产生全球温室气体排放的 35% ，主要由工业化农业驱动的森林砍伐产生另外 20% ，合计 55% 。现代化农业造成农业土壤中原先封存的碳的 25-70% （数万亿吨）被释放到大气。 “ 我们在这个系统中目前观察到的生物质生产率有能力在全球 11% 以内可耕地上捕获的二氧化碳足以抵消目前所有人为的二氧化碳排放。全世界范围任何时段处于休耕状态的耕地超过该量的两倍。” 有机生态农业与传统放牧养殖业地下储碳：逆转全球温暖 The Carbon Underground: Reversing Global Warming 翻译：陈一文（ cheniwan@cei.gov.cn ） 中国灾害防御协会灾害史专业委员会顾问 《转基因技术与人类安全》研究者、 80 年代前全国青联委员 转载自（美国）《有机消费者协会》网站 http://www.organicconsumers.org/articles/article_30945.cfm By Ronnie Cummins Director, Organic Consumers Association 作者：罗尼 · 卡敏思 （美国）有机消费者协会主任 译者的话 罗尼 · 卡敏思《地下储碳：逆转全球温暖》对当代二氧化碳等温室气体上升、全球温暖、气候变化、国际社会应对战略与路线图不可行与无效的症结所在一系列问题内在联系进行了系统论述，同时提出有效可行有机生态循环（再生）农业解决方案，是译者见到过综述这些问题的最佳著作，值得所有人研读。 “全球温暖、气候变化”是大气二氧化碳等温室气体上升到目前 398 ppm 水平的恶果。 人类经济活动中造成大气二氧化碳等温室气体上升的首位原因是什么？ 这个问题决定着国际社会应对“全球温暖、气候变化”的战略、路线图，但是更重要决定这样的战略与路线图的有效性，决定着国际社会目前的希望逆转“全球温暖、气候变化”的努力能否取得成效。 世界气象组织与联合国环境规划署 1988 年建立的 《政府间气候变化专门委员会》（ IPCC ）为代表的国际社会的主流认识片面强调公用事业、工业、交通和住房燃料消耗是造成大气过量温室气体的主要原因。 然而，目前最为乐观的气候运动学者也不得不承认今后几十年期间大气二氧化碳含量达到顶点稳定下来前极为可能达到 450 ppm 水平。而且，令人遗憾的是，国际社会当前气候运动至今未能够提供如何从 450 ppm 水平下降到比较安全 350 ppm 水平的任何真实可行的战略。 即便美国、中国、印度、巴西、印尼、欧盟与其他国家今后 20 年期间某时停止他们所有的温室气体排放，大气温室气体依然处于危险水平（二氧化碳 450 ppm 或者更多，以及其他的温室气体），继续逐渐融化两极冰盖、亚马孙等原始森林继续砍伐、造成更加灾难性的暴风雨、洪水与旱灾，毁坏农业生产能力。 严峻的现实情况是，即便在减少单位 GDP 化石燃料消耗方面做出极大的努力，而且努力提高可再生能源在整个能源结构中的比例，中国、印度、巴西等发展中国家今后几十年内二氧化碳等温室气体排放总量不可避免将继续增加。 结论一：国际社会目前应对与解决 应对“全球温暖、气候变化”的战略与路线图自欺欺人不解决问题！ 这篇文章揭示： -- 造成地球大气二氧化碳上升到目前 398 ppm 水平首位原因：全球化学密集与能源密集、转基因作物、工业化食用农作物农场与养殖场作业产生全球温室气体排放的 35% ，主要由工业化农业驱动的森林砍伐产生另外 20% ，合计 55% 。 -- 现代化农业造成农业土壤中原先封存的碳的 25-70% （数万亿吨）被释放到大气。 “ 我们在这个系统中目前观察到的生物质生产率有能力在全球 11% 以内可耕地上捕获的二氧化碳足以抵消目前所有人为的二氧化碳排放。全世界范围任何时段处于休耕状态的耕地超过该量的两倍。” -- 全球范围内 ...... 土壤中储存的碳量为植被中储存的碳量的三倍，为大气中储存的碳量的两倍。 -- 太阳照射到根部深入土壤的草时发生什么事？用阳光作为催化剂，植物吸收大气二氧化碳，分裂和释放氧气，合成液态糖类。这些糖类的一部分，供应和构建我们看得见的植物地上部分，但是合成的这些糖类的大约 20%-40% 被传输到地下，经由根部析出进入土壤， 喂养根际土壤微生物细菌与真菌，向植物提供疾病防御、微量矿物质、使植物摄取其根自己无法摄取的营养成分。这些液态碳现在进入微生物生态系统，成为细菌与真菌身体一部分，并进一步被土壤其他微生物吃掉。曾经是一个问题的大气这部分碳现在成为土壤碳的一部分，成为重大一系列问题的解决方案，同时增加土地的肥力，而且增加土地储存水的容量。 反刍动物加入系统中时，更为有效。每次小牛或羊吃掉草的某些叶片，为重新平衡其“根冠比”，植物总要弃掉其根须的一部分。被弃掉的这些根须被蚯蚓、线虫与微生物吃掉，它们则进一步被土壤消耗掉，并由此对土壤添加更多的碳。土壤就是这样生成的。 -- 全球粮食种植与养殖实现一场革命足以使大气二氧化碳回到 350 ppm 水平，措施：关闭工厂化农场种植、抵制转基因食品、抵制工厂化养殖场肉类与动物产品，将集约化养殖场动物放回到土地上放牧；巨大规模转基因大豆和棕榈油种植园与工业化木材砍伐业必须终止；保护热带森林，种植数千亿树木。 -- 终止能源密集、化学密集与转基因作物种植工业化食品与养殖体系，它们不仅损毁公共健康、虐待动物、污染水、造成草地和牧场过度放牧、将小规模家庭农户从农田上赶走，毁坏生物多样性，同时将数十亿二氧化碳、甲烷、氮氧化合物与黑烟排放到大气中。终止毁坏了地球大量封存碳的自然能力将巨量化肥与农药倾倒在大规模耕作工业化农业、压实和侵蚀的土地。 结论二：有机生态再生（循环）农业不是可选可不选的替代性的农业方式，而是保障全球人类持续安全、健康、生存与繁衍农业可持续发展的唯一道路！ 结论三：“化学农业、转基因农业”、大规模工业化密集养殖更不是可选可不选的代替下生产方式，而是犯罪故意摧毁全球人类持续安全、健康、生存与繁衍基本条件的邪恶歪道！ “如果人类希望保留文明得以发展、适应生命的地球相似的星球，古气候的证据与持续气候变化提议有必要将二氧化碳（ CO 2 ）从目前的水平 至少降低到 350 ppm ” -- 詹姆斯 · 汉森博士（ Dr. James Hansen ） 逆转全球温暖 詹姆斯 · 汉森博士（ Dr. James Hansen ），一位领先的气候学家， 2008 年发出为保存地球上的生命我们必须使地球大气二氧化碳降低到 350 ppm 警告以来，人类为实现这样的目标仅做了很少的事。 已经越来越过迟。如果我们确实要保留适合于生命的地球，我们，全球基层的民众，必须比仅仅减缓全球变暖做更多的事。 我们必须逆转全球变暖的过程。 怎么做？ 提示 1 号：这样做没有用：仅仅礼貌要求失控的企业和政治家们请停止摧毁这个星球。 提示 2 号：这样更没有用：将人类生存与气候稳定性的希望寄希望与高技术、未经证实的危险的“解决方案”，例如转基因技术、地球物理工程，或者烧煤厂碳排放的碳捕集与封存技术。 提示 3 号：这也没有用：天真认为全球普通消费者，能够为了防止大气温室气体超过二氧化碳 450 ppm 临界点发展到不可逆转灾难点，就很快（或者足够快）放弃他们的汽车、乘飞机旅行、空调、中央取暖以及基于化石燃料饮食与生活方式。 我们可以使用人类已经掌握的“工具” -- 再生性有机农场、有机牧场与土地生态使用 -- 能够将数十亿吨过量二氧化碳在土壤中封存起来逆转气候变化。 通过动员巨大规模的农民、牧场主、园丁、消费者、气候活动人士和环保人士绿色兵团，我们可以开始将庞大量碳安全地送回到地下封存的历史性任务，我们可以实现这样的改变世界过渡。 世界范围数千农民、牧场养殖户与研究者正在演示的那样，通过减少二氧化碳、甲烷、氮氧化物与黑烟等温室气体排放以及显著加强数十亿公顷农田、闲置土地与森林植物的光合作用（植物、树木与草将大气二氧化碳移除通过植物根部储存到土壤中），我们可以储存足够的二氧化碳使气候稳定下来。 将碳移到土壤中 我们讨论的是动员全球基层民众，不是作为被动的观察者，而是作为积极的参与者、生产者与自觉的消费者，巨大规模实施与推进经过试验验证的低技术有益实践，将大气中巨量碳储存到土壤中。 这些传统的、再生性的作业方式包括无耕有机农场、有计划的碳循环放牧（牧场）、有机废料堆肥、覆盖作物、种植树林、保留与恢复森林、湿地、河岸地区、草原、泥炭沼泽，与生物多样性。 如阔特尼 · 怀特（ Courtney White ），新近出版的《草、土壤、希望》（ Grass, Soil, Hope ）的作者，强调的那样： “光秃秃的、退化的、耕的，或者种植单一作物的土地如果能够恢复到健康状态，进行正常作用的碳、水、矿物质与营养成分循环，以及全年覆盖多样性的有深根的绿色植物，那么能够添加储存到土壤中的大气二氧化碳潜在量很大。 “全球范围内 ...... 土壤中储存的碳量为地上植被储存碳量的三倍，为大气中储存碳量的两倍。由于地球土地三分之二是草原，通过更好的治理实践，即便小规模，能够储存于土壤的二氧化碳量也能够造成巨大的影响。” 知名食品问题作者，迈克尔 · 波兰（ Michael Pollan ），在他对怀特书的介绍中对植物光合作用以及再生农业的益处精细解释： “考虑一下太阳照射到根深入土壤的草时发生什么事？用阳光作为催化剂，植物吸收大气的二氧化碳，分裂和释放氧气，合成液态糖类。 “合成的这些糖类的一部分，供应和构建我们看得见的植物地上部分，但是合成的这些糖类的大约 20%-40% 被传输到地下，经由根部析出输入土壤。 “植物的根将这些糖类喂养给土壤微生物细菌与真菌，他们在根际土壤生长，作为交换它们向植物提供不同的服务：疾病防御、微量矿物质、使植物摄取其根自己无法摄取的营养成分。这些液态碳现在进入微生物生态系统，成为细菌与真菌身体的一部分，它们则进一步被土壤食物网络中的其他微生物吃掉。 “现在，曾经成为问题的大气碳这部分碳现在成为土壤碳的一部分，不仅成为单独一个问题的解决方案，而是成为重大一系列问题的解决方案。 “怀特说，草原恰当治理时，每英亩土壤除了收集储存大气中大量的碳，这个过程同时增加土地的肥力，而且增加土地储存水的容量。这意味着向我们提供更多更好的食物 ...... “将大气中的碳返回到土壤中的过程，在反刍动物加入系统中时，更为有效。每次小牛或羊吃掉草的某些叶片，为重新平衡其“根冠比”，植物总要弃掉其根须的一部分。被弃掉的这些根须被蚯蚓、线虫与微生物吃掉，它们则进一步被土壤消化掉，由此对土壤添加更多的碳。土壤就是这样生成的：从深部一直到地面。” 太迟前必须醒悟。 如果你对工业化食用农作物农场、养殖场与不可持续森林作业对全球温暖的巨大影响不熟悉的话，也不熟悉通过再生性土地使用的天然碳储存的话，请看一看联合国贸易发展委员会（ UNCTAD ） 2013 年发表的称为《在过迟之前醒悟》（ Wake Up Before It's Too Late ）的综合性研究报告：化学密集与能源密集、转基因作物、工业化农作物农场与养殖场作业产生全球温室其他污染的 35% ，而森林砍伐，往往由工业化农业驱动，产生另外 20% ，合计 55% 。 如果你需要更多的好消息来抵消关于气候危机典型负面混沌信息的话，请读一下罗德学院（ 2014 Rodale Institute ） 2014 年对于再生性有机作业的研究报告。 请参看： http://thecarbonunderground.org 鉴于原先封存在农业土壤中的数千亿吨碳现在成为覆盖大气层烘烤着地球的温二氧化碳，我们生死攸关的任务就是尽快将从前代“遗产继承”这巨量的二氧化碳（现在相当于增加了 50 ppm 二氧化碳， 20 年后可能剧增为 100 ppm ，进入过了不可挽回危险区状态）转回到地下。将如此巨量二氧化储存到地下将为我们赢得足够时间减少化石燃料 80-90% 以至更多来逆转全球温暖。 工厂化养殖场与和工业化农业必须关闭 将数千亿吨二氧化碳搬回地下逆转全球温暖当然不是简单事。然而全球粮食种植与养殖的一场革命足以让大气二氧化碳返回 350 ppm 水平：这样一场革命包括关闭工厂化农场种植、抵制转基因食品、抵制工厂化养殖场肉类与动物产品，让集约化养殖场动物放回到原本属于它们的土地上放牧。 气候康复意味着巨大规模转基因大豆和棕榈油种植园与工业化木材砍伐业必须终止。这不仅意味着保护热带森林，还意味着在森林被砍伐的城市和农村地区重新种植和培育数千亿当地树木。 逆转全球温暖意味着终止能源密集、化学密集、转基因的工业化食品与养殖体系，它们不仅损毁公共健康、虐待动物、污染水、造成草地和牧场过度放牧、将小规模家庭农户从农田上赶走，毁坏生物多样性，同时将数十亿吨二氧化碳、甲烷、氮氧化合物与黑烟排放到大气中。 逆转气候变化也意味着必须终止工业化农业继续将数十万磅化肥与农药倾倒在过量耕作、压实和侵蚀的土地 -- 正是这样的作业毁坏了地球大量封存碳的自然能力。 一位世界领先的专家拉坦 · 莱博士（ Dr. Rattan Lal ）强调，这些不可持续的农场、牧场和土地使用操作，已经造成农业土壤中封存的碳的 25-70% （数万亿吨）被释放到大气。 作为地球表层土壤这种脱碳与破坏的恶果，地球上近四分之一可耕种土地实际处于休耕状态。 但是，如同新墨西哥大学戴维 · 约翰森博士（ Dr. David Johnson ）一项科学研究通过实践再生性有机作业为 Sandia Labs 实验室显示的那样， “ 我们在这个系统中目前观察到的生物质生产率有能力在全球可耕地 11% 以内土地上捕获足够的二氧化碳（每英亩捕获 50 吨二氧化碳）来抵消人为的全部二氧化碳排放。而且，全世界范围任何时段实际处于休耕状态的耕地达到 22% ，超过该量的两倍。”（《土壤将挽救我们》（ The Soil Will Save Us ），克莉丝汀 · 奥赫勒森（ Kristin Ohlsen ），第 233 页） 如同令人尊敬作者克莉丝汀 · 奥赫勒森（ Kristin Ohlson ）在电话中对约翰森博士（ Dr. Johnson ）谈到这个惊人断言时说的那样：“你不怕这样说吗？你不担心这样说让石油和天然气公司摆脱责任吗 ? 不担心这样说让焚烧森林的人以及大量排放碳所有的人解除责任吗？你不怕吗？” 奥赫勒森（ Ohlson ）接着说：“我想在电话里我能感觉到约翰森博士耸了耸肩。” 约翰森博士（ Dr. Johnson ）回答：“我没有看到地平线上任何事情能够动摇这种方法的有效性。我们不可能更快减少我们的二氧化碳排放，因为我们过于依赖石油和天然气，而且世界其他地方还要求学我们的生活方式。整个想法是现在能做什么，全世界都来做，能够对减少大气二氧化碳产生重大影响。”（《土壤将挽救我们》（ The Soil Will Save Us ），第 233-234 页。） 通过强制标识，通过市场压力与公共政策变化，如果能够使工业化农业与转基因食品被边缘化；如果化石燃料所有方面的消耗稳定减少，而且再生性有机农业实践在全球投入行动，集中于对地球已经退化与目前休耕的 22% 的土壤这样做，我们就能够将我们目前每年排放的二氧化碳排放量（ 350 亿吨）封存到地下。 小农户能够让地球降温。 全世界 25 亿小规模当地农户与农村目前用世界可耕地的 25% 生产全球 70% 的食物。 这些称之为“生存的农民”，一直为维持生存而努力的农民，现在发现气候变化、稳定扩展的转基因作物与工业化农业，以及称之为“自由贸易”的协议，使他们的耕作与生存更为困难。 但是这同一些小农户、牧场主，牧民和森林居民，因为他们，在大部分情况下，保留种子和动物放牧等传统的知识和实践，对采用更强大的再生性有机实践比较开放。而且当然，这些再生性、气候友好、低技术土地治理技术也将提高产量、减少农村穷困、保留水分、改进土壤健康，而且防止土壤侵蚀。一项又一项研究表明小型的农业生态农场单位产量显著优于大规模工业化农场，并同时封存碳。 气候变化、荒漠化与世界饥饿问题的解决方案真正掌握在世界 25 亿小农户的手中，但仅仅能够在这些小农户获得觉悟了的消费者与社会活动家的支持，而且在全球范围上推动公共政策、市场与土地使用方式的改革，才能够实现。如果我们不能集中关注经济正义与土地使用方式的改革，这不可能实现。投资与公共资金，当地资金到国际资金，必须从制造大量温室气体的工业化农场与浸透化学农药的转基因作物转向有益小规模可持续性农民与消费者的再生性有机农业技术。 必须终止工业化国家与跨国公司策划的掠夺土地与“自由贸易”协议。 无法返回的临界点 美国与全球气候运动急切需要更为复杂性（与国际性的）的战略，而不是仅仅施压政治家、公司、银行家与白宫推动关闭烧煤电厂、停止地下裂解页岩气开采与沥青砂管道开采。我们需要的是一种整体性零排放 / 最大化封存策略，不仅激励美国的，而且激励全球数亿小规模农户与觉悟的消费者。 尽管数以百万计受误导和 / 或糊里糊涂的美国人仍在否认，关键性范围的政治界也开始明白，全球变暖和气候混乱对人类的生存构成严重的威胁。他们所缺乏的是，对于全球变暖实际根源的连贯性的和令人醒悟的理解，以及我们每个人、集体地与全球范围应当如何做才能够使我们脱离我们目前险境的一项实际可行的路线图。 了解情况的气候研究中心之间剩余的唯一显著分歧是，在二氧化碳水平达到 400 ppm （ 485 ppm ，如果包括甲烷、氮氧化合物、氯氟烃和黑烟的话）而且继续上升情况下，人类还有多长时间生存时间。当前的共识似乎是我们还有 15 - 25 年才能达到气候变化不可逆转气候灾难的“临界点”。 错误的解决方案。有缺陷的策略 www.350.org 领导的美国气候行动运动，在抗议煤、石油与天然气产业方面做了很好的工作。这个引人注目的运动推广了这样的观念：必须大幅削减化石燃料的消耗（减少 80-90% ），用可再生形式能源取代，主张个人与机构必须脱离化石燃料工业，确保 75% 的化石燃料资源留在地下。 但是 www.350.org 改变全球温暖路线图的战略战略组件存在严重缺陷。 首先， www.350.org 依赖于过于简单化了的官方统计数据（政府间气候变化专门委员会 --IPCC ），他们强调公用事业、工业、交通和住房燃料消耗是造成大气过量温室气体的主要原因，未能考虑工业化食物、养殖与农作物种植系统（生产、运输、加工、废料与土地使用）以及它们对于森林砍伐与土壤封存二氧化碳能力的影响，是造成温室气体排放的领先原因。 我们的气候功能失调在很大程度上是我们的食物是如何生产与如何吃的结果。 即便最为乐观的气候运动活动家也不得不承认：大气二氧化碳含量达到顶点稳定下来前今后几十年期间极为可能达到 450 ppm 的水平。令人遗憾的是，当前的气候运动至今未能够提供我们如何从 450 ppm 的水平下降到比较安全的 350 ppm 水平的任何真正可行的战略。 即便美国、中国、印度、巴西、印尼、欧盟与其他国家今后 20 年期间某时停止所有的温室气体排放，我们大气的水平依然处于危险水平（ 450 ppm 或者更多二氧化碳以及其他的温室气体），这将造成两级的冰盖继续逐渐融化、继续烧掉亚马孙原始森林、造成更加灾难性的暴风雨、洪水与旱灾，毁坏农业生产能力。 这不仅仅是一种基本的误差分析和想象方面的失败。这是一种“ 悲观与灭亡 ” 公式，留给我们很少生存希望或根本没有生存希望。 我们，再生性有机运动的成员，邀请你自我教育了解再生性有机及其自然碳封存方面的好消息。呼请大家参加帮助我们将气候运动、有机运动、动物权利、家庭农场与自然保护运动联合成为推动转换和再生的强大力量。 呼吁大家 9 月 21 日参加在纽约举行的人民气候游行，或那天各地许多当地活动，以及即将来临的美国与国际性会议，与我们和著名作者范大娜 · 席瓦（ Vandana Shiva ）在“烹饪有机食物而不是烘烤地球”（ Cook Organic, not the Planet ）的横幅下团结起来。 时间已经晚了。但是我们依然有时间扭转局面，通过终止碳罪犯与地球毁坏者，并且尽快转向有能力逆转全球温暖的再生性农业种植、放牧养殖与土地使用系统。 罗尼 · 卡敏思（ Ronnie Cummins ）是美国《有机消费者协会》（ Organic Consumers Association ）及其墨西哥相关组织《通过有机》（ Via Organica ）的国际主任。 参考资料： 习近平：人民身体健康是全面建成小康社会的重要 内 涵 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4bb17e9d0102e9bo.html 氧含量降是比 CO2 升对人类健康生存更为严重恶果 ( 上 ) http://blog.sina.com.cn/s/blog_4bb17e9d0102v296.html 氧含量降是比 CO2 升对人类 健康生存更为严重恶果 ( 下 ) http://blog.sina.com.cn/s/blog_4bb17e9d0102v293.html 对人类大规模经济活动、能源短缺、大气污染、全球温室效应、水污染与缺水问题交织在一起的开放式复杂巨 系 统问题以及能源结构调整对其影响必须做整体综合性分 析 http://www.sea3000.net/cheniwan/oxygendepletion/yangzhonghe10_0.php 对传统能源以及新型替代能源进行综合分析科学评价的十八项评价指 标 http://sea3000.net/cheniwan/energy-environment/18zhibiao19_0.php 耕地变黑可储存巨量温室气体 蒋高明 本文于2009年2月25日发表于《中外对话》(伦敦) 由温室气体升高引起的全球变暖已成为不争的事实，如何有效地减少以CO2为主的温室气体排放是摆在世界各国面前极为重要的任务。在CO2排放方面，中国是仅次于美国的世界第二大国，并将很快取代美国成为第一排放大国。当前人们普通采用的碳减排措施，主要包括在技术上提高能源利用效率，减少碳“源”；人工造林等增加生物碳“汇”；促进元素循环以“减汇增源”，并把大部分碳“埋葬”在地下。但在具体实践上，前两者需要花费昂贵的代价，而后者，即在元素循环过程中增加土壤碳汇可能是个前景看好的出路。 地球上的碳以海洋中最多，达34.5万亿吨；陆地(植物、动物、湿地、土壤)次之，约24万亿吨，大气最小约0.7万亿吨。在人类剧烈活动的陆地表面上，土壤是地球重要的碳库。全球土壤碳库为1.4~2.2万亿吨，是大气碳库的2~3倍。理论上讲，大气中的碳全部埋在土壤里也能够装得下。但是，土壤碳库的作用是双重的，完全取决于人类的土地利用方式，如将高有机碳含量的森林与草原土壤开垦为农田，以及农田耕作中仅施加化肥忽视有机肥，都会将土壤碳库由“汇”变成“源”。相反，如果农业措施得当，使土壤有机碳维持在较高的含量水平，则农业土壤可固定巨大的碳。目前人类挖出来的化石碳也是埋葬在地下的，只不过埋深更深而已。除生物措施外，解决碳的去向出路似应在地下，这个地下不是各种矿坑，而是地表土壤，包括成熟的森林、草原、沼泽、高寒草甸、甚至农田土壤在内。 土壤碳库主要储存有机碳，它们来自动植物、微生物残体、排泄物、分泌物等，上述成分分解后以土壤腐殖质形式存在，相对稳定。遗憾的是，世界上许多国家长期以来由于仅用地而不养地，土壤有机质下降严重。世界三大黑土区之一的中国黑土区，土壤退化就使其固定的碳向环境净释放。中国黑土地总面积3523万公顷，分布在黑龙江、吉林、辽宁省和内蒙古自治区境内。黑土地解决了中国超过10%以上人口的吃饭问题，然而其代价也是沉重的。中国科学院和黑龙江省有关科研机构研究数据表明，东北地区坡耕地黑土层厚度已从60~70年前的80~100厘米减少到现在的20~30厘米，土壤有机质含量由12％下降到1~2%，85%的黑土地处于养分亏缺状态。黑龙江省黑土层流失厚度每年达到0.6~1厘米；吉林省30厘米以下薄层黑土面积已占黑土总面积的42%。 中国有18亿亩农田，平均容重1.2吨/立方米，若将土壤有机质含量提高1%的话，从相当于土壤从空气中净吸收了306亿吨CO2。即使我们利用30年的时间来完成这个增长过程，每年也约有10亿吨的CO2被固定在土壤里中。目前中国经济活动排放的净CO2约为70亿吨，至2015年将超过100亿吨。从上面的分析可以看出，每年依靠土壤捕获碳的量是巨大的，且技术上也相对容易操作。 中国农田土壤经过数千年的耕作，土壤有机碳严重偏低，与同类型土壤进行对比，我国耕地土壤有机碳含量尚不及欧洲土壤的一半，因此可提升的潜力很大。从目前中国耕地有机质含量来看，水田土壤大多在 1~3%，而旱地土壤有机质含量小于1% 的就占 31.2%。尽管有人乐观地估计，中国近20年来，中国53~59%农田的土壤有机碳含量呈增长趋势, 30~31%呈下降趋势, 10%基本持平，中国耕地有机碳贮量总体增加了3.11～4.01 亿吨，但我们依然认为中国土壤碳库的潜力远远没有发挥出来。农民大量焚烧秸秆，就将作物固定的碳当年还给了大气。 增加耕地有机质可显著地固定大气中的碳，那么如何来实施呢？我们提出的思路是，在人类收获粮食的同时，快速将秸秆收集、处理并储藏起来，为食草动物储备“粮食”；将动物粪便中的能量通过沼气池，提取出来供应农户需要，减少农户与工业和城市争夺化石能源；沼渣、沼液中作为优质肥料还田，替代全国至少一半的化肥以减少温室气体排放；逐步增加土壤有机质。 增加土壤有机碳含量，将耕地变“黑”，而不是像现在这样覆盖农膜使其变“白”，不仅可以固碳减排，还可改良土壤结构，增加土壤保水保肥能力，增强土壤抗蚀抗旱性能，提高作物产量，改善作物品质。大量试验表明：每增加0.1个百分点的土壤有机质含量就可释放600~800公斤/公顷的粮食生产潜力。因此，培育土壤碳库是节约能源、减少污染、培肥土壤的一举多得的措施。 为了实现上述耕地固碳目标，我们建议：一要大力发展秸秆畜牧业，增加有机肥、开辟乡村新能源，减少化肥使用并固碳；二要通过市场消费将农产品在价格上拉开，将中国耕地的5~10%培育成告别化肥、农药、添加剂、除草剂的永久固碳型有机农业，在这类土地上生产安全放心的粮食、肉、蛋、奶和蔬菜，增加的价格靠城市市民的自觉消费，来为农民增收和土壤固碳“买单”；三是利用农业有机弃废物还田，并辅以免耕等保护性耕作技术，减轻土壤有机质分解，促进土壤有机质增加；四是利用充分挖掘传统农业文化，大力发展“稻鸭互作”、“稻鱼互作”、“禽粮互作”型生态农业；五是在政策上鼓励耕地固碳，全球碳贸易应当考虑农田固碳贡献。 Storing carbon in the fields 已有 2095 次阅读 2009-2-27 00:52 | 个人分类: 环保呐喊 | 系统分类: 观点评述 推荐到群组 Jiang Gaoming Published in Chinadialogue (London) on February 25, 2009 http://www.chinadialogue.net/article/show/single/en/2786-Storing-carbon-in-the-fields Reducing carbon emissions doesn’t have to be a high-cost, high-technology operation, writes Jiang Gaoming. Simple solutions can be found in China’s farmland. “Increasing the soil’s organic carbon content will not only fix carbon and reduce emissions, it will also improve the soil’s ability to retain water and nutrients and to resist pests and droughts” Reducing emissions of greenhouse gases, mainly carbon dioxide, is a crucial task. Current measures include using technology to improve energy efficiency, planting forests to store carbon and promoting nutrient recycling so that carbon dioxide can be used to enrich the soil. The first two techniques are far more costly than nutrient recycling. Storing 34,500 billion tonnes of carbon dioxide, the oceans are the world’s biggest carbon sink. On land there are about 24,000 billion tonnes of carbon in vegetation, animals, wetlands and the soil. There are at least 700 billion tonnes in the atmosphere. Of the land-based carbon, soil is the most important sink: it holds between 1,400 and 2,200 billion tones: two to three times the amount held in the atmosphere. In theory, all of the planet’s atmospheric carbon could be stored in the land, but the soil’s storage capacity depends on how it is used. If forests and grasslands, where the soil is rich in organic carbon, are turned into fields and those fields are treated with chemical rather than organic fertilise the soil will become a source of carbon rather than a store. Appropriate farming techniques can maintain high levels of carbon in the soil, and agricultural land can fix huge quantities of carbon. Carbon can also be found in surface soil in forests, grasslands, marshes, high-altitude wetlands and even farmland. Carbon storage in the soil mainly means fixing organic carbon from animals, microorganisms and dung. All of these break down to form humus, which is relatively stable. Unfortunately, many countries have a long history of using land, rather than managing it, which has caused the organic content of the soil to deplete. China’s northeast is one of the world’s most fertile regions, but soil degradation, which covers an area of 350,000 square kilometres, has released a lot of carbon dioxide into the environment. The region feeds over onetenth of China’s population, but at a high price. Data from the Chinese Academy of Sciences and research institutions in Heilongjiang province, northeastern China, show that in the last six or seven decades, the depth of fertile soil in the northeast has dropped from between 80 to 100 centimetres to 20 to 30 centimetres. Organic soil content has been reduced from 12% to 1% or 2%, and 85% of the soil lacks nutrients. In Heilongjiang province, 0.6 to 1 centimetre of soil is lost every year and in northeast China’s Jilin province, 42% of the land has only 30 centimetres or less of soil coverage. There are 1.2 million square kilometres of farmland in China, with an average carbon storage capacity of 1.2 tonnes per square metre. Raising organic soil content by 1% would be the equivalent of absorbing 30.6 billion tonnes of carbon dioxide from the atmosphere. Even if this were to take three decades, one billion tonnes of carbon could be fixed in the soil each year. China’s net annual carbon emissions arising from economic activity are currently around seven billion tonnes, and this is likely to rise to over 10 billion tonnes by 2015. Thus, there is a huge potential for carbon sequestration in the soil, with easy-to-implement technology. China’s farmland has been worked for millennia and organic content tends to be low; less than half that of similar soil types in Europe. This means there is a greater potential for improvement. Soil in Chinese paddy fields has organic content of 1% to 3%, while 31% of dry fields have less than 1%. Optimistic estimates state that organic content is increasing in 53% to 59% of China’s fields, decreasing in 30% to 31% of the fields and remaining stable in 10%. This suggests an increase of 311 to 401 million tonnes of stored carbon. However, there is huge, and as yet unrealised, potential for carbon storage in China’s soil. Making use of unwanted straw, rather than burning it off every year, would prevent the carbon fixed in crops from being emitted into the atmosphere. It is clear that increasing the organic content of farmland can significantly reduce atmospheric carbon, but how can we achieve this? I propose that straw is collected at the same time that grain crops are harvested, before being processed and stored in order to provide fodder for livestock. The energy stored in the dung produced by livestock can be used in rural households for methane electricity generation. This would also serve to reduce competition for fossil fuels between rural and urban areas. The waste products of this process are highquality fertilisers that can be returned to the fields, thus reducing the emissions incurred in manufacturing chemical fertilisers and increasing the organic content of the soil. Increasing the soil’s organic content will not only fix carbon and reduce emissions, it will also improve the soil’s ability to retain water and nutrients and resist pests and droughts. The result will be larger and higherquality harvests. Tests show that every 0.1% rise in organic soil content increases potential grain production by between 600 kilograms and 800 kilograms per hectare. Carbon sequestration in the soil will bring about multiple benefits: saving energy, reducing pollution and increasing soil fertility. In order to achieve these aims, China should develop a strawfed livestock industry, increasing the use of organic fertiliser and encouraging new rural energy sources while reducing the use of chemical fertiliser and fixed carbon in the soil. China should differentiate the prices of agricultural products for different buyers in order to help 5% to 10% of China’s farmland become organic and free of chemical fertilisers, pesticides, additives or herbicides. Urban residents should pay a premium for organic grain, meat, eggs, milk and vegetables, increasing rural incomes and funding further carbon sequestration. China should promote the use of organic waste as fertiliser, farming without tilling and the decay of organic material in the soil. Full use should be made of traditional agricultural techniques that combine raising ducks and fish with rice farming, or poultry with grain cultivation. Finally, policy support should also be given to carbon sequestration in soil, so that it can ultimately become part of the global carbon-trading system. Jiang Gaoming is a professor at the Chinese Academy of Sciences' Institute of Botany. He is also vice secretary-general of China Society of Biological Conservation and board member of China Environmental Culture Promotion Association. He is known for his concepts of urban vegetation and allowing damaged ecosystems to recover naturally.
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