GCB丨氧化亚氮的排放能否抵消土壤有机碳储存带来的好处?

论文内容

研究背景：

土壤作为全球碳循环关键组成部分的作用现已得到科学界和政策制定者的认可(Obersteiner等人，2018;Smith et al, 2016)。土壤目前是陆地生物圈中最大的有机碳储存库，深度为1米，储量为1500 - 2400 Pg C，但从未被大规模利用来封存碳。然而，含有最大土壤有机碳(SOC)储量的生态系统是未经管理的(包括北方森林、永久冻土和湿地)，而只有来自受管理生态系统的土壤，特别是农业土壤，才能被管理以增加SOC储量(即碳固存)。农业也是减少甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)排放的关键目标部门。然而，很少有国家将农业纳入其国家自主贡献(国家政府自愿提出的路线图，作为《巴黎协定》的一部分，以表达其减少温室气体排放的努力，因为可能与粮食生产进行权衡，并且可实现的潜力存在不确定性。

研究内容：

我们评估了可存储的有机碳量以及由此产生的N2O排放变化，以更好地估计这些管理方案的气候效益。基于从已发表的荟萃分析中获得的定量数据和我们目前的理解水平，我们得出结论，如果不考虑相关的N2O排放，那么由有机碳储存增加引起的气候缓解通常被高估了，但除了减少耕作外，这些排放从未被完全抵消。一些选择(如生物炭或非热原C修正应用)甚至可以减少N2O排放。

研究结论：

总的来说，我们在这里收集的荟萃分析(图2)表明，除了减少耕作外，增加的N2O排放不足以使有机碳封存策略实现的温室气体减排潜力失效。一些封存策略(如生物炭或非热原性有机改性应用)甚至可能通过减少N2O排放而产生双赢的局面，尽管实验证据仍然不足。这种减少一氧化二氮排放的做法受到越来越多的关注，在不久的将来，通过增加有机碳来减少N2O排放可能会出现一些双赢的做法。例如，已知的生物炭应用可以改善有机碳储，也可能通过降低不稳定氮的有效性、氮循环酶活性和硝化/反硝化速率而减少N2O排放。此外，这里审查的备选办法的经济影响和大规模影响值得进一步评估。有些做法可能会影响作物产量或农民的收入，这取决于气候条件以及种植制度的细节和实用性。例如，保护措施，特别是免耕可能会在温带气候下略微降低作物产量，但在干燥条件下是有益。同样，在温带地区的农林复合系统中，可耕地作物的产量通常会减，但在更干旱的气候中，作物的表现会更。然而，对于农林业来说，树木生产木材、木柴、蜂蜜、水果等，这些也是农民的收入来源，并可能导致更大的总体可持续性。除了产量影响之外，一些社会文化或经济因素也会起作用，这些因素可能会阻碍碳封存做法的采用。例如，在美国，通过自然资源保护服务项目进行碳捕获的成本估计为每吨二氧化碳32-442美元，平均为183美元。碳价远高于现值(全球平均约为10美元;拉姆斯坦等人将有必要促进碳封存实践，并制定一项法规，将工业和能源排放者的资金流向农业部门。对于生物炭，除了正在进行的关于生物炭对土壤和作物的实际影响以及所涉及的机制的辩论之外，关于是否可以生产足够数量以使该方法大规模实现的问题仍然存在。此外，对碳封存措施的适当评估会引发经典的温室气体核算问题，如重复计算、系统边界设置不当和反事实情。虽然还需要进一步的研究来量化在地方到区域基础上的有机碳封存方案的潜力，但它们减缓气候变化的潜力似乎仍然很大，即使考虑到N2O排放，它们也值得在气候稳定情景中进一步考虑。将这里所审查的关于这些措施在土地系统或综合评估模型中的有效性的最新知识纳入其中，可能是评估其在全球范围内影响的主要目标。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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