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再生农业有利于土壤健康。但是,其缓解气候变化的潜力是否有限?

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,PA制备释放鸡拖车负载到牧场首次。佐伊·谢弗/ Unsplash

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1100亿吨温室气体缺口在2050年的预期排放量和控制全球变暖所需的排放量之间低于2摄氏度一些值得注意的报告提出了一系列缓解方案。我们的”世界资源报告:创造可持续的粮食未来,由世界银行和联合国联合发布22个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政策制定者餐饮公司农民. 倡导者们宣称三方共赢:减缓气候变化;增加农民的利润;增强应对气候变化的能力。我们认为,被归类为再生农业的做法可以改善土壤健康,产生一些宝贵的环境效益,但不太可能实现大规模减排。

在这里,我们解释人们称之为再生农业的做法,检查他们缓解气候变化的潜力,并评估他们在其他农业缓解方案中的地位。

一。什么是再生农业?

尽管再生农业没有一个普遍的定义,但这个术语经常被用来描述通过恢复土壤的有机碳来促进土壤健康的做法。世界土壤的碳储量是大气的几倍,是自然的“碳汇”,但在全球范围内,由于自然景观向农田转化和过度放牧等因素,土壤碳储量一直在下降。再生实践的一个目标是利用植物从大气中吸收的一些碳来帮助恢复土壤碳。

再生农业下分组做法包括免耕农业 - 那里的农民避免翻耕土壤,而是钻种子放入土壤 - 和使用覆盖作物,其种植的植物覆盖土壤农民丰收的主要农作物后的。其他做法包括多种作物轮作,如种植三个或三个以上的作物在旋转了好几年,并与放牧轮作作物。有时,包括减少化肥和农药使用的任何做法被认为是再生农业。

倡导者们宣称三方共赢:减缓气候变化;增加农民的利润;增强应对气候变化的能力。

2.执行再生的农业实践产生的环境效益?

它是广泛同意大多数再生农业的做法是好的土壤健康还有其他的环境效益。直到减少了土壤侵蚀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。

3.怎么样的再生农业实践,以减缓气候变化的潜力?

背后再生做法思想为减缓气候变化的策略是除去空气中的二氧化碳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:

  • 不确定的好处: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,有一个积极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,绝大多数实行免耕的农民也至少每隔几年翻一次土,倒车大多数,如果不是全部,任何短期的碳储存的好处。
  • 错误的碳核算:碳必须加入到土壤中,增加土壤中的碳,而这最终碳必须来自从空气中吸收二氧化碳的植物。但是,如果碳的直接来源,否则会被储存或用于其他地方,它只是从一个地方移动到另一个碳,实现无排放进一步降低。从一个特定的农场土壤固碳碳效益计算往往忽略非农效应产生的排放别处。例如,粪便充满了碳和植物本来吸收的营养和动物吃掉。出于这个原因,增加粪便的场增加它施加土壤碳。但因为粪便在世界供应有限,用它在一个地方,几乎总是意味着从其他地方把它,所以不需要额外的碳被添加到世界上土壤的整体。农作物残留物的全球供应也有限。If residues used as animal feed (which is common in Africa) are used to increase soil carbon on a farm, farmers may need to expand cropland into forests or grasslands to replace the animal feed, releasing carbon stored in these natural ecosystems’ soils and plants. Converting cropland to grazing can build soil carbon, and might be advisable where cropping is marginal. But if the crops replaced by grazing are ultimately are grown elsewhere by cutting down forests or grasslands, it can result in a net increase in greenhouse gas emissions. This same need to replace food elsewhere exists if regenerative practices减少牲畜或农作物的产量在给定的土地面积(和许多实践的研究,到目前为止已经出混合的产量的影响)。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。
在三种情况下图显示了土壤固碳策略
  • 对于需要大量的氮:上存储土壤碳另一个限制是需要的氮,它通常是在肥料的形式。对于碳留在土壤中超过一个很短的时间,科学家们普遍同意它必须被转换成微生物有机物。这需要每12吨的碳螯合的周围1吨氮气(除了使用并去除生长的氮)。施加更多的氮,以农业用地增加土壤碳将是有问题的,通过肥料或固氮豆类是否加入。只有一些附加的氮可能会被捕获并转化为土壤有机碳;多少会逃进河流,哪里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。
  • 缩放在数百万英亩的:根据最近的一项研究,在美国每年种植的农田中,85%的覆盖作物的使用可能会被隔离1亿吨每年的二氧化碳排放量。这一史无前例的成就将抵消美国18%的农业生产排放和1.5%的总排放。然而,尽管覆盖作物在美国的使用范围不断扩大,但它们仍占美国耕地的不到4%,面临着广泛采用的障碍例如在冬季开始前建立它们的成本和有限的时间。考虑到覆盖作物在改善土壤健康、减少氮污染和创造气候效益方面的潜力,应积极推广覆盖作物,但其获得土壤碳的现实潜力目前尚不确定。

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。最近的一篇论文,例如,估计,如果世界上所有的农用地封存0.5吨碳的每年每公顷,这将达到约每年碳储量2.5亿吨,每年抵消全球温室气体排放量的20%。另一个声称它可以绘制下来万亿吨二氧化碳进入农业土壤-超过土壤碳流失总量的量从农业开始。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,土壤自然储存了大量的碳,这一过程背后的科学认识仍在不断涌现。如果未来的研究发现新的固碳方法或显著改变我们对现有方法的理解,我们的结论将会改变。手腕研究论文详细说明政策制定者可以采取哪些行动来加速此类研究。

四。我们现在能做些什么来缓解粮食和农业部门的气候变化?

幸运的是,还有很多其他的方式在农业温室气体排放遏制。世界资源研究所鉴定组织成五道菜的菜单22个解决方案:减少对粮食和其他农产品需求的增长;增加粮食生产不扩大农业用地;保护和恢复自然生态系统;持续增加鱼类供应;和减少温室气体排放的农业生产(与土壤固碳的作用有限并用于从牛,肥料,肥料,水稻种植和能源使用减少排放更大的作用)。

这些解决方案中的许多已经准备好进行扩展,并为农民、消费者、粮食安全和环境带来共同利益。当政府试图重建经济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关闭农业排放差距,并有助于一个可持续粮食未来。

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