“十四五”時(shí)期,我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)入了以降碳為重點(diǎn)戰(zhàn)略方向、推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善由量變到質(zhì)變的關(guān)鍵時(shí)期。如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),一個(gè)重要方面在于提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力,有效發(fā)揮森林、草原、濕地、海洋、土壤的固碳作用,提升碳匯增量。能夠起到碳匯的不只是森林、海洋、濕地和草地,土壤也能碳匯!
土壤咋碳匯呢?土壤里存儲(chǔ)的碳最初都來(lái)源于大氣。植物先通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì),然后有機(jī)質(zhì)里的碳通過(guò)根系分泌物、死根系或者殘枝落葉的形式進(jìn)入土壤,并在土壤中微生物的作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)存儲(chǔ)在土壤中,形成土壤碳匯。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是土壤可以通過(guò)植物從大氣中吸收、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)二氧化碳。
“落紅不是無(wú)情物,化作春泥更護(hù)花”——龔自珍《乙亥雜詩(shī)》形象地說(shuō)明了從植物體到有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)存到土壤之中的過(guò)程。
需要注意的是,土壤碳庫(kù)和碳匯不是一個(gè)概念:土壤碳庫(kù)是土壤中碳的存儲(chǔ)量,土壤碳匯相當(dāng)于碳存儲(chǔ)的一個(gè)過(guò)程。土壤碳庫(kù)通常包括地上生物量、地下生物量、枯落物和土壤有機(jī)質(zhì)碳庫(kù),其單位為質(zhì)量單位。土壤有機(jī)碳庫(kù)是指全球土壤中有機(jī)碳的總量。
其實(shí)土壤既可能是碳匯,也可能是碳源。
在碳的生物地球化學(xué)循環(huán)中,大氣中的CO2被植物吸收后,通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)變成有機(jī)物質(zhì),然后通過(guò)生物呼吸作用和細(xì)菌分解作用又將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)換為二氧化碳進(jìn)入大氣。土壤具有生命力,也會(huì)呼吸,即土壤中存在的大量微生物和植物根系都能夠通過(guò)呼吸作用排出CO2,淹水稻田還會(huì)排放CH4氣體等。當(dāng)土壤系統(tǒng)從大氣中新吸收的碳大于土壤系統(tǒng)本身消耗的碳,此時(shí)土壤是一個(gè)碳匯;而當(dāng)土壤系統(tǒng)中釋放的碳大于吸收的碳時(shí),土壤就是碳源。如將有機(jī)碳含量高的森林與草原土壤開(kāi)墾為農(nóng)田,或者植被的破壞,以及農(nóng)田的耕作、施肥等管理措施不當(dāng),都會(huì)造成土壤有機(jī)碳含量下降,使土壤成為主要的二氧化碳排放源。
有研究表明,土壤有機(jī)碳庫(kù)約占整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的2/3,約為植物碳庫(kù)的3倍,大氣碳庫(kù)的2倍。根據(jù)《第二次氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告》中的數(shù)據(jù),中國(guó)土壤碳庫(kù)的儲(chǔ)量約為1029.6億噸!可見(jiàn),土壤碳庫(kù)的微小變化都會(huì)引起大氣CO2濃度的較大變化,土壤對(duì)碳儲(chǔ)存發(fā)揮極其重要的作用!
我國(guó)目前農(nóng)作水平較低,農(nóng)田固碳減排也存在巨大潛力。中國(guó)農(nóng)田有20.23億畝耕地,土壤有機(jī)碳庫(kù)尤其主要農(nóng)業(yè)區(qū)表層土壤有機(jī)碳庫(kù)比較貧乏,根據(jù)最近的《2019年全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)情況公報(bào)》,全國(guó)耕地質(zhì)量平均等級(jí)4.76等,中低等級(jí)耕地占2/3以上,耕地質(zhì)量不高、耕作層變淺、土地退化的趨勢(shì)尚未得到有效抑制。全國(guó)耕地平均有機(jī)碳含量低于世界平均值的30%以上,低于歐洲50%以上。據(jù)美國(guó)著名土壤學(xué)家Lal研究,美國(guó)農(nóng)田土壤固碳潛力每年在7500噸C-2.08萬(wàn)噸C之間,我國(guó)農(nóng)田土壤固碳潛力在2200萬(wàn)噸C-3700萬(wàn)噸C之間。未來(lái)50年,如果實(shí)施有效的農(nóng)田管理措施(包括有機(jī)肥應(yīng)用、秸稈還田、保護(hù)性耕作)對(duì)土壤固碳的貢獻(xiàn)率約為30%-36%(相當(dāng)?shù)窒I(yè)溫室氣體排放3.4%-19%)。可見(jiàn),只要技術(shù)合理,農(nóng)田固碳減排潛力巨大。