它就在我们脚下。我们在生活中几乎没有注意到，但它却是地球所有生态系统中最大的碳库。这一殊荣既不是授予森林，也不是授予大气，而是授予我们的土壤。地下两米处约有2.4万亿吨碳，是大气中的三倍。

在我们这个气候破坏的时代，土壤惊人的碳储存能力有很多值得学习的地方。虽然土壤本身无法大幅降低大气中的温室气体浓度，但它们仍然可以通过将大量碳储存在地下以及通过恢复退化土地来发挥重要作用。如今，许多农业实践正在帮助将更多的碳捕获在地下。就是这样。

碳如何进入土壤

这一切都始于光合作用，此时植物将大气中的二氧化碳(CO2)吸收到叶绿体中，叶绿体是充满叶绿素的小细胞器。然后，CO2在太阳能的帮助下与水分子(H2O)结合，产生碳水化合物(即富含碳的分子)和氧气(O2)。植物捕获的部分碳直接通过新根和现有根进入土壤。

当植物落叶或农作物残留物留在田间时，碳也会进入土壤。这层富含碳的枯叶会分解，最终成为土壤的有机物。白蚁等动物也可以加速这一过程。

一些地区和生态系统的土壤碳储量非常高。地球最北端的地区就是这种情况，那里的永久冻土中保存着大量的碳，但这些地区现在正受到全球变暖的威胁。在热带生态系统，特别是雨林中也发现了大量的种群。

森林、湿地和永久牧场等富含碳的生态系统面临的主要挑战是维持这些资源。为了应对这一挑战，我们必须停止砍伐森林和将生态系统转变为农田。当森林或湿地变成农田时，土壤中平均有25%的碳(有时甚至更多)流失。尽管如此，某些农业实践仍然可以在土壤中固存额外的碳。标准化这些做法是2015年COP21上发起的“千分之四”倡议的目标之一。

增加土壤碳储量的农业实践有哪些?

有很多方法可以帮助增加农业土壤中的碳储量——从农林业到中间覆盖再到有机土壤富集——但三种解决方案比其他解决方案出现得更频繁：

免耕或有限耕作，涉及在不事先耕耘或耕耘整个田地的情况下播种农作物。该技术减少了土壤侵蚀，由于土壤氧合最少而减缓了有机物的分解，并保护了土壤的生物多样性(特别是蠕虫)。

永久土壤覆盖：这是田间残留的作物残体的覆盖物，或者是不同作物之间的活植物覆盖物。这种覆盖物可以保护土壤免受侵蚀，特别是水侵蚀，并捕获碳，同时有利于土壤野生动物(细菌、真菌、蚯蚓等)。

通过轮作或间作实现作物多样化。作物更加多样化意味着生物侵害物和植物病害的发生更少，并且耕地的生产力提高，特别是由于先前作物的影响。例如，轮作豆类作物(如豌豆、菜豆、花生、蚕豆或紫花苜蓿)会锁住空气中的氮并将其释放到土壤中，从而有利于下一茬作物的生长。农作物生产力的提高有助于在土地上保留更多的碳。因此，更多的碳随后进入土壤，特别是通过作物根部。

这些做法形成了所谓的“保护性农业”，结合起来，它们在增加土壤碳储量方面带来了真正的好处——但只有在一起使用时。例如，免耕农业在某些情况下有效，但在其他情况下则不然。科学界迟迟没有意识到这一点，因为最初的研究主要集中在免耕土壤的前几厘米，实际上这些土壤确实显示出更高的碳含量。但有时，与耕作土壤相比，土壤较深层的碳含量较少，而耕作土壤在20或30厘米深处的碳含量往往相对均匀。因此，在某些情况下，免耕做法可以有效地在土壤剖面上重新分配碳，但不一定带来净增加。

介绍每1,000人中有4人的倡议。

最近在撒哈拉以南非洲进行的研究表明，只有将保护性农业的三项原则结合起来，我们才有希望显着增加土壤碳储量。

津巴布韦和柬埔寨的结果

为了了解结合这三种做法的好处，我们进行长期实验至关重要。平均需要五到十年才能检测到土壤碳储量的任何显着变化。

十四年前，在柬埔寨，法国国际发展农业研究中心(CIRAD)和柬埔寨农业部开始对木薯系统进行测试。该作物在该国种植面积近70万公顷，主要用于出口以生产动物饲料面粉。

通过结合使用免耕和直播、永久土壤覆盖和植物覆盖以及玉米轮作，我们能够观察到土壤碳的显着增加。在40厘米深处，每年每公顷的排放量约为0.7至0.8吨。该地区炎热、潮湿的气候促进了永久性土壤覆盖和高产植物覆盖，包括种植玉米的土地上木薯和玉米作物之间的豆科植物(豇豆和豇豆)和草(小米)。

结果，由于光合作用，碳可以全年储存，同时发育出非常深的根系，增加了远低于初始土壤层的碳储量。土壤中额外的碳储存将持续下去，直到系统达到新的平衡。该计划将进行数十年的试验，以确定其长期可行性。一旦达到平衡，挑战将是通过维持土壤管理的最佳实践来保护这些碳储量。

这些组合做法也在津巴布韦进行了测试，该国有七个月的旱季和五个月的雨季。为此，我们参与了国际玉米和小麦改良中心的研究人员十年前在主要作物为玉米的低投入农业系统中开展的一项试验。我们的实验是在耕地和免耕田中进行的，有或没有玉米作物残留物(覆盖物)，以及使用或不使用豆类作物豇豆进行轮作。

结果再次表明，单独使用免耕做法几乎没有什么好处，甚至表明与耕作相比，土壤碳略有损失。发生这种情况是因为耕作时土壤变得高度压实，限制了根系的发育。此外，土壤吸收雨水的能力较差，最终会形成径流。因此，玉米在这些系统中的发育要少得多，导致通过根部转移到土壤中的碳减少，从而导致土壤碳损失。

另一方面，使用上一季覆盖物以及轮作的免耕田的碳储量有所增加，但这种影响仅限于地表[E3]。然而，观察到碳储量的净增加，因为结果表明较低深度的碳没有减少。

什么可能阻碍这些实践的发展?

尽管他们做出了承诺，但这些做法并不总是那么容易实施。例如，津巴布韦的农业基于低投入、混合种植业和畜牧业系统，几乎不需要矿物肥料和很少或不需要机械。收获时节，人们只用手摘下玉米穗，留下玉米秆留在地里。然后，这些茎在旱季用来喂养牲畜，牛在森林和公共区域度过雨季后，会被带到田野里放牧。

因此，玉米残留物是否应该用来喂养牲畜或覆盖土壤存在一个两难的问题。一些农民竖起围栏，防止牲畜在旱季吃掉它们，但这种方法是有成本的。其他人收集残留物，将其存放在远离动物的地方，然后在雨季收集覆盖物。所有这些都需要大量的组织、时间和精力，而且还必须找到牲畜饲料的替代来源。

在这些地区和其他地方，农民的兴趣不仅在于土壤固碳及其对缓解气候破坏的好处。它们还对土壤肥力和由此产生的作物生产力产生积极影响，这是通过降低侵蚀风险和提高养分利用率来实现的，并且可以改善水源保护。总之，这些都是至关重要的好处，通常是南半球农民的优先考虑事项，他们是受气候破坏影响最严重的群体之一。

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