在有机质土(泥炭土)中种植农作物对气候并不利。当有机质土排水并培养土壤中的有机物质时,会产生温室气体排放。据统计,在丹麦此排放量占温室气体排放总量的6%。
显而易见,减少耕作有机质土产生的排放是实现农业温室气体减排的一个选择,丹麦奥胡斯大学农业生态学教授Olesen说。
有机质土以及高地沼泽有机质含量高——主要由植物根部和其他植物残体的碎屑构成。有机质不易分解的原因是这些土壤中有较高的水含量从而限制了可用的氧气量。
在过去几个世纪中,丹麦大部分有机泥炭土已经排水并用于耕作。这些土壤一开始往往比较肥沃,但是一段时间后,土壤沉降,这些地区的地下水位通常比较高,进一步耕作又产生了问题或意味着必须再次排水。
随着时间推移,已耕作的有机质土中的碳含量会下降。今天,一些之前耕作的有机土壤已经变成矿质土,不再因有机质的分解而大量排放温室气体。
2013年丹麦有机土壤使用情况显示,大约81000公顷用于轮作,27000公顷用于永久性草地。其中67000公顷有机碳含量超过12%,这意味着这些土壤如果耕作,将产生特别大量的温室气体。
农业管理影响三种温室气体的排放:二氧化碳、一氧化二氮和甲烷。一氧化二氮在土壤中氮元素转化时产生,而有机物在缺氧环境下分解则会形成甲烷,前者是一种比二氧化碳效果强298倍的温室气体,后者则强25倍。
总排放量以二氧化碳等价物计算,在这里气候变化的效果转化为二氧化碳的影响。排干水的泥炭土壤排放二氧化碳和一氧化二氮,因为有机物在有氧情况下分解,而缺氧湿地则是甲烷排放区域。
当有机土用于耕作,土壤中的有机质就会分解,如前文所说,这将导致温室气体的排放。2013年,丹麦有机土壤二氧化碳等价物排放总量达330万吨,相当于丹麦温室气体排放总量的6%。相比之下畜禽养殖和肥料管理过程中排放的甲烷和一氧化二氮占总排放量的19%。
气候变化能从有机土壤的轮作中获得益处。在丹麦,如果土地轮作,农民能够因土地轮作而获得补偿,如果土壤有机质含量达到一定规定,则会采取粗放农业的方式。一旦土地搁置,农民将不再耕种、施肥和施用农药。
这种做法的效果如何,取决于之前土地利用情况和土壤中碳含量,以及之后水位的变化。这要求农业用地方式的改变,重建区域中高水位,并且这种改变是针对高含碳量的有机质土壤。(胡璇子编译)
《中国科学报》 (2015-12-23 第6版 科研)