如何有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放是极为重要的任务。当前人们普遍采用的碳减排措施,主要包括在技术上提高能源利用效率,减少碳“源”;人工造林增加生物碳“汇”;促进元素循环以“减源增汇”,并把大部分碳“埋葬”在地下。但前两者需花费昂贵的代价,而后者,即在元素循环过程中增加土壤碳汇可能是个前景看 好的出路。

　　地球上的碳以海洋(海面、深海、海洋沉积物)中最多,达39.28万亿吨;陆地(植物、土壤)约1.96万亿吨,大气约0.775万亿吨。

　　在人类剧烈活动的陆地表面,土壤是地球重要的碳库。全球土壤碳库为1.4—2.2万亿吨,是大气碳库的2—3倍。理论上讲,大气中的碳可以全埋在土壤里。但土壤碳库的作用是双重的,完全取决于人类的土地利用方式,如将高有机碳含量的森林与草原土壤开垦为农田,以及农田耕作中仅施加化肥忽视有机肥,都会将土壤碳库由“汇”变成“源”。相反,如果农业措施得当,使土壤有机碳维持在较高的含量水平,则农业土壤可固定巨大的碳。目前人类挖出来的化石碳也是埋葬在地下的,只不过埋得更深而已。除生物措施外,解决碳的去向出路似应在地下,这个地下不是各种矿坑,而是地表土壤,包括成熟的森林、草原、沼泽、高寒草甸,甚至农田土壤在内。

　　土壤碳库主要储存有机碳,它们来自动植物、微生物残体、排泄物、分泌物等,上述成分分解后以土壤腐殖质形式存在,相对稳定。遗憾的是,世界上许多国家长期以来由于仅用地而不养地,土壤有机质下降严重。世界三大黑土区之一的中国黑土区,土壤退化使其固定的碳向环境净释放。中国黑土地总面积3523万公顷,分布在黑龙江、吉林、辽宁省和内蒙古自治区境内。黑土地解决了中国超过10%以上人口的吃饭问题,然而其代价也是沉重的。中国科学院和黑龙江省有关科研机构的研究数据表明,东北地区坡耕地黑土层厚度已从 60—70 年前的80—100 厘米减少到现在的20—30厘米,土壤有机质含量由12%下降到1%—2%,85%的黑土地处于养分亏缺状态。黑龙江省黑土层流失厚度每年达到0.6—1厘米;吉林省30厘米以下薄层黑土面积已占黑土总面积的42%。

　　中国有18亿亩农田,平均容重1.2吨/立方米,若将土壤有机质含量提高1%的话,相当于土壤从空气中净吸收了306亿吨二氧化碳。即使我们利用30年的时间来完成这个增长过程,每年也约有10亿吨的二氧化碳被固定在土壤中。目前中国经济活动排放的净二氧化碳约为70亿吨,至2015年将超过100亿吨。从上面的分析可以看出,每年依靠土壤捕获碳的量是巨大的,技术上也容易操作。

　　中国农田土壤经过数千年的耕作,土壤有机碳严重偏低,与同类型土壤进行对比,中国耕地土壤有机碳含量尚不及欧洲土壤的一半,因此可提升的潜力很大。从目前中国耕地有机质含量来看,水田土壤大多在1%—3%,而旱地土壤有机质含量小于1%的就占31.2%。尽管有人乐观地估计,近20年来,中国53%—59%的农田土壤有机碳含量呈增长趋势,30%—31%呈下降趋势,10%基本持平,中国耕地有机碳贮量总体增加了3.11-4.01亿吨,但我们依然认为中国土壤碳库的潜力远远没有发挥出来。农民大量焚烧秸秆,就将作物固定的碳当年还给了大气。

　　增加耕地有机质可显著地固定大气中的碳,那么如何来实施呢?我们提出的思路是,在人类收获粮食的同时,快速将秸秆收集、处理并储藏起来,为食草动物储备“粮食”;将动物粪便中的能量通过沼气池,提取出来供应农户需要,减少农户与工业和城市争夺化石能源;沼渣、沼液作为优质肥料还田,替代全国至少一半的化肥以减少温室气体排放;逐步增加土壤有机质。

　　大量试验表明:每增加0.1个百分点的土壤有机质含量就可释放600—800公斤/公顷的粮食生产潜力。因此,培育土壤碳库是节约能源、减少污染、培肥土壤的一举多得的措施。

　　为了实现上述耕地固碳目标,我们建议:一要大力发展秸秆畜牧业,增加有机肥、开辟乡村新能源,减少化肥使用并固碳;二要通过市场消费将农产品在价格上拉开,将中国耕地的5%~10%培育成告别化肥、农药、添加剂、除草剂的永久固碳型有机农业,在这类土地上生产安全放心的粮食、肉、蛋、奶和蔬菜,增加的价格靠城市市民的自觉消费,来为农民增收和土壤固碳“买单”;三是利用农业有机弃废物还田,并辅以免耕等保护性耕作技术,减轻土壤有机质分解,促进土壤有机质增加;四是利用充分挖掘传统农业文化,大力发展“稻鸭互作”、“稻鱼互作”、“禽粮互作”型生态农业；五是在政策上鼓励耕地固碳，全球碳贸易应当考虑农田固碳贡献。