我们如何利用碳来应对气候变化

Image of trees in a forest, one of the world's natural carbon sinks.
'What if we could take a tree's perspective and see the extra CO2 as a resource we can work with?'Image: Unsplash/Matt Artz
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  • 专家塞巴斯蒂安·考克斯认为,从树木的视角看待气候变化,或许有助于我们更好地理解它。

  • 例如,我们将CO2视为可以加以利用的资源,而非完全负面的存在,这样做将使我们受益。

  • 本文探讨了我们如何以再生的方式介入碳循环以应对气候变化。

  • 考克斯认为,设计师在这一问题上具有重大影响力,因为他们“塑造着我们的建成环境与物质文化的运作方式”。

对树木而言,人为气候变化是一把双刃剑。如果它们具备理性思维,它们肯定会乐于享受大气中增加的CO2,因为这会增加它们的质量。

木材是由CO2合成的碳水化合物;与哺乳动物不同,植物在富含碳的大气中生长得更好,哺乳动物则在每次呼吸中氧气浓度更高时表现更佳。

一些树木可能正发现温带气候的升温超出了它们偏好的条件,这对它们来说当然是非常坏的消息。但若沿着树木有感知能力的设想来看,我们那些类似树人的朋友本应足够明智,意识到人类发现煤炭挽救了数百万英亩温带森林,因为我们的主要能源来源已从耗费土地的木材转向埋藏的化石能源。

“如果我们能以树木的视角来看待,将多出的CO2视为可以加以利用的资源,又会怎样?”

当然,热带森林和野生荒地如今正遭受发达世界永不满足的胃口之苦。这幅图景既复杂又混乱,正如人类的所有努力似乎都是如此,但从树木的视角来看待它,或许有助于我们更好地理解它。

全球变暖威胁着地球上的生命,但将所有责任都归咎于大气中的二氧化碳,是对我们问题的狭隘看法。我们确实需要停止燃烧本应留在地下的燃料,并应纠正我们在天空和海洋中造成的碳失衡,但碳本身并非罪魁祸首。相反,它是一种被我们对进步的渴求放错了位置的物质。

我们也需要转向不耗费土地的可再生能源。技术能够解答我们的能源需求,但减少碳失衡的解决方案,则需要通过研究自然循环与系统并与之协作来寻找。

一个好办法是尝试从生物或生态系统的视角来看待我们的问题:如果我们能以树木的视角来看待,将多出的CO2视为可以加以利用的资源,又会怎样?

“来自光合作用而非化石的碳,应尽可能构成我们所使用和购买之物的基本材料。”

毕竟,碳对生命至关重要。我们由碳构成,值得记住的是,若没有温室效应这一奇迹,我们的星球将处于约零下18摄氏度。我们已打破了自然循环的平衡,但该循环的每个环节对于地球上生命这一奇迹而言仍然重要。

我相信,如果我们从两个方面看待碳,它就能成为再生未来的盟友。首先,来自光合作用而非化石的碳,应尽可能构成我们所使用和购买之物的基本材料。如果我们在重新种植所用植物的同时,利用木材等光合作用合成的碳水化合物来重构我们的建成环境与物质环境,我们便能以再生的方式介入碳循环。

森林砍伐与林业之间存在一个重要区别:只要土地仍为林地或森林,伐木就不等同于森林砍伐。但将清理后的土地转为农业用地则是。

当然,这种物质文化的转变还需要同时摆脱混凝土和钢材等高排放材料,以实现脱碳。如今正在建造的大型木结构建筑表明,这是可以实现的。

在自然环境中,木材腐烂或在森林火灾中燃烧时,碳会被释放出来。这使碳得以循环,供其他植被吸收。

“我们的建筑是以大型木结构形式储存碳的完美仓库。”

出于人类希望居住在干燥温暖空间的幸运巧合,人类创造了室内环境,在其中,干燥的植物材料(如树木的木材或亚麻的亚麻布)可以在室内得以保存而不腐烂,从而将其所含的碳保留数百年。

与此同时,我们的建筑——本世纪我们还需要建造更多——以大型木结构的形式,是储存碳的完美仓库。只要森林或作物能够再生,每一轮新的循环都会吸收碳,而前一季作物的碳则储存在该建筑之中。

这应为再生式生存奠定良好基础,但仅凭它无法解决问题。为通过固碳来平衡二氧化碳账目,我们需要建造的建筑数量极为庞大,这使建筑与制造业的作用仅成为解决方案中一个虽小却非常重要的组成部分。

重要的是要理解,地球表层碳的95%溶解于海洋之中。当我们排放了原本埋藏于地下的碳时,海洋便与天空达成平衡,吸收了这些碳。当我们超越净零排放,开始从大气中去除碳时,海洋将继续保持平衡,把多余的碳释放回天空。

“过量碳的影响远不止于地球变暖。”

正因如此,即便怀着最强烈的负碳意图,也需要数百年时间,才能使大气碳恢复到工业化前的水平。我们仍必须努力重新平衡碳循环,因为一个失衡的自然循环会在其他方面造成损害。

过量碳的影响远不止于地球变暖。它还会使我们的海洋酸化。因此,在每一个机会中将碳作为资源加以利用,是我们设计师必须为自己设定的任务。

纠正碳循环这一历时数百年的历程看似暗淡无光,但这里依然存在希望,同样以植物的形式出现。这引出了我对碳作为盟友的第二种看法:它是使地球降温的水文系统的基础。

事实上,对全球气温施加最大影响、且含量最丰富的温室气体是水蒸气,而非二氧化碳。水循环对地球热力学效应的贡献达95%,而二氧化碳的影响仅为4%。要解决全球变暖这一生存威胁,我们也应着眼于水循环,以使地球降温。

那么,我们究竟如何能够控制大气中的水分运动?这可以通过一个称为蒸腾作用的过程来实现,即水分通过植被的运动。水在植物中输送时,会利用太阳能,在蒸腾过程中产生降温效应,其原理与人体汗液使我们降温完全相同。

蒸腾一克水大约需要590卡路里的能量。谈论的若是升计的水,那便是大量的卡路里。你想必注意到,在炎热的日子里,林地是一处凉爽的去处。我们能在陆地上保持的水越多,植被就越能定居并进行蒸腾,我们的星球也就变得越凉爽。

你可能还注意到,即使在干旱期间,邻近的田地已变得干燥,健康的林地土壤仍可能保持湿润。由于土壤碳具有复杂的吸湿结构,土壤中每多一克碳,便可额外保持八克水。

“将碳和水同时锁定于土壤与植物之中,这一双重收益应当成为每位设计师首要考虑的问题。”

通过在健康土壤中种植植物,我们在土壤中积累的碳越多,土壤所能保持的水分就越多,从而带来更多的蒸腾作用,并最终产生更多降雨。有趣的是,雨林中的降雨是由树木的存在所引起的,而非相反。反过来的情形也可能成立:若砍去森林,降雨也随之消失,这将开启一段走向沙漠的历程。

要增加有助于降温的蒸腾作用,我们当然应当在每一个机会中增加植被覆盖,并采用不会使土壤退化的方法。将碳和水同时锁定于土壤与植物之中的双重收益,应当成为每位设计师首要考虑的问题。

我们还应对这些核心问题形成细致入微的理解。在翻耕的土地上种植单一玉米、并以化学品培育,无助于将水分或碳保持在陆地上。原生林地、重新野化的土地以及永久性草地则可以做到。

沃尔特·耶内是一位土壤微生物学家和气候科学家,也是再生农业领域的重要倡导者。他认为,我们需要将地球退化土地的4%恢复为健康森林,才能通过水循环迅速且安全地恢复气温。鉴于我们已使地球陆地表面的50%退化,这似乎是可以实现的。

如果我们理解水文系统赋予我们对地球温度最大的潜在影响力,那么我们如何利用土地便是应对气候紧急状况时最重要的考量。我们需要吸收碳,并停止对其非自然的释放,但我们也需要植被化和再生,以使水循环并实现降温。

作为设计师,我们比普通大众拥有更大的影响力,因为我们塑造并影响着我们建成环境与物质文化的运作方式。我们应更好地理解我们所用材料的来源栖息地,并围绕解决我们生存问题的方案来塑造我们的物质世界。

设计界应当引领物质世界进入一个大规模再绿化和地球降温的强烈时期,并应从寻找方法着手,将我们天空中多余的碳转化为可用于使地球再生的资源。

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